JP3811492B2 - カラー受像管 - Google Patents

Description

本発明はカラー受像管に関する。

一般に、カラー受像管は、図２に示すように、略矩形状のフェースパネル３１およびこのフェースパネル３１に一体に接合されたファンネル３２からなる外囲器を有する。このフェースパネル３１の内面に、青、緑、赤にそれぞれ発光するストライプ状あるいはドット状の３色の蛍光体層からなる蛍光体スクリーン３３が略矩形状に形成されている。この蛍光体スクリーン３３に対向して、画面の略矩形状の有効表示領域に対応した略矩形状の領域内に多数の開孔（アパーチャ）が形成されたほぼ矩形状のシャドウマスク３４がフェースパネル３１の内壁に装着されている。一方、ファンネル３２のネック３５内に、３本の電子ビーム３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂを放出する電子銃３７が配設されている。電子銃３７から放出される３本の電子ビーム３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂは、ファンネル３２の外側に装着された偏向ヨーク３８が発生する水平偏向磁界及び垂直偏向磁界により偏向され、シャドウマスク３４により選別されその一部が開孔を通過して蛍光体スクリーン３３を水平方向及び垂直方向に走査することにより、カラー画像が表示される。

このカラー受像管のフェースパネル３１の内面形状は、ガラスの透過率、フェースパネル３１の外面形状、輝度の均一性、色均一性、視認性、フェースパネル３１の内面反射、偏向歪、シャドウマスク３４の曲面等を考慮して決定され、一般的には図３に示すように、管軸が通過するフェースパネル３１の内面の中心Ｐ₀に対して周辺が電子銃側に接近する方向に変位した凹型の形状を有している（例えば特許文献１参照）。

以下の説明の便宜のために、中心Ｐ₀に対するフェースパネル３１の内面の各位置での管軸と平行な方向における変位量を「落ち込み量」と呼ぶ。また、管軸と直交しフェースパネル３１の短辺と平行な方向の軸を短軸と呼び、短軸及び管軸を含む面とフェースパネル３１の有効表示領域の周縁との交点を短軸方向端と呼ぶことにする。また、管軸と直交しフェースパネル３１の長辺と平行な方向の軸を長軸と呼び、長軸及び管軸を含む面とフェースパネル３１の有効表示領域の周縁との交点を長軸方向端と呼ぶことにする。更に、矩形状の有効表示領域の対角軸及び管軸を含む面とフェースパネル３１の有効表示領域の周縁との交点を対角軸方向端と呼ぶことにする。

フェースパネル３１の有効表示領域は略矩形形状であるから、フェースパネル３１の内面の中心Ｐ₀から短軸方向端、長軸方向端、対角軸方向端までのそれぞれの距離は互いに異なる。この距離の違いに応じて、短軸方向端、長軸方向端、対角軸方向端での中心Ｐ₀に対する落ち込み量を互いに異ならせた場合、即ち、中心Ｐ₀からの距離が遠くなるほど落ち込み量を大きくした場合には、短軸、長軸、及び対角軸に沿ったフェースパネル３１の内面の落ち込み量はいずれも２次関数的に変化する。

ところが、短軸方向端、長軸方向端、対角軸方向端での中心Ｐ₀に対する落ち込み量を互いに同等にした場合には、特に対角軸に沿ったフェースパネル３１の内面の落ち込み量は２次関数的に変化せず、図４に示すように中心Ｐ₀からの距離が最も遠い対角軸方向端の近傍の領域５１において落ち込み量の変化曲線は変曲点を有することになる。

近年、フェースパネル３１の内面での外光の反射を少なくしてコントラストを向上させるために、可視光透過率が小さなティントガラスが使用されることがある。このティントガラスが使用されたフェースパネル３１（このようなフェースパネルを「ティントパネル」と呼ぶ）においては、有効表示領域内においてガラスの肉厚が異なると輝度均一性が著しく低下する。従って、ティントパネルにおいては落ち込み量の差が極力小さい方が好ましい。このため中心Ｐ₀からの距離が遠い対角軸方向端での落ち込み量を大きくすることができず、この結果、ティントパネルでは図４に示すように落ち込み量の変化曲線が変曲点を有しやすくなる。

更に、今日ではフェースパネル３１の外面は平坦化される傾向がある。従来の外面が凸曲面のフェースパネルでは有効表示領域内において中心Ｐ₀に対するガラスの肉厚の差を小さくすることは比較的容易であり、従って、ティントガラスを使用した場合の輝度均一性を確保することは比較的容易であった。ところが、この外面が凸曲面のフェースパネルと有効表示領域内での各位置での肉厚を同じにしながらフェースパネルの外面を平坦化するためには、フェースパネル内面の中心Ｐ₀に対する周辺での落ち込み量を小さくする必要がある。その結果、外面が平坦化されたフェースパネルでは図４に示すように落ち込み量の変化曲線が変曲点を有しやすくなる。

図４に示すように、フェースパネル３１の内面の落ち込み量の変化曲線が変曲点を有する場合、変曲点を有しない場合に比べて、フェースパネル３１の内面に形成される蛍光体スクリーン３３などの膜の状態が変化する。以下にこれを説明する。

一般的にカラー受像管ではフェースパネル内面に膜を形成する手段として露光・現像方式が用いられている。この方式では、回転させたフェースパネル内面に膜材料を塗布して全面に薄膜を形成し、シャドウマスクを露光マスクとして使用して露光を行い、最後に現像するというのが常である。

この露光・現像方式において塗膜を形成する際、フェースパネルの内面の落ち込み量の変化曲線が変曲点を有しない場合には、膜厚が中心から周辺にかけて徐々に変化する塗膜が得られるのに対し、変曲点を有する場合には、変曲点を境に膜厚が不規則に変化し、一般的には変曲点より周辺側で不規則に膜厚が薄い塗膜が形成されてしまう。

この膜厚の不規則な変化を、露光量を調整するなど露光系の設定変更で補正することは可能であるものの、それにも限界があり、場合によっては膜が薄すぎることによる過露光等の現象が生じ、スクリーン品位の著しい劣化を引き起こしてしまう。

具体的な例として、カラー受像管にて主に管面色向上のために塗布される黒色非発光物質であるブラックマトリクスを固着させる場合を考える。一般的にブラックマトリクスを固着するためには、フェースパネル内面へのレジスト膜の塗布、シャドウマスクを介してのマスク露光、レジスト膜現像、ブラックマトリクス塗布、レジスト現像部分除去という工程を行なう。この工程において、塗布されたレジスト膜に不規則に薄い部分が存在すると、その薄い部分では露光領域が大きくなり、その部分でのブラックマトリクスの固着量が不規則に減少する。その結果、ブラックマトリックスの非固着部分に形成される蛍光体領域の大きさ（蛍光体サイズ）が増大する。

あるいは、塗布されたレジスト膜のうち膜厚が過度に薄い部分では、レジストの過露光現象が引き起こされ、レジストの焼き付きが生じてしまい、その部分のレジストは現像されているにも関わらず最終的に除去されない。従って、レジスト上のブラックマトリックスも除去されず、その結果、望んでいない箇所にブラックマトリクスが付着し、蛍光体サイズが減少してしまう。

このように、膜厚の不規則な変化、特に膜厚が不規則に薄くなるような変化はスクリーン品位、ひいては画質の著しい低下を引き起こしてしまう。
特開昭５５−２８２６９号公報

本発明は従来のカラー受像管が有する上記問題点を解決し、フェースパネル内面の落ち込み量の変化曲線が変曲点を有する場合においても、フェースパネル内面に形成される膜の不良が低減し、良好なスクリーン品位を有するカラー受像管を提供することを目的とする。

本発明のカラー受像管は、フェースパネルと、前記フェースパネルの内面に設けられた蛍光体スクリーンと、前記蛍光体スクリーンに対向し、前記蛍光体スクリーンに入射する電子ビームを放出する電子銃と、前記蛍光体スクリーンと前記電子銃との間に配置され、画面の有効表示領域に対応したほぼ矩形状の領域内に前記電子ビームを選別するための複数個の開孔が設けられているシャドウマスクとを有する。

前記カラー受像管の管軸を含む断面において前記フェースパネルの前記内面がなす曲線を定義したとき、前記曲線が前記フェースパネルの中心から前記有効表示領域の周縁までの間に変曲点を有する断面を前記フェースパネルは少なくとも一つ備える。前記変曲点を有する前記曲線は、前記フェースパネルの中心と前記変曲点との間において前記曲線の接線と前記管軸と直交する平面とがなす角度の最大値をθＡ、前記変曲点と前記有効表示領域の周縁との間において前記曲線の接線と前記管軸と直交する平面とがなす角度の最小値をθＢとしたとき
０．６≦θＢ／θＡ＜１．０
を満足する。

本発明によれば、良好なスクリーン品位を有し、その結果、表示画像品質が良好なカラー受像管を提供できる。

本発明の上記のカラー受像管において、前記フェースパネルの外面がほぼ平坦であることが好ましい。具体的には、外面の曲率半径が１０，０００ｍｍ以上であることが好ましい。これにより、表示画面の視認性を向上させることができる。しかも、本発明によれば、フェースパネルがこのような平坦な外面を有していても、その内面に高品位の蛍光体スクリーンを形成することができる。

また、前記フェースパネルがティントガラスからなることが好ましい。これにより、外光がフェースパネルの内面で反射して視認されることによって生じるコントラストの低下を防止することができるので、表示画面の視認性を向上させることができる。しかも、本発明によれば、ティントガラスからなり、輝度均一性を確保するために肉厚変化が小さなフェースパネルであっても、その内面に高品位の蛍光体スクリーンを形成することができる。本発明において「ティントガラス」とは、厚さが１０．１６ｍｍのときの光透過率が６０％以下であるガラスをいう。

また、０．８≦θＢ／θＡ＜１．０を満足することが好ましい。これにより、一層良好なスクリーン品位を得ることができる。

以下、本発明のカラー受像管を図面を参照しながら説明する。

本発明のカラー受像管は、フェースパネルの内面形状を除いて特に限定はなく、例えば図２に示した従来のカラー受像管と同じであっても良い。従って、重複する説明を省略する。

図１（Ａ）は本発明に係るカラー受像管のフェースパネル３１の一実施形態の斜視図である。図１（Ａ）において、Ｐ₀は、フェースパネル３１の内面とカラー受像管の管軸との交点であり、フェースパネル３１の中心である。

ここで、略矩形状の有効表示領域２５の対角軸とカラー受像管の管軸とを含む平面でのフェースパネル３１の断面（以下、「対角軸方向断面」という）において、フェースパネル３１の内面がなす曲線２０に着目する。本実施形態のフェースパネル３１は、対角軸方向断面において曲線２０は、中心Ｐ₀と対角軸方向端との間に変曲点２１を有している。即ち、対角軸方向断面において、曲線２０の上の点における曲線２０の接線は、中心Ｐ₀と変曲点２１との間の範囲では曲線２０よりも電子銃とは反対側に位置し、変曲点２１と対角軸方向端との間の範囲では曲線２０よりも電子銃側に位置する。

更に、図１（Ａ）の変曲点２１の近傍部分１Ｂにおける対角軸方向断面を示した図１（Ｂ）に示すように、中心Ｐ₀と変曲点２１との間の曲線２０上の点における接線２３と管軸と直交する平面２９とがなす角度の最大値をθＡ（但し、θＡ＜９０°）とする。本実施形態では変曲点２１にて最大値θＡとなる。また、図１（Ａ）の変曲点２１よりも対角軸方向端側の部分１Ｃにおける対角軸方向断面を示した図１（Ｃ）に示すように、変曲点２１と対角軸方向端との間の曲線２０上の点における接線２３と管軸と直交する平面２９とがなす角度の最小値をθＢ（但し、θＢ＜９０°）とする。本実施形態では対角軸方向端にて最小値θＢとなる。本実施形態では、
０．６≦θＢ／θＡ＜１．０
を満足している。より好ましくは、
０．８≦θＢ／θＡ＜１．０
を満足する。なお、図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）では、フェースパネル内面の落ち込み量を示す縦軸は誇張して描かれている。

本実施形態は、フェースパネル３１の内面が上記のような形状を有するために、曲線２０が変曲点２１を有していても、この内面に塗布形成された塗膜内に、変曲点２１による不規則な膜厚変化が発生するのが防止され、その結果、良好なスクリーン品位を得ることが出来る。

これを表１を用いて説明する。表１は、θＢ／θＡを種々に変更してフェースパネル３１の内面に蛍光体スクリーンを形成したとき、得られた蛍光体スクリーンの評価をまとめて示している。

表１からわかるように、θＢ／θＡが０．６未満の場合は、蛍光体サイズのバラツキが大きくなり、蛍光体サイズは小さくなる。これは以下の理由による。背景技術の欄で述べたように、この場合には変曲点２１よりも対角軸方向端側の領域においてレジスト膜の膜厚が薄くなり、レジストの焼き付きを起こしやすくなる。その結果、レジスト焼き付きを生じた部分と生じていない部分とでブラックマトリクスの大きさが大きく異なり、蛍光体サイズのバラツキが大きくなる。また、焼き付けを起こした箇所においてはレジスト及びこの上のブラックマトリックスを除去できず、蛍光体サイズが大幅に小さくなる。よって、この場合には良好なスクリーン品位を得ることは困難である。

これに対し、θＢ／θＡが０．６以上０．８未満の場合は、蛍光体サイズは大きくなる傾向はあるものの、そのバラツキは小さい。これは以下の理由による。この場合も変曲点２１よりも対角軸方向端側の領域においてレジスト膜の膜厚が薄くなるが、レジスト膜が過露光により焼き付きを起こすほど薄くはなく、むしろレジスト露光領域が拡大し、ブラックマトリックス領域が小さくなる。その結果、蛍光体サイズは大きくなる傾向があるが、そのサイズバラツキは比較的小さくなる。蛍光体サイズのこの程度の拡大化は露光系を調整することにより補正可能である。よって、この場合には良好なスクリーン品位を得ることができる。

さらに、θＢ／θＡが０．８以上１．０未満の場合は、露光系の調整をしなくても、曲線２０が変曲点を有しない場合とほぼ同等の所望する通りの蛍光体サイズとなり、そのバラツキも非常に小さくなる。よって、この場合には、曲線２０が変曲点を有しない場合と実質的に同等の、非常に良好なスクリーン品位を得ることができる。

以上のように、θＢ／θＡが０．６以上０．８未満であれば良好なスクリーン品位を得ることができ、さらに０．８以上１．０未満であれば極めて優れたスクリーン品位を得ることができる。

上記の実施形態では、対角軸方向断面においてフェースパネル３１の内面がなす曲線２０が変曲点２１を有する場合を説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、カラー受像管の管軸を含む断面のうちの少なくとも一つの断面において、即ち、管軸及び短軸を含む断面、管軸及び長軸を含む断面、またはこれら以外の管軸を含む断面のうちの少なくとも一つ以上の断面において、フェースパネル３１の内面がなす曲線が変曲点を有していればよい。但し、該曲線が変曲点を有する場合には、その曲線について定義されるθＢ／θＡが上記の特定の数値範囲内にあることが必要である。これにより、上記の実施形態と同様に良好なスクリーン品位を得ることができる。

本発明を具体的な実施例により更に説明する。

（実施例１，比較例１）
実施例１として、本発明を対角サイズが６８ｃｍのカラー受像管に適用した例を説明する。このカラー受像管のフェースパネル３１はティントガラスからなり、その外面はほぼ平坦とした。

また、このフェースパネル３１の内面形状は、背景技術の欄で説明したように、対角軸方向端においても、中心Ｐ₀とのガラスの肉厚差が小さくなるように設定され、その結果、対角軸方向断面において、フェースパネルの内面がなす曲線２０は、中心Ｐ₀と対角軸方向端との間に変曲点２１を有していた。更に、中心Ｐ₀と変曲点２１との間の曲線２０上の点における接線と管軸と直交する平面とがなす角度の最大値θＡ＝４．００°であり、変曲点２１と対角軸方向端との間の曲線２０上の点における接線と管軸と直交する平面とがなす角度の最小値θＢ＝２．８６°であった。従って、θＢ／θＡ＝０．７１であった。管軸を含む種々の断面のうち、フェースパネル３１の内面がなす曲線が変曲点を有する断面は対角軸方向断面以外にも存在したが、いずれの断面における曲線も０．６≦θＢ／θＡ＜１．０を満足していた。θＢ／θＡの値は、これら種々の曲線のうち、上記の対角軸方向断面における曲線２０において最小であった。

このような形状の内面上に蛍光体スクリーンを形成した。その結果、レジスト膜の焼き付きが生じることなく、露光系を最適化することにより所望するサイズの蛍光体を得ることが出来た。従って、良好なスクリーン品位を得ることができた。

これに対して、比較例１として、内面形状が異なる以外は上記実施例１と同じフェースパネルを作成し、この内面上に実施例１と同様にして蛍光体スクリーンを形成した。この比較例１では、対角軸方向断面においてフェースパネルの内面がなす曲線は中心Ｐ₀と対角軸方向端との間に変曲点を有しているものの、この曲線に関してθＡ＝４．０４°、θＢ＝２．０４°、θＢ／θＡ＝０．５０であった。

比較例１では、レジストの焼き付きが生じたことにより、蛍光体サイズのばらつきが生じ、一部の領域では所望するサイズに対して７０〜９０％程度の小さな蛍光体になっていた。従って、比較例１では良好なスクリーン品位を得ることが困難であった。

（実施例２）
実施例２として、本発明を対角サイズが７６ｃｍのカラー受像管に適用した例を説明する。実施例１と同様に、このカラー受像管のフェースパネル３１もティントガラスからなり、その外面はほぼ平坦とした。

また、フェースパネル３１の内面形状は、実施例１と同様に、対角軸方向端において中心Ｐ₀とのガラスの肉厚差が小さくなるように設定され、その結果、対角軸方向断面において、フェースパネルの内面がなす曲線２０は、中心Ｐ₀と対角軸方向端との間に変曲点２１を有していた。更に、中心Ｐ₀と変曲点２１との間の曲線２０上の点における接線と管軸と直交する平面とがなす角度の最大値θＡ＝３．３３°であり、変曲点２１と対角軸方向端との間の曲線２０上の点における接線と管軸と直交する平面とがなす角度の最小値θＢ＝３．１７°であった。従って、θＢ／θＡ＝０．９５であった。管軸を含む種々の断面のうち、フェースパネル３１の内面がなす曲線が変曲点を有する断面は対角軸方向断面以外にも存在したが、いずれの断面における曲線も０．６≦θＢ／θＡ＜１．０を満足していた。θＢ／θＡの値は、これら種々の曲線のうち、上記の対角軸方向断面における曲線２０において最小であった。

このような形状の内面上に蛍光体スクリーンを形成した。その結果、レジスト膜の焼き付きが生じることはなく、露光系を調整せずとも所望するサイズの蛍光体を得ることが出来た。従って、極めて優れたスクリーン品位を得ることができた。

本発明の利用分野は特に制限はなく、各種用途に使用されるカラー受像管に利用できる。しかしながら、本発明のカラー受像管は、フェースパネルの外面が平坦である場合や、フェースパネルがティントガラスからなる場合などであっても、良好なスクリーン品位を備えていることから、高い表示画質が要求されるテレビジョンまたはコンピュータディスプレイ等に使用されるカラー受像管に特に利用価値が大きい。

図１（Ａ）は本発明のカラー受像管のフェースパネルの内面形状の一実施形態を示した斜視図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の変曲点の近傍部分１Ｂの対角軸方向断面においてフェースパネルの内面がなす曲線を示した図、図１（Ｃ）は図１（Ａ）の変曲点よりも対角軸方向端側の部分１Ｃの対角軸方向断面においてフェースパネルの内面がなす曲線を示した図である。 カラー受像管の一例の全体構成を示した断面図である。 従来のカラー受像管のフェースパネルの内面形状の一例を示した斜視図である。 内面の短軸方向端、長軸方向端、対角軸方向端での落ち込み量が互いに同等である従来のフェースパネルの内面形状の一例を示した斜視図である。

符号の説明

２０ 管軸を含む平面とフェースパネルの内面とがなす曲線
２１ 変曲点
２３ 曲線の接線
２５ 有効表示領域
２９ 管軸と直交する平面
３１ フェースパネル
３２ ファンネル
３３ 蛍光体スクリーン
３４ シャドウマスク
３５ ネック
３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂ 電子ビーム
３７ 電子銃
３８ 偏向ヨーク

Claims (4)

1. フェースパネルと、前記フェースパネルの内面に設けられた蛍光体スクリーンと、前記蛍光体スクリーンに対向し、前記蛍光体スクリーンに入射する電子ビームを放出する電子銃と、前記蛍光体スクリーンと前記電子銃との間に配置され、画面の有効表示領域に対応したほぼ矩形状の領域内に前記電子ビームを選別するための複数個の開孔が設けられているシャドウマスクとを有するカラー受像管であって、
   前記カラー受像管の管軸を含む断面において前記フェースパネルの前記内面がなす曲線を定義したとき、
   前記曲線が前記フェースパネルの中心から前記有効表示領域の周縁までの間に変曲点を有する断面を前記フェースパネルは少なくとも一つ備え、
   前記変曲点を有する前記曲線は、前記フェースパネルの中心と前記変曲点との間において前記曲線の接線と前記管軸と直交する平面とがなす角度の最大値をθＡ、前記変曲点と前記有効表示領域の周縁との間において前記曲線の接線と前記管軸と直交する平面とがなす角度の最小値をθＢとしたとき
   ０．６≦θＢ／θＡ＜１．０
   を満足することを特徴とするカラー受像管。
2. 前記フェースパネルの外面がほぼ平坦である請求項１に記載のカラー受像管。
3. 前記フェースパネルがティントガラスからなる請求項１に記載のカラー受像管。
4. ０．８≦θＢ／θＡ＜１．０
   を満足する請求項１に記載のカラー受像管。

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