JPH0226339B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明はスクリーン面に近接対向して複数枚の
マスクを電気的に絶縁して対向させて配置し、電
子ビームに対してマスク部或いは主にマスク部で
静電レンズ糸を形成するマスク集束型カラー受像
管に関し特にそのマスク構造に関するものであ
る。

発明の技術的背景と問題点 一般のシヤドウマスクを具備せるカラー受像管
はシヤドウマスクの存在のために電子ビームの利
用率が20％程度と悪く、スクリーン面の輝度が制
限されてしまう。従つて輝度向上のための最も効
果的な方法は、シヤドウマスクの孔径を大きくし
て電子ビームの利用率を高めればよいが、単にシ
ヤドウマスクの孔径を大きくしただけでは色純度
の低下や解像度の劣化を招く。そこでシヤドウマ
スク通過后の電子ビームを強く集束して電子ビー
ム径を小さく抑制しながらスクリーン面の螢光体
を正確に射突させねばならないという必要を生ず
る。このための手段としてマスク部又は主にマス
ク部において静電レンズを形成させる後段加速管
或いはマスク集束管が古くから提案されている。
このようなカラー受像管は、例えば、米国特許第
3892995号、米国特許第2971117号、米国特許第
4112563号、或は特公昭47−31265号公報、実公昭
45−4819号公報などに示されている。これらの後
段加速管或いはマスク集束管のうちマスク１枚構
成にするものはスクリーン面の電圧に対してマス
クの電圧をかなり低く設定せねばならず、このた
めマスク部からの２次電子がスクリーン面に加速
衝撃され像の不鮮明さやコントラストの低下をひ
きおこすなど実用性に欠ける問題がある。

また２枚或いは３枚のマスクによつて構成され
ているマスク集束管はマスクの形状や構造により
種々のものが提案されているが、それぞれ一長一
短があり未だ実用化に到つていない。

この中で２枚のマスクの各アパーチヤをそれぞ
れ同軸上に配置した構成を有するマスク集束管で
は、スクリーン面を含めたマスクアパーチヤ部に
できる静電レンズの集束力が弱いためマスク間の
電位差をマスク間距離に対しかなり大きく設定し
なければならず耐圧上大きな問題となる。これに
対して、マスクアパーチヤ部にできる静電レンズ
を４極子レンズとし一方向の集束力を飛躍的に強
くしたものが提案されているが、この様なマスク
集束管ではマスクの構成をグリル形状としなけれ
ばならず、マスクの機械的強度及び成形性の劣化
のため実用性に欠ける問題がある。

この様な欠点を改善したものとして、マスクア
パーチヤの近傍に突出部を設けるマスク集束管が
実用性の高いものとして本発明と同一出願人によ
り提案されている。これは相対するマスクの面に
突出部を設ける構造とすることによつて、マスク
の機械的強度を十分保つたままマスクアパーチヤ
間に集束力の強い４極子レンズを形成させるもの
である。

発明の目的 本発明の目的はマスクの機械的強度を十分保つ
たまま、マスク部において十分強い集束力を確保
し、より実用性に富んだマスク集束型カラー受像
管を提供することにある。

発明の概要 本発明のマスク集束型カラー受像管は、複数枚
のマスクのうち少なくと一枚のマスクの少くとも
一方の面の各アパーチヤの周囲に突出部を設け、
この突出部の高さを水平軸方向又は垂直軸方向の
アパーチヤ幅の少なくとも25％以上とすることに
よつてマスクアパーチヤ部に十分強い集束力を与
え、電子ビームの透過率を向上すると共に高輝
度、高解像度とするものである。

発明の実施例 以下、図面を参照しつつ本発明を詳細に説明す
る。

第１図は本発明のマスク集束型カラー受像管の
概略構成例を示すものである。第１図に示すマス
ク集束型カラー受像管は、スクリーン面１をもつ
フエースプレート２と前記フエースプレート２の
側壁部にフアンネル３を介して連結されたネツク
４と、前記ネツク４に内装された電子銃５と、前
記フアンネル３からネツク４にかけての外壁に装
着された偏向装置６と、前記スクリーン１に所定
間隔をもつて対設されたマスク７と、前記マスク
７から前記電子銃５側に所定間隔をもつて対設さ
れたマスク８と、前記フアンネル部３の内壁に前
記ネツク部４の一部まで一様に塗布された導電膜
９とから構成されている。

前記電子銃５より発生した３本の電子ビーム１
０，１１，１２は偏向装置６により偏向され、マ
スク８およびマスク７によつて各々選択かつ集束
されスクリーン面１に到達する。

スクリーン面１には３本の電子ビームに対応し
て３色の螢光体３がストライプ状に設けられてい
るので、前記電子ビームの衝撃によつてそれぞれ
の電子ビームに応じた螢光体部が発光する。

このとき前記螢光体１３の上には電子ビーム衝
撃による光をフエースプレートから効果良く引き
出すためAlによる薄膜（図示せず）が設けられ
ていて、このAl薄膜即ちスクリーン面にはアノ
ード高電圧が印加されている。また、電子銃側に
配置された第１のマスク８にもアノード高電圧が
印加されていて、スクリーン側に配置された第２
のマスク７にはアノード高電圧より低い電圧が印
加されている。

前記第１のマスク８と第２のマスク７は第２図
ａ，ｂ，ｃに示す様にそれぞれアパーチヤ２０と
２２の周囲に突出部２１，２３を有しており、こ
のとき各マスクに上記電位を印加すると、第１の
マスク８の突出部２１から第２のマスク７の突出
部２３への電気力線が発生して４極子レンズ系を
形成する。従つて電気力線は相対的にビームの進
行方向に垂直方向の成分が一般の円筒ビーム系の
場合より強くなり集束力は増大する。この場合第
２図に示す様にＹ−Ｚ面においては発散レンズと
して働き、Ｘ−Ｚ面内においては集束レンズとし
て働くので、入射電子ビームに対してスクリーン
１上にはＹ軸方向に細長いビームスポツトとな
る。スクリーン上にはＹ軸方向に螢光体が設けら
れているのでＹ軸方向に細長いビームは色純度を
損うことはない。第２図ａにおけるマスク構成を
さらに詳細に理解するために第２図ｂ，ｃにその
要部の断面を示す。ここで第２図ｂは第２図ａの
Ｘ−Ｚ軸面断面図、第２図ｃは第２図ａのＹ−Ｚ
軸面断面図である。

さて、第２図に示す構成のマスクでは各アパー
チヤ２０，２２の水平又は垂直軸方向、即ちＸ軸
又はＹ軸方向幅に対する前記突出部２１，２３の
高さの割合が集束力に大きく影響する。第２図の
場合はアパーチヤの水平軸と垂直軸方向の幅は同
一、即ち円径である。いま第２図ａ，ｂ，ｃに示
したＸ−Ｚ軸面において、アパーチヤ径Ｄに対す
る突出部の高さＨを変化させたときの集束力の変
化は第３図に示す様になる。第３図は横軸をアパ
ーチヤ径Ｄに対する突出部の高さＨの割合Ｈ／
Ｄ、縦軸をマスク間の電位差の割合△Ｖ／V₁と
してスクリーン面に到達するビームＢが一定とな
る条件を示した特性図であり、マスク間距離およ
びマスクスクリーン間距離は一定としたものであ
る。ここで△Ｖとはマスク間の電位差であり、第
１のマスクの電位をV₁第２のマスクの電位をV₂
としたとき△Ｖ＝V₁−V₂である。第２図に示す
様に第１のマスク８のアパーチヤ２０を通過した
ビームは２枚のマスク間に形成された静電レンズ
により集束されスクリーン１上に到達するが、静
電レンズの集束作用が弱いとスクリーン上に到達
するビーム径Ｂは大きくなつてしまう。このため
マスク間の電位差△Ｖを大きくすることによつて
レンズ作用を強くしてビーム径Ｂを小さく抑える
必要がある。従つて第３図において縦軸の電位差
△Ｖが小さい程レンズ作用は強いことを示す。第
３図から明らかな様にアパーチヤ径Ｄに対する突
出部の高さＨの割合Ｈ／Ｄが大きくなる程マスク
間の電位差は小さくなつていくが、特にアパーチ
ヤ径Ｄに対する突出部の高さＨの割合Ｈ／Ｄが約
25％の部分で特性曲線には変曲点が認められる。
即ち突出部の高さがアパーチヤ径の約25％以下で
は２枚のマスク間に形成されるレンズのレンズ作
用は突出部の高さに大きく影響されるが、約25％
以上ではその影響は少なくなる。マスク間に形成
されるレンズ作用を強くしマスク間の電位差を小
さくする方がマスク間の耐電圧上好ましいが、こ
のためにはマスクの突出部の高さは高い程良い。
しかし一方マスク製作上から、また経済性からマ
スク板厚は薄い方が望ましい。従つてマスクの突
出部の高さを低く抑えてレンズ作用を効率良く嫁
ぐためには、突出部の高さをアパーチヤ径の約25
％以上に保つておく必要がある。

次に上記実施例の詳細な仕様は、例えば２枚の
マスクは共にアパーチヤ径0.45mm、突出部の高さ
0.12mm、マスク板厚0.30mmで、マスク間距離0.5
mm、マスクとスクリーン間距離13.5mmで第１のマ
スクとスクリーンの電圧は25KV、第２のマスク
の電圧は22.8KVであり、このときスクリーン上
でのビーム径は集束方向で約0.20mmである。即ち
この場合の突出部の高さはアパーチヤ径の約27％
である。

これに対し、突出部の高さを0.05mm、即ちアパ
ーチヤ径の約11％とした場合には、第２のマスク
の電圧を21.2KVまで低くしなければスクリーン
上でのビーム径を上記実施例の場合と同等にする
ことが出来ず、マスク間の電界強度は約1.5倍も
強くなつて耐電圧上好ましくない。また逆に突出
部の高さを0.15mm、即ちアパーチヤ径の約33％と
した場合には、第２のマスクの電圧は23.0KVで
スクリーン上でのビーム径が上記実施例の場合と
同じになるので、マスク間の電界強度は上記実施
例の場合とほぼ同じであり、電界強度を大きく低
減させることはできない。第４図は以上の例での
突出部高に対するアパーチヤ径の比Ｈ／Ｄを変化
させた時の両マスク間に加わる電界強度を示すも
のである。但し第４図はアパーチヤ径は0.45mm、
マスク間距離0.5mmの場合を示す。第４図からも
Ｈ／Ｄが25％以下で両マスク間に加わる電界強度
が急激に増加することが明らかである。

以上の実施例においてはマスクに設けられた突
出部は２枚のマスクの相対する面にそれぞれ設け
られた例を示したが、本発明はこれに限らず、ど
ちらか１方のマスクだけに設けられている場合に
もマスク間は一種の４極子レンズが形成され、本
質的に前記実施例の場合と同じであり、本発明は
適用され得る。

また前記実施例においてはマスクに設けられた
突出部を一方向に連なつたストライプ状突出部と
した例を示したが、突出部は必らずしも連なる必
要はなくこの突出部によつてマスク間に４極子レ
ンズ又は一種の４極子レンズを形成するものであ
れば本発明は適用され得る。従つて前記実施例に
おいて示した各マスクの電圧はこれに限られるも
のではなく、２枚のマスク間に電位差が与えられ
４極子レンズが形成されビームがマスク間を通過
してスクリーン面に到達できる様に印加されるも
のであればどの様に設定されてもよい。

また上記実施例においてはマスクのアパーチヤ
は円径のものを示したが本発明はこれに限られる
ものではなく実質的に矩形状のものであつてもよ
い。

さらに上記実施例においては２枚のマスクの場
合について説明したが、本発明はこれに限らず複
数枚のマスクの場合についても、相対するマスク
面に設けられた突出部の間に形成されるレンズに
ついては本質的に同じであり同様に適用され得る
ことは言うまでもない。

発明の効果 以上の様に本発明によれば、複数枚のマスクの
うち少なくとも一枚のマスクの少なくとも一方の
面の各アパーチヤの周囲に突出部を有し、マスク
間に４極子レンズ又は一種の４極子レンズを形成
するマスク集束型カラー受像管において、レンズ
効果を効率的に引き出し得るためマスク間の電位
差を小さくでき実用性に富んだマスク集束型カラ
ー受像管を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はマスク集束型カラー受像管を示す概略
構成図、第２図ａ，ｂ及びｃは第１図のマスクの
一部を示す部分拡大概略図で第２図ａは斜視図、
第２図ｂ及びｃは第２図ａのＸ−Ｚ軸及びＹ−Ｚ
軸断面図、第３図はマスク突出部に対するアパー
チヤ径の比によるマスク間電位の比を示す特性
図、第４図は同じくマスク間電界強度の変化を示
す特性図である。 １……スクリーン、２……フエースプレート、
３……フアンネル、４……ネツク、５……電子
銃、６……偏向装置、７，８……シヤドウマス
ク、９……導電膜、１０，１１，１２……電子ビ
ーム、１３……螢光体、２０，２２……アパーチ
ヤ、２１，２３……突出部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少なくとも電子銃部、マスク部、スクリーン
   部とこれらを包囲する外囲器および偏向部より成
   り、前記マスク部はそれぞれ多数のアパーチヤを
   有する複数枚のマスクによつて構成され前記電子
   銃部とスクリーン部の間に所定間隔をもつて配設
   され所定の電位差が印加されており、前記スクリ
   ーン部には複数の色を発光する螢光体が多数塗布
   されており、前記複数枚のマスクのうち少なくと
   も一枚のマスクの少なくとも一方の面の前記各ア
   パーチヤの周囲に突出部を有するマスク集束型カ
   ラー受像管において、前記突出部の高さが水平軸
   又は垂直軸方向のアパーチヤ幅の少なくとも25％
   以上であることを特徴とするマスク集束型カラー
   受像管。