JPH0729506A - カラー受像管装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 複数個の電子銃14から放出される電子ビーム
をそれぞれ偏向部により偏向し、その偏向された電子ビ
ームにより複数個の領域に分割して走査される蛍光体ス
クリーン8 に対向して配置されたシャドウマスク9 を備
えるカラー受像管装置において、シャドウマスクを複数
個の領域に対応して多数の電子ビーム通過孔が所定配列
で形成された複数個の有効部を有する構造とし、その各
有効部の電子ビーム通過孔の配列間隔を有効部の中央部
よりも周辺部の方を狭くした。 【効果】 隣接領域との境界部での違和感をなくし、蛍
光体スクリーンの全面に通常のカラー受像管の画像と同
等の印象を与える画像を再生することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、カラー受像管装置に
係り、特に蛍光体スクリーンを複数個の領域に分割して
走査するカラー受像管装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年高品位放送あるいはこれにともなう
大画面をもつ高解像度受像管に対して種々の検討がなさ
れている。一般に受像管の高解像度化を達成するために
は、蛍光体スクリーン上の電子ビームのスポット径を小
さくしなければならない。

【０００３】これに対して、従来より電子銃の電極構造
の改良あるいは電子銃自体の大口径化、伸長化などが図
られてきたが、未だ十分な成果が得られていない。これ
は、大形管になるにしたがって、電子銃から蛍光体スク
リーンまでの距離が長くなり、電子レンズの倍率が大き
くなりすぎることが最大の原因である。したがって高解
像度を実現するためには、電子銃から蛍光体スクリーン
までの距離（奥行き）を短縮することが重要である。ま
たこの場合、広角偏向にすると、画面中央と周辺との倍
率差の増大をまねく。そのため、広角偏向にすること
は、高解像度化にとって得策ではない。

【０００４】そのため、従来より独立した小形の受像管
装置を複数個配置して高解像度大画面にする手段が、特
開昭４８−９０４２８号公報、特開昭４９−２１０１９
号公報、実開昭５３−１１７１３０号公報などに開示さ
れている。この種の方法は、屋外などに配置する分割数
の多い巨大画面表示には有効であるが、画面サイズが４
０インチ程度の中規模の大画面表示の場合は、各領域間
の画面の接続部が目立ち、目障りな画像を再生する。し
たがって、家庭用テレビ受像機として使用する場合や計
算機利用設計（ＣＡＤ）における図形表示用の端末機と
して使用する場合には、その画面の接続部が致命的な欠
陥となる。

【０００５】これに対して、米国特許第３，０７１，７
０６号明細書、実公昭３９−２５６４１号公報、特公昭
４２−４９２８号公報、特公昭５０−１７１６７号公報
などには、複数個の独立した受像管の蛍光体スクリーン
を一体化した多ネック方式の受像管装置が開示されてい
る。

【０００６】この一体化構造の蛍光体スクリーンをもつ
多ネック方式の受像管装置は、上記独立した小形の受像
管装置を複数個配置して大画面にする手段とは異なり、
分割領域間の画面の接続部がなくなり、かなり見易い画
面が得られるようになる。しかし反面、分割走査領域が
近接して隣合うようになるため、輝度、コントラスト、
色相などのわずかな相違が目立つようになる。

【０００７】ところで、通常インライン型といわれるカ
ラー受像管装置の蛍光体スクリーンは、図６に示すよう
に、青、緑、赤に発光する垂直方向（Ｙ方向）に細長い
ストライプ状の３色蛍光体層１B ，１G ，１R を水平方
向（Ｘ方向）に所定間隔で配列した構造に形成されてい
る。その各蛍光体層１B ，１G ，１R の間隔Ｐは、中央
部に対して周辺部で広くなっている。このような蛍光体
スクリーン２に対向して、その内側に配置されるシャド
ウマスクの電子ビーム通過孔も、蛍光体スクリーン２と
同様に中央部の電子ビーム通過孔の水平方向の間隔に対
して、周辺部の同方向の間隔が広くなっている。これ
は、シャドウマスクの電子ビーム通過孔を通過した電子
ビームが所定の蛍光体層１B ，１G ，１R に正しくラン
ディングするように、そのランディング余裕を大きくす
るためであり、副次的にシャドウマスクの自己保持力を
強化する作用をもつ。

【０００８】しかし、このようなシャドウマスク構造を
一体化構造の蛍光体スクリーンをもつ多ネック方式の受
像管装置に適用すると、この多ネック方式の受像管装置
は、各ネック内に配設された複数個の電子銃から放出さ
れる電子ビームにより、図７に示すように、蛍光体スク
リーン２を複数個の領域Ｒ1 〜Ｒ20に分割して走査する
ようになっており、シャドウマスクは、多数の電子ビー
ム通過孔の形成されている有効部が各電子銃に対応して
分離形成されている。そのため、特に水平方向に隣接す
る領域の境界部３が目立つようになり、外観的に違和感
が生ずる。またこの蛍光体スクリーン２上に画像を再生
した場合も、その画像が各領域の中央部で密、水平方向
に隣接する領域の境界部３で粗となり、水平方向に粗、
密、粗、密、粗…と続き、水平方向に隣接する領域の境
界部３で分断された印象を受けるようになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、一体化
構造の蛍光体スクリーンをもつ多ネック方式のカラー受
像管装置は、各ネック内に配設された電子銃から放出さ
れる電子ビームにより、その蛍光体スクリーンを複数個
の領域に分割して走査することにより画像を再生する
が、その各領域に対応して形成されているシャドウマス
クの各有効部を、通常のインライン型カラー受像管装置
のシャドウマスクのように、有効部の中央部の電子ビー
ム通過孔の水平方向の間隔に対して周辺部の同方向の間
隔を広くすると、特に水平方向に隣接する各領域の境界
部が目立つようになり、外観的に違和感が生ずる。また
この蛍光体スクリーン上に画像を再生した場合も、その
画像が各領域の中央部で密、水平方向に隣接する領域の
境界部で粗となり、隣接する領域の境界部で分断された
印象を受けるようになる。

【００１０】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたものであり、複数個の電子銃から放出される各
電子ビームにより蛍光体スクリーンを複数個の領域に分
割して走査するカラー受像管装置において、その各領域
が隣接領域との境界部で分断された印象を与えないよう
にすることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】複数個の電子銃が分離配
置された電子銃部と、その各電子銃に対応して配置さ
れ、各電子銃から放出される電子ビームをそれぞれ偏向
する複数個の偏向装置からなる偏向部と、その偏向装置
により偏向された各電子ビームにより複数個の領域に分
割されて水平、垂直走査される蛍光体スクリーンと、こ
の蛍光体スクリーンに対向して配置されたシャドウマス
クとを備えるカラー受像管装置において、そのシャドウ
マスクを、複数個の領域に対応して多数の電子ビーム通
過孔が所定配列で形成された複数個の有効部を有し、こ
の各有効部の電子ビーム通過孔の配列間隔を有効部の中
央部よりも周辺部の方を狭くした。

【００１２】

【作用】上記のように、複数個の電子銃から放出される
電子ビームにより分割走査される複数個の領域に対応し
て形成されたシャドウマスクの各有効部の電子ビーム通
過孔の配列間隔を有効部の中央部よりも周辺部の方を狭
くすると、電子ビームは、各有効部の電子ビーム通過孔
を通過したのち、蛍光体スクリーン上に等間隔に到達す
るようになる。したがって蛍光体スクリーンを構成する
３色蛍光体層の間隔を各領域の中央部と周辺部とで等し
くすることができる。その結果、蛍光体スクリーンを複
数個の領域に分割して走査しても、外観的に各領域の隣
接領域との境界部での違和感がなくなる。また蛍光体ス
クリーンの全面に通常のカラー受像管の画像と同等の印
象を与える画像を再生することができるようになる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明を実施例に基
づいて説明する。

【００１４】図１にその一実施例であるカラー受像管装
置を、また図２にその構成を分解して示す。このカラー
受像管装置は、ほぼ矩形状の平坦なガラス製フェースプ
レート１と、このフェースプレート１の周縁部に接合さ
れ、フェースプレート１に対して実質的に垂直に延在す
る側壁２と、この側壁２を介してフェースプレート１と
平行に対向して接合されたほぼ矩形状の平坦なガラス製
リアプレート３と、このリアプレート３に接合された複
数個のファンネル４とからなる真空外囲器５を有する。
その複数個のファンネル４は、リアプレート３に形成さ
れた複数個の開孔６のまわりに接合され、図示例では、
水平方向（Ｘ方向）に等間隔に５個、垂直方向（Ｙ方
向）に等間隔に４個、計２０個のファンネル４が接合さ
れたものとなっている。

【００１５】上記フェースプレート１の内面には、一体
化構造の１個の蛍光体スクリーン８が形成されている。
この蛍光体スクリーン８に対向して、その内側にシャド
ウマスク９が配置されている。このシャドウマスク９
は、垂直方向には連がっているが、水平方向には、後述
する電子ビームにより分割して走査される複数個の領域
Ｒ1 〜Ｒ20の水平方向の分割数に対応した個数（水平方
向に５分割された図示例では５個）に分割されている。
そしてこの分割された各シャドウマスクは、それぞれリ
アプレート４の垂直方向両端部にフリットガラスにより
固定された一対の断面コの字形の金属製第１マスク架設
部材１０に張力が付与された状態で固定され、この第１
マスク架設部材１０の内側およびリアプレート３の垂直
方向の中間部にフリットガラスにより固定された複数個
の金属製第２マスク架設部材１１により蛍光体スクリー
ン８方向に持上げられ、これら第１、第２マスク架設部
材１０，１１により蛍光体スクリーン８に対して所定間
隔に高精度に保持されている。

【００１６】このようにシャドウマスク９を水平方向に
分割すると、電子ビームの衝撃により発熱しても、その
熱が分割された隣接シャドウマスクに伝わらないので、
従来のカラー受像管装置の場合に生じたシャドウマスク
の熱膨張によるピュリティドリフトを防止できる。な
お、垂直方向には連がっているが、垂直方向は、蛍光体
スクリーン８の３色蛍光体層が垂直方向に長いストライ
プ状に形成されているため、シャドウマスクの熱膨張の
影響は受けない。

【００１７】また上記各ファンネル４のネック１３内に
は、それぞれ単電子ビームを放出する電子銃１４が配設
されている。さらにその各ファンネル４の外側には、そ
れぞれ各ネック１３内に配設された電子銃１４から放出
される電子ビームを予備偏向する予備偏向磁界を発生す
る予備偏向装置（図示せず）およびこの予備偏向装置に
より予備偏向された電子ビームをさらに偏向する主偏向
磁界を発生する主偏向装置（図示せず）からなる偏向部
が配置されている。

【００１８】上記主偏向装置による偏向は、たとえばＮ
ＴＳＣ方式の場合、水平方向に１５．７５ kＨz 、垂直
方向に６０Ｈz の周波数で各領域Ｒ1 〜Ｒ20を走査す
る。したがってこの走査により各領域Ｒ1 〜Ｒ20に生ず
るラスター歪は、水平方向のラスタ歪については、回路
補正により簡単に補正できるが、垂直方向のラスター歪
については、補正が困難であるため、主偏向装置は、で
きるだけ垂直方向のラスター歪を生じない偏向特性に設
計されている。

【００１９】なお、フェースプレート１とリアプレート
３との間には、これら平坦なフェースプレート１および
リアプレート３に加わる大気圧荷重を支えるため、金属
製柱状支持部材（図示せず）が配置されている。この支
持部材は、蛍光体スクリーン８に当接する先端部が楔状
に形成され、その長さ方向を後述する蛍光体スクリーン
８のブラックストライプの長さ方向と一致させて配置さ
れ、シャドウマスク９を貫通してフリットガラスにより
リアプレート３に固定されている。

【００２０】特にこのカラー受像管装置においては、蛍
光体スクリーン８は、図３に示すように、青、緑、赤に
発光する垂直方向に細長いストライプ状の３色蛍光体層
１６B ，１６G ，１６R と、この３色蛍光体層１６B ，
１６G ，１６R 間に設けられたブラックストライプ１７
とからなり、その３色蛍光体層１６B ，１６G ，１６R
は、蛍光体スクリーン８の全面にわたり水平方向に一定
間隔Ｐで形成され、その３色蛍光体層１６B ，１６G ，
１６R の水平方向の間隔Ｐは、上記複数個の領域Ｒ1 〜
Ｒ20のすべてについて、中央部から周辺部まで一定とな
っている。

【００２１】このような蛍光体スクリーン８に対してシ
ャドウマスク９は、図４に示すように、上記電子ビーム
により分割して走査される複数の領域Ｒ1 〜Ｒ20に対応
する部分に、垂直方向に長いグリル状の電子ビーム通過
孔あるいは垂直方向にブリッジを介して配列された複数
個の矩形状の電子ビーム通過孔が水平方向に複数列配列
された有効部１９が形成されている。そしてこのシャド
ウマスク９の各有効部１９の電子ビーム通過孔の水平方
向の間隔は、偏向部の偏向特性に応じて決定され、各有
効部１９の中央部に入射する電子ビームの偏向中心と周
辺部に入射する電子ビームのの偏向中心の相違により、
各有効部１９の中央部に対して周辺部ほど狭くなってい
る。

【００２２】すなわち、図４に示すように、１つの有効
部１９につて、その中心ＯをＸ−Ｙ直交座標の原点とし
て、水平方向の電子ビーム通過孔の間隔Ｐx(y)が下記数
１で表されるものとなっている。

【００２３】

【数１】 ただし、Ｐ0(y)は、垂直軸Ｙ上での電子ビーム通過孔の
水平方向の間隔、ｆ(x,y) は、減少関数である。この減
少関数ｆ(x,y) は、たとえば水平軸Ｘ上の減少関数ｆ
(0,y) については、図５の曲線２１で示すような関数と
なり、数学的に色々な形式で表現しうるが、最も単純に
は、Σ（ａi ・Ｘ ）のようなｎ次関数で表される。ま
たこの水平方向の電子ビーム通過孔の間隔Ｐx(y)は、垂
直方向でも変わるが、その変化は小さく、垂直軸Ｙ上端
部での減少関数ｆ(x,yM)は、図５の曲線２２で示すよう
な関数となる。なお、 Ｐ0(0)＝Ｐ0(yM) であり、たとえば Ｐ0(0)＝Ｐ0(yM) ＝０．６５mm に設定される。なお、この垂直軸Ｙ上端部での減少関数
ｆ(x,yM)は、図５の曲線２１で示すような関数でもよ
く、また図５の曲線２３で示すような関数でもよく、こ
れらは、上記偏向部の偏向特性に応じて決定される。

【００２４】このカラー受像管装置においては、ファン
ネル４の各ネック１３内に配設された電子銃１４から放
出される電子ビームを、各ファンネル４の外側に装着さ
れた予備偏向装置の発生する予備偏向磁界により水平方
向に予備偏向して、主偏向装置の偏向中心面での電子ビ
ームの位置を異ならしめ、この予備偏向された電子ビー
ムを主偏向装置の発生する主偏向磁界により水平および
垂直方向に偏向し、１回の水平走査ごとに色切換えをお
こない、シャドウマスク９を介して蛍光体スクリーン８
を水平、垂直方向に電子銃１４に対応する複数個の領域
に分けて分割走査する。すなわち図示例では、水平方向
に５分割、垂直方向に４分割された２０個の領域Ｒ1 〜
Ｒ20に分割して走査する。この分割走査により蛍光体ス
クリーン８上に描かれるラスターは、電子銃１４や各偏
向装置印加される信号により繋がり、蛍光体スクリーン
８全面上に切れ目のない１つの大きなラスターを描く。

【００２５】この場合、各領域を走査する垂直偏向周波
数を６０Ｈz に設定することにより、各領域に再生され
る画像のちらつきをなくすことができる。

【００２６】このようなカラー受像管装置は、つぎのよ
うな方法により製造することができる。

【００２７】すなわち、あらかじめフェースプレート１
の内面に蛍光体スクリーン８を形成する。一方、リアプ
レート３の内面の所定位置に第１および第２マスク架設
部材１０，１１、およびフェースプレート１およびリア
プレート３に加わる大気圧荷重を支えるための柱状支持
部材をフリットガラスの塗布焼結により固定しておく。
そしてその第２マスク架設部材１１によりシャドウマス
ク９に張力を加えながら溶接する。また各ファンネル４
のネック１３内に電子銃１４を封止しておく。そしてこ
れら蛍光体スクリーン８の形成されたフェースプレート
１、柱状支持部材が固定されかつシャドウマスク９の架
設されたリアプレート３、電子銃１４を封止されたファ
ンネル４および側壁２を所定の関係に位置決め配置し、
これらをフリットガラスにより一体に接合する。その
後、この一体に組立てられた外囲器５を排気することに
より製造される。

【００２８】このカラー受像管装置の製造方法として
は、上記以外にファンネル４をリアプレート３に接合し
たのちに、そのネック１３内に電子銃１４を封止しても
よく、またあらかじめ側壁２をフェースプレート１やリ
アプレート３に接合してもよく、またリアプレート３に
第１マスク架設部材１０を固定し、この第１マスク架設
部材１０にシャドウマスク９を取付けたのち、リアプレ
ート３に第２マスク架設部材１１を固定するなど、その
他各種方法により製造することができる。

【００２９】ところで、上記のように蛍光体スクリーン
８を構成する垂直方向に細長いストライプ状の３色蛍光
体層１６B ，１６G ，１６R を、蛍光体スクリーン８の
全面にわたり水平方向に一定間隔で形成し、その３色蛍
光体層１６B ，１６G ，１６R の水平方向の間隔を複数
個の領域Ｒ1 〜Ｒ20のすべてについて、中央部から周辺
部まで一定とし、一方、シャドウマスク９の各有効部１
９の電子ビーム通過孔の水平方向の間隔を有効部１９の
中央部に対して周辺部ほど狭くすると、複数個の電子銃
１４から放出される電子ビームにより、一体構造の１個
の蛍光体スクリーン８を複数個の領域Ｒ1 〜Ｒ20に分割
して走査しても、各領域Ｒ1 〜Ｒ20の隣接領域との境界
部での違和感をなくすことができ、蛍光体スクリーン８
の全面に通常のカラー受像管装置の画像と同等の印象を
与える画像を再生することができる。

【００３０】なお、前記実施例では、シャドウマスクの
各有効部の電子ビーム通過孔の水平方向の間隔を数１で
示されるものとしたが、この各有効部の電子ビーム通過
孔の水平方向の間隔は、それに限定されるものではな
く、たとえば有効部の中央から周辺部になるにしたがた
つてリニアに狭くなるものでもよく、また周辺部で急激
に狭くなるものでもよい。

【００３１】また、前記実施例においては、複数の電子
銃から放出される各単電子ビームにより走査される蛍光
体スクリーンの分割数を水平方向に５個、垂直方向に４
個、計２０個に分割して走査する場合について説明した
が、この蛍光体スクリーンの分割数は、１個の領域の大
きさにより変わり、前記実施例の分割数に限定されるも
のではない。

【００３２】またその分割される領域の大きさは、必ず
しも一定である必要はない。

【００３３】また、前記実施例では、外囲器のフェース
プレートおよびリアプレートが平坦であり、この平坦な
フェースプレートやリアプレートの大気圧荷重を支える
ために、外囲器の内側に支持部材を配置したカラー受像
管装置について説明したが、この発明は、フェースプレ
ートが曲率をもち、大気圧荷重を支えるための支持部材
が不要なカラー受像管装置にも適用できる。

【００３４】またシャドウマスクの架設部材も、前記実
施例以外のものでもよく、またシャドウマスクの架設方
法も、外囲器の側壁に架設するなど、他の方法でもよ
い。

【００３５】また、前記実施例では、各電子銃から放出
される電子ビームを磁界を発生する偏向装置で偏向する
場合について説明したが、この電子ビームの偏向は、静
電偏向でもよい。

【００３６】なお、前記実施例では、ＮＴＳＣ方式の場
合について説明したが、この発明は、その他ＰＡＬ方
式、ＳＥＣＡＭ方式、ＨＤ方式、ＨＤ−ＭＡＣ方式や倍
速使用の場合にも同様に適用することができる。

【００３７】

【発明の効果】分離配置された複数個の電子銃から放出
される各電子ビームをそれぞれ偏向装置により偏向し、
その偏向された各電子ビームにより複数個の領域に分割
されて走査される蛍光体スクリーンに対向して配置され
たシャドウマスクを備えるカラー受像管装置において、
そのシャドウマスクを、分割走査される複数個の領域に
対応して多数の電子ビーム通過孔が所定配列で形成され
た複数個の有効部を有し、その各有効部の電子ビーム通
過孔の配列間隔を有効部の中央部よりも周辺部の方を狭
くすると、電子ビームは、有効部の電子ビーム通過孔を
通過したのち、その有効部に対応する蛍光体スクリーン
の分割領域上に等間隔に到達するようになる。したがっ
て蛍光体スクリーンを構成する３色蛍光体層の間隔を各
領域の中央部と周辺部とで等しくすることにより、外観
的に各領域の隣接領域との境界部での違和感がなくな
る。また蛍光体スクリーンを複数個の領域に分割して走
査しても、蛍光体スクリーンの全面に通常のカラー受像
管の画像と同等の印象を与える画像を再生することがで
きるようになる。さらに３色蛍光体層の間隔を各領域の
中央部と周辺部とで等しくすることにより、各領域の中
央部での発光と周辺部での発光とが等しくなり、蛍光体
スクリーン全面の３色蛍光体層の発光を均一化でき、一
体構造の１個の蛍光体スクリーンを分割走査にする場合
に生じやすい違和感をなくすことができる。

【００３８】したがって上記のように構成することによ
り、奥行きの短い、大画面、高輝度のカラー受像管装置
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）はこの発明の一実施例であるカラー
受像管装置の構成を説明するための図、図１（ｂ）はそ
のＢ−Ｂ断面図である。

【図２】上記カラー受像管装置の構成を説明するための
分解斜視図である。

【図３】図３（ａ）および（ｂ）はそれぞれ上記カラー
受像管装置の蛍光体スクリーンの３色蛍光体層の配列を
説明するための図である。

【図４】上記カラー受像管装置のシャドウマスクの電子
ビーム通過孔を説明するための図である。

【図５】上記シャドウマスクの電子ビーム通過孔の間隔
を説明するための図である。

【図６】複数個の領域に分割されて走査される従来のカ
ラー受像管装置の蛍光体スクリーンの３色蛍光体層の配
列を説明するための図である。

【図７】複数個の領域に分割されて走査される従来のカ
ラー受像管装置の蛍光体スクリーンの問題点を説明する
ための図である。

【符号の説明】

１…フェースプレート ３…リアプレート ４…ファンネル ８…蛍光体スクリーン ９…シャドウマスク １３…ネック １４…電子銃 １６B ，１６G ，１６R …３色蛍光体層 １７…ブラックストライプ １９…有効部 Ｒ1 〜Ｒ20…領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蒲原 英治 埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番２号 株式 会社東芝深谷電子工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個の電子銃が分離配置された電子銃
   部と、上記各電子銃に対応して配置され、上記各電子銃
   から放出される電子ビームをそれぞれ偏向する複数個の
   偏向装置からなる偏向部と、上記各偏向装置により偏向
   された各電子ビームにより複数個の領域に分割されて水
   平、垂直走査される蛍光体スクリーンと、この蛍光体ス
   クリーンに対向して配置されたシャドウマスクとを備え
   るカラー受像管装置において、 上記シャドウマスクは上記複数個の領域に対応して多数
   の電子ビーム通過孔が所定配列で形成された複数個の有
   効部を有し、この各有効部の電子ビーム通過孔の配列間
   隔が有効部の中央部よりも周辺部の方が狭いことを特徴
   とするカラー受像管装置。