JPH081791B2 - 投写型陰極線管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、蛍光面上に映写された映像を、この蛍光
面に対向配置された投写レンズを介して前方の映像スク
リーンに拡大投影する投写型テレビセットに用いられる
投写型陰極線管に関するものである。

［従来の技術］ 本出願人による米国特許第4642695号には、投写型テ
レビセットにおける各単色の投写型陰極線管からの発光
を投写レンズユニットに取り込む際の集光率の悪さを改
善するための方法が開示されている。

通常の陰極線管においては、蛍光面から発せられる光
はいわるゆ完全拡散光に近い状態である。

一方、投写型テレビセットにおいては、蛍光面から発
せられる光のうち発散角約±30゜以内のもののみが投写
レンズユニットに取り込まれて有効に利用され、その他
は不要光となる。この不要光は投写レンズユニットの鏡
筒等で反射されて迷光となり、投写された映像のコント
ラストを低下させる等、単に不要光であるばかりでなく
種々の弊害を生じるという問題点があった。これらの点
につき上記米国特許では、蛍光面のある発光点より発せ
られる全光束の30％以上を発散角±30゜の円錐体内部へ
集約化する方法を開示し、投写型テレビセットのスクリ
ーン上での映像の明るさの向上に大きな効果を上げてい
る。

また、本出願人による日本国特許出願特開昭60−2570
43号公報には、前記米国特許の構成の具体例として、投
写型陰極線管のフェースパネルガラスと蛍光面との間に
高屈折材料と低屈折材料を交互に複数層積層してなる光
学多重干渉膜を備えた投写型陰極線間が開示されてお
り、その構成例として、高屈折材料に五酸化タンタル
（Ta₂O₅）が、また低屈折材料に二酸化硅素（SiO₂）を
用いた６層から成る光学多重干渉膜の実施例が述べられ
ている。

第２図はこのような光学多重干渉膜付投写型陰極線管
の構造の概要を示す断面説明図である。光学多重干渉膜
付投写型陰極線管（１）は、フェースパネルガラス
（２）とファンネルガラス（３）とにより真空外囲気が
構成されている。このファンネルガラス（３）のネック
部（４）には、蛍光面を刺激励起する電子線を発生する
ための電子銃（５）が封入されている。このフェースパ
ネルガラス（２）の内面には、蛍光面からの発光に指向
性を持たせて発光を集約化させるための光学多重干渉膜
（６）、電子銃（５）からの電子線により励起されて発
光する蛍光体層（７）、及び蛍光体層（７）の発光をで
きるだけ効率良く前面に反射して光出力を増大させるメ
タルバック膜（８）が層状に形成されて、蛍光面が構成
されている。

第３図は、この蛍光面とフェースパネルガラス（２）
の一例要部拡大断面図を示すもので、この場合、光学多
重干渉膜（６）は高屈折材料としての五酸化タンタル
（Ta₂O₅）Ｈと低屈折材料としての二酸化硅素（SiO₂）
Ｌととを交互に計６層積層した構成となっている。

第２図で明らかなように、光学多重干渉膜付投写型陰
極線管（１）のフェースパネルガラス（２）の内面は通
常曲面形状になっており、対角径に沿って見た場合の曲
率半径Ｒは約350mm程度の内面凸状曲面が選ばれること
が多い。この内面凸状曲面により、投写型陰極線管の蛍
光面の周辺部からの発光をできるだけ効率良く投写レン
ズに取り込むことが可能となり、投写された映像の明る
さの均一性を確保することができる。また、このフェー
スパネルガラス（２）は、軸方向に平行な側壁部からな
るスカート部（９）を有しており、ファンネルガラス
（３）の端面にフリットガラス（10）により接合されて
いる。

このスカート部（９）は、次の２つの理由により必要
不可欠のものである。まず第１に、スカート部（９）が
ない場合、接合面近傍にフリットガラス（10）による大
きな真空ストレスがかかるようになり、投写型陰極線管
（１）の機械的強度が非常に弱くなってしまう。また第
２に、蛍光面等の製造工程上このスカート部（９）がな
い場合取り扱いが非常に困難となる。

第４図はフェースパネルガラス（２）の内面に光学多
重干渉膜（６）を形成するための真空蒸着装置（20）の
概略構成を示す断面説明図である。

真空外囲器であるベルジャー（21）の内部は、真空ポ
ンプ（22）により気体を排出され、非常に高真空な状態
に保たれている。ベルジャー（21）内には、支柱（23）
により支えられた支持台（24）の上に、光学多重干渉膜
を形成しようとするフェースパネルガラス（２）が載置
されている。このフェースパネルガラス（２）は加熱ヒ
ーター（25）により350℃以上に加熱されている。フェ
ースパネルガラス（２）の蒸着面を加熱することによ
り、安定で強固な光学多重干渉膜を形成することができ
る。

五酸化タンタル（Ta₂O₅）蒸発源（26）及び二酸化硅
素（SiO₂）蒸発源（27）においては、いずれも電子ビー
ムによりこれらの材料の加熱蒸発が行われる。ベルジャ
ー（21）内が規定の真空度に到達し、又フェースパネル
ガラス（２）の温度も規定の値に達したら、まず五酸化
タンタル（Ta₂O₅）蒸発源（26）が作動し、電子ビーム
により五酸化タンタル（Ta₂O₅）材料が加熱され、これ
が蒸発して蒸気となり五酸化タンタル（Ta₂O₅）蒸発源
（26）より飛び出し、ベルジャー（21）の中を飛んで、
フェースパネルガラス（２）の内面にまで蒸気が飛来
し、この内面に付着し五酸化タンタル（Ta₂O₅）の真空
蒸着膜が形成される。この時、安定な五酸化タンタル
（Ta₂O₅）の真空蒸着膜を得るために、蒸着時ベルジャ
ー（21）内に一定量の酸素（O₂）ガスの導入を行う場合
もある。

また、光学多重干渉膜がその目的とする光学特性を得
るためには、各蒸着膜の膜厚を厳しくコントロールしな
ければならない。このため蒸着膜厚コントローラー（2
8）により蒸着膜厚モニタ板（29）に付着した蒸着膜の
厚みを計測して膜厚のコントロールが行われる。第１層
目の五酸化タンタル（Ta₂O₅）膜厚が規定の厚みに達す
ると五酸化タンタル（Ta₂O₅）蒸発源（26）の作動は停
止し、次に同様に二酸化硅素（SiO₂）蒸発源（27）が作
動し、第１層目の五酸化タンタル（Ta₂O₅）の真空蒸着
膜上に規定の厚みの第２層目の二酸化硅素（SiO₂）の真
空蒸着膜が形成される。これらの操作を繰返し行って、
高屈折材料としての五酸化タンタル（Ta₂O₅）と低屈折
材料としての二酸化硅素（SiO₂）を６層交互に積層した
光学多重干渉膜（６）がフェースパネルガラス（２）の
内面上に形成される。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の光学多重干渉膜付投写型陰極線管は以上のよう
に構成されているので、フェースパネルガラス（２）の
内面に設けられた光学多重干渉膜（６）の膜厚が、フェ
ースパネルガラス（２）の周辺部、特に対角周辺部にお
いて不均一となり、光学多重干渉膜（６）の光学特性が
その部分で不満足なものとなっていた。その結果、光学
多重干渉膜付投写型陰極線管（１）の発光特性が蛍光面
の対角周辺部で所望の状態にならず、投写型テレビセッ
トで映し出された映像のホワイトユニホミティー（白色
均一性）に異常を生じるという問題点を有していた。以
下、第５図を参照してホワイトユニホミティ異常を生じ
る原因について詳述する。

第５図は、フェースパネルガラス（２）の長軸方向に
沿った長軸断面AA、短軸方向に沿った短軸断面BB、対角
軸方向に沿った対角軸断面CCを示すものである。このフ
ェースパネルガラス（２）の内面に形成される光学多重
干渉膜（６）は、特に対角周辺部（30）でその膜厚がフ
ェースパネルガラス（２）の中央部に比べてかなり薄く
なってしまう。これは、対角周辺部（30）ではフェース
パネルガラス短辺（2b）の短辺スカート（9b）とフェー
スパネルガラス長辺（2a）の長辺スカート（9a）の両方
のスカートの影響で、真空蒸着の際に蒸気がフェースパ
ネルガラス（２）の内面に均一に付着することがさまた
げられるために生じる。

第６図は、フェースパネルガラス（２）の内面に形成
された光学多重干渉膜（６）の垂直光入射時の分光透過
率特性の一例を示すものである。この分光透過率特性
は、50％の分光透過率を示す点の波長（以下λ₅₀と略記
する）の値で代表される。曲線（Ｉ）はフェースパネル
ガラス（２）の中央部での分光透過率特性を示し、λ50
＝490nmになっている。また、曲線（II）はこの時のフ
ェースパネルガラス（２）の対角周辺部（30）における
分光透過率特性を示す。この場合、前述したフェースパ
ネルガラス（２）のスカート部（９）の影響により蒸着
膜が不均一となり、λ50＝470nmとなっており、フェー
スパネルガラス（２）の中央部λ₅₀に対する差Δλ50は
20nmとなる。Δλ₅₀の限界値は、種々の実験結果から10
nm程度と考えられ、Δλ₂₀が20nmになると、光学多重干
渉膜付投写型陰極線管（１）の発光特性が蛍光面の対角
周辺部で所望の状態にならず、投写型テレビセットの映
像のホワイトユニホミティ（白色均一性）に異常を生じ
るという問題点を有していた。従って、上記問題点を解
消しなければならないという課題がある。

発明の目的 この発明は上記課題を解決するためになされたもので
あり、光学多重干渉膜付投写型陰極線管（１）のフェー
スパネルガラス（２）の内面に設けられた光学多重干渉
膜（６）の膜厚を、フェースパネルガラス（２）の内面
全面にわたってできるだけ均一にして、映像の白色均一
性の優れた投写型テレビセットを実現できる光学多重干
渉膜付投写型陰極線管を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る光学多重干渉膜付投写型陰極線管は、
蛍光面を構成するフェースパネルガラスと蛍光体層との
間に、高屈折材料層と低屈折材料層とを交互に複数層積
層して形成された光学多重干渉膜を具備する。そして、
前記フェースパネルガラスの内面の長軸径をＡ、短軸径
をＢとするとき、 0.85≦B/A≦0.95 なる関係式を満たすようにフェースパネルガラスを形成
したものである。

［作用］ この発明による光学多重干渉膜を具備する投写型陰極
線管は、フェースパネルガラスの短軸径を従来よりも長
くすることにより、0.85≦B/A≦0.95なる関係を満たす
ようにし、光学多重干渉膜の形成の際にフェースパネル
ガラスのスカート部の影響によって生じる蛍光面の対角
周辺部での光学多重干渉膜の不均一性を改善し、投写型
テレビセットの映像のホワイトユニフォミティを大幅に
改善し、高品質の投写型陰極線管を低コストで供給する
ことができる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例について説明する。第１図
は本発明の一実施例を従来の対角外形７″と光学多重干
渉膜付投写型陰極線管を改善する場合について示すもの
である。第１図（Ｂ）の（イ）に示す従来の７″光学多
重干渉膜付投写型陰極線管においては、光学多重干渉膜
を設けたフェースパネルガラス（２）の内面の長軸径Ａ
と短軸径Ｂとの比率をは約0.75である。これは通常のテ
レビ映像のアスペクト比が4:3であることに由来してい
る。この時のフェースパネルガラス（２）の中央におけ
る光学多重干渉膜のλ₅₀に対する対角軸ｍ上の各点にお
けるλ₅₀の値のズレ量、すなわちΔλ₅₀の値の分布は、
第１図Ａのグラフ中の曲線（ａ）に示す通りである。

従来の対角外形７″の光学多重干渉膜付投写型陰極線
管の場合、動作時の有効ラスター領域の対角軸径は130m
mであり、フェースパネルガラス（２）の中心からの距
離になおすと65mmであり、図から明らかなように、この
点（Ｄ＝65mm）におけるΔλ₅₀の値は−36nmであり、前
記投写型テレビジョンセット動作時のホワイトユニホミ
ティー（白色均一性）の限度を越えており、白色均一性
を確保するのが困難である。

そこでこの発明の場合、フェースパネルガラスの内面
の長軸径Ａを従来通りに固定しておいて、短軸径Ｂのみ
を大きくする構成となっている。このように短軸径Ｂを
大きくすれば、フェースパネルガラス長辺（2a）のスカ
ート部（9a）が特に対角周辺部（30）で真空蒸着の膜厚
分布に与える悪影響を軽減することができる。

また、通常、投写型陰極線管は投写型テレビセットの
中で長軸方向にG,B,R各単色管が３本並べて設置される
が、光学上の制約条件により、これらの設置間隔をでき
るだけ小さくする必要がある。従って、フェースパネル
ガラス（２）の内面の長軸径Ａを現状より大きくするこ
とは困難である。そこで、この発明においては、長軸径
Ａを固定して短軸径Ｂのみを大きくしてスカート部
（９）による対角周辺部（30）での真空蒸着膜の膜厚の
不均一性を改善するようにしたものである。

第１図Ａの曲線（ｂ）〜（ｅ）は第１図Ｂ（ロ）の如
く短軸径Ｂを順次大きくしていった場合の特性である。
図中（ｂ）は（B/A）＝0.80まで短軸径Ｂを大きくした
場合を示すものであり、従来の対角軸上のＤ＝65mmの点
におけるΔλ₅₀＝−17nmとなる。同様に（ｃ）は（B/
A）＝0.85の場合であり、このとき従来の対角軸上のＤ
＝65mmの点におけるΔλ₅₀＝−10nmとなり、前述した実
験結果より、投写型テレビセットでほぼ満足できるホワ
イトユニホミティー（白色均一性）を得ることができ
る。また（ｄ）及び（ｅ）は各々（B/A）＝0.90,0.95の
場合であり、それぞれΔλ₅₀＝−6nm,−4nmとなり、ホ
ワイトユニホミティー（白色均一性）としては非常に良
好であった。なお、（B/A）の値を1.0より大きくしても
Δλ₅₀の値はあまり大幅には改善されない。

これらの結果をまとめると、光学多重干渉膜を有する
投写型陰極線管では、フェースパネルガラス（２）の内
面の長軸径をＡ、短軸径をＢとするとき、0.85≦B/A≦
0.95とすることにより、Δλ₅₀を10nm以下にすることが
可能であり、投写型テレビセットの映像のホワイトユニ
ホミティー（白色均一性）をほぼ満足できるレベルに保
つことができる。

なお、この関係式は、対角外形７″の光学多重干渉膜
付投写型陰極線管だけでなく、もっと大型の９″,13″
の場合について実験を行なった結果、同様に成り立つこ
とが確認されており、他の全てのサイズについても同様
に適用できるものである。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、光学多重干渉膜を
具備する投写型陰極線管のフェースパネルガラスのスカ
ート部に起因する蛍光面の対角周辺部での光学多重干渉
膜の不均一性の問題を改善し、投写型テレビセットの映
像のホワイトユニホミティー（白色均一性）を大幅に向
上することができる。従って、高品質の光学多重干渉膜
を具備する投写型陰極線管を低コストで得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は短軸径と長軸径との比を種々の値にとっ
た場合のフェースパネルガラス中央部からの距離と分光
透過率50％波長差Δλ₅₀との関係を示す線図、第１図
（Ｂ）は投写型陰極線管の正面説明図であり、（イ）は
従来、（ロ）はこの発明のものを示す、第２図は光学多
重干渉膜付投写型陰極線管の構造の概略を示す断面説明
図、第３図は蛍光面とフェースパネルガラスの一例を示
す拡大断面図、第４図は真空蒸着装置の概略構成を示す
断面説明図、第５図はフェースパネルガラスの各軸方向
の断面図、第６図は光学多重干渉膜の分光透過率特性の
一例を示す線図である。 図において、（２）はフェースパネルガラス、（６）は
光学多重干渉膜、（７）は蛍光体層、（８）はメタルバ
ック層、（９）はスカート部、（30）は対角周辺部、
（2a）はフェースパネルガラス長辺、（2b）はフェース
パネルガラス短辺、（9a）は長辺スカート、（9b）は短
辺スカートである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蛍光面を構成するフェースパネルガラスと
   蛍光体層との間に、高屈折材料層と低屈折材料層とを交
   互に複数層積層してなる光学多重干渉膜を具備する投写
   型陰極線管において、該フェースパネルガラスの内面の
   長軸径をＡ、短軸径をＢとするとき、 0.85≦B/A≦0.95 なる関係式を満たすようにフェースパネルガラスを形成
   したことを特徴とする投写型陰極線管。