JPH11504158A - 偏光によるデフォーカスの少ないカラー表示管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、インラインの電子銃と、自己収束型の偏向コイルと、開口パターンを有するシャドウ・マスクと、蛍光体ドット・パターンを有するディスプレイ・スクリーンとを具えるカラー表示管に関する。前記開口パターンは、各列の一組の連続した開口中心間の距離がほぼ等しい状態で垂直方向に配列した開口（２０４）で構成する。また、前記開口が垂直方向に配列して形成される列は、前記開口部の中心間距離の半分ずつ交互にずれて配列するように形成する。電子銃は、カラー表示管の軸線方向における垂直面内に３つの電子ビームを発生させる。蛍光体ドット（２０６）を、垂直方向に連ねて配列する。開口及び蛍光体ドットは水平方向に長く延びた形状を有するように形成する。前記開口パターンを構成する垂直方向に並んだ開口の列の水平距離が、各列の垂直方向に並んだ開口間の距離の１／２・√３倍よりも小さい、例えば、各列の垂直方向に並んだ開口間距離の半分であることが好ましい。モアレ現象を発生させることなく偏向によるデフォーカスを減少させることができるため、鮮明度を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 偏光によるデフォーカスの少ないカラー表示管 本発明は、インラインの電子銃と、自己収束型の偏向コイルと、開口パターン を有するシャドウ・マスクと、蛍光体ドットのパターンを有するディスプレイ・ スクリーンとを具え、かつ前記開口パターンが、各列の一組の連続した開口の中 心間距離がほぼ等しい状態で垂直方向に配列した開口から形成されるとともに、 前記開口の中心間距離の半分ずつ交互にずれて配列するように形成されているカ ラー表示管に関する。 この型のカラー表示管は一般によく知られている。シャドウ・マスクには円形 の開口を有する６角形のマスクを使用することができる。また、蛍光体ドットが 水平方向に３連に配列した蛍光体ドット・パターンを形成することもできる。さ らに、シャドウ・マスクは、垂直方向に長く延びた開口又はスリットで形成され る開口パターンを有することが好ましい。この場合、蛍光体ドット・パターンは 垂直方向に連続した蛍光体ストリップから形成される。また、全ての場合におい て、カラー表示管の軸線を通る水平面内に３つの電子ビームが発生するような電 子銃を具えている。実際、このような電子銃を具えたカラー表示管のみが、世界 的に広く流通している。 さらに詳しくは、１つの水平面内に存在し、かつ各々のビームが赤、緑、及び 青の３つの色の内１つの情報のみを有するように変調されている３つの電子ビー ムは、汎用のビデオ画像やコンピュータ・データの表示用カラー表示管に使用さ れている。電子ビームはディスプレイ・スクリーンの中心点に向かって真っすぐ に発射され、自己収束偏向コイルによって磁気的に偏向されることにより、ディ スプレイ・スクリーンの他の部分へ向かう。この３つのビームは、同時に発射さ れ、１点に収束する。開口又はスリットが設けられた金属製のシャドウ・マスク は、ディスプレイ・スクリーン直前に設置し、ビームがシャドウ・マスクを部分 的に通過して、ディスプレイ・スクリーン上の蛍光体が設けられた部分に衝突す ることにより、入射電子ビームの変調に応じた発光を示すようにする。 既知のカラー表示管に使用されている磁気偏向系は、水平方向に偏向させると ディスプレイ・スクリーン上の電子ドットが水平方向に広がるとともに、垂直方 向ではデフォーカスを生じ、表示された画像の鮮明度に影響を与えるという欠点 を有する。この現象は、水平方向への偏向にともなって２乗で増加し、１１０度 程度の比較的大きな偏向角を有するカラー表示管においては極めて顕著になる。 また、このようなカラー表示管は、奥行きが小さいために特に大きなディスプレ イ・スクリーンを有するカラー表示管に使用される。 興味ある読者は、「２０エーエックス・システム・アンド・ピクテュア・テュ ーブ・オン・ブロードキャスト・アンド・ティーブイ・レシーバーズ(２０AX Sy stem and Picture Tube on Broadcast and TV Receivers)」(ピー・ジー・ジェ ー・バートン（P.G.J.Barton）著）（米国電気電子技術者協会議事録（IEEE Tra ns.）、vol.20、No.4、286-292 頁(1974 年11月発行)）において、さらなる背景 技術を知ることができる。 本発明の目的は、新規なカラー表示管配置を提供することにより、慣用のカラ ー表示管で発生する偏向によるデフォーカスを減少させることである。 この目的のため、本発明は、明細書前文に記載されているような型のカラー表 示管において、カラー表示管の軸線を通る垂直面内において３つの電子ビームを 発生するような電子銃を具えるとともに、蛍光体体ドットが垂直方向に３連に存 在し、さらに、開口及び蛍光体ドットが水平方向に長く延びた形状を有すること を特徴とするものである。 本発明による新規な配置のカラー表示管を提供するに当たって中心となるのは 、慣用されているようなカラー表示管の軸線を通る水平面内において３つのビー ムを発生するのではなく、カラー表示管の軸線を通る垂直面内において３つのビ ームを発生する電子銃を具えることである。このような技術的手段を施すことに より、ディスプレイ・スクリーン上に表示された画像中の偏向によって生じるデ フォーカスを相当程度減少させることができる。 当業者にとっては自明のことであるが、偏向系は、電子ビームの自己収束性を 維持できるように配置する必要がある。本発明による新規な配置のカラー表示管 においては、水平方向の偏向コイルによって発生する磁場特性は、慣用の偏向系 における垂直方向の偏向コイルの磁場特性と同じ性質を有し、さらに、垂直方向 の偏向コイルによって発生する磁場特性は、慣用の偏向系における水平方向の偏 向コイルの磁場特性と同じ性質を有する。自己収束偏向コイルは、この水平方向 及び垂直方向の偏向コイルを組み合わることによって構成する。 本発明のカラー表示管では、上述したデフォーカスは垂直方向の偏向が原因で 生じるが、矩形の画像フォーマットのために、垂直方向の偏向は水平方向の偏向 よりもかなり小さくなり、また、デフォーカスは偏向に対して２乗で増加するの で、このデフォーカスは実質上無視することができる。このことは、１６：９の ディスプレイ・スクリーン・フォーマットを有するカラー表示管において特に顕 著になる。この場合、垂直方向の偏向は水平方向の偏向の９／１６であるため、 デフォーカスはその２乗で減少し、慣用のカラー表示管における水平方向のデフ ォーカスの約０．３２にまで減少する。 しかしながら、３本の電子ビームが垂直面内に存在すると、偏向系だけでなく 、シャドウ・マスクの開口パターンの形状、及びその形状に関連したディスプレ イ・スクリーン上の蛍光体ドット・パターンの形状もそれに合わせる必要がある 。この場合、２つのパターンを単純に９０度回転させることが容易に思いつく。 しかしながら、このようにすると、ディスプレイ・スクリーン上の表示画像中に 明暗のストリップで形成される非常に問題となるモアレ現象が生じる。この現象 は、水平方向の走査線とシャドウ・マスクの開口パターンとの間の相互作用によ って生じる。このモアレ現象は、垂直方向にスリットが設けられたシャドウ・マ スクを使用し、かつ蛍光体ドット・パターンが連続したストリップから形成され ている場合においては特に顕著となる。６角形の頂点に配置された円形の開口を 有するシャドウ・マスクを９０度回転させてもこの現象は生じる。この型のシャ ドウ・マスクはモニタ用のカラー表示管として特によく用いられている。慣用の カラー表示管に使用されているこの型のマスクは、各列の１組の連続した開口の 中心間距離がほぼ等しい状態で垂直方向に配列した開口から形成されるとともに 、前記開口が垂直方向に配列して形成される列が、前記開口の中心間距離の半分 ずつ互いにずれて配列した開口パターンを有している。前記開口の垂直方向にお ける中心間距離をａとすると、２つの隣接した水平方向の開口列の間の垂直方向 の距 離は１／２ａである。この距離は十分小さいためモアレ現象を防止することがで きる。マスクを９０度回転させると、前記２つの隣接した水平方向の開口列にお ける垂直方向の距離は１／２ａ√３、したがって約１．７３倍になる。モアレ現 象の強度は、前記２つの隣接した水平方向の開口列における垂直方向の距離に比 例して著しく増加するため、モアレ現象は一般には許容範囲を越えてしまう。 興味ある読者は、「セオリ・デス・モアレ・バイ・シャッテンマスカー・フ 」（ピー・ジー・ジェー・バートン（P.G.J.Barton）著）（バルフォ・ベリヒテ (Valvo Berichite)、vol.15、No.3、79-92 頁(1969 年11月発行)）において、カ ラー表示管のモアレ現象に関するさらなる背景技術を知ることができる。 しかしながら、本発明によれば、シャドウ・マスクの開口パターンを９０度回 転させることなく、蛍光体の３連ドットを水平方向ではなく垂直方向に配置する ことによって、モアレ現象を防止することができる。このように配置するに際し ては、開口及び蛍光体ドットを水平方向に長く延びた形状を有するように形成す る。結果的に、ディスプレイ・スクリーンのファイリングについては十分に満足 のいくものを得ることができ、またオーバーラップも防止することができる。 慣用の６角形マスクをシャドウ・マスクとして使用した場合、蛍光体ドットの 水平方向の大きさが３／２倍であることが好ましく、さらに垂直方向の大きさが １／√３倍であることが好ましい。すなわち、蛍光体ドットが水平方向に長く延 びた形状になり、長さ／幅の比が約２．６であることが好ましい。また、マスク の開口も、水平方向に長く延びた形状を有していることが好ましい。 しかしながら、必ずしも慣用の６角形マスクをシャドウ・マスクとして使用す る必要はない。開口が垂直方向に並んで形成されている列同士の水平方向の距離 を、垂直方向に並んでいる開口の距離の半分にすることによって、すき間を有す る４角形のマスクを得ることができる。このマスクはカラー表示管の解像度を向 上させるには適したものであり、この場合における蛍光体ドットの長さ／幅の比 は１．５となる。 また、これらの中間的な形状を有するマスクを使用することもできる。例えば 、開口が垂直方向に並んで形成されている列同士の水平方向の距離を、垂直方向 に 並んでいる開口の距離の２／３にしたマスクを使用することもできる。この場合 における蛍光体ドットの長さ／幅の比は２となる。 本発明におけるこれらの及び他の態様は、以下に示す実施例から明らかになる とともに、これらの実施例において詳細に説明する。 図１は、慣用のカラー表示管の軸線方向の水平断面図である。 図２は、本発明によるカラー表示管の実施例の軸線を通る垂直面での断面図で ある。 図３は、６角形シャドウ・マスクを使用した場合の開口パターン及び蛍光体ド ット・パターンの形態を線図的に表したものである。 図４は、本発明におけるカラー表示管の開口パターン及び蛍光体ドット・パタ ーンの一形態を線図的に表したものである。この場合において、シャドウ・マス クの開口は、慣用の６角形シャドウ・マスクの開口と同様の幾何学的形態を形成 する。 図５は、図４と同様に、本発明におけるカラー表示管の開口パターン及び蛍光 体ドット・パターンの他の形態を表したものである。この場合、開口が垂直方向 に並んで形成されている列同士の水平方向の距離は、垂直方向に並んでいる開口 の距離の半分である。 当業者にとっての慣用の手段により定義づけられた、互いに関連する意味の用 語である「水平方向」及び「垂直方向」は、特許請求の範囲を含む本明細書の全 体を通じて使用している。 図１は、慣用のカラー表示管の軸線方向の水平断面図である。この管は、符号 １で示されるインラインの電子銃と、自己収束偏向コイル２と、シャドウ・マス ク３と、シャドウ・マスク３の開口４と、ディスプレイ・スクリーン５と、ディ スプレイ・スクリーン５の蛍光体コーティング６（上述したドット・パターンか らなる）とを具えており、３つの電子ビームを符号７、８、及び９で示し、カラ ー表示管の軸線を符号１０で示す。 図１に示された慣用のカラー表示管の構造 は、その動作特性及び駆動特性同様に当業者において良く知られている。 図２は、本発明によるカラー表示管の実施例の軸線を通る垂直面での断面図で ある。図２に表されたカラー表示管の各部分については、図１と同じ符号を使用 している。 図２に表されたカラー表示管は、カラー表示管の軸線を通る垂直断 面内に電子ビーム７、８、及び９が存在している点で、カラー表示管の軸線を通 る水平断面内に電子ビーム７、８、及び９が存在している図１に表されたカラー 表示管と異なっている。 当業者であれば、図１に表された慣用のカラー表示管から出発し、本発明の手 段を施した場合に、直ちに電子ビーム７、８、及び９を垂直面内に存在させ、偏 向系、特に、電子ビーム７、８、及び９の自己収束性を維持するために、自己収 束偏向コイル２を適宜に設定することができる。 図３〜図５を参照して、本発明をさらに具体的に説明する。各図においては、 簡略化のために、この図面と同一面内に存在する蛍光体ドット・パターンと、同 じくこの面内に投影された開口パターンとを示している。開口の外形については 、投影されていることを明確にすべく破線で示している。 図３は、図１に表されたカラー表示管の開口パターン４及び蛍光体ドット・パ ターン６の形態を線図的に表したものである。さらに詳しくは、図３は、円形の 開口１０４を有する６角形のシャドウ・マスク、及び線１１１で示された蛍光体 の水平方向における３連のドット・パターンの一部分を表したものである。この ３連のドット・パターンは、中心が緑のドットであり、両端がそれぞれ青及び赤 のドットであるような３つの蛍光体ドット１０６からなる。６角形のシャドウ・ マスクに形成された円形の開口１０４の中心部を、符号１１２を用いて示してい る。 ６角形のシャドウ・マスクにおいては、開口１０４は垂直方向に列をなすとと もに、各列において連続して並んでいる開口１０４の隣り合う一対の中心１１２ 間距離（符号ａで示される）がほぼ等しく、さらには垂直方向に並んだ開口１０ ４の列が、前記開口の中心間距離の半分ずつ互いにずれた状態で並んでいる。今 、このずれを符号ｂで表すと、ｂ＝ａ／２の関係が成立する。このように、「垂 直方向に列をなしている開口の距離がほぼ等しい」としたのは、「垂直方向に列 をなしている開口の距離が等しい」という記載は、正確には、例えば、エッジに おける不良箇所を規制した形状を有するカラー表示管のシャドウ・マスクの中心 部分においてのみ適用できるに過ぎないものだからである。 図３に示されたシャドウ・マスク３及びディスプレイ・スクリーン５の慣用の 形態を、９０度回転させる、すなわち、３連ドットが垂直方向に形成されるよう にして、図２のカラー表示管に適用すると、順次の水平方向の開口１０４の列間 の垂直方向の距離ｃは、図３から明らかなように、回転しない場合の距離ａの１ ／２√３倍、したがって、距離ｂの√３倍になる。このような場合にはモアレ現 象が発生する。 図４及び図５は、偏向によるデフォーカスを減少させるという利点を損なわず に、モアレ現象の問題点を解決する方法を示したものである。 図４は、本発明におけるカラー表示管の開口パターン及び蛍光体ドット・パタ ーンの一形態を線図的に表したものである。シャドウ・マスク３における開口２ ０４の中心部２１２は、慣用の６角形シャドウ・マスクと同様の幾何学的形態を 呈するように形成する。図４に示されているように、３種類の蛍光体ドット２０ ６を、線２１１で示されるように垂直方向に並べて形成するとともに、開口２０ ４及び蛍光体ドット２０６を、水平方向に長く延びた形状を有するように形成す る。言い換えれば、水平方向に長く延びた蛍光体ドット構造を形成するものであ り、この場合、蛍光体ドット２０６は、開口２０４の形状に相応して半円形の端 部を有する矩形の形状を有する。 図３に示された形態と同様、図４の形態においても、開口１０４及び２０４に よって垂直方向に形成されている列の水平距離（符号ｃで示す）は、垂直方向に おける開口の距離（符号ａで示す）で表すと１／２ａ√３となる。 図５の場合、開口３０４によって垂直方向に形成されている列の水平方向の距 離ｃは、垂直方向における開口の距離ａの半分であり、このためすき間を有する ４角形の長さ／幅の比は１．５となる。 図５においては、蛍光体ドット、３連ドット、及び開口の中心部を、それぞれ 符号３０６、３１１及び３１２を用いて示している。 本発明のカラー表示管は、カラーテレビまたはコンピュータなどのモニターに 使用することができ、このような使用において優れた効果を発揮する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．インラインの電子銃と、自己収束型の偏向コイルと、開口パターンを有する シャドウ・マスクと、蛍光体ドット・パターンを有するディスプレイ・スクリー ンとを具え、かつ前記開口パターンは、各列の一組の連続した開口の中心間距離 がほぼ等しい状態で垂直方向に配列した開口から構成されるとともに、前記開口 が垂直方向に配列して形成される列が、前記開口の中心間距離の半分ずつ交互に ずれて配列するように形成されているカラー表示管において、カラー表示管の軸 線を通る垂直面内に３つの電子ビームを発生させる電子銃を具え、かつ蛍光体ド ットを垂直方向に３連に形成するとともに、開口及び蛍光体ドットを水平方向に 長く延びた形状とすることを特徴とするカラー表示管。 ２．前記開口パターンを構成する垂直方向に並んだ開口の列の水平距離が、各列 の垂直方向に並んだ開口間の距離の１／２・√３倍よりも小さいか又は等しいこ とを特徴とする請求項１に記載のカラー表示管。 ３．前記開口パターンを構成する垂直方向に並んだ開口の列の水平距離が、各列 の垂直方向に並んだ開口間距離の半分よりも大きいか又は等しいことを特徴とす る請求項２に記載のカラー表示管。 ４．請求項１〜３のいずれかに記載のカラー表示管を具えることを特徴とするカ ラーテレビ。 ５．請求項１〜３のいずれかに記載のカラー表示管を具えることを特徴とするモ ニタ。