KR940009189B1 - 투사형 음극선관 - Google Patents

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미쯔비시덴끼 가부시끼가이샤
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Abstract

내용 없음.

Description

투사형 음극선관
제1a도는 짧은 축지름과 긴 축지름의 비를 여러가지 값으로 취한 경우의 페이스 패널 글라스 중앙부에서의 거리와 분광 투과율 50% 파장차 Δλ50의 관계를 도시한 특성도.
제1b도는 투사형 음극선관의 정면 설명도로서, (ㄱ)는 종래의 기술을 도시한 도면이고, (ㄴ)는 본 발명을 도시한 도면.
제2도는 광학 다중 간섭막을 갖는 투사형 음극선관의 구조의 개략을 도시한 단면 설명도.
제3도는 형광면과 페이스 패널 글라스의 1예를 도시한 확대 단면도.
제4도는 진공 증착 장치의 개략적인 구성을 도시한 단면 설명도.
제5도는 페이스 패널 글라스의 각 축방향의 단면도.
제6도는 광학 다중 간섭막의 분광 투과율 특성의 1예를 도시한 특성도.
본 발명은 형광면상에 영사된 영상을 이 형광면에 대향해서 배치된 투사렌즈를 거쳐서 앞쪽의 영상 스크린에 확대 투영하는 투사형 텔레비젼 세트에 사용되는 투사형 음극선관에 관한 것이다.
본 출원인에 의한 미국특허 제 4,642,695호에는 투사형 텔레비젼 세트에 있어서의 각 단색의 투사형 음극선관으로부터의 발광을 투사렌즈 유닛에 입사시킬 때의 집광율의 불량을 개선하기 위한 방법이 개시되어 있다.
통상의 음극선관에 있어서는 형광면으로부터 발사되는 광은 소위 완전 확산광에 가까운 상태이다. 한편, 투사형 텔레비젼 세트에 있어서는 형광면으로부터 발사되는 광중 발산각 약 ±30°이내의 것만이 투사렌즈유닛에 입사되어 유효하게 이용되고, 그 이외는 필요없는 광으로 된다. 이 필요없는 광은 투사렌즈 유닛의 경통등에서 반사되어 미광으로 되고, 투사된 영상의 콘트라스트를 저하시키는 등 단순히 필요없는 광일뿐만 아니라 여러가지의 폐해를 일으킨다는 문제점이 있었다. 이러한 점에 관해서 상기 미국특허에서는 형광면의 어느 발광점으로부터 발사되는 전체 광속의 30% 이상을 발산각 ±30°의 원추체 내부로 집약화하는 방법을 개시하고, 투사형 텔레비젼 세트의 스크린상에서의 영상의 밝기의 형상에 큰 효과를 얻고 있다.
또, 본 출원인에 의한 일본국 특허공개공보 소화60-257043호에는 상기 미국 특허의 구성의 구체예로서 투사형 음극선관의 페이스 패널 글라스와 형광면 사이에 고굴절 재료와 저굴절 재료를 교대로 여러층 적층하여 이루어지는 광학 다중 간섭막을 구비한 투사형 음극선관이 개시되어 있고, 그 구성예로서는 고굴절 재료로서 오산화탄탈(Ta2O5)을, 또한 저굴절 재료로서 이산화규소(SiO2)를 사용한 6층으로 이루어지는 광학 다중 간섭막의 실시예가 기술되어 있다.
제2도는 이와 같은 광학 다중 간섭막을 갖는 투사형 음극선관의 구조의 개요를 도시한 단면 설명도이다. 광학 다중 간섭막을 갖는 투사형 음극선관(1)은 페이스 패널 글라스(2)와 패널 글라스(3)에 의해 진공의 용기가 구성되어 있다. 이 패널 글라스(3)의 네크부(4)에는 형광면을 자극하여 여기하는 전자선을 발생하기 위한 전자총(5)가 봉입되어 있다. 이 페이스 패널 글라스(2)의 내면에는 형광면으로부터의 발광에 지향성을 갖게하여 발광을 집약화시키기 위한 광학 다중 간섭막(6), 전자총(5)로부터의 전자선에 의해 여기되어 발광하는 형광제층(7) 및 형광제층(7)의 발광을 가능한한 효율좋게 앞면에 반사하여 광출력을 증대시키는 메탈백막(8)이 층형상으로 형성되어 형광면이 구성되어 있다.
제3도는 이 형광면과 페이스 패널 글라스(2)의 1예의 주요부의 확대 단면도를 도시한 것으로서, 이 경우 광학 다중 간섭막(6)은 고굴절 재료로서의 오산화탄탈(Ta2O5) H와 저굴절 재료로서의 이산과규소(SiO2) L을 교대로 합계 6층 적층한 구성으로 되어 있다.
제2도에서 명백한 바와 같이, 광학 다중 간섭막을 갖는 투사형 음극선관(1)의 페이스 패널 글라스(2)의 내면은 통상 곡면 형상으로 되어 있고, 대각 지름을 따라서 본 경우의 곡률반경 R은 약 350mm 정도의 내면 볼록형상의 곡면이 선택되는 일이 많다. 이 내면 볼록형상의 곡면에 의해 투사형 음극선관의 형광면의 주변부로부터의 발광을 가능한한 효율좋게 투사렌즈에 입사시키는 것이 가능하게 되어 투사된 영상의 밝기의 균일성을 확보할 수가 있다. 또, 이 페이스 패널 글라스(2)는 축방향으로 평행한 측벽부로 이루어지는 스커트부(9)를 갖고 있으며, 패널 글라스(3)의 끝면에 플릿 글라스(10)에 의해 접합되어 있다.
이 스커트부(9)는 다음의 2가지 이유에 의해 필요 불가결한 것이다. 먼저, 첫째로 스커트(9)부가 없는 경우, 접합면 근방에 플릿 글라스(10)에 의한 큰 진공응력이 걸리게 되어 투사형 음극선관(1)의 기계적 강도가 매우 약하게 되어 버린다. 또 두번째로 형광면 등의 제조공정상 이 스커트부(9)가 없는 경우에는 취급이 매우 곤란하게 된다.
제4도는 페이스 패널 글라스(2)의 내면에 광학 다중 간섭막(6)을 형성하기 위한 진공 증착 장치(20)의 개략적인 구성을 도시한 단면 설명도이다. 진공의 용기인 벨쟈(belljar)(21)의 내부는 진공펌프(22)에 의해 기체를 배출하고, 매우 고진공인 상태로 유지되어 있다. 벨쟈(21)내에는 지지기둥(23)에 의해 지지된 지지대(24)상에 광학 다중 간섭막을 형성하고자 하는 페이스 패널 글라스(2)가 탑재되어 있다. 이 페이스 패널 글라스(2)는 가열히터(25)에 의해 350℃ 이상으로 가열되어 있다. 페이스 패널 글라스(2)의 증착면을 가열하는 것에 의해, 안정하고 견고한 광학 다중 간섭막을 형성할 수가 있다.
오산화탄탈(Ta2O5) 증발원(26) 및 이산화규소(SiO2) 증발원(27)에 있어서는 모두 전자빔에 의해 이들 재료의 가열증발이 실행된다. 벨쟈(21)내가 규정된 진공도에 도달하고, 또 페이스 패널 글라스(2)의 온도도 규정된 값에 도달하였으면, 먼저 오산화탄탈(Ta2O5) 증발원(26)이 작동하고, 전자빔에 의해 오산화탄탈(Ta2O5) 재료가 가열되며, 이것이 증발하여 증기로 되어 오산화탄탈(Ta2O5) 증발원(26)에서 튀어나오고, 벨쟈(21)중을 날아서 페이스 패널 글라스(2)의 내면까지 증기가 비산하고, 이 내면에 부착하여 오산화탄탈(Ta2O5)의 진공증착막이 형성된다. 이때, 안정된 오산화탄탈(Ta2O5)의 진공증착막을 얻기 위해서, 증착시 벨쟈(21)내에 일정량의 산소(O2)가스의 도입을 실행하는 경우도 있다.
또, 광학 다중 간섭막이 그 목적으로 하는 광학 특성을 얻기 위해서는 각 증착막의 막두께를 엄격하게 콘트롤하지 않으면 안된다. 이 때문에, 증착막두께 콘트롤러(28)에 의해 증착막두께 모니터판(29)에 부착한 증착막의 두께를 계측하여 막두께의 콘트롤이 실행된다. 제1층째의 오산화탄탈(Ta2O5)의 막두께가 규정된 두께에 도달하면 오산화탄탈(Ta2O5) 증발원(26)의 작동은 정지하고, 다음에 마찬가지로 이산화규소(SiO2) 증발원이 작동하여 제 1층째의 오산화탄탈(Ta2O5)의 진공증착막상에 규정된 두께의 제2층째의 이산화규소(SiO2)의 진공증착막이 형성된다. 이들 조작을 반복 실행하여 고굴절 재료로서의 오산화탄탈(Ta2O5)과 저굴절 재료로서의 이산화규소(SiO2)를 6층 교대로 적층한 광학 다중 간섭막(6)이 페이스 패널 글라스(2)의 내면상에 형성된다.
종래의 광학 다중 간섭막을 갖는 투사형 음극선관은 이상과 같이 구성되어 있으므로, 페이스 패널 글라스(2)의 내면에 마련된 광학 다중 간섭막(6)의 막두께가 페이스 패널 글라스(2)의 주변부, 특히 대각 주변부에 있어서 불균일하게 되어 광학 다중 간섭막(6)의 광학특성이 그 부분에서 만족스럽지 못한 것으로 되어 있었다. 그 결과, 광학 다중 간섭막을 갖는 투사형 음극선관(1)의 발광특성이 형광면의 대각 주변부에서 바라는 상태로 되지 않아 투사형 텔레비젼 세트에서 영출된 영상의 화이트 유니포미티(백색 균일성)에 이상을 일으킨다는 문제점을 갖고 있었다. 이하, 제5도를 참조하여 화이트 유니포미티에 이상을 일으키는 원인에 대해서 상세하게 기술한다.
제5도는 페이스 패널 글라스(2)의 긴 축방향에 따른 긴 축단면 AA, 짧은 축방향에 따른 짧은 축단면 BB, 대각 축방향에 따른 대각 축단면 CC를 도시한 것이다. 이 페이스 패널 글라스(2)의 내면에 형성되는 광학 다중 간섭막(6)은, 특히 대각 주변부(30)에서 그 막두께가 페이스 패널 글라스(2)의 중앙부에 비해서 상당히 얇게 되어 버린다. 이것은 대각 주변부(30)에서는 페이스 패널 글라스의 짧은 변(2b)의 짧은변 스커트(9b)와 페이스 패널 글라스의 긴 변(2a)의 긴 변 스커트(9a)의 양쪽의 스커트의 영향에 의해, 진공증착시에 증기가 페이스 패널 글라스(2)의 내면에 균일하게 부착하는 것을 방해하기 때문에 발생한다.
제6도는 페이스 패널 글라스(2)의 내면에 형성된 광학 다중 간섭막(6)의 수직광 입사시의 분광 투과율 특성의 1예를 도시한 것이다. 이 분광 투과율 특성은 50%의 분광 투과율을 나타내는 점의 파장(이하, λ50이라한다)의 값으로 대표된다. 곡선(Ⅰ)은 페이스 패널 글라스(2)의 중앙부에서의 분광 투과율 특성을 나타내고, λ50=490nm로 되어 있다. 또, 곡선 (Ⅱ)는 이때의 페이스 패널 글라스(2)의 대각 주변부(30)에 있어서의 분광 투과율 특성을 나타낸다. 이 경우, 상술한 페이스 패널 글라스(2)의 스커트부(9)의 영향에 의해 증착막이 불균일하게 되고, λ50=470nm로 되어 있어 페이스 패널 글라스(2)의 중앙부의 λ50에 대한 차 Δλ50은 20nm으로 된다. Δλ50의 한계값은 여러가지의 실험결과에서 10nm정도로 고려되고, Δλ50이 20nm로 되면 광학 다중 간섭막을 갖는 투사형 음극선관(1)의 발광특성이 형광면의 대각주변부에서 바라는 상태로 되지 않아 투사형 텔레비젼 세트의 영상의 화이트 유니포미티(백색 균일성)에 이상을 일으킨다는 문제점을 갖고 있었다. 따라서, 상기 문제점을 해소하지 않으면 안된다는 과제가 있다.
본 발명의 목적은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서 광학 다중 간섭막을 갖는 투사형 음극선관(1)의 페이스 패널 글라스(2)의 내면에 마련된 광학 다중 간섭막(6)의 막두께를 페이스 패널 글라스(2)의 내면에 전면에 걸쳐서 가능한한 균일하게 하여 영상의 백색 균일성이 우수한 투사형 텔레비젼 세트를 실현할 수 있는 광학 다중 간섭막을 갖는 투사형 음극선관을 제공하는 것이다.
본 발명에 관한 광학 다중 간섭막을 갖는 투사형 음극선관은 형광면을 구성하는 페이스 패널 글라스와 형광체층 사이에 고굴절 재료층과 저굴절 재료층을 교대로 여러층 적층하여 형성된 광학 다중 간섭막을 구비한다. 그리고, 상기 페이스 패널 글라스의 내면의 긴 축지름을 A, 짧은 축지름을 B로 할 때, 0.85≤(B/A)인 관계식을 만족하도록 페이스 패널 글라스를 형성한 것이다.
본 발명에 의한 광학 다중 간섭막을 구비하는 투사형 음극선관은 페이스 패널 글라스의 짧은 축지름을 종래보다 길게하는 것에 의해, 0.85≤(B/A)인 관계를 만족하게 하고, 광학 다중 간섭막의 형성시에 페이스 패널 글라스의 스커트부의 영향에 의해서 발생하는 형광면의 대각 주변부에서의 광학 다중 간섭막의 불균일성을 개선하고, 투사형 텔레비젼 세트의 영상의 화이트 유니포미티를 대폭적으로 개선하여 고품질의 투사형 음극선관을 저코스트로 공급할 수 있다.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부도면으로 명확하게 될 것이다.
이하, 본 발명의 1실시예에 대해서 설명한다.
제1도는 본 발명의 1실시예를 종래의 대각 외형 7″의 광학 다중 간섭막을 갖는 투사형 음극선관을 개선하는 경우에 대해서 도시한 것이다. 제1b도의 (ㄱ)에 도시한 종래의 7″광학 다중 간섭막을 갖는 투사형 음극선관에 있어서는 광학 다중 간섭막을 마련한 페이스 패널 글라스(2)의 내면의 긴 축지름 A와 짧은 축지름 B의 비율은 약 0.75이다. 이것은 통상의 텔레비젼 영상의 에스펙트비가 4 : 3인 것에서 유리하고 있다. 이때의 페이스 패널 글라스(2)의 중앙에 있어서의 광학 다중 간섭막의 λ50에 대한 대각축 m상의 각 점에 있어서의 λ50의 값의 차의 분포, 즉 Δλ50의 값의 분포는 제1a도의 그래프중의 곡선 (a)에 도시한 바와 같다.
종래의 대각 외형 7″의 광학 다중 간섭막을 갖는 투사형 음극선관의 경우, 동작시의 유효 래스터 영역의 대각 축지름은 130mm이고, 페이스 패널 글라스(2)의 중심으로부터의 거리로 환산하면 65mm이고, 도면에서 명백한 바와 같이 이 점(D=65mm)에 있어서의 Δλ50의 값은 -360nm이고, 상기 투사형 텔레비젼 세트 동작시의 화이트 유니포미티(백색 균일성)의 한도를 초과하여 백색 균일성을 확보하는 것이 곤란하다.
그래서, 본 발명의 경우, 페이스 패널 글라스 내면의 긴 축지름 A를 종래와 같이 고정해 두고, 짧은 축지름 B만을 크게 하는 구성으로 되어 있다. 이와 같이, 짧은 축지름 B를 크게 하면, 페이스 패널 글라스 긴변(2a)의 스커트부(9a)가 특히 대각 주변부(30)에서 진공증착의 막두께 분포에 미치는 악영향을 경감할 수 있다.
또, 통상 투사형 음극선관은 투사형 텔레비젼 세트중에서 긴 축방향으로 G, B, R 각 단색관이 3개 나란히 배치되지만, 광학상의 제약조건에 따라 이들 설치간격을 가능한한 작게 할 필요가 있다. 따라서, 페이스 패널 글라스(2)의 내면의 긴 축지름 A를 현재의 상태보다 크게 하는 것은 곤란하다. 따라서, 본 발명에 있어서는 긴 축지름 A를 고정하고 짧은 축지름 B만을 크게 해서 스커트부(9)에 의한 대각 주변부(30)에서의 진공증착막의 막두께의 불균일성을 개선하도록 한 것이다.
제1a도의 곡선(b)~(e)는 제1b도 (ㄴ)와 같이 짧은 축지름 B를 순차로 크게 한 경우의 특성도이다. 도면중 (b)는 (B/A)=0.80까지 짧은 축지름 B를 크게 한 경우를 도시한 것이며, 종래의 대각 축상의 D=65mm의 점에 있어서의 Δλ50=-17nm로 된다. 마찬가지로 (C)는 (B/A)=0.85의 경우이고, 이때 종래의 대각 축상의 D=65nm의 점에 있어서의 Δλ50=-10nm로 되고, 상술한 실험결과로부터 투사형 텔레비젼 세트에서 대부분 만족할 수 있는 화이트 유니포미티(백색 균일성)을 얻을 수가 있다. 또, (d) 및 (e)는 각각 (B/A)=0.90, 0.95의 경우이고, 각각 Δλ50=-6nm, -4nm로 되어 화이트 유니포미티(백색 균일성)로서는 매우 양호하였다. 또한 (B/A)의 값을 1.0보다 크게 하더라도 Δλ50의 값은 그다지 대폭적으로 개선되지 않는다.
이들 결과를 종합하면, 광학 다중 간섭막을 갖는 투사형 음극선관에서는 페이스 패널 글라스(2)의 내면의 긴 축지름을 A, 짧은 축지름을 B로 할 때, 0.85≤(B/A)로 하는 것에 의해 Δλ50을 10nm 이하로 하는 것이 가능하며, 투사형 텔레비젼 세트의 영상의 화이트 유니포미티(백색 균일성)을 대부분 만족할 수 있는 레벨로 유지할 수 있다.
또한, 이 관계식은 대각 외형 7″의 광학 다중 간섭막을 갖는 투사형 음극선관뿐만 아니라 더욱 대형인 9″, 13”인 경우에 대한 실험을 실행한 결과, 마찬가지로 성립하는 것이 확인되고 있으며, 다른 모든 크기에 대해서도 마찬가지로 적용할 수 있는 것이다.
이상과 같이 본 발명에 의하면 광학 다중 간섭막을 구비하는 투사형 음극선관의 페이스 패널 글라스의 스커트부에 기인하는 형광면의 대각 주변부에서의 광학 다중 간섭막의 불균일성의 문제를 개선하여 투사형 텔레비젼 세트의 영상의 화이트 유니포미티(백색 균일성)을 대폭적으로 향상할 수가 있다. 따라서, 고품질의 광학 다중 간섭막을 구비하는 투사형 음극선관을 저코스트로 얻을 수가 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러가지로 변경가능한 것은 물론이다.

Claims (1)

  1. 형광면을 구성하는 페이스 패널 글라스와 형광체층 사이에 고굴절 재료층과 저굴절 재료층을 교대로 여러층 적층하여 이루어지는 광학 다중 간섭막을 구비하는 투사형 음극선관에 있어서, 상기 페이스 패널 글라스의 내면의 긴 축지름을 A, 짧은 축지름을 B라고 할때, 0.85≤(B/A)인 관계식을 만족하도록 페이스 패널 글라스를 형성한 것을 특징으로 하는 투사형 음극선관.
KR1019910012783A 1990-08-20 1991-07-25 투사형 음극선관 KR940009189B1 (ko)

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