(57)【要約】【課題】カラー陰極線管において、メタルバック層からの反射電子、２次電子に因る発光を回避し且つ高輝度化を図る。【解決手段】蛍光面１３に対向して、２枚のマスク電極１５及び１６を配置し、マスク電極のうち蛍光面側マスク電極１５に蛍光面１３と同じ電圧ＶＭ１（＝ＶＨ　）を印加し、電子銃側マスク電極１６に蛍光面側マスク電極より低い電圧ＶＭ２（＜ＶＭ１）を印加して成る。【選択図】　　　　図２
2004055349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光面に対向して、２枚のマスク電極が配置され、
前記マスク電極のうち蛍光面側マスク電極に前記蛍光面と同じ電圧が印加され、電子銃側マスク電極に蛍光面側マスク電極より低い電圧が印加されて成る
ことを特徴とするカラー陰極線管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー陰極線管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、カラー陰極線管は、陰極線管体（ガラス管体）のパネル内面に赤、緑及び青の各色蛍光体層と各色蛍光体層間に配した光吸収層とからなるカラー蛍光面を形成し、このカラー蛍光面に対向して色選別機構を配置し、管体のネック部に配置した電子銃からの各色の電子ビームを電磁偏向ヨークで偏向し色選別機構を通過して所要の蛍光体層に照射し、所要のカラー画像を表示するように構成される。
図４は、従来のカラー陰極線管のカラー蛍光面及び色選別機構部分の一例を示す。管体２のパネル２Ｐの内面には、例えばストライプ状の赤蛍光体層３Ｒ、緑蛍光体層３Ｇ、青蛍光体層３Ｂと各蛍光体層間に配された光吸収層となるストライプ状のカーボン層３ＢＬとを有し、表面に例えばＡｌ膜によるメタルバック層４を形成してなるカラー蛍光面３が形成され、このカラー蛍光面３に対向して例えば多数のスリット状のビーム透過孔５を有した色選別機構６が配置される。蛍光面３と色選別機構６には同じ高圧、即ちアノード電圧が印加される。電子ビーム７は、電子銃の中で集束及び加速された後、電磁偏向ヨークで偏向され色選別機構６のビーム透過孔５を通り抜けた分の電子ビーム７ａのみが蛍光面３に到達し各色蛍光体層３Ｒ、３Ｇ、３Ｂを発光させる。同図では緑電子ビームが緑色蛍光体層３Ｇに照射された状態を示している。
【０００３】
このような通常のカラー陰極線管では、蛍光面３に照射される電子ビーム７ａの量が色選別機構６のビーム透過孔５のスリット幅（開口率に相当する）ｄ５　で決まり、その幅ｄ５　は３色の蛍光体層３Ｒ，３Ｇ，３Ｂとカーボン層３ＢＬを考慮すると開口率３０％以下にする必要がある。しかし、この電子ビーム量は、陰極線管の大きな魅力である高輝度特性に直接影響するので、出来る限り増やしたいのが現状である。電子ビームの幅はそのままでも電流密度を高くすることで輝度を上げられるため、解決策の一つとして高密度の電子ビームを照射できる電子銃の開発が各陰極線管メーカーで行われ、商品化されている。
【０００４】
その他の解決策として考えられているのが、後段集束方式の陰極線管である。古くは１９６５年にクロマトロン（登録商標）方式の陰極線管が商品化されており、色選別機構の開口率が９０％で非常に高い輝度が得られていた。また、色選別機構を互いに絶縁した２重マスク構造にし、各々のマスクに異なる電圧を印加することで電子レンズを形成するマスク集束型陰極線管も提案されている（特許出願公告：平４ー１１９７６号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前者のクロマトロン（登録商標）方式の陰極線管では、その色選別機構の電位が蛍光面電位の１／４〜１／３と低いため、電子ビームがＡｌメタルバック層に照射されたときの、Ａｌメタルバック層での反射電子、及びＡｌメタルバック層からの２次電子が周囲の蛍光面に入射し不要な発光を起こし、コントラストを悪化させる問題があった。後者の陰極線管の場合も、具体的な電位が示されていないが、電子銃側マスク電極の電位Ｅｍｇ、スクリーン側マスク電極の電位Ｅｍｓ、スクリーン（蛍光面）電位ＥＳ　としたとき、ＥＳ　＝Ｅｍｇ＞Ｅｍｓに設定しており、前者の陰極線管と同様の反射電子、２次電子による発光が解決されておらず不十分な点があった。
【０００６】
本発明は、上述の点に鑑み、反射電子及び２次電子に因る発光を回避し、且つ高輝度化を図るようにしたカラー陰極線管を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るカラー陰極線管は、蛍光面に対向して、２枚のマスク電極を配置し、マスク電極のうち蛍光面側マスク電極に蛍光面と同じ電圧を印加し、電子銃側マスク電極に蛍光面側マスク電極より低い電圧を印加して構成する。
【０００８】
本発明のカラー陰極線管では、蛍光面に対向して２枚のマスク電極を配置し、電子銃側マスク電極に蛍光面側マスク電極より低い電圧を印加することにより、マスク電極において集束レンズが形成され、電子ビームが絞られ密度（電流密度）が上げられて蛍光面に照射される。従って、マスク電極によるいわゆる色選別機構の開口率を上げることが可能になり、輝度が向上する。しかも、蛍光面側マスク電極と蛍光面とが同電位であるので、蛍光面のメタルバックに電子ビームが当たって発生する反射電子及び２次電子が、再加速されて蛍光面に照射されることがなく、所要の蛍光体層以外の周囲を発光させることがなく、高いコントラストが得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１０】
図１は、本発明のカラー陰極線管の一実施の形態を示す。本実施の形態に係るカラー陰極線管１１は、陰極線管体（例えばガラス管体）１２のパネル１２Ｐの内面に、赤、緑及び青の各色蛍光体層と各蛍光体層間に配された光吸収層とからなるカラー蛍光面１３を形成し、このカラー蛍光面１３に対向して後述する色選別に供されるマスク電極、即ち本発明による２枚のマスク電極１５及び１６を配置し、ネック部１２Ｎ内に電子銃１７を配置して構成される。管体１２の外側には、電子銃１７からの各色の電子ビームＢＲ　，ＢＧ　，ＢＢ　を水平、垂直方向に電磁偏向させる偏向ヨーク１８が配置される。電子銃１７は、通常の電子銃が用いられる。例えば、インライン配列された各赤、緑及び青に対応した３つのカソードと、各カソードに共通する複数の電極とからなり各電極に各カソードからの電子ビームを透過するビーム透過孔が形成されて成るいわゆる３ガン式の電子銃を用いることができる。あるいは、インライン配列された赤、緑及び青の３つのカソードに対して同軸上に共通の第１電極〜第５電極は配列され、第３電極〜第５電極で主電子レンズが形成され、第５電極の後段に４枚の偏向板による静電コンバージェンス手段が配置され、３つのカソードから出射された３つの電子ビームが一旦主電子レンズの中心で交差し、その後静電コンバージェンス手段で偏向されて蛍光面上でコンバージェンスされるように構成した３ビーム単電子銃を用いることもできる。
【００１１】
図２は、本実施の形態のカラー陰極線管１１のカラー蛍光面１４及びマスク電極の部分を拡大して示す。パネル２Ｐの内面には、例えばストライプ状の赤蛍光体層１３Ｒ、緑蛍光体層１３Ｇ、青蛍光体層１３Ｂと各蛍光体層１３〔１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ〕間に配した光吸収層となるストライプ状のカーボン層１３ＢＬとを有し、その表面に例えばＡｌ膜によるメタルバック層１４を形成してなるカラー蛍光面３が形成される。このカラー蛍光面３に対向して、例えば多数のスリット状のビーム透過孔１５ａ、１６ａを夫々有した２枚のマスク電極１５及び１６が配置される。本実施の形態では、２枚のマスク電極のうち蛍光面側マスク電極１５が実質的な色選別機構となり、そのスリット状のビーム透過孔１５ａの開口率が色選別機構の開口率となる。この蛍光面側マスク電極１５のビーム透過孔幅ｄ１５は、後述するように、図４の従来例のビーム透過孔ｄ５　より大きく設定される。また、電子銃側マスク電極１６のビーム透過孔幅ｄ１６は、蛍光面側マスク電極１５のビーム透過孔幅ｄ１５より大きく設定される。
【００１２】
そして、本実施の形態では、蛍光面側マスク電極１５の電位ＶＭ１と蛍光面１３の電位ＶＨ　を同じにし（ＶＭ１＝ＶＨ　）、電子銃側マスク電極１６の電位ＶＭ２を蛍光面側マスク電極１５の電位ＶＭ１より低くなる（ＶＭ２＜ＶＭ１）ようにして構成される。即ち、蛍光面側マスク電極１５には、蛍光面に印加される高圧、即ちアノード電圧と同じアノード電圧を印加し、一方、電子銃側マスク電極１６には、アノード電圧より低い高電圧を印加するように設定される。
【００１３】
本実施の形態のカラー陰極線管１１では、電子銃１８の各色に対応するカソードから出射された各電子ビームＢ〔ＢＲ　，ＢＧ　，ＢＢ　〕が複数の電極で形成された主電子レンズで集束され、さらに２枚のマスク電極１５及び１６で形成される電子レンズ、いわゆる後段集束レンズで集束されて蛍光面上でフォーカスされ、且つ集中（コンバージェンス）されて、赤、緑、青の各色蛍光体層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂに照射される。この電子ビームＢ〔ＢＲ　，ＢＧ　，ＢＢ　〕が偏向ヨーク１９によって水平、垂直方向に偏向されて所要のカラー画像が表示される。
【００１４】
そして、本実施の形態によれば、マスク電極１５及び１６において、図３に示すように、蛍光面側マスク電極１５にアノード電圧と同じ電圧ＶＭ１（＝ＶＨ　）が印加され、電子銃側電極１６にアノード電圧ＶＨ　より低い高圧ＶＭ２（＝ＶＨ　）が印加されるので、このマスク電極１５及び１６間で電子レンズが形成され、電子銃側電極１６の幅ｄ１６のビーム透過孔１６ａを通過する電子ビーム，本例では緑電子ビームＢＧ　が絞られ、蛍光面側電極１５の幅ｄ１５（＜ｄ１６）のビーム透過孔１５ａを通って緑色蛍光体層１３Ｇに照射される。このとき、電子銃側マスク電極１６側の電界Ｈ２　で絞られた電子ビームＢＧ　は、蛍光面側の電界Ｈ１　で広げられるも、その広げようとする作用は小さいので実質的に実線のように絞られて、蛍光体層１３に照射される。この後段集束により蛍光面側マスク電極１５を通過する電子ビームＢＧａの密度（ビーム電流密度）が高くなり、且つ実質的な色選別機構となる蛍光面側マスク電極１５の開口率、即ちビーム透過率が従来の色選別機構６より高くなることで、輝度の向上が図れる。本実施の形態では、蛍光面側マスク電極１５の開口率（ビーム透過率）を３５％以上にすることが可能になる。
【００１５】
また、蛍光面側マスク電極１５と蛍光面１３とが同電位であるので、電子ビームＢが蛍光面１３のＡｌメタルバック層１４に当たり、Ａｌメタルバック層１４から反射電子、あるいは２次電子が発生しても、この反射電子、２次電子は再加速されず蛍光面側に照射されない。反射電子、２次電子は蛍光面１３と蛍光面側マスク１５との間に浮遊し、最終的に消滅する。従って、反射電子、２次電子に因る発光を防ぐことができ、画面のコントラスト低下を回避することができる。
【００１６】
次に、本発明の具体例を示す。マスク電極の電位及び開口率を次の通りにする。開口率は、マスク電極のビーム透過孔間のいわゆるグリッド素体１７の１ピッチ（これを１００％とする）に対するマスク電極のビーム透過孔幅の率を示す。
蛍光面側マスク電極１５の電位：　　ＶＨ　（アノード電圧）
電子銃側マスク電極１６の電位：　　０．９ＶＨ　
蛍光面側マスク電極１５の開口率：　３５％
電子銃側マスク電極１６の開口率：　６０％
この条件のときには、マスク電極１５及び１６間に電子レンズが形成され、蛍光面側マスク電極１５のを通過した電子ビームの利用率は、３８％に増加した。グリッド素体の幅，ビーム透過孔幅，マスク電極の板厚，等を含むマスク電極の大きさ、マスク電極間距離，マスク電極と蛍光面間距離，等を含むマスク電極の位置、電子銃側マスク電極１６の電位を変えることで、電子ビームの利用率をさらに増やすことも可能である。因みに、従来の色選別機構６の開口率は、３０％以下であり、電子ビームの利用率も開口率と同様に３０％以下であった。本実施の形態において、蛍光面側マスク電極１５と蛍光面１３間の距離を１０ｍｍとすると、ビーム幅は蛍光体ストライプピッチに対して３０％以下にになり、画質を損なうこともない。
【００１７】
上述したように、本実施の形態によれば、マスク電極１５及び１６による後段集束レンズの形成と、後段集束による反射電子、２次電子に因る発光を防ぐことを両立させることができる。これにより、高輝度且つ高コントラストのカラー陰極線管を提供することができる。また、高精細且つ高輝度のカラー陰極線管を提供することができる。また、電子銃側マスク電極１６の電位が蛍光面の電位より低く設定されるので、電子銃を構成する高圧電極の電位を、蛍光面の電位より低い電位にすることが可能になり、従って、電子銃を低電位化して偏向効率を上げた省エネルギーのカラー陰極線管を提供することができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明に係るカラー陰極線管によれば、後段集束型として電子ビームを絞り、色選別機構の開口率の向上と電子ビームの利用率を向上を図ると共に、後段集束による反射電子あるいは２次電子に因る発光を防止することができる。
【００１９】
従って、高輝度且つ高コントラストのカラー陰極線管を提供することができる。また、高精細且つ高輝度のカラー陰極線管を提供することができる。また、電子銃側マスク電極１６の電位が蛍光面の電位より低く設定されるので、電子銃を構成する高圧電極の電位を、蛍光面の電位より低い電位にすることが可能になり、電子銃を低電位化して偏向効率を上げた省エネルギーのカラー陰極線管を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカラー陰極線管の一実施の形態を示す構成図である。
【図２】図１の要部の拡大図である。
【図３】本発明の動作説明図である。
【図４】従来のカラー陰極線管の要部の構成図である。
【符号の説明】
１１・・・カラー陰極線管、１２・・・陰極線管体、１２Ｐ・・・パネル、１２Ｎ・・・ネック部、１３・・・カラー蛍光面、１３Ｒ・・・赤色蛍光体層、１３Ｇ・・・緑色蛍光体層、１３Ｂ・・・青色蛍光体層、１３ＢＬ・・・光吸収層（カーボン層）、１４・・・メタルバック層、１５・・・蛍光面側マスク電極、１６・・・電子銃側マスク電極、１５ａ，１６ａ・・・ビーム透過孔、１７・・・グリッド素体、１８・・・電子銃、１９・・・偏向ヨーク、Ｂ〔ＢＲ　，ＢＧ　，ＢＢ　〕・・・電子ビーム
【図１】
2004055349.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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