专利名称:备有反射防止膜的阴极射线管的制作方法
本发明涉及阴极射线管，特别涉及在面板上具有反射防止膜的阴极射线管。
阴极射线管的面板的外表面，由于通常为光滑的外表面，故存在的问题是因使从周围来的光作镜面反射，这样就很难看到面板内的画像。
为了解决这样的问题，已知有二种方法，其第一种方法如特开昭61-29051公报所揭示的那样，是在面板的外表面形成有纤细的凹凸，并通过该凹凸使从周围来的光散射的方法。在该方法中，存在的问题是由于从整个画面来的光被乱反射，故整个画面带有白色的味道，从而看上去对比度似乎恶化，且图象的分辨率也劣化。第二种方法如特开昭61-91838号公报所揭示的那样，是在面板的外表面上形成单层或多层的反射防止膜，并通过该反射防止膜来防止反射的方法。如用此方法，其优点是，不会产生如第一种方法那样的对比度或分辨率劣化的现象。这样的反射防止膜是以具有比通常面板的玻璃材料的折射率还要低的折射率的物质来形成的，如设要防止其反射的光的波长为λ及该膜的折射率为n，则该膜的最合适的厚度为λ/4n。例如如为了防止具有波长0.55μm的光进行反射，而在面板上形成有氟化镁膜的场合，由于氟化镁的折射率大致为1.38，故氟化镁的膜的厚度定为0.1μm。在备有这样的反射防止膜的面板上产生的现象是，如面板上入射有白色光，则在面板的中央区和周边区上，防止反射的效果不同，面板的中央区或周边区有不同的颜色，例如在面板的中央区上看上去为紫色，而在周边区上则看上去为蓝色。这样存在的问题是，在阴极射线管上色再现性方面不好。
本发明的目的与在面板的大致整个区域上都具有大致均匀的反射效果的阴极射线管有关。
发明者们发现下列情况，即看到的面板的中央区和周边区有不同颜色的现象起因于在面板的中央区的中央，有相对于面板大致垂直的入射并在面板上同样大致垂直反射的光线进入到观察者的眼睛，而与此相反，在周边区上有相对于面板斜着入射且在面板上同样斜着反射的光线进入到观察者的眼睛，并且这是由于通过面板中央区的反射防止膜中的光线的光路和通过周边区的反射防止膜中的光线的光路不同，从而产生了和面板的中央区相比周边区的反射防止膜变厚的实质上相同情况。
根据本发明，具有其中有图象显示的面板的阴极射线管，包括在面板上形成有作为防止光线反射的膜层，该膜层具有的膜厚是从面板的中心区向周边区连续地减小的。
图1为将属于本发明的一实施例的阴极射线管部分剖开进行表示的侧面图;
图2及图3为表示在图1所示的面板上的入射到面板上、并从面板上进行反射射向观察者的光线的光路的说明图。
图4为表示在图1所示的反射防止膜上被折射的光线的光路的说明图。
图5是表示反射防止膜的膜厚的函数的曲线图，是表示在以与膜厚变化率有关的常数为可变数的场合的表示相对于距面板中心的距离为X处的膜厚变化率d/dmax的变化的曲线图。
图6为表示与膜厚变化率有关的常数和反射防止率的关系的曲线图。
如图1所示，阴极射线管备有外壳7，并在该外壳7的面板9的内面上，形成有磷层10。众所周知，如从没有图示的电子枪所产生的电子束到达磷层10上，则磷层10发光，并在磷层10上再现图象，而该图象通过面板在观察者处被观察到。
如图1所示，在面板9的曲面上所形成的外表面上，形成有反射防止膜8。该反射防止膜8是用折射率比面板9的折射率1.52～1.54小的材料例如其折射率大致为1.38的氟化镁作成，并在面板9上形成反射防止膜，该反射防止膜的膜厚作连续变化，以使面板9中央区和周边区相比逐渐变厚。例如在面板9上所形成的反射防止膜的厚度是连续变化的，即做成面板9的中央区的膜厚为0.22/nμm，与此相反，周边区的膜厚为0.04/nμm。
以下就采用膜厚作连续变化且面板的中央区与周边区相比变厚的反射防止膜厚的理由进行说明。
如图2所示，一般观察者是从面板的中心轴13上观看面板内的图象。面板9的外表面具有如一般所熟悉的某一曲率，形成的形状接近凸面镜。因而从光源15出来，在面板的周边区进行反射，并射向观察者的眼睛的光线的入射角α比从光源14出来，并在中央区进行反射的光线入射角β大。入射角α的变化与面板9的曲率大小有关，而如果曲率变大，或换句话说如曲率半径变小则该入射角α也变大。又面板9和观察者11之间的距离1也随阴极射线管的用途而变化，如用于通常的电视，则该距离1大致为3.3m左右，如用于计算机的显示，则大致为0.4m左右，而随该用途的变化而变化的距离上的不同也成为入射角α的值起变化的重要原因。即如图3所示，对于位于不同位置的观察者13-1及13-2，由于面板9和观察者13-1及13-2之间的距离1不同，从不同的光源15-1、15-2来的光线的入射角α，α′是不同的。一般，如距离1变大则入射角α，α′变小。
一般，如设膜材料的折射率为n及要防止反射的光的波长为λ，则以nd＝λ/4作为设定反射防止膜的厚度d的条件。该条件在入射角为零度的场合即在光线垂直入射的场合成立，在入射角为α的场合，如图4所示由于光线以入射角α侵入反射膜，并在其表面以折射角αn进行折射，则对于有入射角α的光线的实质上的膜厚可以d/cosαn表示。
在本发明中如图2所示，假定观察者11位于面板9的中心轴13上，则通过使之与在该场合的光的入射角α相对应，来确定反射防止膜的厚度d。该d的值最好定为 (λ)/(4n) ·cosαnαn(此处n＝ (sinα)/(sinαn) )。由于周围光的入射角α随着从面板中央部走向周边部而变大，故反射防止膜的厚度也变成越走向周边部而越薄。但此时的中央部和周边部的反射防止膜的厚度之差，如上所述由于入射角α随着面板的曲率及面板和观察者的距离而变化，故必须考虑阴极射线管的使用用途或阴极射线管的种类作出决定。在周围光的入射角为零度时，如想要防止可视领域的最大波长为0.7μm的光的反射则这样的反射防止膜的厚度最好应为 0.17/(n) μm～ 0.22/(n) μm。又在射向周围的区域的光的入射角为60°时，如要防止可视领域的最小波长0.35μm的光的反射，则膜厚应为 0.04/(n) μm。因而反射防止膜的厚度最好在 0.04/(n) μm以上、 0.22/(n) μm以下的范围内。
反射防止膜8的膜厚最好以下述的表示膜厚的变化率(d/dmax)的公式来确定。
( (X)/(Xmax) )2＝( (d)/(dmax) -1)｛ρ· (d)/(dmax) -(kρ- (l)/(k-l) )｝…(1)式中，d为膜厚，dmax为膜厚最大值，X为距面板中心的距离，Xmax为从面板中心到最外面的距离，ρ为相对于膜厚变化率的常数，K的值为在X＝Xmax时的d/dmax之值，并根据阴极射线管的型号及使用目的及形成薄膜的物质的种类等确定，在阴极射线管的曲率半径小的场合或在观察者在距面板较近处观看阴极射线管的场合，K的值要选得小，而在与这些相反的场合，则K的值要选得大。又用于制作反射防止膜的物质的折射率越小则要求选定的K值也越小。又在(1)式中d/dmax所选定的解应为X越大，而d/dmax越小那样的解。在这样选定d/dmax的场合，在1/(K-1)2＞ρ时，面板越靠边即如距离X接近Xmax则d/dmax的减小率变大。此时，如设面板的中央区的膜厚为λ/4n，就能得到遍及整个面板的理想膜厚。
上述式(1)基本上根据下述的考察而求出。即一般面板9的外面形成曲率半径变化的非球面曲面，而在此为使说明简化，面板9的外面假定为半径R的球面的一部分。如图2所示，设从观察者的眼睛11到面板9的距离为l，并设入射到距面板9的中央的距离为X的区域上，并射向观察者的眼睛11的光线的入射角为α，则该入射角α可以下式(2)进行表示。
α=2π-tan-1l+R-R2-X2X-tan-1R2-X2X…(2)]]>因而折射角α根据斯湼耳定律以(3)式表示。
αn＝sin-1(sinα)/(n)=sin-1sin(2π-tan-1l+R-R2-X2X-tan-1R2X2X)n…(3)]]>
因而，如设膜厚为d，则从膜的入射面到面板9的表面的光路的长度可以d·cosαn表示。因该光路的长度只要等于反射防止膜8的理想值λ/4n即可，故在面板的周边区上的反射防止膜的理想的膜厚d，作为X的函数，可以下述的(4)式求出。
d＝ (λ)/(4n) ·cosαn=λ4n·cos ｛sin-1sin(2π-tan-1l+R-R2-X2X-tan-1R2-X2X)n｝…(4)]]>方程式1从方程式(4)得出，其中曲率半径R及距离1以参数ρ，K和X表示。方程式1可应用于在面板上所形成的反射防止膜，该面板不仅可具有球面的外曲面，而且可以具有非球面的外曲面。在具有非球面的曲面的面板中，曲率半径R随距离X而变，并可用X的函数表示。该非球面的外曲面可用单个曲率半径定义，或用复合的曲率半径定义。
例1在14英寸型彩色阴极射线管的面板9的表面上形成有氟化镁的蒸镀膜来作为反射防止膜。为了防止λ＝500nm附近的光线的反射，该反射防止膜做成其中央的膜厚为0.1μm，其最外部Xmax(14英寸型彩色显象管的场合)的膜厚做成相对于中央的膜厚成0.8倍的0.08μm。改变此时的周边部的膜厚的变化率可确定面板9的厚度。
图6表示关于在距面板的中心的距离X为50mm、100mm、150mm各点处的各膜厚变化率的常数ρ和观察者及面板间的距离1为30cm之际的550nm附近的反射防止率(设中心点为100%)之间的关系。从图6所示的关系中可确认ρ值在-10＜ρ＜ 1/((K-1)2) 时，在距离X为50mm、100mm、150mm的点处能抑制反射防止率的下降。如在面板中心轴上距面板表面0.4m的位置观察该实施例的彩色显象管，则白色光的反射在面板上的整个场所为紫色。又在面板中心轴上从距面板表面1m以上的位置观察该显象管，则周边部的白色光的反射呈比紫色稍带红味的色(豆沙色)。如以前那样使反射防止膜的厚度均匀到0.1μm的场合，在从离开面板表面约4m以上处进行观看时，全部成紫色的反射光，但随着向面板靠近，周边部逐渐带红色味，而如近到0.4m则成豆沙色。
例2在图1所示的26英寸的彩色显象管的面板表面形成有SiO2膜作为反射防止膜。该SiO2膜的形成是通过涂上硅的醇盐和水和乙醇和酸的混合液烧成的。上述SiO2膜在中央部近旁形成0.1μm而在周边部则形成0.08～0.07μm。从而可得到和上述实施例同样的效果。1X这样形成的被膜在整个画面上可得到良好的防止外来光反射的效果。
在本发明中是就反射防止膜是用氟化镁作成的例子进行说明的，但不限于此，如用比面板的折射率还要低的物质作反射防止膜，就可得到足够的反射防止效果。且反射防止膜的形成方法，很明显不仅可用蒸镀法而且可用自转控制法形成。
如上所述的那样，根据本发明可防止由于周围光的入射角的不同而使反射效果随面板上的场所而异的现象，能很容易得到具有均匀的反射防止效果的阴极射线管。
权利要求
1.一种具有其中有图象显示的面板的阴极射线管，其特征包括一光线反射防止层，该层在面板上形成，该层的厚度从面板的中央区向周边区连续地减小。
2.如权利要求
1所述的阴极射线管，其特征在于上述层是用其折射率n比面板的折射率小的材料作成，该层的厚度在最大值0.22/n之内，最小值0.04/n以上。
3.如权利要求
1所述的阴极射线管，其特征在于上述面板具有非球面的曲面。
4.如权利要求
3所述的阴极射线管，其特征在于上述非球面曲面用复合曲率半径定义。
5.如权利要求
3所述的阴极射线管，其特征在于上述层的膜厚的变化率d/dmax以下式表示，( (X)/(Xmax) )2＝( (d)/(dmax) -1)｛ρ· (d)/(dmax) -(kρ- (l)/(k-l) )｝式中，d为膜厚，dmax为膜厚的最大值，K值为在X＝Xmax处的d/dmax的值，ρ为相对于膜厚变化率的常数。
6.如权利要求
1所述的阴极射线管，其特征在于上述层由氟化镁形成。
7.如权利要求
1所述的阴极射线管，其特征在于上述层为单层结构。
专利摘要
一种阴极射线管，在面板上形成有防止光线反射的膜层，由氟化镁形成，其膜厚从面板中央区向周边区连续地减小，并在0.04/n到0.22/n之间，膜厚变化率d/dmax可以下式表示
文档编号H01J29/89GK87101222SQ87101222
公开日1988年7月13日 申请日期1987年12月23日
发明者竹中滋男, 伊藤武夫, 松田秀三 申请人:东芝株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan