(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に矩形状の有効面の内面が曲面からなるパネルを有し、このパネルの内面にシャドウマスクに対向して蛍光体スクリーンが形成されてなるカラー受像管において、
上記パネルの有効面の中心から同一距離における短軸上のパネルの肉厚、対角軸上のパネルの肉厚および長軸上の肉厚の関係は、
上記短軸上の肉厚＞上記対角軸上の肉厚＞上記長軸上の肉厚
であり、
上記パネルの有効面の中心から同一距離における短軸上のパネルの肉厚と対角軸上のパネルの肉厚との差が上記同一距離における上記対角軸上のパネルの肉厚と長軸上のパネルの肉厚との差よりも少なくとも上記有効面の中心から上記長軸上端部までの距離の１／２以上の領域において小さく、かつ上記パネルの有効面の外面は球面からなるほぼ平坦な面であることを特徴とするカラー受像管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、シャドウマスク型カラー受像管に係り、特にシャドウマスクの熱変形に起因する画像の劣化を防止するパネルをもつカラー受像管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にシャドウマスク型カラー受像管は、曲面からなる実質的に矩形状の有効面の外周部にスカート部が設けられたパネルと、このパネルのスカート部に接合された漏斗状のファンネルとからなる外囲器を有し、そのパネルの有効面の内面に、青、緑、赤に発光する３色蛍光体層からなる蛍光体スクリーンが形成され、この蛍光体スクリーンに対向して、その内側に多数の電子ビーム通過孔を有するマスク本体が曲面状をなすシャドウマスクが配置されている。一方、ファンネルのネック内に３電子ビームを放出する電子銃が配設されている。そしてこの電子銃から放出される３電子ビームをファンネルの外側に装着された偏向ヨークの発生する磁界により偏向し、シャドウマスクを介して上記蛍光体スクリーンを水平、垂直走査することにより、カラー画像を表示する構造に形成されている。
【０００３】
このカラー受像管において、蛍光体スクリーン上に色純度の良好なカラー画像を表示するためには、シャドウマスクの各電子ビーム通過孔を通って蛍光体スクリーンに入射する３電子ビームが、それぞれ対応する３色蛍光体層に正しくランディングするように、３色蛍光体層とシャドウマスクとを所定の整合関係に正しく配置することが必要である。そのためには、特にパネル内面とシャドウマスクとの間隔（ｑ値）を設計値どおりに設定することが重要である。
【０００４】
しかし、３色蛍光体層とシャドウマスクとを所定の整合関係に配置しても、なおカラー受像管は、シャドウマスクの熱変形のために色純度の劣化をおこす。すなわち、一般にシャドウマスクは、電子ビーム通過孔の占める面積がマスク本体全体の１／３以下であり、電子ビームの大部分は、シャドウマスクに衝突して、これを加熱する。そして鉄を主成分とする低炭素鋼板からなる通常のマスク本体では、その加熱により熱膨張し、いわゆる蛍光体スクリーン方向に膨出するドーミングをおこす。その結果、上記ｑ値が変化し、３色蛍光体層に対する電子ビームのランディング位置が変化して色純度の劣化をおこす。
【０００５】
このシャドウマスクの熱膨張による３色蛍光体層に対する電子ビームのランディング位置の変化（ミスランディング）は、蛍光体スクリーン上に描かれる画像パターンおよび画像パターンの継続時間などにより異なる。
【０００６】
すなわち、蛍光体スクリーン上に長時間画像を描くと、この場合、シャドウマスクは、多数の電子ビーム通過孔の形成されたマスク本体ばかりでなく、このマスク本体の周辺部に取付けられた熱容量の大きいマスクフレームまで加熱される。しかしこのような加熱により生ずるミスランディングは、特公昭４４−３５４７号公報に示されているように、シャドウマスクを支持する弾性支持体をバイメタルを介してマスクフレームに取付けることにより有効に補正することができる。一方、短時間におこるミスランディングとして、局部的に高輝度の画像を描いた場合におこる局部的なミスランディングがあるが、このような局部的に高輝度の画像を描いた場合におこる局部的なミスランディングは、上記バイメタルによる補正手段では補正することはできない。
【０００７】
すなわち、図１０に示すように、蛍光体スクリーン１上に大電流ビーム２により局部的に高輝度の画像が描かれると、その大電流ビーム２の衝突により、破線で示したようにマスク本体３に局部的なドーミングが生ずる。このドーミング部分４では、電子ビーム通過孔５は６ａ  から６ｂ  の位置に変化し、電子ビーム２が６ａ  の位置にある電子ビーム通過孔５を通って３色蛍光体層７に正しくランディングする場合、６ｂ  の位置に変化した電子ビーム通過孔を通る電子ビーム２は、３色蛍光体層７に正しくランディングしなくなる。しかしこのような局部的なドーミングによるミスランディングは、バイメタルによる補正手段では補正することはできない。
【０００８】
上記短時間におこるミスランディングについて、図１１（ａ）および（ｂ）に示すように、信号発生器により矩形枠パターン９を発生させ、かつその矩形枠パターン９の形状、大きさ、位置を変えてミスランディングとの関係を調べた結果、同（ａ）に示したように、蛍光体スクリーン１のほぼ全面にわたり、大電流ビームパターン１０ａ  を描くようにした場合に生ずるミスランディングは、比較的小さい。しかし同（ｂ）に示したように、縦方向に細長い大電流ビームパターン１０ｂ  を描くと、この大電流ビームパターン１０ｂ  が蛍光体スクリーン１の水平方向（Ｘ軸方向）の周辺部からやや中央部よりに偏在させた場合に、ミスランディングが最も大きくなることが判明している。
【０００９】
この大電流ビームパターン１０ａ  ，１０ｂ  とミスランディングとの関係は、つぎのように説明することができる。
【００１０】
すなわち、一般にテレビ受像機は、受像管の平均陽極電流である一定値を越えないように設計されているので、図１１（ａ）に示した大電流ビームパターン１０ａ  のように大きなパターンでは、図１１（ｂ）に示した大電流ビームパターン１０ｂ  のように小さいパターンの場合よりも、シャドウマスクの単位面積当りに流込む電流が小さい。したがってシャドウマスクの温度上昇は小さい。また図１１（ｂ）に示した大電流ビームパターン１０ｂ  のように小さなパターンでも、これが蛍光体スクリーン１の中央部にある場合は、シャドウマスクが熱変形をおこしても、ミスランディングは生じにくいが、蛍光体スクリーン１の中央部から水平方向の周辺部になるにつれて、シャドウマスクの熱変形がミスランディングとして画面上に現れる度合いが大きくなる。しかし蛍光体スクリーン１の水平方向周辺近くでは、マスク本体の周辺部にマスクフレームが取付けられているため、変形は小さくなる。結局、水平方向の周辺部よりもやや中央部側において、ミスランディングが最大となる。
【００１１】
特に最近のカラー受像管は、パネルの有効面が平坦化したＦＳ（Ｆｌａｔ  Ｓｑｕａｒｅ  ）管が主流になっており、このようなカラー受像管では、そのパネルの有効面に対応して、マスク本体も平坦化している。そのため、このようなカラー受像管では、シャドウマスクの熱変形によるミスランディングも増大する。
【００１２】
このパネルの有効面が平坦化したカラー受像管のミスランディングをシャドウマスクの形状により補正するものが、特開昭６１−１６３５３９号公報、特開昭６１−８８４２７号公報などに開示されている。しかし有効面が平坦化したパネルに対して、シャドウマスクの形状を変えるだけでは、十分に補正することはできない。
【００１３】
これに対して、特開昭６４−１７３６０号公報、特開平１−１５４４４３号公報などには、シャドウマスクとともに、パネルの有効面の形状を変えて、補正するものが示されている。しかしこのような補正をおこなっても、最近開発されつつあるカラー受像管のように、パネル外面から映込みが自然に見える違和感のない有効面がほぼ球面からなるパネルをもつカラー受像管に対しては、十分な補正は得られない。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、シャドウマスク型カラー受像管は、シャドウマスクの電子ビーム通過孔の占める面積が小さく、電子銃から放出される電子ビームの大部分がシャドウマスクに衝突して加熱し、その結果生ずる熱膨張により、３色蛍光体層に対する電子ビームのランディング位置が変化して色純度の劣化をおこす。
【００１５】
このシャドウマスクの熱膨張による３色蛍光体層に対する電子ビームのランディング位置の変化のうち、マスク本体ばかりでなく、その周辺部に取付けられたマスクフレームまで加熱されて生ずるミスランディングについては、シャドウマスクを支持する弾性支持体をバイメタルを介してマスクフレームに取付けることにより、有効に補正することができる。しかし局部的に高輝度の画像を描いた場合に生ずる局部的なミスランディングについては、上記バイメタルによる補正手段では、補正することができない。なおこの局部的なミスランディングは、蛍光体スクリーンの周辺部よりも、やや中央部側において最大となる。
【００１６】
特に最近のカラー受像管のようにパネルの有効面が平坦化したＦＳ管では、そのパネルの有効面に対応して、マスク本体も平坦化しているため、シャドウマスクの熱変形によるミスランディングも増大する。従来よりこのパネルの有効面が平坦化したカラー受像管のミスランディングをシャドウマスクの形状により補正するものが知られているが、有効面が平坦化したパネルに対してシャドウマスクの形状を変えるだけでは、十分な補正は得られない。さらにシャドウマスクとともに、パネルの有効面の形状を変えて補正するものも知られている。しかしこのようにパネルとシャドウマスクの形状を変えて補正をおこなっても、最近開発されつつあるカラー受像管のように、パネル外面から映込みが自然に見える違和感のない有効面がほぼ球面からなるパネルをもつカラー受像管に対しては、十分な補正は得られない。
【００１７】
この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、パネル外面から映込みが自然に見えるように有効面が違和感のないほぼ球面からなるパネルをもつカラー受像管についても、シャドウマスクやパネルの構造を大幅に変更することなく、シャドウマスクの局部的な熱変形による色純度の劣化を有効に補正できるカラー受像管を得ることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
実質的に矩形状の有効面の内面が曲面からなるパネルを有し、このパネルの内面にシャドウマスクに対向して蛍光体スクリーンが形成されてなるカラー受像管において、そのパネルの有効面の中心から同一距離における短軸上のパネルの肉厚と対角軸上のパネルの肉厚および長軸上の肉厚の関係は、短軸上の肉厚＞対角軸上の肉厚＞長軸上の肉厚であり、パネルの有効面の中心から同一距離における短軸上のパネルの肉厚と対角軸上のパネルの肉厚との差が同一距離における対角軸上のパネルの肉厚と長軸上のパネルの肉厚との差よりも少なくとも有効面の中心から長軸上端部までの距離の１／２以上の領域において小さく、かつパネルの有効面の外面は球面からなるほぼ平坦な面となるように形成した。
【００１９】
【作用】
上記のように、パネルの有効面の中心から同一距離における短軸上のパネルの肉厚、対角軸上のパネルの肉厚および長軸上の肉厚の関係が、短軸上の肉厚＞対角軸上の肉厚＞長軸上の肉厚との関係であり、パネルの有効面の中心から同一距離における短軸上のパネルの肉厚と対角軸上のパネルの肉厚との差が同一距離における対角軸上のパネルの肉厚と長軸上のパネルの肉厚との差よりも少なくとも有効面の中心から長軸上端部までの距離の１／２以上の領域において小さくし、かつパネルの有効面の外面は球面からなるほぼ平坦な面とすると、シャドウマスクの局部的な熱変形の大きい長軸上中間部におけるパネル内面の短軸に平行な断面の曲率半径を小さくして、パネルの有効面全域にわたり、パネル内面とシャドウマスクとの間隔をほぼ一定にすることができ、パネル外面から映込みが自然に見える違和感のない球面からなるほぼ平坦な有効面を有するパネルに対しても、シャドウマスクの局部的な熱変形に起因する色純度の劣化を有効に補正することができる。
【００２０】
【実施例】
以下、図面を参照してこの発明を実施例に基づいて説明する。
【００２１】
図２にその一実施例であるカラー受像管を示す。このカラー受像管は、実質的に矩形状の有効面１０の周辺部にスカート部１１の設けられたパネル１２と、このパネル１２のスカート部１１に一体に接合された漏斗状のファンネル１３とからなる外囲器を有する。そのパネル１２の有効面１０の外面は、外面から映込みが自然に見える違和感のない後述する所定曲率の球面状をなし、内面もまた後述する所定曲率の非球面状の凹面をなす。そしてこのパネル１２の有効面１０の内面に、青、緑、赤に発光する３色蛍光体層からなる蛍光体スクリーン１４が形成されている。図３に示すように、その３色蛍光体層１５Ｂ  ，１５Ｇ  ，１５Ｒ  は、それぞれパネル１２の有効面１０の中心を通る短軸（Ｙ軸）方向を長手方向として長軸（Ｘ軸）方向に並列したストライプからなる。またこの蛍光体スクリーン１４に対向して、パネル１２の内側に実質的に矩形状のシャドウマスク１６が配置されている。このシャドウマスク１６は、多数の電子ビーム通過孔の形成された所定曲率のマスク本体１７と、このマスク本体１７の周辺部に取付けられたマスクフレーム１８とからなり、パネル１２のスカート部１１の内面に取付けられたスタッドピン１９と、マスクフレーム１８に取付けられてこのスタッドピン１９に係止する弾性支持体２０とにより支持されている。一方、ファンネル１３のネック２１内に、同一水平面上を通る一列配置の３電子ビーム２２Ｂ  ，２２Ｇ  ，２２Ｒ  を放出する電子銃２３がが配設されている。
【００２２】
そして、上記電子銃２３から放出される３電子ビーム２２Ｂ  ，２２Ｇ  ，２２Ｒ  を、ファンネル１３の外側に装着された偏向ヨーク２４の発生する磁界により偏向し、シャドウマスク１６を介して、上記蛍光体スクリーン１４を水平、垂直走査することにより、有効面１０にカラー画像を表示する構造に形成されている。
【００２３】
上記パネル１２の有効面１０の外面は、曲率半径の異なる２つの球面の組合わせからなり、図１に示すように、パネル１２の中心軸すなわち有効面１０の中心軸（管軸と一致）をＺ軸、パネル１２の有効面１０の中心付近の曲率半径をＲ１  、パネル１２の周辺部の曲率半径をＲ２  、周辺部の球面のパネル１２の有効面１０の中心からの距離をＳとすると、
【数１】
0003556243.tif 000002
の場合、
【数２】
0003556243.tif 000003
となり、
【数３】
0003556243.tif 000004
の場合、
【数４】
0003556243.tif 000005
となり、ｒｆ  は、
【数５】
0003556243.tif 000006
となる。
その一例について示すと、
Ｒ１＝１６０７ｍｍ
Ｒ２＝１４１７ｍｍ
Ｓ＝１７．９ｍｍ
である。
【００２４】
一方、有効面１０の内面は、下記数６で表される形状に形成されている。
【数６】
0003556243.tif 000007
なお、Ａ４ｉ＋ｊは係数であり、座標の中心（Ｘ＝０、Ｙ＝０）である有効領域の中心では、
Ｚ＝０
であるため、
Ａ０  ＝０
であり、Ａ１  〜Ａ１５は、それぞれ表１に示す値となる。
【表１】
0003556243.tif 000008
【００２５】
一例として、図４に有効面の長軸（Ｘ軸）に沿った外面および内面の形状を、図５に有効面の短軸（Ｙ軸）に沿った外面および内面の形状を、図６に有効面の対角軸（Ｄ軸）に沿った外面および内面の形状を、それぞれ実線２６Ｘ  ，２６Ｙ  ，２６Ｄ  を外面形状、破線２７Ｘ  ，２７Ｙ  ，２７Ｄ  を内面形状として示す。
【００２６】
パネル１２の有効面１０を上記のように構成すると、その有効面１０は、図７に示す肉厚分布になる。すなわち、長軸上の肉厚分布は曲線２８Ｘ  、短軸上の肉厚分布は曲線２８Ｙ  、対角軸（Ｄ軸）上の肉厚分布は曲線２８Ｄ  となる。その結果、パネル１２の有効面１０の中心Ｏから同一距離における長軸上の点Ｍ１  での肉厚Ｈ１  と対角軸上の点Ｍ２  での肉厚Ｈ２  との差は、図８に示す曲線２９のようになり、また短軸上の点Ｍ３  での肉厚Ｈ３  と対角軸上の点Ｍ２  での肉厚Ｈ２  の差は、曲線３０のようになる。つまり、パネル１２の長軸上の点Ｍ１  と同一距離における短軸上の点Ｍ３  での肉厚Ｈ３  と対角軸上の点Ｍ２  での肉厚Ｈ２  との差は、同一距離における対角軸上の点Ｍ２  での肉厚Ｈ２  と長軸上の点Ｍ１  での肉厚Ｈ１  との差よりも小さく、この関係がパネル１２の有効面１０の中心Ｏから距離の大きい領域、すなわちパネル１２の有効面１０の中心Ｏから長軸方向端部までの距離の１／２以上の領域おいて小さく、数７の関係となっている。
【数７】
0003556243.tif 000009
これに対して、従来のパネルの有効面の肉厚分布は、図９に長軸上の肉厚分布を曲線３２Ｘ  、短軸上の肉厚分布を曲線３２Ｙ  、対角軸上の肉厚分布を曲線３２Ｄ  で示すようになっており、同一距離における長軸上の肉厚と対角軸上の肉厚との差は、同一距離における対角軸上の肉厚と短軸上の肉厚との差よりも小さくなっている。これは、対角軸が短軸よりも長軸に接近しているためである。しかし上記実施例に係るパネル１２の有効面１０の肉厚分布は、このように対角軸が短軸よりも長軸に接近していても、上記従来のパネルの有効面の肉厚分布と逆の関係になっている。
【００２７】
パネル１２の有効面１０の肉厚分布を上記のようにすると、パネル１２の有効面１０の外面を平坦にして、外面から映込みが自然に見える違和感のない１つあるいは２つの球面からなる形状にしても、有効面１０の長軸方向の中間部における内面の短軸に平行な方向の断面（Ｙ−Ｚ平行断面）の曲率半径を従来のパネルのそれよりも小さくすることができる。その結果、シャドウマスク１６の同方向の曲率半径も小さくでき、シャドウマスク１６の局部的な熱変形が最も生じやすい長軸方向中間部における色純度の劣化を有効に補正することができる。
【００２８】
一例として、２３インチ１１０度偏向管について、有効面の肉厚分布を図７に示した曲線２８Ｘ  、２８Ｙ  、２８Ｄ  にしたことにより、それに対応して形成されるシャドウマスクの熱変形によるミスランディングを約１５％改善することができた。
【００２９】
なお、有効面の肉厚分布を図７に示した曲線２８Ｘ  、２８Ｙ  、２８Ｄ  のようにしても、パネルの強度は、ほとんど変わらない。
【００３０】
【発明の効果】
パネルの有効面の中心から同一距離における短軸上のパネルの肉厚、対角軸上のパネルの肉厚および長軸上の肉厚の関係を、短軸上の肉厚＞対角軸上の肉厚＞長軸上の肉厚とし、パネルの実質的に矩形状の有効面の中心から同一距離における短軸上のパネルの肉厚と対角軸上のパネルの肉厚との差が同一距離における対角軸上のパネルの肉厚と長軸上のパネルの肉厚との差よりも少なくとも有効面の中心から長軸上端部までの距離の１／２以上の領域において小さくし、かつパネルの有効面の外面は球面からなるほぼ平坦な面とすると、パネルやシャドウマスクの形状を大幅に変更することなく、その曲面形状を部分的に変更するのみで、パネル外面から映込みが自然に見える違和感のない球面からなるほぼ平坦なパネルに対しても、シャドウマスクの局部的な熱変形に起因する色純度の劣化を有効に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例であるカラー受像管のパネルの有効面の形状を説明するための図である。
【図２】この発明の一実施例であるカラー受像管の構成を示す図である。
【図３】上記パネルの有効面に形成される蛍光体スクリーンの説明図である。
【図４】上記パネルの有効面の長軸に沿った外面および内面の形状を示す図である。
【図５】上記パネルの有効面の短軸に沿った外面および内面の形状を示す図である。
【図６】上記パネルの有効面の対角軸に沿った外面および内面の形状を示す図である。
【図７】上記パネルの有効面の長軸、対角軸、短軸上の肉厚分布を示す図である。
【図８】上記パネルの有効面の長軸上の肉厚と対角軸上の肉厚との差および対角軸上の肉厚と短軸上の肉厚との差を示す図である。
【図９】従来のカラー受像管のパネルの有効面の長軸、短軸、対角軸上の肉厚分布を示す図である。
【図１０】従来のカラー受像管のシャドウマスクの局部的な熱変形に起因する色純度の劣化を説明するための図である。
【図１１】図１１（ａ）および（ｂ）はそれぞれ蛍光体スクリーン上に描かれる画像パターンとミスランディングとの関係を説明するための図である。
【符号の説明】
１０…有効面
１２…パネル
１４…蛍光体スクリーン
１５Ｂ  ，１５Ｇ  ，１５Ｒ  …３色蛍光体層
１６…シャドウマスク
１７…マスク本体
１８…マスクフレーム
２２Ｂ  ，２２Ｇ  ，２２Ｒ  …３電子ビーム
２３…電子銃
【図１】
0003556243.tif 000010
【図２】
0003556243.tif 000011
【図３】
0003556243.tif 000012
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003556243.tif 000016
【図８】
0003556243.tif 000017
【図９】
0003556243.tif 000018
【図１０】
0003556243.tif 000019
【図１１】
0003556243.tif 000020