(57)【要約】【課題】  シャドウマスクを平坦化しても、必要な曲面保持力を確保することができ、その結果、外力によるシャドウマスクの変形を防止する。【解決手段】  シャドウマスク５０は、電子ビームが通過する複数のアパーチャが形成された有孔領域を含む主面部５７と、主面部の周囲に連設されたスカート部５３とを備える。スカート部はマスクフレーム３９の内側に挿入されて、マスクフレームと溶接されている。主面部は、シャドウマスクがマスクフレームに保持されていない状態において蛍光体スクリーン側に凹の曲面形状を有し、且つ、シャドウマスクがマスクフレームに保持されると蛍光体スクリーン側に凸の曲面形状に変化する形状変化領域１０を少なくとも１つ備える。シャドウマスクがマスクフレームに保持されていない状態において、形状変化領域の凹曲面形状と、その周囲の凸曲面形状との間で、曲面形状が連続的に変化している。【選択図】  図１
2006221977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体スクリーンと、前記蛍光体スクリーンに向かって電子ビームを放出する電子銃と、前記蛍光体スクリーンと前記電子銃との間に配置されたシャドウマスク構体とを備え、
前記シャドウマスク構体は、前記電子ビームが通過する複数のアパーチャが形成された略矩形の有孔領域を含む主面部、及び前記主面部に対して屈曲されて前記主面部の周囲に連設されたスカート部を備えるシャドウマスクと、前記シャドウマスクを保持する略矩形枠状のマスクフレームとからなり、前記スカート部が前記マスクフレームの内側に挿入されて、前記スカート部と前記マスクフレームとが溶接されており、
前記シャドウマスクの前記主面部は、前記シャドウマスクが前記マスクフレームに保持されていない状態において前記蛍光体スクリーン側に凹の曲面形状を有し、且つ、前記シャドウマスクが前記マスクフレームに保持されると前記蛍光体スクリーン側に凸の曲面形状に変化する形状変化領域を少なくとも１つ備え、
前記シャドウマスクが前記マスクフレームに保持されていない状態において、前記形状変化領域の前記蛍光体スクリーン側に凹の曲面形状と、その周囲の前記蛍光体スクリーン側に凸の曲面形状との間で、曲面形状が連続的に変化していることを特徴とするカラー受像管。
【請求項２】
前記シャドウマスクの前記主面部の中心から、前記主面部と前記スカート部との境界上の任意の点までの沿面距離をＲとしたとき、前記形状変化領域は、前記主面部の前記中心から（２／３）×Ｒ〜Ｒの範囲内に存在する請求項１に記載のカラー受像管。
【請求項３】
前記シャドウマスクが前記マスクフレームに保持されていない状態と保持された状態とでの管軸方向における変位量が前記主面部内において最大値を示す地点が、前記形状変化領域内に存在する請求項１に記載のカラー受像管。
【請求項４】
前記シャドウマスクが前記マスクフレームに保持されていない状態と保持された状態とでの管軸方向における変位量は前記主面部内のいずれの地点においても±１．０ｍｍ以下である請求項１に記載のカラー受像管。
【請求項５】
前記スカート部の最大長さが２０ｍｍ以上である請求項１に記載のカラー受像管。
【請求項６】
前記蛍光体スクリーンがその内面に形成されたフェースパネルの外面がほぼ平坦である請求項１に記載のカラー受像管。
【請求項７】
前記蛍光体スクリーンがその内面に形成されたフェースパネルがティント色調パネルである請求項１に記載のカラー受像管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカラー受像管に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、カラー受像管は、図１０に示すように、フェースパネル３１と、このフェースパネル３１に一体に接合されたファンネル３２とからなる外囲器を有する。ほぼ矩形状のフェースパネル３１の内面に、青、緑、赤に発光するストライプ状あるいはドット状の３色蛍光体層からなる蛍光体スクリーン３３が形成され、この蛍光体スクリーン３３に対向して、その内側領域に多数のアパーチャが形成されたほぼ矩形状のシャドウマスク５０が配置されている。シャドウマスク５０はその周囲のスカート部５３でマスクフレーム３９と一体化され保持される。シャドウマスク５０とマスクフレーム３９とからなるシャドウマスク構体３４は、マスクフレーム３９に取りつけられた弾性支持体（図示せず）とフェースパネル３１の内壁面に設けられたスタッドピン（図示せず）との係合により、フェースパネル３１に支持されている。一方、ファンネル３２のネック３５内に、３電子ビーム３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂを放出する電子銃３７が配設されている。電子銃３７から放出される３電子ビーム３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂは、ファンネル３２の外側に装着された偏向ヨーク３８が発生する水平および垂直偏向磁界により偏向され、シャドウマスク５０のアパーチャを通過して蛍光体スクリーン３３を水平及び垂直走査することにより、カラー画像を表示する（例えば特許文献１参照）。以下の説明の便宜のために、図示したように、カラー受像管の管軸をＺ軸とし、電子銃３７から蛍光体スクリーン３３に向かう方向（図１０の矢印の方向）をＺ軸の正の向きとする。
【０００３】
この様なカラー受像管のシャドウマスク５０は、一般的に図１０に示すように蛍光体スクリーン３３側に凸の曲面形状を有している。この曲面形状を保持する力（以下、「曲面保持力」という）が弱い場合には、製造中又は輸送中に加わる外力（例えば、衝撃力、振動など）によってこの曲面形状に変形が生じてしまう。その結果、シャドウマスク５０のアパーチャの位置と蛍光体スクリーン３３の蛍光体との相対的位置が変化するので、アパーチャを通過した電子ビームが蛍光体スクリーン３３の所望する位置に入射することができず、いわゆる色ずれを起こす。
【０００４】
外力によるシャドウマスク５０の曲面形状の変形は、一般的にカラー受像管の管軸方向と平行にシャドウマスク５０から電子銃３７に向かう力（すなわち、Ｚ軸の負の向きの力）がシャドウマスク５０に加わった場合に最も生じやすい。このような力がシャドウマスク５０に作用したときのシャドウマスク５０の変形及び色ずれについて説明する。
【０００５】
図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は、シャドウマスク５０に管軸と平行な電子銃３７に向かう比較的弱い力Ｆ11が作用したときのシャドウマスク５０の変形の様子を示した図であり、図１１（Ａ）は力が作用する前の状態、図１１（Ｂ）は力が作用した時の状態、図１１（Ｃ）は力が作用した後の状態をそれぞれ示す。比較的弱い力Ｆ11が作用した場合には、図１１（Ｂ）に示すようにシャドウマスク５０は変形するものの、力Ｆ11の作用がなくなると、図１１（Ｃ）に示すようにシャドウマスク５０自身が有する曲面保持力によりもとの状態に戻る。従って、色ずれは生じない。
【０００６】
図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）は、シャドウマスク５０に管軸と平行な電子銃３７に向かう比較的強い力Ｆ12が作用したときのシャドウマスク５０の変形の様子を示した図であり、図１２（Ａ）は力が作用する前の状態、図１２（Ｂ）は力が作用した時の状態、図１２（Ｃ）は力が作用した後の状態をそれぞれ示す。比較的強い力Ｆ12が作用した場合には、図１２（Ｂ）に示すようにシャドウマスク５０は大きく変形し、変形領域の周囲で座屈が生じる。このような変形が生じてしまうと、力Ｆ12の作用がなくなっても、図１２（Ｃ）に示すようにもはやシャドウマスク５０自身が有する曲面保持力によってはもとの状態に戻ることはできない。
【０００７】
図１２（Ｃ）のようなシャドウマスク５０の変形と色ずれとの関係を図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）を用いて説明する。図１３（Ａ）は、画面中央部における、シャドウマスク５０の変形による電子ビーム３６の軌道の変化を示した図である。二点鎖線５０’は変形前のシャドウマスクを示し、実線５０”は変形後のシャドウマスクを示す。画面中央部では、電子ビーム３６はシャドウマスクに対してほぼＺ軸と平行に入射する。一方、シャドウマスク５０の変形によって、アパーチャ５９もＺ軸とほぼ平行に移動する。従って、変形の前後で、アパーチャ５９に入射する電子ビーム３６のシャドウマスクに対する入射角はほとんど変化しない。よって、画面中央部では、シャドウマスク５０が変形しても、色ずれはほとんど生じない。
【０００８】
図１３（Ｂ）は、画面周辺部における、シャドウマスク５０の変形による電子ビーム３６の軌道の変化を示した図である。二点鎖線５０’は変形前のシャドウマスクを示し、実線５０”は変形後のシャドウマスクを示す。画面周辺部では、電子ビームはシャドウマスクに対して斜めに入射する。一方、シャドウマスク５０の変形によって、アパーチャ５９は電子ビームの軌道方向とは異なる方向に移動する。従って、このアパーチャ５９を通過する電子ビーム軌道は、変形前の軌道３６’から変形後の軌道３６”に変化する。よって、画面周辺部では、シャドウマスク５０が変形すると、色ずれが生じやすい。
【０００９】
このような色ずれを防止するためには、図１２（Ｃ）に示したようなシャドウマスク５０の変形を防止すれば良く、そのためには、シャドウマスク５０の曲面保持力を向上させればよい。
【００１０】
シャドウマスク５０の曲面保持力を向上させる手段として、シャドウマスク５０の曲面を丸く、特に画面周辺部での曲率半径を小さくすることが一般的に行われている。
【００１１】
一方で、最近はフェースパネル３１の外面が平坦化される傾向にあり、これに対応して、フェースパネル３１の内面も同様に平坦化されつつあり、カラー受像管の特性上、シャドウマスク５０の形状も平坦化せざるを得なくなってきている。
【００１２】
また、管面色を向上させるためティント色調のパネル（いわゆるティントパネル）を使用する場合、ガラスの透過率が低いため、画面の中央に対して長軸端や対角軸端でガラスが厚いと輝度均一性が著しく低下してしまう。よって、これら部位の肉厚を低減させなければならず、このためには、フェースパネル３１の内面を平坦化する必要があり、結果として、上記と同様に、シャドウマスク５０も平坦化する必要がある。
【００１３】
このように、フェースパネル３１の外面の平坦化、又はティント色調パネルの使用等によりシャドウマスク５０を平坦にしなければならない場合、上述した、曲面保持力を向上させるためにシャドウマスク５０の曲面を丸くする手段、特に周辺部での曲率半径を小さくする手段は使用できなくなる。従って、シャドウマスクの曲面保持力は著しく低下してしまう。すなわち、製造中又は輸送中に加わる外力によってシャドウマスク５０の曲面形状が変形し、特に画面周辺で色ずれが生じてしまう。
【特許文献１】特開平１０−２３３１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は上記問題を解決するものであり、フェースパネルの外面の平坦化、又はティント色調パネルの使用等によりシャドウマスクを平坦化しても、必要な曲面保持力を確保することができ、その結果、シャドウマスクの変形による色ずれが防止され、安定した良好なスクリーン品位を備えたカラー受像管を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のカラー受像管は、蛍光体スクリーンと、前記蛍光体スクリーンに向かって電子ビームを放出する電子銃と、前記蛍光体スクリーンと前記電子銃との間に配置されたシャドウマスク構体とを備える。前記シャドウマスク構体は、前記電子ビームが通過する複数のアパーチャが形成された略矩形の有孔領域を含む主面部、及び前記主面部に対して屈曲されて前記主面部の周囲に連設されたスカート部を備えるシャドウマスクと、前記シャドウマスクを保持する略矩形枠状のマスクフレームとからなり、前記スカート部が前記マスクフレームの内側に挿入されて、前記スカート部と前記マスクフレームとが溶接されている。そして、前記シャドウマスクの前記主面部は、前記シャドウマスクが前記マスクフレームに保持されていない状態において前記蛍光体スクリーン側に凹の曲面形状を有し、且つ、前記シャドウマスクが前記マスクフレームに保持されると前記蛍光体スクリーン側に凸の曲面形状に変化する形状変化領域を少なくとも１つ備える。更に、前記シャドウマスクが前記マスクフレームに保持されていない状態において、前記形状変化領域の前記蛍光体スクリーン側に凹の曲面形状と、その周囲の前記蛍光体スクリーン側に凸の曲面形状との間で、曲面形状が連続的に変化している。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、フェースパネル外面の平坦化又はティント色調パネルの使用等によりシャドウマスクを平坦化しても、製造中及び輸送中に加わる外力によってシャドウマスク曲面形状が変形を引き起こし難くなり、その結果、良好なスクリーン品位を得ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
本発明のカラー受像管は、以下に説明するシャドウマスクの構成を除いて特に制限はなく、例えば図１０に示したカラー受像管と同様の構成を備えていても良い。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係るカラー受像管に使用されるシャドウマスク５０の、マスクフレームに保持される前の状態を示した斜視図である。シャドウマスク５０は、所定の曲面に形成された略矩形状の主面部５７と、主面部５７に対してＺ軸の負の側に屈曲されて連設されたスカート部５３とを備える。主面部５７とスカート部５３とは屈曲部５４を介して接続されている。主面部５７は、電子ビームが通過する多数のアパーチャが形成された略矩形状の有孔領域５１と、有孔領域５１の周囲の、アパーチャが形成されていない無孔領域５２とからなる。
【００２０】
図２は、図１に示すシャドウマスク５０がマスクフレーム３９に保持されたシャドウマスク構体３４を示した斜視図である。矩形枠状のマスクフレーム３９の内側に、シャドウマスク５０のスカート部５３が挿入され、マスクフレーム３９とスカート部５３とが複数箇所にて溶接（例えば点溶接）されている。
【００２１】
本発明では、シャドウマスク５０が、図１に示すようにマスクフレーム３９に保持される前の状態と、図２に示すようにマスクフレーム３９に保持された後の状態とで、シャドウマスク５０の主面部５７の曲面形状が異なっている。
【００２２】
すなわち、短軸（Ｚ軸と直交し且つ主面部５７の短辺と平行な軸）上の領域１０は、シャドウマスク５０がマスクフレーム３９に保持されていない図１の状態において蛍光体スクリーン側（Ｚ軸の正の側）に凹の曲面をなしているが、シャドウマスク５０がマスクフレーム３９に保持された図２の状態においては蛍光体スクリーン側（Ｚ軸の正の側）に凸の曲面に変化する。本発明では、このように形状が変化する領域１０を形状変化領域という。
【００２３】
図１の短軸に沿った３Ａ−３Ａ線での矢印方向から見た断面図を図３（Ａ）に、図２の短軸に沿った３Ｂ−３Ｂ線での矢印方向から見た断面図を図３（Ｂ）にそれぞれ示す。図３（Ａ）に示すように、シャドウマスク５０がマスクフレーム３９に保持されていない状態では、形状変化領域１０内の蛍光体スクリーン側に凹の曲面形状と、形状変化領域１０の周囲の蛍光体スクリーン側に凸の曲面形状との間で、曲面形状が連続的に変化している。ここで、曲面形状が連続的に変化しているとは、シャドウマスクのＺ軸に平行な断面の形状を表す曲線関数が形状変化領域１０の境界近傍のあらゆる点で微分可能であることを意味する。
【００２４】
シャドウマスク５０がマスクフレーム３９に保持されていない状態では、シャドウマスク５０の曲面保持力は非常に小さい。また、図３（Ａ）に示すように、スカート部５３は、そのＺ軸の負の側の端がＺ軸から離れるように、Ｚ軸に対して傾斜している。
【００２５】
このシャドウマスク５０がマスクフレーム３９に装着されると、図３（Ｂ）に示すように、スカート部５３がマスクフレーム３９の内壁面からＺ軸に向かう方向の力Ｆ1を受けて変形し、この結果、形状変化領域１０に力Ｆ2が作用する。従って、形状変化領域１０が蛍光体スクリーン側に凸の曲面に変形するのである。
【００２６】
形状変化領域１０がこのように蛍光体スクリーン側に凸の曲面に変形すると、主面部５７の張力が増し、シャドウマスク５０の曲面保持力は飛躍的に向上する。従って、外力による変形が生じにくい略平坦な曲面を有する主面部５７を形成することが可能になる。
【００２７】
本発明では、図３（Ａ）に示すように、シャドウマスク５０がマスクフレーム３９に保持されていない状態で、形状変化領域１０内の凹曲面と形状変化領域１０の周囲の凸曲面との間で曲面形状が連続的に変化していることが必要である。図１４（Ａ）は、シャドウマスク５０がマスクフレーム３９に保持されていない状態において、形状変化領域１０内の蛍光体スクリーン側に凹の曲面と形状変化領域１０の周囲の蛍光体スクリーン側に凸の曲面とが、形状変化領域１０の境界１０ａにおいて不連続である場合を示している。このシャドウマスク５０がマスクフレーム３９に装着されると、図１４（Ｂ）に示すように、スカート部５３がマスクフレーム３９の内壁面から力Ｆ1を受けることにより、形状変化領域１０は蛍光体スクリーン側に凸の曲面に変形する。この変形の際に、曲面形状が不連続である境界１０ａに過大な負荷が作用して、境界１０ａにて塑性変形が生じてしまう。その結果、シャドウマスク５０がマスクフレーム３９に装着された状態で、主面部５７の曲面形状は形状変化領域１０の内外間で不連続となって、色ずれが生じやすくなる。
【００２８】
形状変化領域１０は主面部５７の周辺に存在していることが好ましい。以下、これを説明する。図４に示すように、主面部５７の中心（即ち、Ｚ軸との交点）をＰ0、主面部５７とスカート部５３との境界（屈曲部）５４上の任意の点をＰ1とする。中心Ｐ0から点Ｐ1までの、主面部５７の曲面に沿った距離（沿面距離）をＲとする。中心Ｐ0から（２／３）×Ｒの距離にある、中心Ｐ0と点Ｐ1とを結ぶ主面部５７に沿った沿面曲線Ｃ1上の点をＰ2とする。点Ｐ1を境界５４に沿って移動させたときに得られる点Ｐ2の移動軌跡を曲線Ｃ2とする。本発明では、形状変化領域１０は、曲線Ｃ2と屈曲部５４とで挟まれた、図４に斜線を施した範囲（周辺領域）５５内に存在することが好ましい。この理由を以下に説明する。
【００２９】
図３（Ｂ）で説明したように、シャドウマスク５０がマスクフレーム３９に装着されると、スカート部５３が力Ｆ1を受けて変形し、スカート部５３と屈曲部５４を介して連続する主面部５７がＺ軸の正の方向に変位する。シャドウマスク５０がマスクフレーム３９に保持される前に対して、保持された後の主面部５７の各地点でのＺ軸方向の変位量を管軸方向変位量と呼ぶ。図５に、上記沿面曲線Ｃ1に沿った管軸方向変位量の変化を示す。図５において、横軸は、沿面曲線Ｃ1に沿った中心Ｐ0からの沿面距離を示す。縦軸は、沿面曲線Ｃ1上の各位置での管軸方向変位量（蛍光体スクリーン側を正）を相対的に示す。図５に示されているように、管軸方向変位量は、主面部５７の中心Ｐ0近傍で小さく、中心Ｐ0から遠ざかるにしたがって増加し、中心Ｐ0からの沿面距離が（２／３）×Ｒを超えると急激に大きくなる。これは、図３（Ｂ）に示した、スカート部５３の変形により主面部５７に作用する力Ｆ2が、周辺領域５５内において特に大きいからである。従って、形状変化領域１０が周辺領域５５内に存在する場合には、形状変化領域１０内に大きな形状変化が生じるので、主面部５７に大きな張力が生じる。その結果、シャドウマスク５０の曲面保持力は飛躍的に向上する。
【００３０】
一方、形状変化領域１０が上記曲線Ｃ2よりも中心Ｐ0側の範囲内に存在する場合には、主面部５７に作用する力Ｆ2が小さいので、形状変化領域１０内に生じる形状変化は小さく、従って、主面部５７の張力はほとんど変化しない。よって、シャドウマスク５０には十分な曲面保持力が発生しにくい。スカート部５３に作用する力Ｆ1を大きくすれば、管軸方向変位量は増加するが、その増加は周辺領域５５内において顕著であるので、周辺領域５５において曲率半径が小さくなってしまい、略平坦な主面部５７を得ることが困難である。即ち、形状変化領域１０が曲線Ｃ2よりも中心Ｐ0側の範囲内に存在する場合には、十分な曲面保持力を有し、且つ、略平坦な曲面を得ることが困難である。
【００３１】
図５に示したように、管軸方向変位量は主面部５７内の位置により異なる。本発明では、主面部５７内において管軸方向変位量が最大値を示す地点が形状変化領域１０内に存在することが好ましい。この理由は以下の通りである。第１に、管軸方向変位量が最大となる地点に作用する大きな力Ｆ2を最大限に有効利用することができるからである。第２に、管軸方向変位量が最大となる地点で曲面形状を凹から凸に変化させることにより、マスクフレーム３９に保持された状態において、より平坦に近い曲面形状を主面部５７に付与することができるからである。
【００３２】
更に、管軸方向変位量は、主面部５７内のいずれの地点においても±１．０ｍｍ以下であることが好ましい。主面部５７の管軸方向変位は主面部５７とフェースパネル内面との距離（以下、「Ｑ値」と呼ぶ）を変化させ、それによりカラー受像管の特性が変化してしまうためである。これを図６（Ａ）及び図６（Ｂ）を用いて説明する。
【００３３】
フェースパネルの内面の蛍光体スクリーンは、管面色を向上させるため、及び電子ビームが所望する色以外の色の蛍光体に入射するのを防ぐためのブラックマトリクス６１を形成した後、このブラックマトリクス６１の開口領域内に赤・緑・青の各蛍光体６２Ｒ，６２Ｇ，６２Ｂを付与して形成される。ブラックマトリクスは、一般に、シャドウマスク５０を露光用マスクとした露光法により形成される。
【００３４】
Ｑ値が所望する値であれば、図６（Ａ）に示すように、設計通りほぼ一定幅のブラックマトリクス６１を形成することができる。ところが、例えば、主面部５７内において管軸方向変位量が＋１ｍｍを超える（即ちＱ値が１ｍｍ以上小さくなる）箇所が存在すると、蛍光体スクリーンのこの箇所に対応する箇所では、図６（Ｂ）に示すように、設計値より幅が狭いブラックマトリクス６１が形成されてしまう。
【００３５】
一般的に、蛍光体スクリーン上に形成される電子ビームスポット６３と、その電子ビームスポット６３が照射すべき蛍光体のとなりに位置する蛍光体との間の距離（余裕度）は、製造誤差などを考慮して少なくとも２０μｍ以上確保すべきである。管軸方向変位量が＋１ｍｍを超え、その結果、Ｑ値が許容範囲を越えて小さくなると、図６（Ｂ）に示すように、ブラックマトリクス６１の幅が設計値に対して約１５〜２０μｍ狭くなってしまい、所望する余裕度を確保できなくなる。その結果、電子ビームが所望する蛍光体以外の蛍光体を照射する、いわゆる他色打ちが生じ、表示画面の色再現性が劣化する。
【００３６】
逆に、主面部５７内において管軸方向変位量が−１ｍｍを超える（即ちＱ値が１ｍｍ以上大きくなる）箇所が存在すると、蛍光体スクリーンのこの箇所に対応する箇所では、設計値より幅が太いブラックマトリクス６１が形成されてしまい、その結果、蛍光体の形成面積が小さくなるので、表示画面の色再現性が劣化する。
【００３７】
従って、管軸方向変位量は、主面部５７内のいずれの地点においても±１．０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００３８】
スカート部５３の最大長は２０ｍｍ以上であることが好ましい。本発明では、シャドウマスク５０をマスクフレーム３９に保持させる際に、図３（Ａ）に示したようにＺ軸に対して傾斜したスカート部５３を、図３（Ｂ）に示したように力Ｆ1にてＺ軸に近づく方向に変形させる。この変形にともなって生じる力Ｆ2を形状変化領域１０に作用させる。従って、スカート部５３の長さが長いほど、発生する力Ｆ2が大きくなるので、より大きな曲面保持力を主面部５７に発生させることができる。
【００３９】
一般的に、シャドウマスク５０の屈曲部５４での外寸法は、製造誤差などを考慮して、マスクフレーム３９の内寸法に対して１ｍｍ程度小さく設計されている。一方、スカート部５３は、図７に示すように、そのＺ軸の負の側の端がＺ軸から離れるように、Ｚ軸に対して傾斜している。互いに対向するスカート部５３の先端での外寸法をマスクフレーム３９の内寸法よりも大きく設定することにより、マスクフレーム３９に嵌め込む際に上記力Ｆ2を発生させることができる。スカート部５３のＺ軸に対する傾斜角度θは製造条件にもよるが一般に３〜５°程度である。スカート部５３の長さをＬとすると、マスクフレーム３９がスカート部５３を十分に押すためには、Ｌ≧１ｍｍ／ｓｉｎ（３°）を満たさなければならず、これより、Ｌ≧２０ｍｍとなる。従って、スカート部５３の長さが２０ｍｍ以上であれば、スカート部５３をマスクフレーム３９に嵌め込む際に、主面部５７を変形させることができる。
【００４０】
スカート部５３の長さは、少なくとも形状変化領域１０の近傍において２０ｍｍ以上であることが好ましい。これにより、シャドウマスク５０をマスクフレーム３９に装着することにより、形状変化領域１０を蛍光体スクリーン側に凸の曲面に確実に変形させることができる。更には、スカート部５３の長さは、シャドウマスク５０の全周にわたって２０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００４１】
以上に説明したように、本発明によれば、フェースパネルの外面の平坦化又はティント色調パネルの使用等によりシャドウマスクを平坦化しても、必要な曲面保持力を有するシャドウマスクを形成することが可能になる。従って、シャドウマスクの変形によって生じる色ずれを防止し、安定した良好なスクリーン品位を有するカラー受像管を実現できる。
【実施例】
【００４２】
（実施例１）
対角サイズが７６ｃｍのカラー受像管への適用例を説明する。このカラー受像管はティント色調のパネルを使用しており、さらにフェースパネル外面はほぼ平坦である。従って、シャドウマスクはほぼ平坦な曲面にしなければならず、従来はシャドウマスクに必要な曲面保持力を確保するのが困難であった。
【００４３】
本実施例１のカラー受像管に使用されるシャドウマスク５０の各部寸法を図８を用いて説明する。
【００４４】
このシャドウマスク５０の主面部５７は、中心Ｐ0から屈曲部５４までの短軸方向沿面距離Ｒｙが１９１ｍｍ、長軸方向沿面距離Ｒｘが３３０ｍｍの略矩形状であり、そのスカート部５３の最大長さＳＬは２５ｍｍであった。アパーチャが形成された有孔領域５１は、中心Ｐ0から無孔領域５２との境界までの短軸方向沿面距離Ｒｕｙが１７９ｍｍ、長軸方向沿面距離Ｒｕｘが３０８ｍｍの略矩形状であった。
【００４５】
シャドウマスク５０がマスクフレームに保持されていない状態において蛍光体スクリーン側に凹の曲面形状を有し、且つ、シャドウマスク５０がマスクフレームに保持されると蛍光体スクリーン側に凸の曲面形状に変化する形状変化領域１０は、図４において定義した斜線を施した周辺領域５５内であって、短軸端付近に存在した。シャドウマスク５０がマスクフレームに保持されていない状態において、形状変化領域１０内の蛍光体スクリーン側に凹の曲面形状と、形状変化領域１０の周囲の蛍光体スクリーン側に凸の曲面形状との間で、曲面形状は連続的に変化していた。
【００４６】
このシャドウマスク５０をマスクフレームによって保持させることにより、スカート部５３がＺ軸に接近する方向に変形し、主面部５７の曲面形状が変化した。この時、形状変化領域１０内の曲面形状は、マスクフレームに保持させる前は蛍光体スクリーン側に凹であったが、マスクフレームに保持させると蛍光体スクリーン側に凸に変化した。これにより、主面部５７の曲面保持力は、マスクフレームに保持させる前に比べて、保持させた後は４０％向上した。
【００４７】
このシャドウマスク５０の管軸方向変位量は、中心Ｐ0から短軸方向に沿面距離で約１４０ｍｍ離れた地点で最大値０．６ｍｍを示した。この最大値を示す地点は、形状変化領域１０内に位置していた。
【００４８】
本実施例１のシャドウマスクは、主面部５７が略平坦な曲面を有しているにもかかわらず、従来の曲率半径が小さいシャドウマスクと同等の曲面保持力を有していた。従って、フェースパネル外面が平坦化され、且つティント色調のパネルを使用したカラー受像管に問題なく使用することができた。
【００４９】
（実施例２）
対角サイズが７６ｃｍのカラー受像管への別の適用例を説明する。このカラー受像管もティント色調のパネルを使用しており、さらにフェースパネル外面はほぼ平坦である。従って、シャドウマスクはほぼ平坦な曲面にしなければならず、従来はシャドウマスクに必要な曲面保持力を確保するのが困難であった。
【００５０】
本実施例２のカラー受像管に使用されるシャドウマスク５０の各部寸法を図９を用いて説明する。
【００５１】
このシャドウマスク５０の主面部５７は、中心Ｐ0から屈曲部５４までの短軸方向沿面距離Ｒｙが１９１ｍｍ、長軸方向沿面距離Ｒｘが３３０ｍｍの略矩形状であり、そのスカート部５３の最大長さＳＬは２５ｍｍであった。アパーチャが形成された有孔領域５１は、中心Ｐ0から無孔領域５２との境界までの短軸方向沿面距離Ｒｕｙが１７９ｍｍ、長軸方向沿面距離Ｒｕｘが３０８ｍｍの略矩形状であった。
【００５２】
シャドウマスク５０がマスクフレームに保持されていない状態において蛍光体スクリーン側に凹の曲面形状を有し、且つ、シャドウマスク５０がマスクフレームに保持されると蛍光体スクリーン側に凸の曲面形状に変化する形状変化領域１０は、図４において定義した斜線を施した周辺領域５５内であって、長軸端付近に存在した。シャドウマスク５０がマスクフレームに保持されていない状態において、形状変化領域１０内の蛍光体スクリーン側に凹の曲面形状と、形状変化領域１０の周囲の蛍光体スクリーン側に凸の曲面形状との間で、曲面形状は連続的に変化していた。
【００５３】
このシャドウマスク５０をマスクフレームによって保持させることにより、スカート部５３がＺ軸に接近する方向に変形し、主面部５７の曲面形状が変化した。この時、形状変化領域１０内の曲面形状は、マスクフレームに保持させる前は蛍光体スクリーン側に凹であったが、マスクフレームに保持させると蛍光体スクリーン側に凸に変化した。これにより、主面部５７の曲面保持力は、マスクフレームに保持させる前に比べて、保持させた後は３５％向上した。
【００５４】
このシャドウマスク５０の管軸方向変位量は、中心Ｐ0から長軸方向に沿面距離で約３００ｍｍ離れた地点で最大値０．８ｍｍを示した。この最大値を示す地点は、形状変化領域１０内に位置していた。
【００５５】
本実施例２のシャドウマスクは、主面部５７が略平坦な曲面を有しているにもかかわらず、従来の曲率半径が小さいシャドウマスクと同等の曲面保持力を有していた。従って、フェースパネル外面が平坦化され、且つティント色調のパネルを使用したカラー受像管に問題なく使用することができた。
【００５６】
形状変化領域１０の位置は、実施例１では短軸上であり、実施例２では長軸上であった。しかしながら、形状変化領域１０が短軸上及び長軸上以外の位置に存在する場合であっても、上記と同様に主面部５７の曲面保持力を向上させることができることを確認した。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明によれば、シャドウマスクの主面部を平坦化させた場合でも、その曲面保持力が強いので、製造中及び輸送中に加わる外力によって主面部に変形が生じることがなく、良好なスクリーン品位を維持することが出来る。従って、本発明は、シャドウマスクの主面部の平坦化に対する要請が強い、フェースパネルの外面がほぼ平坦（例えば、曲率半径が１０，０００ｍｍ以上）であるカラー受像管や、ティント色調のパネルを使用したカラー受像管に好ましく利用できる。但し、本発明は、これに限定されず、これら以外のカラー受像管にも広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態に係るシャドウマスクの、マスクフレームに保持される前の状態を示した斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るシャドウマスクがマスクフレームに保持されたシャドウマスク構体を示した斜視図である。
【図３】図３（Ａ）は図１の３Ａ−３Ａ線での矢視断面図、図３（Ｂ）は図２の３Ｂ−３Ｂ線での矢視断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るシャドウマスクにおいて、形状変化領域が存在する範囲を示した斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るシャドウマスクがマスクフレームに保持されることによって生じる管軸方向変位量の分布の一例を示した図である。
【図６】蛍光体スクリーンに形成されたブラックマトリクスと電子ビームスポットとの関係を示した概略図であり、（Ａ）はブラックマトリクスが設計通りに形成された場合を示し、（Ｂ）はブラックマトリクス幅が設計より小さく形成された場合を示す。
【図７】本発明の一実施形態において、マスクフレームに保持される前のシャドウマスクのスカート部の断面図である。
【図８】本発明の実施例１に係るカラー受像管に使用されるシャドウマスクの概略斜視図である。
【図９】本発明の実施例２に係るカラー受像管に使用されるシャドウマスクの概略斜視図である。
【図１０】一般的なカラー受像管の全体構成を示した断面図である。
【図１１】シャドウマスクに管軸と平行な電子銃に向かう比較的弱い力が作用したときのシャドウマスクの変形の様子を示した図であり、（Ａ）は力が作用する前の状態、（Ｂ）は力が作用した時の状態、（Ｃ）は力が作用した後の状態をそれぞれ示す。
【図１２】シャドウマスクに管軸と平行な電子銃に向かう比較的強い力が作用したときのシャドウマスクの変形の様子を示した図であり、（Ａ）は力が作用する前の状態、（Ｂ）は力が作用した時の状態、（Ｃ）は力が作用した後の状態をそれぞれ示す。
【図１３】（Ａ）は画面中央部における、シャドウマスクの変形による電子ビーム軌道の変化を示した図であり、（Ｂ）は画面周辺部における、シャドウマスクの変形による電子ビーム軌道の変化を示した図である。
【図１４】図１４（Ａ）は、マスクフレームに保持されていない状態において、凹の曲面とその周囲の凸の曲面との間の曲面形状が不連続であるシャドウマスクの一例の断面図、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）のシャドウマスクをマスクフレームに保持させた場合のシャドウマスクの断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０  形状変化領域
３１  フェースパネル
３２  ファンネル
３３  蛍光体スクリーン
３４  シャドウマスク構体
３５  ネック
３７  電子銃
３９  マスクフレーム
５０  シャドウマスク
５１  有孔領域
５２  無孔領域
５３  スカート部
５４  屈曲部
５５  周辺領域
５７  主面部
５９  アパーチャ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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