(57)【要約】【課題】  解像度及び色純度を劣化させることなく、マスク曲面強度を向上させる。【解決手段】  カラー受像管におけるシャドウマスク７の有孔曲面部７Ａは下記の条件を満たす。Ｘ軸及びＹ軸上の任意の点において、Ｒrが主曲率半径群の一方の曲率半径であり、Ｒlが主曲率半径群の他方の曲率半径である。Ｙ軸上において、中心からの距離がＬY以下の範囲内の任意の点で｜Ｒr｜＜｜Ｒl｜を満たす。Ｘ軸上において、中心からの距離がＬX／３以下の範囲内の任意の点では｜Ｒr｜＞｜Ｒl｜を満たし、かつ中心からの距離が３ＬX／４以上ＬX以下の範囲内の任意の点では｜Ｒr｜＜｜Ｒl｜を満たす。【選択図】  図２
2006310276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲率半径が１０，０００ｍｍ以上の外面を備えたパネルと、
前記パネルと接合されたファンネルと、
前記パネルの内側表面に設けられた蛍光体スクリーンと、
前記ファンネルの内部に設けられた電子銃と、
前記パネルの内部に前記蛍光体スクリーンと対向して設けられ、複数の開孔を有するほぼ矩形状の有孔曲面部を有するシャドウマスクとを含むカラー受像管であって、
前記有孔曲面部の中心を通る前記有孔曲面部の長辺方向の軸をＸ軸、前記中心を通る前記有孔曲面部の短辺方向の軸をＹ軸、前記中心から前記有孔曲面部の前記Ｘ軸上の端部までの長さをＬX、前記中心から前記有孔曲面部の前記Ｙ軸上の端部までの長さをＬY、前記有孔曲面部の任意の点（Ｘ，Ｙ）における前記有孔曲面部の放射方向の曲率半径をＲr（Ｘ，Ｙ）及び前記有孔曲面部の前記放射方向と垂直な方向の曲率半径をＲl（Ｘ，Ｙ）、前記有孔曲面部の任意の点（Ｘ，Ｙ）における最大曲率半径及び最小曲率半径を主曲率半径群として、
前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸上の任意の点において、Ｒr（Ｘ，Ｙ）が、前記主曲率半径群のいずれか一方の曲率半径であり、Ｒl（Ｘ，Ｙ）が、前記主曲率半径群の他方の曲率半径であり、
前記Ｙ軸上において、前記中心からの距離がＬY以下の範囲内の任意の点で｜Ｒr（０，Ｙ）｜＜｜Ｒl（０，Ｙ）｜を満たし、
前記Ｘ軸上において、前記中心からの距離がＬX／３以下の範囲内の任意の点では｜Ｒr（Ｘ，０）｜＞｜Ｒl（Ｘ，０）｜を満たし、かつ前記中心からの距離が３ＬX／４以上ＬX以下の範囲内の任意の点では｜Ｒr（Ｘ，０）｜＜｜Ｒl（Ｘ，０）｜を満たすことを特徴とするカラー受像管。
【請求項２】
前記有孔曲面部の長辺及び短辺が交差する点と管軸とを含む対角平面に含まれ、前記有孔曲面部の前記中心を通り管軸に垂直な軸をＤ軸、前記中心から前記有孔曲面部の前記Ｄ軸上の端部までの長さをＬDとして、前記Ｄ軸上において、前記中心からの距離がＬD／３以下の範囲内の任意の点では｜Ｒr（Ｘ，Ｙ）｜＞｜Ｒl（Ｘ，Ｙ）｜を満たし、かつ前記中心からの距離が３ＬD／４以上ＬD以下の範囲内の任意の点では｜Ｒr（Ｘ，Ｙ）｜＞｜Ｒl（Ｘ，Ｙ）｜を満たすことを特徴とする請求項１に記載のカラー受像管。
【請求項３】
前記有孔曲面部の任意の点（Ｘ，Ｙ）における｜Ｒr（Ｘ，Ｙ）｜と｜Ｒl（Ｘ，Ｙ）｜との平均をＲa（Ｘ，Ｙ）として、
前記Ｘ軸に沿った前記中心からの距離に対するＲa（Ｘ，Ｙ）の変化を表す関数が、前記中心からの距離がＬX／２以上９ＬX／１０以下の範囲内で極小値をとる請求項１に記載のカラー受像管。
【請求項４】
前記中心の近傍における前記Ｘ軸上のＲa（Ｘ，０）の平均値をＲacとし、前記中心からの距離が２ＬX／３以上３ＬX／４以下の範囲における前記Ｘ軸上のＲa（Ｘ，０）の平均値をＲamとし、前記Ｘ軸上の端部の近傍における前記Ｘ軸上のＲa（Ｘ，０）の平均値をＲaeとして、
Ｒac＞Ｒam＜Ｒaeを満たす請求項３に記載のカラー受像管。
【請求項５】
前記中心からの距離がＬX／２以上９ＬX／１０以下の任意の距離ＸAであるＸ軸上の点（ＸA，０）を通り、前記Ｙ軸に平行である軸をＹXA軸とし、前記中心からの距離が０以上ＬX／２以下の任意の距離ＸBであるＸ軸上の点（ＸB，０）を通り、前記Ｙ軸に平行である軸をＹXB軸とし、
前記点（ＸA，０）からの前記ＹXA軸に沿った距離に対する｜Ｒl（ＸA，Ｙ）｜の変化を表す関数が、点（ＸA，０）からの距離がＬY／５より大きくＬY／２未満の範囲内で極大値をとり、
前記点（ＸB，０）からの前記ＹXB軸に沿った距離に対する｜Ｒl（ＸB，Ｙ）｜の変化を表す関数が、点（ＸB，０）からの距離がＬY／２より大きく４ＬY／５未満の範囲内で極大値をとる請求項３に記載のカラー受像管。
【請求項６】
前記Ｘ軸と前記ＹXA軸との交点の近傍における｜Ｒl（ＸA，Ｙ）｜の平均値をＲlxとし、前記Ｘ軸からの距離がＬY／５より大きくＬY／２未満の範囲の前記ＹXA軸上における｜Ｒl（ＸA，Ｙ）｜の平均値をＲlmxとし、前記Ｄ軸と前記ＹXA軸との交点の近傍における｜Ｒl（ＸA，Ｙ）｜の平均値をＲldとし、前記Ｄ軸と前記ＹXB軸との交点の近傍における｜Ｒl（ＸB，Ｙ）｜の平均値をＲld'とし、前記Ｘ軸からの距離がＬY／２より大きく４ＬY／５未満の範囲の前記ＹXB軸上における｜Ｒl（ＸB，Ｙ）｜の平均値をＲlmeとし、前記有孔曲面部の前記ＹXB軸上の端部の近傍における｜Ｒl（ＸB，Ｙ）｜の平均値をＲleとして、
Ｒlx＜Ｒlmx＞Ｒldを満たし、
Ｒld'＜Ｒlme＞Ｒleを満たす請求項５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、シャドウマスクを備えたカラー受像管に関し、特に、シャドウマスクの形状に関する。
【背景技術】
【０００２】
シャドウマスクタイプのカラー受像管は、その他の方式の映像デバイスと比較し、低コストにて製造できる。近年においては、更なる低コスト化の要求のため、表面処理等を省きながらもカラー受像管のパネルガラスを低透過率化し、コントラスト等を従来のカラー受像管と同等に維持したカラー受像管が主流になりつつある。しかし、このような低コストのカラー受像管は、パネルガラスの透過率が低いために、パネル内面及びパネル外面が従来のカラー受像管と同じ曲率半径だと、従来のカラー受像管に比べてパネルガラスの厚みに応じて画面中央部よりも画面周辺部の黒さが増し、画面全体に対する黒さの均一性（黒均一性）が損なわれる。
【０００３】
例えば、アスペクト比が１６：９であるカラー受像管に低透過率パネルを使用する場合は、垂直端部（短軸端部：Ｙ軸端部）よりも水平端部（長軸端部：Ｘ軸端部）が黒くなり、画面全体において対角端部（Ｄ軸端部）が最も黒くなる。Ｙ軸端部における黒さよりもＸ軸端部及びＤ軸端部における黒さの方が黒いが、画面中心からＹ軸端部までの長さが最も短いために画面中心の黒さとＹ軸端部の黒さとの差が最も目立つ。Ｘ軸（水平軸）方向、Ｄ軸（対角軸）方向はＹ軸（垂直軸）方向と比較して距離が長い分だけ徐々に黒さが増すので、それほど目立たない。
【０００４】
画面の黒均一性を確保するためには、従来よりもパネル内面のＹ軸方向の曲率半径を大きくすることでパネル肉厚を薄くする方法が考えられる。しかし、パネル内面のＹ軸方向の曲率半径に合わせて、単にシャドウマスクのＹ軸方向の曲率半径を大きくすれば、製造工程での衝撃や製品として出荷された後の搬送時に加わる衝撃等に対するシャドウマスクの耐性（以下、「衝撃耐性」という）が低下する。したがって、低コスト化の図れる低透過率パネルを用いるには、シャドウマスクにおけるＹ軸方向の曲率半径を大きくしつつも、従来と同等なマスク曲面強度（即ち、マスク衝撃耐性）を確保しなければならない。
【０００５】
一方、シャドウマスクタイプのフラット画面カラー受像管では、パネル外面はフラットであるが、視認性及び蛍光体の配列ピッチを考慮して、パネル内面は所定の曲率半径を有する曲面形状である。また、パネル内面に設けられる蛍光体層と一定の間隔を隔てて配置される色選別機能を有するシャドウマスクは、プレスにより成型され、その曲面はパネル内面の曲率半径及び蛍光体の配列ピッチを考慮して決定される。なお、シャドウマスクは、それ自身の曲面形状を保つために、所定以下の曲率半径の曲面形状を有する必要がある。
【０００６】
このようなシャドウマスクのマスク曲面強度は、中心に対するマスク表面の変位量である落込量を周辺部で大きくする、つまり周辺部の曲率半径を小さくすることによって増加する。しかし、マスク曲面強度は増せても、周辺部での解像度が低下してしまう。また、マスク曲面強度を増加させる方法としてシャドウマスクの厚さを増す方法もあるが、コストやスクリーン品位の観点からは不利である。このため、解像度及びスクリーン品位を従来と同等に保ちつつ、マスク曲面強度を向上させるには、シャドウマスクの曲面形状を工夫する必要がある。単純には、シャドウマスクの中央部から中間部（中央部と周辺部とのほぼ中間部分）付近の曲率半径を大きくし、周辺部の曲率半径を小さくすることで、平均的な曲率半径及び落込量を同等としながらもマスク曲面強度を向上させる方法が考えられる。しかし、このような方法ではシャドウマスクの中央部から中間部にかけてのシャドウマスクの曲率半径が大きくなるため、高輝度画像を表示した時に生じるシャドウマスクの熱膨張によるマスクドーミングを助長し、画面の色純度が劣化しやすくなる。
【０００７】
ここで、マスクドーミングが発生した場合の色純度の劣化について、図１４〜図１６を参照しながら説明する。図１４は、従来のシャドウマスクにおいて発生する全体的なマスクドーミングを説明するためのシャドウマスクの斜視図である。図１５は、従来のシャドウマスクにおいて電子ビームの入射角度に依存してミスランディング量が変化することを説明するためのシャドウマスクの平面図である。また、図１６は、従来のシャドウマスクにおいて局所的に発生したマスクドーミングを説明するためのシャドウマスクの斜視図である。
【０００８】
図１４に示されたように、矢印で表された変位によって一点鎖線で表された曲面形状から破線で表された曲面形状に変化するマスクドーミングが発生すると、シャドウマスク７の開孔を通過した電子ビームが蛍光体ストライプにミスランディングし、色純度が劣化する。一般的には、シャドウマスクの曲率半径が大きい領域ほど、マスクドーミングが大きくなり、ミスランディング量も大きくなる。ただし、ミスランディング量は、電子ビームの入射角度にも依存するため、図１５に示されたように、入射角度の小さいシャドウマスク７の中心付近の領域１１では、ミスランディング量は小さい。また、中心からＸ軸端までの距離をＬとすると、Ｙ軸からの距離が２Ｌ／３〜３Ｌ／４であるＸ軸付近の領域１２では、マスクドーミングが発生しやすいと共に、電子ビームの入射角度が大きくなるため、ミスランディング量が大きくなり、著しい色純度劣化を生じる。また、Ｘ軸端付近の領域１３では、電子ビームの入射角度は更に大きくなるが、マスクドーミング量が小さくなるために、ミスランディング量が減少し、色純度はそれほど劣化しない。なお、図１５においては、太線矢印の長さが、ミスランディング量の大きさを表している。
【０００９】
フレームの熱膨張を利用するスプリングやシャドウマスクから伝わる熱を利用するバイメタルを用いて、蛍光体スクリーンに対するシャドウマスクの位置補正を行ってミスランディングを調整する方法が提案されているが、この方法では、Ｙ軸からの距離が２Ｌ／３〜３Ｌ／４であるＸ軸付近の領域１２及びＸ軸端付近の領域１３でのミスランディングを適切に補正することができず、それぞれのミスランディング量のバランスの調整しか行えない。また、Ｙ軸からの距離が２Ｌ／３であるＸ軸近傍の領域にウィンドウ状の高輝度パターンを表示させた場合には、図１６に示されたような局所的なマスクドーミング（図中の破線で示された曲面形状）が発生する。このとき、シャドウマスク７の局所的な熱はフレーム全体には伝わりにくいためにスプリングやバイメタル等の補正素子は機能せず、ミスランディングの調整は行えない。
【００１０】
近年においては、シャドウマスクの曲面形状を調整することにより、マスクドーミングによるミスランディングを抑制する技術が提案されている。
【００１１】
例えば、Ｘ軸方向の曲率半径ＲｘをＹ軸方向の曲率半径Ｒｙより相対的に大きくすることにより、マスクドーミングの発生を抑制する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１２】
また、Ｘ軸方向の曲率半径をＲｈ、Ｙ軸方向の曲率半径をＲｖとしたとき、Ｘ軸からの距離が大きくなるにつれて、Ｘ軸上におけるＲｈよりもＸ軸と平行な軸上のＲｈを大きくし、また、Ｙ軸からの距離が大きくなるにつれて、Ｙ軸上におけるＲｈよりもＹ軸と平行な軸上のＲｈを大きくすることにより、マスクドーミングの発生を抑制する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１３】
また、Ｙ軸方向の曲面形状を、Ｙ軸上の中心点と２つのＹ軸方向の端点とを除く領域において、中心点と２つのＹ軸方向の端点との３点で決定される円弧よりも、その円弧の中心側（蛍光体スクリーンと反対方向）にずれた形状とすることによって、Ｙ軸方向の曲率半径を小さくしてマスクドーミングの発生を抑制する技術が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開昭６２−１６８３２０号公報
【特許文献２】特開昭６０−１２６４９号公報
【特許文献３】特開昭６０−９０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記の特許文献１では、マスクドーミングはＸ軸方向の曲率半径Ｒｘ及びＹ軸方向の曲率半径Ｒｙの平均Ｒに比例するため、ウィンドウ状の高輝度パターンが縦長の場合には有効であるが、ウィンドウ状の高輝度パターンが正方形や横長の場合には効果が減少する。また、低透過率パネルを用いる場合、更にフラットなマスク曲面が要求され、所望するシャドウマスクの衝撃耐性を得ることが困難である。
【００１５】
また、上記の特許文献２では、中心近傍の領域では、マスクドーミングの発生を抑制することができるが、Ｙ軸からの距離が２Ｌ／３〜３Ｌ／４であるＸ軸付近の領域では、マスクドーミングの発生を抑制することはできない。また、低透過率パネルを用いる場合、更にフラットなマスク曲面が要求され、所望するシャドウマスクの衝撃耐性を得ることが困難である。
【００１６】
上記の特許文献３では、マスクドーミングを抑制する効果はあるが、シャドウマスクにおけるＹ軸からの距離が２Ｌ／３〜３Ｌ／４であるＸ軸付近の領域でＹ軸方向の曲率半径を小さくすると、シャドウマスクの輪郭における長辺付近でのＹ軸方向の曲率半径を更に小さくする必要があり、その結果、シャドウマスクとパネル内面との間隔が増加し、解像度が劣化する。また、従来のカラー受像管におけるパネルよりパネル内面のＹ軸方向の曲率半径を大きくしなければならない低透過率パネルを用いて所望の解像度を得ようとすると、シャドウマスクのＹ軸方向の曲率半径も大きくしなければならないため、マスクドーミングを抑制する効果が低下し、かつマスク曲面強度が低下する。また、低透過率パネルを用いてマスクドーミングの発生を抑制しようとすると、解像度の劣化が生じる。更に、上記の特許文献３では、上記の特許文献１と同様にシャドウマスクのＹ軸方向の曲率半径を小さくすることにしか着目しておらず、Ｙ軸方向の曲率半径が小さくともＸ軸方向の曲率半径が大きければ、画面に表示する輝度パターンによってはマスクドーミングを抑制する効果が低下する。
【００１７】
このように従来の技術では、特に、パネル内面のＹ軸方向の曲率半径を大きくしなければならない低透過率パネルを用いる場合、色純度、マスク衝撃耐性及び解像度のいずれかが大きく損なわれていた。
【００１８】
そこで、本発明は、従来のカラー受像管におけるパネルよりパネル内面のＹ軸方向の曲率半径を大きくしなければならない低透過率パネルを用いた場合に、色純度、マスク衝撃耐性及び解像度のいずれもが大きく損なわれないカラー受像管を提供することを目的とする。また、本発明は、パネル内面の曲率半径が従来と同等であるパネルを用いた場合に、従来と同等の解像度及び色純度を得ながら、マスク衝撃耐性が向上し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】
【００１９】
本発明は、上記の目的を達成するために、カラー受像管において、マスク曲面強度が最小曲率半径に依存し、マスクドーミングがマスク曲面における最大曲率半径と最小曲率半径との平均曲率半径に依存するという点に着目してシャドウマスクの曲面形状を調整する。
【００２０】
本発明に係るカラー受像管は、曲率半径が１０，０００ｍｍ以上の外面を備えたパネルと、前記パネルと接合されたファンネルと、前記パネルの内側表面に設けられた蛍光体スクリーンと、前記ファンネルの内部に設けられた電子銃と、前記パネルの内部に前記蛍光体スクリーンと対向して設けられ、複数の開孔を有するほぼ矩形状の有孔曲面部を有するシャドウマスクとを含む。
【００２１】
前記有孔曲面部の中心を通る前記有孔曲面部の長辺方向の軸をＸ軸、前記中心を通る前記有孔曲面部の短辺方向の軸をＹ軸、前記中心から前記有孔曲面部の前記Ｘ軸上の端部までの長さをＬX、前記中心から前記有孔曲面部の前記Ｙ軸上の端部までの長さをＬY、前記有孔曲面部の任意の点（Ｘ，Ｙ）における前記有孔曲面部の放射方向の曲率半径をＲr（Ｘ，Ｙ）及び前記有孔曲面部の前記放射方向と垂直な方向の曲率半径をＲl（Ｘ，Ｙ）、前記有孔曲面部の任意の点（Ｘ，Ｙ）における最大曲率半径及び最小曲率半径を主曲率半径群とする。
【００２２】
前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸上の任意の点において、Ｒr（Ｘ，Ｙ）が、前記主曲率半径群のいずれか一方の曲率半径であり、Ｒl（Ｘ，Ｙ）が、前記主曲率半径群の他方の曲率半径である（条件Ａ１）。
【００２３】
前記Ｙ軸上において、前記中心からの距離がＬY以下の範囲内の任意の点で｜Ｒr（０，Ｙ）｜＜｜Ｒl（０，Ｙ）｜を満たす（条件Ａ２）。
【００２４】
前記Ｘ軸上において、前記中心からの距離がＬX／３以下の範囲内の任意の点では｜Ｒr（Ｘ，０）｜＞｜Ｒl（Ｘ，０）｜を満たす（条件Ａ３）。前記中心からの距離が３ＬX／４以上ＬX以下の範囲内の任意の点では｜Ｒr（Ｘ，０）｜＜｜Ｒl（Ｘ，０）｜を満たす（条件Ａ４）。
【００２５】
本発明において「任意」とは、規定された領域又は範囲内の如何なる点又は値に対しても所定の条件を満足することを意味する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、従来のパネルよりパネル内面のＹ軸方向の曲率半径を大きくしなければならない低透過率パネルを用いた場合には、従来のカラー受像管と同等の色純度、マスク衝撃耐性及び解像度を実現できる。ここで、「低透過率パネル」とは、厚さ１０．１６ｍｍ（０．４００インチ）における波長５４６ｎｍの光の透過率が６０％未満であるティントガラス材からなるパネルをいう。
【００２７】
また、本発明によれば、パネル内面の曲率半径が従来と同等であるパネルを用いた場合には、従来のカラー受像管と同等の色純度及び解像度を得られ、かつマスク衝撃耐性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明に係るカラー受像管は、上述のように、外面が略フラットなパネルと、ファンネルと、蛍光体スクリーンと、電子銃と、複数の開孔を有し、上記の条件Ａ１〜Ａ４を満たす曲面形状を備えた有孔曲面部を有するシャドウマスクとを含む。以下において、疑義が生じない限りにおいて、Ｒr（Ｘ，Ｙ）及びＲl（Ｘ，Ｙ）を、それぞれ、Ｒr及びＲlとも略記する。
【００２９】
低透過率パネルを用いる場合、画面中央部とＹ軸端部との黒さの差を緩和するためにＹ軸方向の全体的な曲率半径は従来のパネルより大きくなる。単純にシャドウマスクのＹ軸方向の曲率半径をＹ軸上全体でパネルに合わせて大きくするとマスク曲面強度が劣化するが、有孔曲面部のＹ軸方向の終端部（以下において、「Ｙ軸端部」と称する）における｜Ｒr｜をＹ軸端部の解像度が劣化しない範囲内で最小とすることでマスク曲面強度の劣化を最小限に抑えることができる。更に、Ｙ軸端部における｜Ｒr｜が最小曲率半径であると、その効果は高くなるので好ましい。また、有孔曲面部のＸ軸方向の終端部（以下において、「Ｘ軸端部」と称する）における｜Ｒr｜をＸ軸端部の解像度が劣化しない範囲内で最小とすることでマスク曲面強度を補うことができる。更に、Ｘ軸端部における｜Ｒr｜が最小曲率半径であると、その効果は高くなるので好ましい。Ｙ軸端部における｜Ｒr｜とＸ軸端部における｜Ｒr｜との最適化によりマスク曲面強度を従来と同等に保つことができる。
【００３０】
また、マスク曲面強度を劣化させることなく、Ｙ軸端部とＸ軸端部とにおいて｜Ｒl｜を大きくすることができるために、有孔曲面部のＤ軸（後述する）方向の終端部（有孔曲面部の長辺及び短辺が交差する点であり、以下において、「Ｄ軸端部」と称する）における｜Ｒl｜を｜Ｒr｜よりも小さくすることができる。Ｄ軸端部におけるマスク曲面強度は｜Ｒl｜で決定されるため、｜Ｒr｜を大きくすることによって、Ｄ軸端部における落込量の増加を抑制でき、従来と同等の解像度を保つことができる。
【００３１】
なお、上記の条件Ａ１は、Ｘ軸上の任意の点におけるＲr及びＲlを含む曲率半径のうち、Ｒr及びＲlのうちの一方が最大曲率半径であり、他方が最小曲率半径であることを意味する。Ｙ軸上の任意の点についても同様の条件を満足する。更に、Ｄ軸上の任意の点についても同様の条件を満足することが好ましい。
【００３２】
上記の条件Ａ２はＹ軸上において満たされていればよいが、中心からの距離が０より大きくＬX／１０未満であるＹ軸と平行な任意の軸上で同様の条件を満たすことが好ましい。
【００３３】
また、上記の条件Ａ３及び条件Ａ４は、Ｘ軸上において満たされていればよいが、Ｘ軸からの距離が０より大きくＬY／１０未満であるＸ軸と平行な任意の軸上で同様の条件を満たすことが好ましい。
【００３４】
有孔曲面部の長辺及び短辺が交差する点と管軸とを含む平面を対角平面とし、この対角平面に含まれ、有孔曲面部の中心を通り管軸に垂直な軸をＤ軸とし、中心から有孔曲面部のＤ軸上の端部までの長さをＬDとする。本発明のカラー受像管では、Ｄ軸上において、中心からの距離がＬD／３以下の範囲内の任意の点では｜Ｒr（Ｘ，Ｙ）｜＞｜Ｒl（Ｘ，Ｙ）｜を満たし（条件Ｂ１）、かつ前記中心からの距離が３ＬD／４以上ＬD以下の範囲内の任意の点では｜Ｒr（Ｘ，Ｙ）｜＞｜Ｒl（Ｘ，Ｙ）｜を満たす（条件Ｂ２）ことが好ましい。
【００３５】
有孔曲面部の任意の点（Ｘ，Ｙ）における｜Ｒr（Ｘ，Ｙ）｜と｜Ｒl（Ｘ，Ｙ）｜との平均をＲa（Ｘ，Ｙ）とする。本発明に係るカラー受像管では、Ｘ軸上におけるＲa（Ｘ，Ｙ）が、中心からの距離がＬX／２以上９ＬX／１０以下の範囲内で極小値をとることが好ましい（条件Ｃ１）。有孔曲面部のマスクドーミングによるミスランディング量が大きくなり易い中心からの距離がＬX／２以上９ＬX／１０以下のＸ軸上の範囲において、Ｒaが、その他のＸ軸上の範囲より小さくなるために、Ｘ軸付近においてマスクドーミングによるミスランディング量を低減することができる。Ｘ軸上におけるＲaが、最もミスランディング量の大きい、中心からの距離が２ＬX／３以上３ＬX／４以下の範囲において、極小値をとることが更に好ましい。また、上記の条件Ｃ１は、Ｘ軸上において満たされていればよいが、Ｘ軸からの距離が０より大きくＬY／１０未満であるＸ軸と平行な任意の軸上で同様の条件を満たすことが好ましい。以下において、疑義が生じない限りにおいて、Ｒa（Ｘ，Ｙ）をＲaとも略記する。
【００３６】
中心の近傍におけるＸ軸上のＲa（Ｘ，０）の平均値をＲacとし、中心からの距離が２ＬX／３以上３ＬX／４以下の範囲におけるＸ軸上のＲa（Ｘ，０）の平均値をＲamとし、Ｘ軸上の端部の近傍におけるＸ軸上のＲa（Ｘ，０）の平均値をＲaeとする。本発明に係るカラー受像管では、Ｒac＞Ｒam＜Ｒaeを満たすこと（条件Ｃ２）が好ましい。これにより、Ｘ軸付近におけるマスクドーミングの発生を更に抑制することができる。また、上記の条件Ｃ２は、Ｘ軸上において満たされていればよいが、Ｘ軸からの距離が０より大きくＬY／１０未満であるＸ軸と平行な任意の軸上で同様の条件を満たすことが好ましい。なお、「Ｘ軸上の中心の近傍」とは、Ｘ軸上における中心からの距離がＬX／１０未満の範囲を意味し、「Ｘ軸上の端部の近傍」とは、Ｘ軸上における中心からの距離が９ＬX／１０より大きくＬX未満の範囲を意味する。
【００３７】
中心からの距離がＬX／２以上９ＬX／１０以下の任意の距離ＸAであるＸ軸上の点（ＸA，０）を通り、Ｙ軸に平行である軸をＹXA軸とし、中心からの距離が０以上ＬX／２以下の任意の距離ＸBであるＸ軸上の点（ＸB，０）を通り、Ｙ軸に平行である軸をＹXB軸とする。本発明に係るカラー受像管では、点（ＸA，０）からのＹXA軸に沿った距離に対する｜Ｒl（ＸA，Ｙ）｜の変化を表す関数が、点（ＸA，０）からの距離がＬY／５より大きくＬY／２未満の範囲内で極大値をとることが好ましい。また、点（ＸB，０）からのＹXB軸に沿った距離に対する｜Ｒl（ＸB，Ｙ）｜の変化を表す関数が、点（ＸB，０）からの距離がＬY／２より大きく４ＬY／５未満の範囲内で極大値をとることが好ましい。これにより、Ｄ軸上における｜Ｒl｜を小さくすることができるため、Ｄ軸上の｜Ｒr｜を大きくし、平坦性の高い曲面形状の有孔曲面部に対して、Ｄ軸付近のマスクドーミングによるミスランディング量を抑制しつつ、マスク曲面強度を向上させることができる。
【００３８】
Ｘ軸とＹXA軸との交点の近傍における｜Ｒl（ＸA，Ｙ）｜の平均値をＲlxとし、Ｘ軸からの距離がＬY／５より大きくＬY／２未満の範囲のＹXA軸上における｜Ｒl（ＸA，Ｙ）｜の平均値をＲlmxとし、Ｄ軸とＹXA軸との交点の近傍における｜Ｒl（ＸA，Ｙ）｜の平均値をＲldとし、Ｄ軸とＹXB軸との交点の近傍における｜Ｒl（ＸB，Ｙ）｜の平均値をＲld'とし、Ｘ軸からの距離がＬY／２より大きく４ＬY／５未満の範囲のＹXB軸上における｜Ｒl（ＸB，Ｙ）｜の平均値をＲlmeとし、前記有孔曲面部のＹXB軸上の端部の近傍における｜Ｒl（ＸB，Ｙ）｜の平均値をＲleとする。本発明に係るカラー受像管では、Ｒlx＜Ｒlmx＞Ｒldを満たし、Ｒld'＜Ｒlme＞Ｒleを満たすことが好ましい。これにより、Ｄ軸上の｜Ｒr｜を大きくし、平坦性の高い曲面形状の有孔曲面部に対して、マスクドーミングの発生を抑制しつつ、マスク曲面強度を向上させることができる。なお、「Ｘ軸とＹXA軸との交点の近傍」とは、その交点からのＹXA軸に沿った距離がＬY／１０未満の範囲内であるＹXA軸上の領域を意味し、「Ｄ軸とＹXA軸との交点の近傍」とは、その交点からのＹXA軸に沿った距離がＬY／１０未満の範囲内であるＹXA軸上の領域を意味する。また、「Ｄ軸とＹXB軸との交点の近傍」とは、その交点からのＹXB軸に沿った距離がＬY／１０未満の範囲内であるＹXB軸上の領域を意味し、「ＹXB軸上の端部の近傍」とは、Ｘ軸からの距離が９ＬY／１０以上ＬY以下を満たすＹXB軸上の領域を意味する。
【００３９】
（実施の形態１）
実施の形態１においては、本発明に係るカラー受像管について、図１〜図１１を参照しながら説明する。なお、カラー受像管の画面が、アスペクト比１６：９であり、対角有効サイズが６６ｃｍである場合を例にして説明する。
【００４０】
図１は、カラー受像管の全体構造を表す模式的な断面図である。図１に示されたカラー受像管は、パネル１Ａ及びファンネル１Ｂを備えたバルブ１と、パネル１Ａの内側表面に設けられた蛍光体スクリーン２と、ファンネル１Ｂの内部に設けられた電子銃３と、パネル１Ａの内部に蛍光体スクリーン２と対向して設けられ、電子ビーム４の通過する複数のスリット（開孔）６を有するシャドウマスク７とを含む。ファンネル１Ｂの外縁には、電子銃３からの電子ビーム４を偏向させる偏向ヨーク５が設けられる。
【００４１】
パネル１Ａの外面は、曲率半径が１０，０００ｍｍ以上であり、実質的にフラットであるので、視認性に優れている。ここで、「パネル１Ａの外面の曲率半径」とは、パネル１Ａの外面上のほぼ矩形の有効表示領域の中心と、これを挟む一対の対角軸端とで定義される円弧の半径をいう。
【００４２】
蛍光体スクリーン２は、赤発色用、緑発色用及び青発色用の３種類の垂直方向と平行なストライプ状の蛍光体層を備えている。電子銃３は、赤発色用の蛍光体層を発光させる電子ビーム４Ｒ、緑発色用の蛍光体層を発光させる電子ビーム４Ｇ及び青発色用の蛍光体層を発光させる電子ビーム４Ｂを生成する。なお、シャドウマスク７の構成以外は、公知のカラー受像管の構成と略同一であるため、以下においては、シャドウマスク７についてのみ詳細に説明する。
【００４３】
図１に示されたように、シャドウマスク７は、その周囲のスカート部７Ｃにおいて矩形枠状フレーム８に固定される。また、フレーム８は、シャドウマスク７がパネル１Ａの内側表面と所定の間隔を保つように、支持部材９を介してパネル１Ａに支持されている。
【００４４】
図２は、シャドウマスクの全体構造を表す模式的な斜視図である。図２に示されたように、シャドウマスク７は、電子ビームの通過する複数のスリット６（図１参照）の形成されたほぼ矩形状の有孔曲面部７Ａと、この周囲の、スリット６の形成されていない無孔曲面部７Ｂと、無孔曲面部７Ｂの外縁に形成されたスカート部７Ｃとで構成されている。なお、有孔曲面部７Ａにおける板厚は、略均一である。シャドウマスク７は、例えば、板厚が０．２２〜０．２５ｍｍであるインバー（Ｉｎｖａｒ）材（ニッケル（３０〜５０wt％）−鉄合金）もしくは鉄材（アルミキルド材）にエッチング処置を施してスリット６を形成したフラットマスクをプレス加工することによって作製できる。
【００４５】
カラー受像管の管軸と交わるシャドウマスク７の中心を原点（図２中の点Ｃ）とし、管軸に垂直な長辺方向の軸をＸ軸とし、管軸に垂直な短辺方向の軸（管軸及びＸ軸に垂直な軸）をＹ軸とする。原点Ｃから点Ａに向かう方向をＸ軸の正方向とし、原点Ｃから点Ｂに向かう方向をＹ軸の正方向とする。また、ほぼ矩形状の有孔曲面部７Ａの長辺と短辺とが交差する点を対角軸端部（Ｄ軸端部）とし、対角軸端部と管軸とを含む面を対角平面とする。対角平面に含まれ、且つ、原点Ｃを通り管軸に垂直な軸をＤ軸とする。４つの対角軸端部に対応して４つのＤ軸が存在し、第１象限〜第４象限内にそれぞれ存在するＤ軸を順にＤ1軸〜Ｄ4軸とする。原点Ｃから第１象限内に存在する点Ｄに向かう方向をＤ1軸の正方向とする。
【００４６】
図２には、有孔曲面部７Ａ上の点Ａ、点Ｂ及び点Ｄに対する放射方向を実線の矢印で表し、それらの点に対する放射方向と垂直な方向を破線の矢印で表した。点Ａに対する放射方向はＸ軸と平行な方向であり、点Ａに対する放射方向に垂直な方向はＹ軸と平行な方向である。同様に、点Ｂに対する放射方向はＹ軸と平行な方向であり、点Ｂに対する放射方向と垂直な方向はＸ軸と平行な方向である。また、点Ｄに対する放射方向はＤ1軸と平行な方向であり、点Ｄに対する放射方向と垂直な方向は管軸とＤ1軸との双方に垂直な方向である。
【００４７】
ここで、有孔曲面部７Ａは曲面形状であるので、有孔曲面部７Ａ上の点（Ｘ’，Ｙ’）は、Ｘ軸とＹ軸とを座標軸とするＸ−Ｙ座標系における点（Ｘ，Ｙ）と異なる点である。厳密には、点（Ｘ，Ｙ）を管軸方向に沿って有孔曲面部７Ａへ投影した位置が点（Ｘ’，Ｙ’）に対応する。しかし、本明細書では、説明を容易とするために、点（Ｘ’，Ｙ’）と点（Ｘ，Ｙ）とは同義とする。
【００４８】
放射方向の曲率半径Ｒr（Ｘ，Ｙ）とは、点（Ｘ，Ｙ）と原点（０，０）とを結ぶ直線と管軸とを含む平面を放射方向平面として、放射方向平面と有孔曲面部７Ａの表面との交線に対する点（Ｘ，Ｙ）における曲率半径を意味する。また、放射方向と垂直な方向の曲率半径Ｒl（Ｘ，Ｙ）とは、点（Ｘ，Ｙ）と原点（０，０）とを結ぶ直線と管軸とを含む平面に直交し、点（Ｘ，Ｙ）を含み管軸と平行な平面を直交平面として、直交平面と有孔曲面部７Ａの表面との交線に対する点（Ｘ，Ｙ）における曲率半径を意味する。
【００４９】
有孔曲面部７Ａの任意の点（Ｘ，Ｙ）でのマスク曲面強度は、その点における最小曲率半径によって決定される。ここで、最小曲率半径及び最大曲率半径について図１０を参照しながら説明する。図１０は、有孔曲面部７Ａの任意の点における主曲率半径群を説明するための説明図である。管軸と平行で点Ｅを含む直線１７を含む平面に沿った断面において有孔曲面部７Ａの表面が描く曲線に対する点Ｅにおける曲率半径を考える。平面の向きにより点Ｅにおける曲率半径は種々に変化する。これらの曲率半径のうち、最小の曲率半径を点Ｅにおける最小曲率半径といい、最大の曲率半径を点Ｅにおける最大曲率半径という。図１０においては、実線の矢印で表された方向１６の曲率半径が最大曲率半径であり、破線の矢印で表された方向１５の曲率半径が最小曲率半径である。
【００５０】
以下に、有孔曲面部７Ａの曲面形状について、一実施例に則して詳細に説明する。なお、有孔曲面部７Ａの曲面形状は、管軸とＸ軸とを含む平面に対して面対称であり、管軸とＹ軸とを含む平面に対して面対称である。よって、以下においては、説明を容易とするために、Ｘ−Ｙ座標系における第１象限の曲面形状についてのみ説明する。
【００５１】
図３は、有孔曲面部７Ａの放射方向の曲率半径｜Ｒr｜のＹ軸に沿った変化及び放射方向に垂直な方向の曲率半径｜Ｒl｜のＹ軸に沿った変化の一例を示すグラフである。図３には、｜Ｒr｜の変化を示すグラフが実線で表され、｜Ｒl｜の変化を示すグラフが破線で表されている。また、丸印は｜Ｒr｜の測定点を表し、×印は｜Ｒl｜の測定点を表している。
【００５２】
図３に示されたように、０≦Ｙ≦ＬY（図３中では、ＬYは１６５［ｍｍ］に相当する）を満たすＹ軸上の任意の点において、｜Ｒr｜＜｜Ｒl｜を満たしている。
【００５３】
原点（図２の点Ｃ）からＹ軸端部にかけての範囲において、Ｙ軸上における全体的な｜Ｒr｜は、低透過率パネルを用いるために、従来よりも大きくなる。単純にパネル内面曲率半径に合わせてシャドウマスクのＹ軸方向の曲率半径をＹ軸上全体で大きくするとマスク曲面強度は劣化するが、Ｙ軸端部における｜Ｒr｜を小さくすることによって、マスク曲面強度の劣化を最小限度に留めることができる。しかし、Ｙ軸端部における｜Ｒr｜を小さくしすぎれば、シャドウマスク７のスリット６のピッチを大きくしなければならず、解像度を低下させることになる。したがって、Ｙ軸端部の解像度が原点近傍の解像度と略同程度となるように、マスクドーミングによるミスランディング量及びマスク曲面強度への影響が小さいＹ軸上の中心から２／３ＬY〜３／４ＬY付近までの範囲では｜Ｒr｜を大きくし、それよりもＹ軸端部側の範囲では｜Ｒr｜を小さくすることで、Ｙ軸端部の落込量を抑制するとともに、マスク曲面強度を維持することができる。
【００５４】
一方、Ｙ軸端部において、｜Ｒl｜は｜Ｒr｜の５〜６倍程度の値を選択する。図３に示された一実施例では、Ｙ軸端部において、｜Ｒr｜は７００［ｍｍ］であり、｜Ｒl｜は４２００［ｍｍ］である。Ｙ軸端部における｜Ｒl｜を大きくすることにより、Ｄ軸端部の落込量を抑制することができる。
【００５５】
図４は、有孔曲面部７Ａの放射方向の曲率半径｜Ｒr｜のＸ軸に沿った変化及び放射方向に垂直な方向の曲率半径｜Ｒl｜のＸ軸に沿った変化の一例を表すグラフである。図４には、｜Ｒr｜の変化を示すグラフが実線で表され、｜Ｒl｜の変化を示すグラフが破線で表されている。また、丸印は｜Ｒr｜の測定点を表し、×印は｜Ｒl｜の測定点を表している。
【００５６】
図４に示されたように、０≦Ｘ≦ＬX／３（なお、図４中では、ＬX／３は９５［ｍｍ］に相当する）を満たすＸ軸上の領域（以下において、「Ｘ軸上の中央領域」と称す）内の任意の点において、｜Ｒr｜＞｜Ｒl｜が満たされている。また、３ＬX／４≦Ｘ≦ＬX（なお、図４中では３ＬX／４は２１３［ｍｍ］に相当し、ＬXは２８４［ｍｍ］に相当する）を満たすＸ軸上の領域（以下において、「Ｘ軸上の周辺領域」と称す）内の任意の点において、｜Ｒr｜＜｜Ｒl｜が満たされている。
【００５７】
Ｘ軸端部の｜Ｒl｜を大きくすることにより、Ｄ軸端部の落込量を抑制することができ、Ｘ軸端部の｜Ｒr｜を小さくすることにより、マスク曲面強度を維持することができる。しかし、Ｘ軸端部の｜Ｒr｜を小さくしすぎれば、上記のＹ軸端部の場合と同様に、Ｘ軸端部の解像度が劣化する。したがって、Ｘ軸端部の｜Ｒr｜として、Ｘ軸端部において目標とする解像度を得られる最も小さい値を選択することで、マスク曲面強度を維持すると共に、解像度の劣化を最小限度に抑制する。
【００５８】
一方、Ｘ軸上の中央領域の｜Ｒr｜は、マスクドーミングによるミスランディング量及びマスク曲面強度への影響が小さいため、可能な限り大きな値を選択する。これにより、Ｘ軸端部の｜Ｒr｜を小さくできるとともに、Ｘ軸端部の落込み量を抑制することができる。
【００５９】
Ｘ軸端部において、｜Ｒl｜は｜Ｒr｜の５〜６倍程度の値を選択する。図４に示された一実施例では、Ｘ軸端部において、｜Ｒr｜は４００［ｍｍ］であり、｜Ｒl｜は２３００［ｍｍ］である。
【００６０】
図５は、有孔曲面部７Ａの放射方向の曲率半径｜Ｒr｜のＤ1軸に沿った変化及び放射方向に垂直な方向の曲率半径｜Ｒl｜のＤ1軸に沿った変化の一例を表すグラフである。図５には、｜Ｒr｜の変化を示すグラフが実線で表され、｜Ｒl｜の変化を示すグラフが破線で表されている。また、丸印は、｜Ｒr｜の測定点を表し、×印は、｜Ｒl｜の測定点を表している。
【００６１】
原点（図２の点Ｃ）からのＤ1軸に沿った距離をＤとしたとき、図５に示されたように、０≦Ｄ≦ＬD／３（なお、図５中では、ＬD／３は１０６［ｍｍ］に相当する）を満たすＤ1軸上の領域（以下において、「Ｄ1軸上の中央領域」と称す）内の任意の点において、｜Ｒr｜＞｜Ｒl｜が満たされている。また、３ＬD／４≦Ｄ≦ＬD（図５中では、３ＬX／４は２３９［ｍｍ］に相当し、ＬDは３１９［ｍｍ］に相当する）を満たすＤ1軸上の領域（以下において、「Ｄ1軸上の周辺領域」と称す）内の任意の点に対して、｜Ｒr｜＞｜Ｒl｜が満たされている。
【００６２】
上記のように、Ｙ軸端部の｜Ｒl｜及びＸ軸端部の｜Ｒl｜を、それぞれ、Ｙ軸端部の｜Ｒr｜及びＸ軸端部の｜Ｒr｜の５〜６倍程度に設定することで、Ｄ1軸上において、｜Ｒl｜を小さくすることができる。Ｄ1軸上において、｜Ｒl｜より｜Ｒr｜を大きくできるので、Ｄ1軸端部での落込量を低減できると共に、Ｄ1軸端部で目標とする解像度を得ることができる。なお、Ｄ1軸上においては、｜Ｒr｜を大きくしても、｜Ｒl｜を十分に小さくできるので、マスク曲面強度は劣化しない。また、Ｄ1軸に直交する方向の曲率半径を小さくすることにより、マスク曲面強度の更なる向上が見込める。図５に示された一実施例では、Ｄ1軸端部において、｜Ｒr｜は５０００［ｍｍ］であり、｜Ｒl｜は３００［ｍｍ］である。
【００６３】
有孔曲面部７Ａを更に平坦性の高い曲面形状とする場合には、Ｘ軸端部における｜Ｒr｜に対する｜Ｒl｜の倍率、及び、Ｙ軸端部における｜Ｒr｜に対する｜Ｒl｜の倍率を更に大きくすることで、Ｄ1軸端部で目標とする解像度を得ることができるとともに、Ｄ1軸端部における｜Ｒl｜をより小さくすることでマスク曲面強度を維持できる。
【００６４】
図６は、有孔曲面部７Ａの平均曲率半径ＲaのＸ軸に沿った変化を表すグラフである。図６には、Ｒaのグラフが実線で表され、菱形印は、測定値を表している。図６に示された一実施例では、Ｘ軸上において、Ｒaは、Ｘの増加に伴って、単調に減少して極小値をとり、極小値を取った後に単調に増加している。
【００６５】
図６に示されたように、ＬX／２≦Ｘ≦９ＬX／１０（なお、図６中では、ＬX／２は１４２［ｍｍ］に相当し、９ＬX／１０は２５６［ｍｍ］に相当する）を満たすＸ軸上の領域内でＲaのグラフは極小値をとる。図６に示された一実施例では、Ｘ軸上のＲaがＸ＝２２５［ｍｍ］を満たす点において極小値をとり、その値は１１００［ｍｍ］である。
【００６６】
Ｘ軸端部、Ｙ軸端部及びＤ1軸端部における｜Ｒr｜は、それぞれ、有孔曲面部７Ａの輪郭のみでの曲率半径を変更する簡易モデルにて静圧座屈強度をシミュレーションした結果を参考にして調整される。静圧座屈強度のシミュレーションでは、有孔曲面部７Ａの全体を均等に加圧し、その加圧量を徐々に増加させて、有孔曲面部７Ａがどの加圧量で座屈するかをシミュレーションする。
【００６７】
図７は、静圧座屈強度のシミュレーションによる加圧量とマスク変位量との関係を表すグラフである。図７において、菱形印及び一点鎖線が中心におけるマスク変位量を表し、四角印及び実線がＹ軸端部におけるマスク変位量を表し、三角印及び破線がＸ軸端部におけるマスク変位量を表し、また、×印及び二点鎖線がＤ1軸端部におけるマスク変位量を表す。
【００６８】
図７に示されたように、徐々に加圧量を大きくすると、有孔曲面部７Ａも徐々に変位し、限界となる加圧量に達すると有孔曲面部７Ａが座屈しマスク変位量が急激に大きくなる。有孔曲面部７Ａが急激に変位する直前の加圧量（以下において、「座屈臨界加圧量」と称する）がマスク曲面強度であり、座屈臨界加圧量が大きいほどマスク曲面強度が大きくなる。
【００６９】
図８は、放射方向の曲率半径｜Ｒr｜に対する座屈臨界加圧量を表すグラフである。図８において、菱形印はＹ軸端部における測定点を表し、丸印はＸ軸端部における測定点を表し、三角印はＤ1軸端部における測定点を表す。
【００７０】
製造上及び製品として実用に耐えうる静圧座屈強度シミュレーションによるマスク曲面強度は、６６ｃｍ型クラスで６０Ｐａ（パスカル）以上であるとされている。マスク曲面強度が６０Ｐａを下回る場合は、製造工程の熱工程や搬送工程において、有孔曲面部７Ａの変形が発生し易くなり、また、製造が困難となる。なお、不測の衝撃が加わる可能性もあることを考慮すれば、８０Ｐａ以上のマスク曲面強度を確保することが望ましい。
【００７１】
図８に示されたように、静圧座屈強度シミュレーションによれば実用に耐えうる６０Ｐａ（図中の破線）以上のマスク曲面強度が得られる｜Ｒr｜は、Ｙ軸端部では約１０００［ｍｍ］以下、Ｘ軸端部では約７５０［ｍｍ］以下、Ｄ1軸端部では約５００［ｍｍ］以下となる。なお、放射方向の曲率半径｜Ｒr｜とマスク曲面強度との関係について説明したが、放射方向に垂直な方向の曲率半径｜Ｒl｜に対しても定性的に同一の関係が成り立つ。したがって、各軸の端部において、｜Ｒr｜及び｜Ｒl｜の少なくとも一方を、６０Ｐａ以上のマスク曲面強度となる曲率半径に設定する。なお、図３〜図５に示された一実施例では、Ｙ軸端部における｜Ｒr｜を７００［ｍｍ］とし、Ｘ軸端部における｜Ｒr｜を４００［ｍｍ］とし、Ｄ1軸端部における｜Ｒl｜を３００［ｍｍ］とすることで、６０Ｐａ以上のマスク曲面強度を確保している。
【００７２】
Ｘ軸上のＲaは、Ｘ軸上の２ＬX／３≦Ｘ≦３ＬX／４を満たす領域（以下において、「Ｘ軸上の中間領域」と称す）におけるＲaのみを変更した場合のランディングエラーシミュレーションの結果を参考にして調整する。ランディングエラーシミュレーションでは、有孔曲面部７Ａの温度が上昇した時の熱膨張によるマスクドーミングをシミュレーションし、発生したマスクドーミングと電子ビームの入射角度とからランディングエラー量（ミスランディング量）を計算する。図９は、シミュレーションによるＲaとランディングエラーとの関係を表すグラフである。なお、図９においては、｜Ｒa（２ＬX／３，０）｜に対するランディングエラーが表されている。
【００７３】
製造上及び製品として実用に耐えうるランディングエラーは、６６ｃｍ型クラスの一般的な解像度のカラー受像管であれば１００［μｍ］（図９における破線）以下とされている。図９に示されたマスクドーミングのシミュレーション結果に基づけば、中心から２ＬX／３だけ離れたＸ軸上の点でのマスクドーミングによるランディングエラーを１００［μｍ］以下とするためには、その点の｜Ｒa｜を約１５００［ｍｍ］以下にする必要がある。なお、図６に示された一実施例では、Ｘ軸上の中間領域（１８９［ｍｍ］≦Ｘ≦２１３［ｍｍ］に相当する）における｜Ｒa｜を１３００［ｍｍ］以下に調整することによって、ランディングエラーを９０［μｍ］以下に抑制している。
【００７４】
上記の曲面形状を有する有孔曲面部７Ａにおいては、Ｘ軸端部及びＹ軸端部では、｜Ｒl｜に関係無く、最小曲率半径である｜Ｒr｜によりマスク曲面強度が決まる。一方、Ｄ1軸端部では、｜Ｒl｜によりＤ1軸方向のマスク曲面強度が決まる。これらの値を上記のように設定することにより、従来の曲面形状の有孔曲面部を有する場合よりも、マスク曲面強度、特に、Ｄ1軸方向のマスク曲面強度を向上させることができる。また、マスク曲面強度に影響を与えないＤ1軸上の｜Ｒr｜をＤ1軸端部に近いほど大きくすることでＤ1軸端部での落込量を最小限にとどめることができる。また、仮に、マスク曲面強度を従来と同程度に保った場合には、Ｘ軸端部及びＤ1軸端部における落込量を更に小さくすることができる。
【００７５】
また、マスクドーミング量は、有孔曲面部７Ａの任意の部位において、最小曲率半径（図１０参照）と最大曲率半径との平均曲率半径及び電子ビームの入射角度に依存するため、マスクドーミング量は比較的大きいがランディングエラーの小さいＸ軸の原点近傍のＲaを大きくしても、最もランディングエラーが大きくなるＸ軸上の中間領域におけるＲaを小さくすることで、Ｘ軸端部での落込量を従来と同等に保ちつつ、マスクドーミングによる色純度の劣化を抑制することができる。なお、図６に示された一実施例では、原点近傍のＲaは１８００［ｍｍ］以上であり、Ｘ軸上の中間領域におけるＲaは１３００［ｍｍ］以下である。
【００７６】
ここで、シャドウマスク７の特性について、表１〜表３を参照しながら具体的に説明する。上記の一実施例のシャドウマスク７（実施例１）のＹ軸端部、Ｘ軸端部及びＤ1軸端部における落込量をそれぞれ表１に示す。なお、表１には、比較のために、従来のシャドウマスク（従来例）における落込量を併記する。実施例１のシャドウマスク７に適応したパネル内面のＹ軸方向の平均曲率半径は１７００ｍｍ、従来例のシャドウマスクに適応したパネル内面のＹ軸方向の平均曲率半径は１３００ｍｍである。表１に示されたように、実施例１のシャドウマスク７は、従来のシャドウマスクに比べて、落込量は、Ｙ軸端部において２３．３％減少し、Ｘ軸端部において７．５％増加し、及びＤ1軸端部において増減はない。したがって、パネル内面のＹ軸方向の曲率半径が大きな低透過率パネルを用いた場合でも、Ｙ軸端部における落込量は大幅に改善され、Ｘ軸端部及びＤ1軸端部における落込量は大幅には劣化せずに従来と同等に保たれる。
【００７７】
【表１】
2006310276.tif 000003
【００７８】
また、上記の一実施例のシャドウマスク７（実施例１）のマスク曲面強度（即ち、座屈臨界加圧量）及びマスクドーミングによるランディングエラーをそれぞれ表２に示す。なお、表２には、比較のために、従来のシャドウマスク（従来例）におけるマスク曲面強度及びランディングエラーを併記する。表２に示されたように、実施例１のシャドウマスク７は、従来のシャドウマスクに比べて、マスク曲面強度は１％減少し、ランディングエラーは７％減少している。したがって、本発明によれば、低透過率パネルを用いた場合でも、マスク曲面強度及びランディングエラーは従来と同等に保たれる。
【００７９】
【表２】
2006310276.tif 000004
【００８０】
以上で説明したように、本実施の形態１に係るシャドウマスクを用いることによって、マスク曲面強度や色純度や解像度を大幅に低下させることなく、低透過率パネルを適用することができる。
【００８１】
なお、上記においては、シャドウマスク７に対して、具体的な材料や具体的な各種の数値を記載して説明したが、これらは一例に過ぎず、材料や各種の数値を変更することは設計選択の範囲内である。
【００８２】
また、上記においては、シャドウマスク７の有孔曲面部７Ａの曲面形状が、管軸とＸ軸とを含む平面に対して面対称であり、且つ、管軸とＹ軸とを含む平面に対して面対称である場合について説明したが、上記の条件Ａ１〜Ａ４を満たす限りにおいて、それらの平面に対して面対称でなくてもよい。
【００８３】
また、上記においては、低透過率パネルを用いる場合について説明したが、低透過率パネルよりＹ軸方向の曲率半径が小さい（即ち、従来と同様の曲率半径を有する）曲面形状のパネルに対して最適化された、上記の条件Ａ１〜Ａ４，Ｂ１，Ｂ２を満たすシャドウマスク（実施例２）の一例について説明する。実施例２のシャドウマスクのマスク曲面強度（即ち、座屈臨界加圧量）及びマスクドーミングによるランディングエラーをそれぞれ下記の表３に示す。なお、表３には、比較のために、従来のシャドウマスク（従来例）におけるマスク曲面強度及びランディングエラーを併記する。下記の表３に示されたように、実施例２のシャドウマスク７は、従来のシャドウマスクに比べて、マスク曲面強度は２３％増加し、ランディングエラーは増減なしである。したがって、本発明によれば、解像度及びマスクドーミングによるランディングエラーを従来と同等に保ちながらも、マスク曲面強度を改善することができる。これは、低透過率パネルを用いる場合に発生するマスク曲面強度の劣化がないためである。
【００８４】
【表３】
2006310276.tif 000005
【００８５】
（実施の形態２）
実施の形態２においては、本発明に係るカラー受像管について説明する。本実施の形態２に係るカラー受像管は、上記の実施の形態１に係るカラー受像管とシャドウマスクの有孔曲面部における曲面形状が異なること以外は、同一であるため、有孔曲面部の曲面形状についてのみ説明する。本実施の形態２に係るカラー受像管における有孔曲面部の曲面形状は、上記の実施の形態１における曲面形状に比べてより平坦である。
【００８６】
上記の実施の形態１の場合と同様に、本実施の形態２のシャドウマスクの有孔曲面部は、滑らかに湾曲した曲面形状を有し、管軸とＸ軸とを含む平面に対して面対称であり、且つ、管軸とＹ軸とを含む平面に対して面対称である。よって、以下においては、説明を容易とするために、Ｘ−Ｙ座標系における第１象限の曲面形状についてのみ説明する。
【００８７】
本実施の形態２に係るシャドウマスクの有孔曲面部の曲面形状は、上記の条件Ａ１〜Ａ４，Ｂ１，Ｂ２を満たし、更に、以下の条件を満たしている。
【００８８】
有孔曲面部におけるＹ軸と平行な軸に沿った曲率半径の変化の条件について、図１１〜図１３を参照しながら説明する。図１１は、シャドウマスクの有孔曲面部におけるＹ軸と平行な軸に沿った曲率半径の変化の条件を説明するための説明図である。
【００８９】
図１１に示されたように、有孔曲面部において、点（ＸA，０）を含むＹ軸に平行な軸をＹXA軸とし、ＹXA軸とＤ1軸との交点を（ＸA，ＹA）とし、点（ＸB，０）を含むＹ軸に平行な軸をＹXB軸とし、ＹXB軸とＤ1軸との交点を（ＸB，ＹB）とする。ここで、ＸAはＬX／２≦ＸA≦９ＬX／１０を満足し、ＸBは０≦ＸB≦ＬX／２を満足する。
【００９０】
また、ＹXA軸上において、０≦Ｙ≦ＬY／１０を満たす領域における｜Ｒl（ＸA，Ｙ）｜の平均値をＲlxとし、ＬY／５＜Ｙ＜ＬY／２を満たす領域における｜Ｒl（ＸA，Ｙ）｜の平均値をＲlmxとし、（ＹA−９ＬY／１０）≦Ｙ≦ＹAを満たす領域における｜Ｒl（ＸA，Ｙ）｜の平均をＲldとする。また、ＹXB軸上において、（ＹB−ＬY／１０）＜Ｙ＜（ＹB＋ＬY／１０）を満たす領域における｜Ｒl（ＸB，Ｙ）｜の平均値をＲld'とし、ＬY／２＜Ｙ＜４ＬY／５を満たす領域における｜Ｒl（ＸB，Ｙ）｜の平均値をＲlmeとし、９ＬY／１０≦Ｙ≦ＬYを満たす領域における｜Ｒl（ＸB，Ｙ）｜の平均値をＲleとする。
【００９１】
本実施の形態２のシャドウマスクは、ＹXA軸上における｜Ｒl（ＸA，Ｙ）｜が、ＬY／５＜Ｙ＜ＬY／２を満たす範囲内で極大値をとり、また、ＹXB軸上における｜Ｒl（ＸB，Ｙ）｜が、ＬY／２＜Ｙ＜４ＬY／５を満たす範囲内で極大値をとる（条件Ｄ１）。
【００９２】
また、本実施の形態２のシャドウマスクは、Ｒlx＜Ｒlmx＞Ｒldを満たし、Ｒld'＜Ｒlme＞Ｒleを満たす（条件Ｄ２）。
【００９３】
本実施の形態２のシャドウマスクの有孔曲面部の曲面形状は、実施の形態１に比べてより平坦であるので、マスクドーミングが増加して色純度が劣化しやすい。これを防止するには、Ｘ軸上において、点（ＸA，０）近傍及び点（ＸB，０）近傍での｜Ｒl｜が十分に小さければよい。ところが、この場合、Ｄ1軸上で｜Ｒl｜が大きくなるので、マスク曲面強度が低下する。
【００９４】
ところが、本実施の形態２のシャドウマスクは、ＹXA軸及びＹXB軸に沿った｜Ｒl｜の変化が上記の条件Ｄ１，Ｄ２を満足するので、マスク曲面強度に大きな影響を及ぼすＤ1軸上での｜Ｒl｜が実施の形態１と同程度になる。従って、本実施の形態２は、有孔効曲面部が実施の形態１に比べてより平坦であるのに、マスク曲面強度の劣化を抑制することができる。
【００９５】
一般に、ＹXA軸上及びＹXB軸上のマスクドーミングによる色純度の劣化の程度は、Ｘ軸近傍で最も大きく、Ｘ軸から離れるにしたがって小さくなる。
【００９６】
本実施の形態２では、上記条件Ｄ１を満足することにより、ＹXA軸上において最も｜Ｒl｜が大きいＬY／５＜Ｙ＜ＬY／２の範囲、及びＹXB軸上において最も｜Ｒl｜が大きいＬY／２＜Ｙ＜４ＬY／５の範囲でマスクドーミングが増大する。ところが、この範囲でマスクドーミングが増大しても、蛍光体スクリーンに対する電子ビームのミスランディングは、隣り合う蛍光体層間のブラックマトリックスの幅を超えるほどに大きくならないので、色純度はほとんど劣化しない。一方、色純度が劣化しやすいＸ軸近傍では、マスクドーミングが相対的に小さくなるので、従来とほぼ同程度の色純度を得ることができる。
【００９７】
以上で説明したように、有孔曲面部の曲面形状が上記実施の形態１よりも平坦であっても、マスク曲面強度の劣化及び色純度の劣化を抑制することができる。
【００９８】
以下に具体的な一実施例について、図１２及び図１３を参照しながら説明する。図１２は、シャドウマスクの有孔曲面部における｜Ｒl｜のＹXA軸に沿った変化を表すグラフである。また、図１３は、シャドウマスクの有孔曲面部における｜Ｒl｜のＹXB軸に沿った変化を表すグラフである。
【００９９】
図１２には、ＸAが１８０［ｍｍ］（０．６３×ＬXに相当）の場合の｜Ｒl（１８０，Ｙ）｜のＹXA軸に沿った変化が示されている。なお、ＹAは約１０４［ｍｍ］である。図１２に示されたように、｜Ｒl（１８０，Ｙ）｜は、点（１８０，０）からの距離が３３［ｍｍ］（ＬY／５に相当）より大きく８３［ｍｍ］（ＬY／２に相当）未満の範囲内で極大値をとる関数で表される。極大値は、Ｙが５０［ｍｍ］の点であり、その値は１６７０［ｍｍ］である。更に、Ｒlx＜Ｒlmx＞Ｒldを満たしている。
【０１００】
なお、図１２には、ＸAが１８０［ｍｍ］である場合のみについて示したが、１４２［ｍｍ］≦ＸA≦２５６［ｍｍ］を満たす任意のＸAに対しても、ＹXA軸に沿った｜Ｒl（ＸA，Ｙ）｜の変化が、図１２に示された関数と同様に３３［ｍｍ］＜Ｙ＜８３［ｍｍ］を満たす範囲内で極大値をとる関数で表され、かつＲlx＜Ｒlmx＞Ｒldを満たしている。
【０１０１】
図１３には、ＸBが４５［ｍｍ］（０．１６×ＬXに相当）である場合の｜Ｒl（ＸB，Ｙ）｜のＹXB軸に沿った変化が示されている。なお、ＹBは約２６［ｍｍ］である。図１３に示されたように、｜Ｒl（４５，Ｙ）｜は、点（４５，０）からの距離が８３［ｍｍ］（ＬY／２に相当）より大きく１３２［ｍｍ］（４ＬY／５に相当）未満の範囲内で極大値をとる関数で表される。極大値は、Ｙが９９［ｍｍ］の点であり、その値は４１００［ｍｍ］である。更に、Ｒld'＜Ｒlme＞Ｒleを満たしている。
【０１０２】
なお、図１３には、ＸBが４５［ｍｍ］である場合のみについて示したが、２８［ｍｍ］≦ＸB≦１４２［ｍｍ］（ＬX／２に相当）を満たす任意のＸBに対しても、ＹXB軸に沿った｜Ｒl（ＸB，Ｙ）｜の変化が、図１３に示された関数と同様に８３［ｍｍ］＜Ｙ＜１３２［ｍｍ］を満たす範囲内で極大値をとる関数で表され、かつＲld'＜Ｒlme＞Ｒleを満たしている。
【０１０３】
なお、上記においては、シャドウマスクに対して、具体的な材料や具体的な各種の数値を記載して説明したが、これらは一例に過ぎず、材料や各種の数値を変更することは設計選択の範囲内である。
【０１０４】
また、上記においては、シャドウマスクの有孔曲面部の曲面形状が、管軸とＸ軸とを含む平面に対して面対称であり、且つ、管軸とＹ軸とを含む平面に対して面対称である場合について説明したが、それらの平面に対して面対称でなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、シャドウマスクを備えたカラー受像管において、有効表示領域に表面コートやフィルム等を備えたパネルに比べて衝撃耐性、解像度、マスクドーミングによる色純度（コントラスト）、蛍光体スクリーンの品位等を劣化させずに、低透過率パネルを適用するために利用できる。つまり、低透過率パネルを用いて、カラー受像管の価格を低下させるために利用できる。
【０１０６】
また、シャドウマスクとパネル内面の曲率半径が従来と同等であるパネルとを備えたカラー受像管において、マスク衝撃耐性、つまり、マスク曲面強度を向上させるために利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係るカラー受像管の全体構造を表す模式的な断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係るシャドウマスクの全体構造を表す模式的な斜視図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１に係るシャドウマスクの有孔曲面部における放射方向の曲率半径｜Ｒr｜及び放射方向に垂直な方向の曲率半径｜Ｒl｜のＹ軸に沿った変化の一例を表すグラフである。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１に係るシャドウマスクの有孔曲面部における放射方向の曲率半径｜Ｒr｜及び放射方向に垂直な方向の曲率半径｜Ｒl｜のＸ軸に沿った変化の一例を表すグラフである。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１に係るシャドウマスクの有孔曲面部における放射方向の曲率半径｜Ｒr｜及び放射方向に垂直な方向の曲率半径｜Ｒl｜のＤ1軸に沿った変化の一例を表すグラフである。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１に係るシャドウマスクの有孔曲面部における平均曲率半径ＲaのＸ軸に沿った変化の一例を表すグラフである。
【図７】図７は、本発明の実施の形態１における、静圧座屈強度のシミュレーションによる加圧量に対するマスク変位量を表すグラフである。
【図８】図８は、本発明の実施の形態１における、放射方向の曲率半径｜Ｒr｜に対する座屈臨界加圧量を表すグラフである。
【図９】図９は、本発明の実施の形態１における、シミュレーションによるＲaに対するランディングエラーを表すグラフである。
【図１０】図１０は、有孔曲面部の任意の点における主曲率半径群を説明するための説明図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態２に係るシャドウマスクの有孔曲面部におけるＹ軸と平行な軸に沿った曲率半径の変化の条件を説明するための説明図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態２に係るシャドウマスクの有孔曲面部における曲率半径｜Ｒl｜のＹXA軸に沿った変化を表すグラフである。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態２に係るシャドウマスクの有孔曲面部における曲率半径｜Ｒl｜のＹXB軸に沿った変化を表すグラフである。
【図１４】図１４は、従来のシャドウマスクにおける全体的なマスクドーミングを説明するためのシャドウマスクの斜視図である。
【図１５】図１５は、従来のシャドウマスクにおけるミスランディング量を説明するためのシャドウマスクの平面図である。
【図１６】図１６は、従来のシャドウマスクにおける局所的なマスクドーミングを説明するためのシャドウマスクの斜視図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１    バルブ
１Ａ  パネル
１Ｂ  ファンネル
２    蛍光体スクリーン
３    電子銃
４    電子ビーム
５    偏向ヨーク
６    開孔
７    シャドウマスク
７Ａ  有孔曲面部
７Ｂ  無孔曲面部
７Ｃ  スカート部
８    マスクフレーム
９    支持体
【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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【図１５】
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【図１６】
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