(57)【要約】【課題】  良好な視認性を有し、安価で成形性の良好な材料からなるシャドウマスクを備えながら、ドーミングによる色純度の劣化が少ないカラー受像管を提供する。【解決手段】  パネルの外表面の曲率半径は１０，０００ｍｍ以上であり、シャドウマスクは鉄を９５％以上含む材料からなる。シャドウマスクの有効領域の中心Ｐ０を通り、管軸及び長軸に平行な平面が交差するシャドウマスクの表面上の曲線Ｃ１に沿った落ち込み量の変化曲線と、曲線Ｃ１とシャドウマスクの有効領域端との交点を長軸端ＰＬ、中心Ｐ０から長軸端ＰＬまでの長軸に沿った距離をＷ、中心Ｐ０から長軸方向に２／３×Ｗだけ離れた曲線Ｃ１上の点をＰ１としたとき、点Ｐ１を通り、管軸及び短軸に平行な平面が交差するシャドウマスクの表面上の曲線Ｃ２に沿った落ち込み量の変化曲線とが特定の条件を満足する。【選択図】  図３
2006019250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パネルと、
前記パネルの内面に形成された略矩形状の蛍光体スクリーンと、
前記蛍光体スクリーンに対向して配置された、多数の電子ビーム通過孔が形成されたシャドウマスクと
を備えたカラー受像管であって、
前記パネルの外表面の曲率半径が１０，０００ｍｍ以上であり、
前記シャドウマスクは鉄を９５％以上含む材料からなり、
前記シャドウマスク上の基準点から有効領域端までの管軸に垂直な方向に沿った距離をＬ、この有効領域端での前記基準点に対する管軸方向の落ち込み量をＺｅとし、下記式１で表される前記基準点からの管軸に垂直な方向に沿った距離ｄの地点での第１落ち込み量Ｚ１を表す第１落ち込み量曲線と、下記式２で表される前記基準点からの管軸に垂直な方向に沿った距離ｄの地点での第２落ち込み量Ｚ２を表す第２落ち込み量曲線とを定義したとき、
前記シャドウマスクの有効領域の中心Ｐ０を通り、管軸及び長軸に平行な平面が交差する前記シャドウマスクの表面上の曲線Ｃ１に沿った落ち込み量の変化曲線が下記条件１を満足し、
前記曲線Ｃ１と前記シャドウマスクの有効領域端との交点を長軸端ＰＬ、前記中心Ｐ０から前記長軸端ＰＬまでの長軸に沿った距離をＷ、中心Ｐ０から長軸方向に２／３×Ｗだけ離れた前記曲線Ｃ１上の点をＰ１としたとき、前記点Ｐ１を通り、管軸及び短軸に平行な平面が交差する前記シャドウマスクの表面上の曲線Ｃ２に沿った落ち込み量の変化曲線が下記条件２を満足することを特徴とするカラー受像管。
式１：
Ｚ１＝｛（Ｚｅ・（１−ｒｆ１））／Ｌ2｝ｄ2＋｛（Ｚｅ・ｒｆ１）／Ｌ4｝・ｄ4
式２：
Ｚ２＝｛（Ｚｅ・（１−ｒｆ２））／Ｌ2｝ｄ2＋｛（Ｚｅ・ｒｆ２）／Ｌ4｝・ｄ4
条件１：前記長軸端ＰＬでの中心Ｐ０に対する落ち込み量をＺＰＬとしたとき、中心Ｐ０と長軸端ＰＬとの間の前記曲線Ｃ１に沿った落ち込み量の変化曲線のうちの６０％以上の部分が、Ｌ＝Ｗ、Ｚｅ＝ＺＰＬ、ｒｆ１＝０．７、ｒｆ２＝１．２として式１で表される第１落ち込み量曲線と式２で表される第２落ち込み量曲線との間に存在する。
条件２：前記曲線Ｃ２と前記シャドウマスクの有効領域端との交点をＰ２、前記点Ｐ１から前記点Ｐ２までの短軸方向に沿った距離をＨ２、前記点Ｐ２での前記点Ｐ１に対する落ち込み量をＺＰ２としたとき、前記点Ｐ１と前記点Ｐ２との間の前記曲線Ｃ２に沿った落ち込み量の変化曲線のうちの６０％以上の部分が、Ｌ＝Ｈ２、Ｚｅ＝ＺＰ２、ｒｆ１＝−０．４、ｒｆ２＝０として式１で表される第１落ち込み量曲線と式２で表される第２落ち込み量曲線との間に存在する。
【請求項２】
前記シャドウマスクの前記中心Ｐ０を通り、管軸及び短軸に平行な平面が交差する前記シャドウマスクの表面上の曲線Ｃ３に沿った落ち込み量の変化曲線が下記条件３を満足し、
前記長軸端ＰＬを通り、管軸及び短軸に平行な平面が交差する前記シャドウマスクの表面上の曲線Ｃ４に沿った落ち込み量の変化曲線が下記条件４を満足することを特徴とする請求項１に記載のカラー受像管。
条件３：前記曲線Ｃ３と前記シャドウマスクの有効領域端との交点を短軸端ＰＳ、前記中心Ｐ０から前記短軸端ＰＳまでの短軸に沿った距離をＨ３、前記短軸端ＰＳでの前記中心Ｐ０に対する落ち込み量をＺＰＳとしたとき、前記中心Ｐ０と前記短軸端ＰＳとの間の前記曲線Ｃ３に沿った落ち込み量の変化曲線のうちの６０％以上の部分が、Ｌ＝Ｈ３、Ｚｅ＝ＺＰＳ、ｒｆ１＝０．２として前記式１で表される第１落ち込み量曲線よりも落ち込み量が大きい側に位置する。
条件４：前記曲線Ｃ４と前記シャドウマスクの対角線との交点を対角端ＰＤ、前記長軸端ＰＬから前記対角端ＰＤまでの短軸方向に沿った距離をＨ４、前記対角端ＰＤでの前記長軸端ＰＬに対する落ち込み量をＺＰＤとしたとき、前記長軸端ＰＬと前記対角端ＰＤとの間の前記曲線Ｃ４に沿った落ち込み量の変化曲線のうちの６０％以上の部分が、Ｌ＝Ｈ４、Ｚｅ＝ＺＰＤ、ｒｆ１＝−０．４、ｒｆ２＝０として前記式１で表される第１落ち込み量曲線と前記式２で表される第２落ち込み量曲線との間に存在する。
【請求項３】
前記シャドウマスクの中心Ｐ０から有効領域端までの距離が、対角軸上でＤ、長軸上でＷ、短軸上でＨ３、前記中心Ｐ０に対する落ち込み量が有効領域の対角端でＺMD、長軸端でＺMH、短軸端でＺMVとすると、
式３：ＺMD＞１．４×ＺMH＞ＺMV
式４：ＺMD／Ｄ＞０．０６
を満足する請求項１に記載のカラー受像管。
【請求項４】
パネルと、
前記パネルの内面に形成された略矩形状の蛍光体スクリーンと、
前記蛍光体スクリーンに対向して配置された、多数の電子ビーム通過孔が形成されたシャドウマスクと
を備えたカラー受像管であって、
前記パネルの外表面の曲率半径が１０，０００ｍｍ以上であり、
前記シャドウマスクは鉄を９５％以上含む材料からなり、
前記パネルの内面上の基準点から有効領域端までの管軸に垂直な方向に沿った距離をＬ’、この有効領域端での前記基準点に対する管軸方向の落ち込み量をＺｅ’とし、下記式１’で表される前記基準点からの管軸に垂直な方向に沿った距離ｄ’の地点での第１落ち込み量Ｚ１’を表す第１落ち込み量曲線と、下記式２’で表される前記基準点からの管軸に垂直な方向に沿った距離ｄ’の地点での第２落ち込み量Ｚ２’を表す第２落ち込み量曲線とを定義したとき、
前記パネルの有効領域の中心Ｐ０’を通り、管軸及び長軸に平行な平面が交差する前記パネルの内面上の曲線Ｃ１’に沿った落ち込み量の変化曲線が下記条件１’を満足し、
前記曲線Ｃ１’と前記パネルの内面の有効領域端との交点を長軸端ＰＬ’、前記中心Ｐ０’から前記長軸端ＰＬ’までの長軸に沿った距離をＷ’、中心Ｐ０’から長軸方向に２／３×Ｗ’だけ離れた前記曲線Ｃ１’上の点をＰ１’としたとき、前記点Ｐ１’を通り、管軸及び短軸に平行な平面が交差する前記パネルの内面上の曲線Ｃ２’に沿った落ち込み量の変化曲線が下記条件２’を満足することを特徴とするカラー受像管。
式１’：
Ｚ１’＝｛（Ｚｅ’・（１−ｒｆ１’））／Ｌ’2｝ｄ’2＋｛（Ｚｅ’・ｒｆ１’）／Ｌ’4｝・ｄ’4
式２’：
Ｚ２’＝｛（Ｚｅ’・（１−ｒｆ２’））／Ｌ’2｝ｄ’2＋｛（Ｚｅ’・ｒｆ２’）／Ｌ’4｝・ｄ’4
条件１’：前記長軸端ＰＬ’での中心Ｐ０’に対する落ち込み量をＺＰＬ’としたとき、中心Ｐ０’と長軸端ＰＬ’との間の前記曲線Ｃ１’に沿った落ち込み量の変化曲線のうちの６０％以上の部分が、Ｌ’＝Ｗ’、Ｚｅ’＝ＺＰＬ’、ｒｆ１’＝０．７、ｒｆ２’＝１．２として式１’で表される第１落ち込み量曲線と式２’で表される第２落ち込み量曲線との間に存在する。
条件２’：前記曲線Ｃ２’と前記パネルの内面の有効領域端との交点をＰ２’、前記点Ｐ１’から前記点Ｐ２’までの短軸方向に沿った距離をＨ２’、前記点Ｐ２’での前記点Ｐ１’に対する落ち込み量をＺＰ２’としたとき、前記点Ｐ１’と前記点Ｐ２’との間の前記曲線Ｃ２’に沿った落ち込み量の変化曲線のうちの６０％以上の部分が、Ｌ’＝Ｈ２’、Ｚｅ’＝ＺＰ２’、ｒｆ１’＝−０．４、ｒｆ２’＝０として式１’で表される第１落ち込み量曲線と式２’で表される第２落ち込み量曲線との間に存在する。
【請求項５】
前記パネルの前記中心Ｐ０’を通り、管軸及び短軸に平行な平面が交差する前記パネルの内面上の曲線Ｃ３’に沿った落ち込み量の変化曲線が下記条件３’を満足し、
前記長軸端ＰＬ’を通り、管軸及び短軸に平行な平面が交差する前記パネルの内面上の曲線Ｃ４’に沿った落ち込み量の変化曲線が下記条件４’を満足する請求項４に記載のカラー受像管。
条件３’：前記曲線Ｃ３’と前記パネルの内面の有効領域端との交点を短軸端ＰＳ’、前記中心Ｐ０’から前記短軸端ＰＳ’までの短軸に沿った距離をＨ３’、前記短軸端ＰＳ’での前記中心Ｐ０’に対する落ち込み量をＺＰＳ’としたとき、前記中心Ｐ０’と前記短軸端ＰＳ’との間の前記曲線Ｃ３’に沿った落ち込み量の変化曲線のうちの６０％以上の部分が、Ｌ’＝Ｈ３’、Ｚｅ’＝ＺＰＳ’、ｒｆ１’＝０．２として前記式１’で表される第１落ち込み量曲線よりも落ち込み量が大きい側に位置する。
条件４’：前記曲線Ｃ４’と前記パネルの対角線との交点を対角端ＰＤ’、前記長軸端ＰＬ’から前記対角端ＰＤ’までの短軸方向に沿った距離をＨ４’、前記対角端ＰＤ’での前記長軸端ＰＬ’に対する落ち込み量をＺＰＤ’としたとき、前記長軸端ＰＬ’と前記対角端ＰＤ’との間の前記曲線Ｃ４’に沿った落ち込み量の変化曲線のうちの６０％以上の部分が、Ｌ’＝Ｈ４’、Ｚｅ’＝ＺＰＤ’、ｒｆ１’＝−０．４、ｒｆ２’＝０として前記式１’で表される第１落ち込み量曲線と前記式２’で表される第２落ち込み量曲線との間に存在する。
【請求項６】
前記パネルの前記中心Ｐ０’での厚さをＴC、有効領域の対角端ＰＤ’での厚さをＴDとしたとき、ＴD／ＴC＜２．１を満足し、且つ、前記中心Ｐ０’での前記パネルの透過率が４０〜６０％である請求項４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する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、カラー受像管は、図１に示すように、曲面からなる有効面１の周辺部にスカート部２が設けられたほぼ矩形状のパネル３と、スカート部２に接合された漏斗状のファンネル４とからなる外囲器を有する。パネル３の有効面１の内面に形成された３色蛍光体層からなる蛍光体スクリーン５に対向して、多数の電子ビーム通過孔６が形成された曲面を有するほぼ矩形状のシャドウマスク７が配置されている。シャドウマスク７は、ほぼ矩形枠状のマスクフレーム８により保持されている。シャドウマスク７及びマスクフレーム８からなるシャドウマスク構体９は、マスクフレーム８の各コーナー部あるいは短辺上及び長辺上に略Ｖ字状の弾性支持体１５の一端を取り付け、この弾性支持体１５の他端をパネル３のスカート部２の内壁に植設されたスタッドピン１６に係止することにより、パネル３に対して脱着可能に支持されている。ファンネル４のネック１０内に３電子ビーム１１を放出する電子銃１２が配設されている。この電子銃１２から放出される３電子ビーム１１をファンネル４の外側に装着された偏向装置１３が発生する磁界により偏向し、シャドウマスク７を介して蛍光体スクリーン５を水平方向及び垂直方向に走査させることによりカラー画像を表示する。
【０００３】
一般に、カラー受像管の蛍光体スクリーン５上に色ズレのない画像を表示するためには、シャドウマスク７に形成されている電子ビーム通過孔６を通過する３電子ビーム１１が蛍光体スクリーン５の３色蛍光体層にそれぞれに正しくランディングしなければならない。
【０００４】
近年、カラー受像管の視認性向上のために、パネル３の有効面１の外面形状が略平面となるように、その曲率を小さくすることが要求されてきている。これに伴い、防爆上の点および視認度の点からも、パネル３の有効面１の内面の曲率も小さくすることが必要となる。
【０００５】
さらに、このパネル１の内面に適切に電子ビームを所望の位置にランディングさせるためにはパネル３とシャドウマスク７との間隔ｑを適切に確保する必要があり、電子ビーム通過孔６を有するシャドウマスク７の曲率もパネル３の内面の曲率に合わせて小さくしなければならない。
【０００６】
シャドウマスク型カラー受像管では、その動作原理上、シャドウマスク７の電子ビーム通過孔６を通過して蛍光体スクリーン５に到達する電子ビーム１１は、電子銃１２から放出される全電子ビーム量の１／３以下であり、他の電子ビームはシャドウマスク７に衝突して熱エネルギーに変換される。従って、シャドウマスク７が加熱され、その結果生ずる熱膨張により、シャドウマスク７は蛍光体スクリーン５側に膨出するように変形する、いわゆるドーミングをおこす。このドーミングにより、蛍光体スクリーン５とシャドウマスク７との間隔ｑが許容範囲を超えると、蛍光体スクリーン５に対する電子ビーム１１のランディング位置がずれ、色純度が劣化する。
【０００７】
このシャドウマスク７の熱膨張による電子ビーム１１のランディング位置ずれの大きさは、画像パターンの輝度およびそのパターンの継続時間などにより大きく異なる。特に局部的に高輝度画像パターンを表示した場合は、局部的なドーミングが生じ、短時間のうちに局部的なランディング位置ずれが生じる。この局部的なドーミングではランディング位置ずれ量も大きい。
【０００８】
図１３に示すように、シャドウマスク７の中心（即ち管軸（Ｚ軸）が交差する点）をＰ０、管軸に直交し長辺に平行な軸を長軸（Ｘ軸）、管軸及び長軸に直交し短辺に平行な軸を短軸（Ｙ軸）とする。また、長軸に沿った中心Ｐ０とシャドウマスクの有効領域端との間隔をＷとする。上記の局部的なドーミングは、高輝度パターンを、中心Ｐ０から（２／３）×Ｗだけ離れた長軸上の点Ｐ１を含む楕円状の領域３０に対応する蛍光体スクリーン５上の領域に表示した場合に最も大きく現れ、この領域３０に対応する蛍光体スクリーン５上の領域で電子ビームのランディング位置ずれが最も大きくなる。
【０００９】
シャドウマスク７の曲率が小さくなるとドーミング量が大きくなるため、電子ビームのランディング位置ずれ量も大きくなり、色純度が大幅に劣化する。このため、パネル３の有効面１の外面がほぼ平坦なカラー受像管では、ドーミングを抑制するため、シャドウマスク７の材料として、一般に、熱膨張係数の低い、鉄およびニッケルを主成分とする合金が使用されている。例えば３６Ｎｉアンバー合金（後述する表３を参照）などの鉄−ニッケル系合金が使用される。このような合金の熱膨張係数は０〜１００℃で１〜２×１０-6であり、ドーミング抑制に対しては有効である反面、高コストであり、更に、鉄−ニッケル系合金は焼鈍後に大きな弾性を有するため、曲面成型加工が難しく、所望の曲面を得るのが難しい。例えば、９００℃もの高温で焼鈍しても降伏点強度は２８×１０7Ｎ／ｍ2程度であり、一般に成型加工が容易であるとされる降伏点強度である２０×１０7Ｎ／ｍ2以下にするためにはかなりの高温処理が必要になる。特に、パネル外面が平坦なカラー受像管においては、シャドウマスク７の曲率が小さいため、成型加工はさらに難しい。
【００１０】
成型加工が不十分で、且つ成型後に不所望な応力がシャドウマスク７に残留している場合、カラー受像管の製造工程の中で残留応力がシャドウマスク７の形状変化を生じさせ、これが電子ビームのビームランディング位置ずれを招き、色純度が大きく劣化することになる。
【００１１】
一方、高純度の鉄を主成分とする材料であれば、８００℃程度の焼鈍で降伏点強度を２０×１０7Ｎ／ｍ2以下にすることができるため、成型加工は非常に容易である。従って、アンバー合金では必須である成型加工時の金型温度を高温に保つ必要がなく、生産性も良好である。
【００１２】
しかし、このような高純度の鉄を主成分とする材料の熱膨張係数は０〜１００℃で約１２×１０-6と大きく、ドーミングに対しては不利であり、特にパネル３の有効面１の外面がほぼ平坦なカラー受像管に適用した場合には、色純度が著しく劣化し、大きな問題となる。
【００１３】
特許文献１には、長軸方向の曲率半径がほぼ無限大であり、短軸方向の曲率半径が長軸方向の位置にかかわらずほぼ一定である、略円筒面状のシャドウマスクが開示されている。このようなシャドウマスクでもドーミング抑制に対してある程度の効果を有する。ところが、安価な鉄材を使用した場合には十分な効果が得られないという問題があった。
【００１４】
また、特許文献２には、パネル内面の曲率半径を規定することにより、シャドウマスクの材料に安価な鉄材を用いた陰極線管が開示されている。しかしながら、この陰極線管も上記特許文献１と同様に十分なドーミング抑制効果が得られない。十分なドーミング抑制効果を得ようとすると、高価なインバー材を用いた場合と比較してパネル重量が増加してしまうという問題があった。
【特許文献１】特開平１０−１９９４３６号公報
【特許文献２】特開２００４−３１３０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述したように、視認度向上のためパネル３の有効面１の外面の曲率を小さくした場合、シャドウマスク７の材料として鉄およびニッケルを主成分とする合金を使用した場合には曲面成型が難しく、所望の曲面が得られないことがあり、一方、安価で成形性の良好な鉄材を使用した場合にはカラー受像管の動作時のシャドウマスク７の局部的ドーミングにより、電子ビームのランディング位置ずれが生じ、本来発光すべき蛍光体以外の蛍光体を発光させ、カラー受像管の色純度が劣化する。
【００１６】
本発明は、良好な視認性を有し、安価で成形性の良好な材料からなるシャドウマスクを備えながら、ドーミングによる色純度の劣化が少ない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】
【００１７】
本発明のカラー受像管は、パネルと、前記パネルの内面に形成された略矩形状の蛍光体スクリーンと、前記蛍光体スクリーンに対向して配置された、多数の電子ビーム通過孔が形成されたシャドウマスクとを備える。前記パネルの外表面の曲率半径が１０，０００ｍｍ以上である。前記シャドウマスクは鉄を９５％以上含む材料からなる。
【００１８】
本発明の第１のカラー受像管では、前記シャドウマスク上の基準点から有効領域端までの管軸に垂直な方向に沿った距離をＬ、この有効領域端での前記基準点に対する管軸方向の落ち込み量をＺｅとし、下記式１で表される前記基準点からの管軸に垂直な方向に沿った距離ｄの地点での第１落ち込み量Ｚ１を表す第１落ち込み量曲線と、下記式２で表される前記基準点からの管軸に垂直な方向に沿った距離ｄの地点での第２落ち込み量Ｚ２を表す第２落ち込み量曲線とを定義する。前記シャドウマスクの有効領域の中心Ｐ０を通り、管軸及び長軸に平行な平面が交差する前記シャドウマスクの表面上の曲線Ｃ１に沿った落ち込み量の変化曲線が下記条件１を満足する。また、前記曲線Ｃ１と前記シャドウマスクの有効領域端との交点を長軸端ＰＬ、前記中心Ｐ０から前記長軸端ＰＬまでの長軸に沿った距離をＷ、中心Ｐ０から長軸方向に２／３×Ｗだけ離れた前記曲線Ｃ１上の点をＰ１としたとき、前記点Ｐ１を通り、管軸及び短軸に平行な平面が交差する前記シャドウマスクの表面上の曲線Ｃ２に沿った落ち込み量の変化曲線が下記条件２を満足する。
【００１９】
式１：
Ｚ１＝｛（Ｚｅ・（１−ｒｆ１））／Ｌ2｝ｄ2＋｛（Ｚｅ・ｒｆ１）／Ｌ4｝・ｄ4
式２：
Ｚ２＝｛（Ｚｅ・（１−ｒｆ２））／Ｌ2｝ｄ2＋｛（Ｚｅ・ｒｆ２）／Ｌ4｝・ｄ4
【００２０】
条件１：前記長軸端ＰＬでの中心Ｐ０に対する落ち込み量をＺＰＬとしたとき、中心Ｐ０と長軸端ＰＬとの間の前記曲線Ｃ１に沿った落ち込み量の変化曲線のうちの６０％以上の部分が、Ｌ＝Ｗ、Ｚｅ＝ＺＰＬ、ｒｆ１＝０．７、ｒｆ２＝１．２として式１で表される第１落ち込み量曲線と式２で表される第２落ち込み量曲線との間に存在する。
【００２１】
条件２：前記曲線Ｃ２と前記シャドウマスクの有効領域端との交点をＰ２、前記点Ｐ１から前記点Ｐ２までの短軸方向に沿った距離をＨ２、前記点Ｐ２での前記点Ｐ１に対する落ち込み量をＺＰ２としたとき、前記点Ｐ１と前記点Ｐ２との間の前記曲線Ｃ２に沿った落ち込み量の変化曲線のうちの６０％以上の部分が、Ｌ＝Ｈ２、Ｚｅ＝ＺＰ２、ｒｆ１＝−０．４、ｒｆ２＝０として式１で表される第１落ち込み量曲線と式２で表される第２落ち込み量曲線との間に存在する。
【００２２】
本発明の第２のカラー受像管では、前記パネルの内面上の基準点から有効領域端までの管軸に垂直な方向に沿った距離をＬ’、この有効領域端での前記基準点に対する管軸方向の落ち込み量をＺｅ’とし、下記式１’で表される前記基準点からの管軸に垂直な方向に沿った距離ｄ’の地点での第１落ち込み量Ｚ１’を表す第１落ち込み量曲線と、下記式２’で表される前記基準点からの管軸に垂直な方向に沿った距離ｄ’の地点での第２落ち込み量Ｚ２’を表す第２落ち込み量曲線とを定義する。前記パネルの有効領域の中心Ｐ０’を通り、管軸及び長軸に平行な平面が交差する前記パネルの内面上の曲線Ｃ１’に沿った落ち込み量の変化曲線が下記条件１’を満足する。また、前記曲線Ｃ１’と前記パネルの内面の有効領域端との交点を長軸端ＰＬ’、前記中心Ｐ０’から前記長軸端ＰＬ’までの長軸に沿った距離をＷ’、中心Ｐ０’から長軸方向に２／３×Ｗ’だけ離れた前記曲線Ｃ１’上の点をＰ１’としたとき、前記点Ｐ１’を通り、管軸及び短軸に平行な平面が交差する前記パネルの内面上の曲線Ｃ２’に沿った落ち込み量の変化曲線が下記条件２’を満足する。
【００２３】
式１’：
Ｚ１’＝｛（Ｚｅ’・（１−ｒｆ１’））／Ｌ’2｝ｄ’2＋｛（Ｚｅ’・ｒｆ１’）／Ｌ’4｝・ｄ’4
式２’：
Ｚ２’＝｛（Ｚｅ’・（１−ｒｆ２’））／Ｌ’2｝ｄ’2＋｛（Ｚｅ’・ｒｆ２’）／Ｌ’4｝・ｄ’4
【００２４】
条件１’：前記長軸端ＰＬ’での中心Ｐ０’に対する落ち込み量をＺＰＬ’としたとき、中心Ｐ０’と長軸端ＰＬ’との間の前記曲線Ｃ１’に沿った落ち込み量の変化曲線のうちの６０％以上の部分が、Ｌ’＝Ｗ’、Ｚｅ’＝ＺＰＬ’、ｒｆ１’＝０．７、ｒｆ２’＝１．２として式１’で表される第１落ち込み量曲線と式２’で表される第２落ち込み量曲線との間に存在する。
【００２５】
条件２’：前記曲線Ｃ２’と前記パネルの内面の有効領域端との交点をＰ２’、前記点Ｐ１’から前記点Ｐ２’までの短軸方向に沿った距離をＨ２’、前記点Ｐ２’での前記点Ｐ１’に対する落ち込み量をＺＰ２’としたとき、前記点Ｐ１’と前記点Ｐ２’との間の前記曲線Ｃ２’に沿った落ち込み量の変化曲線のうちの６０％以上の部分が、Ｌ’＝Ｈ２’、Ｚｅ’＝ＺＰ２’、ｒｆ１’＝−０．４、ｒｆ２’＝０として式１’で表される第１落ち込み量曲線と式２’で表される第２落ち込み量曲線との間に存在する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、視認性が良好で、ドーミングによる色純度の劣化が少ない、安価なシャドウマスクを具備するカラー受像管を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施形態に係るカラー受像管の断面図である。カラー受像管は、画像が表示される有効面１の周辺部にスカート部２が設けられたほぼ矩形状のパネル３と、スカート部２に接合された漏斗状のファンネル４とからなる外囲器を有する。パネル３の有効面１の内面に形成された３色蛍光体層からなる蛍光体スクリーン５に対向して、多数の電子ビーム通過孔６が形成された曲面を有するほぼ矩形状のシャドウマスク７が配置されている。シャドウマスク７は、略Ｌ字状の断面を有し、ほぼ矩形枠状のマスクフレーム８により保持されている。シャドウマスク７及びマスクフレーム８からなるシャドウマスク構体９は、マスクフレーム８の各コーナー部あるいは短辺上及び長辺上に略Ｖ字状の弾性支持体１５の一端を取り付け、この弾性支持体１５の他端をパネル３のスカート部２の内壁に植設されたスタッドピン１６に係止することにより、パネル３に対して脱着可能に支持されている。ファンネル４のネック１０内に３電子ビーム１１を放出する電子銃１２が配設されている。この電子銃１２から放出される３電子ビーム１１をファンネル４の外側に装着された偏向装置１３が発生する磁界により偏向し、シャドウマスク７を介して蛍光体スクリーン５を水平方向及び垂直方向に走査させることによりカラー画像を表示する。
【００２９】
カラー受像管の蛍光体スクリーン５上に色ズレのない画像を表示するためにはシャドウマスク７に形成されている電子ビーム通過孔６を通過する３電子ビーム１１が蛍光体スクリーン５の３色蛍光体層にそれぞれ正しくランディングしなければならない。このためには、パネル３とシャドウマスク７の相対的位置を正しく保つことが必要である。
【００３０】
近年、カラー受像管の視認性向上のため、パネル３の有効面１の外面形状は、曲率半径が１０，０００ｍｍ以上の略平面にされつつあり、これに伴ってシャドウマスク７も略平面化しなければならない。
【００３１】
シャドウマスク７の曲率を小さくすると、曲面の成型が難しくなるが、鉄を９５％以上含む材料を使用することで、低コストで曲面の成型性を大幅に改善することができる。
【００３２】
しかし、このような材料は熱膨張係数が大きいために、局部的な高輝度画像パターンを表示したとき、局部的なドーミングが生じ、電子ビームのランディング位置ずれが大きくなる。
【００３３】
この対策として、シャドウマスク７の曲率を大きくし、これに対応してパネル３の内面の曲率も大きくすることが考えられる。
【００３４】
しかし、この場合、パネル３の周辺の肉厚が大きくなることにより、パネル３の製造過程で熱応力により割れが生じたり、輝度が劣化したり、重量が増加したりするなどの問題が生じる。
【００３５】
本発明はこのような問題を解決することができる。その一実施例を以下に示す。
【００３６】
図２は、対角有効寸法５１ｃｍ、アスペクト比４：３、パネル３の有効面１の外面の曲率半径が２０，０００ｍｍのカラー受像管に使用されるシャドウマスク７表面の落ち込み量を示した図である。ここで、落ち込み量とは、シャドウマスク７の表面（蛍光体スクリーン５に対向する面）の管軸（Ｚ軸）方向の変位量（電子銃１２側を正とする）を意味する。
【００３７】
図３に示すように、略矩形状のシャドウマスク７の中心（即ち、管軸（Ｚ軸）が交差する点）をＰ０、管軸に直交し長辺に平行な軸を長軸（Ｘ軸）、管軸及び長軸に直交し短辺に平行な軸を短軸（Ｙ軸）とする。
【００３８】
図２において、「長軸」は、図３において、中心Ｐ０を通り、管軸及び長軸に平行な平面が交差するシャドウマスク７の表面上の曲線Ｃ１に沿った落ち込み量の変化曲線である。このとき、図２の横軸の「座標」が０の位置（基準点）は中心Ｐ０である。
【００３９】
図２において、「長軸中間軸」は、図３において、曲線Ｃ１とシャドウマスク７の有効領域端との交点を長軸端ＰＬ、中心Ｐ０と長軸端ＰＬとの長軸に沿った距離をＷ、中心Ｐ０から長軸方向に（２／３）×Ｗだけ離れたシャドウマスク７（曲線Ｃ１）上の点をＰ１としたとき、点Ｐ１を通り、管軸及び短軸に平行な平面が交差するシャドウマスク７の表面上の曲線Ｃ２に沿った落ち込み量の変化曲線である。このとき、図２の横軸の「座標」が０の位置（基準点）は点Ｐ１である。本発明において、シャドウマスク７の「有効領域」とは、多数の電子ビーム通過孔が形成されたシャドウマスク７上の領域を意味する。
【００４０】
図２において、「短軸」は、図３において、中心Ｐ０を通り、管軸及び短軸に平行な平面が交差するシャドウマスク７の表面上の曲線Ｃ３に沿った落ち込み量の変化曲線である。このとき、図２の横軸の「座標」が０の位置（基準点）は中心Ｐ０である。
【００４１】
図２において、「短辺」は、図３において、長軸端ＰＬを通り、管軸及び短軸に平行な平面が交差するシャドウマスク７の表面上の曲線Ｃ４に沿った落ち込み量の変化曲線である。このとき、図２の横軸の「座標」が０の位置（基準点）は長軸端ＰＬである。
【００４２】
図２の縦軸は、中心Ｐ０に対する落ち込み量を示す。
【００４３】
本実施例ではシャドウマスク７が、曲線Ｃ１、Ｃ２に沿った図２に示す落ち込み量変化曲線が以下に示す条件を満足するスプライン曲面である。
【００４４】
シャドウマスク７上の基準点から有効領域端までの管軸に垂直な方向に沿った距離をＬ、この有効領域端での前記基準点に対する落ち込み量をＺｅとし、下記式１で表される前記基準点からの管軸に垂直な方向に沿った距離ｄの地点での第１落ち込み量Ｚ１を表す第１落ち込み量曲線と、下記式２で表される前記基準点からの管軸に垂直な方向に沿った距離ｄの地点での第２落ち込み量Ｚ２を表す第２落ち込み量曲線とを定義する。
【００４５】
式１：
Ｚ１＝｛（Ｚｅ・（１−ｒｆ１））／Ｌ2｝ｄ2＋｛（Ｚｅ・ｒｆ１）／Ｌ4｝・ｄ4
式２：
Ｚ２＝｛（Ｚｅ・（１−ｒｆ２））／Ｌ2｝ｄ2＋｛（Ｚｅ・ｒｆ２）／Ｌ4｝・ｄ4
【００４６】
曲線Ｃ１に沿った図２に示す落ち込み量変化曲線は以下の条件１を満足する。
【００４７】
条件１：図３に示すように、シャドウマスク７の中心Ｐ０から長軸端ＰＬまでの長軸に沿った距離をＷ、長軸端ＰＬでの中心Ｐ０に対する落ち込み量をＺＰＬとしたとき、中心Ｐ０と長軸端ＰＬとの間の曲線Ｃ１に沿った落ち込み量の変化曲線のうちの６０％以上の部分が、Ｌ＝Ｗ、Ｚｅ＝ＺＰＬ、ｒｆ１＝０．７、ｒｆ２＝１．２として式１で表される第１落ち込み量曲線と式２で表される第２落ち込み量曲線との間に存在する。
【００４８】
曲線Ｃ２に沿った図２に示す落ち込み量変化曲線は以下の条件２を満足する。
【００４９】
条件２：図３に示すように、曲線Ｃ２とシャドウマスク７の有効領域端との交点を点Ｐ２、点Ｐ１から点Ｐ２までの短軸方向に沿った距離をＨ２、点Ｐ２での点Ｐ１に対する落ち込み量をＺＰ２としたとき、点Ｐ１と点Ｐ２との間の曲線Ｃ２に沿った落ち込み量の変化曲線のうちの６０％以上の部分が、Ｌ＝Ｈ２、Ｚｅ＝ＺＰ２、ｒｆ１＝−０．４、ｒｆ２＝０として式１で表される第１落ち込み量曲線と式２で表される第２落ち込み量曲線との間に存在する。
【００５０】
更に、曲線Ｃ３に沿った図２に示す落ち込み量変化曲線が以下に示す条件３を満足することが好ましい。
【００５１】
条件３：図３に示すように、曲線Ｃ３とシャドウマスク７の有効領域端との交点を短軸端ＰＳ、中心Ｐ０から短軸端ＰＳまでの短軸に沿った距離をＨ３、短軸端ＰＳでの中心Ｐ０に対する落ち込み量をＺＰＳとしたとき、中心Ｐ０と短軸端ＰＳとの間の曲線Ｃ３に沿った落ち込み量の変化曲線のうちの６０％以上の部分が、Ｌ＝Ｈ３、Ｚｅ＝ＺＰＳ、ｒｆ１＝０．２として式１で表される第１落ち込み量曲線よりも落ち込み量が大きい側に位置する。
【００５２】
また、曲線Ｃ４に沿った図２に示す落ち込み量変化曲線が以下に示す条件４を満足することが好ましい。
【００５３】
条件４：図３に示すように、曲線Ｃ４とシャドウマスク７の対角線との交点を対角端ＰＤ、長軸端ＰＬから対角端ＰＤまでの短軸方向に沿った距離をＨ４、対角端ＰＤでの長軸端ＰＬに対する落ち込み量をＺＰＤとしたとき、長軸端ＰＬと対角端ＰＤとの間の曲線Ｃ４に沿った落ち込み量の変化曲線のうちの６０％以上の部分が、Ｌ＝Ｈ４、Ｚｅ＝ＺＰＤ、ｒｆ１＝−０．４、ｒｆ２＝０として式１で表される第１落ち込み量曲線と式２で表される第２落ち込み量曲線との間に存在する。
【００５４】
図４は、曲線Ｃ１に沿った落ち込み量変化曲線とドーミングとの関係を示した図である。下記式５において、Ｌ＝１９０ｍｍ、Ｚｅ＝１０．８７ｍｍとしてｒｆを変化させて曲線Ｃ１に沿った落ち込み量変化曲線を求め、それぞれの場合におけるドーミング量を求めたものである。
【００５５】
式５：
Ｚ＝｛（Ｚｅ・（１−ｒｆ））／Ｌ2｝ｄ2＋｛（Ｚｅ・ｒｆ）／Ｌ4｝・ｄ4
【００５６】
図４において、「長軸中間」とあるのは、中心Ｐ０と長軸端ＰＬとの中央位置でのドーミング量を示し、「対角中間」とあるのは、中心Ｐ０と対角端ＰＤとの中央位置でのドーミング量を示し、「平均」とあるのは、両位置でのドーミング量の平均値を示している。これらの位置ではシャドウマスク内においてドーミング量が最大となりやすい。
【００５７】
図４によれば、ｒｆが１．１付近のときに両位置でのドーミング量のバランスが良い。ｒｆが１．２より大きくなると、落ち込み量変化曲線に曲率が反転する部分（即ち、変曲点）が現れ易くなり、シャドウマスクの強度が低下したり、製造が困難になったりする。上記の条件１を満足する０．７≦ｒｆ≦１．２とすることにより、強度や成形性を確保しながら、ドーミングを抑制することができる。
【００５８】
図５は、曲線Ｃ２に沿った落ち込み量変化曲線とドーミングとの関係を示した図である。下記式５において、Ｌ＝１４３ｍｍ、Ｚｅ＝８．２１ｍｍとしてｒｆを変化させて曲線Ｃ２に沿った落ち込み量変化曲線を求め、それぞれの場合におけるドーミング量を求めたものである。
【００５９】
式５：
Ｚ＝｛（Ｚｅ・（１−ｒｆ））／Ｌ2｝ｄ2＋｛（Ｚｅ・ｒｆ）／Ｌ4｝・ｄ4
【００６０】
図５において、「長軸中間」とあるのは、中心Ｐ０と長軸端ＰＬとの中央位置でのドーミング量を示し、「対角中間」とあるのは、中心Ｐ０と対角端ＰＤとの中央位置でのドーミング量を示し、「平均」とあるのは、両位置でのドーミング量の平均値を示している。これらの位置ではシャドウマスク内においてドーミング量が最大となりやすい。
【００６１】
一般に、曲線Ｃ２に沿った落ち込み量変化曲線はドーミングに対して特に大きな影響を及ぼす。図５によれば、上記の条件２を満足する−０．４≦ｒｆ≦０のときには、両位置でのドーミング量のバランスが良く、これらの平均値も小さくなっており、効果的にドーミングが抑制されることがわかる。
【００６２】
なお、図４、図５は図２に示した実施例と同じＬ及びＺｅを用いて落ち込み量変化曲線を変化させたものであるが、一般に、ＬやＺｅの値に関わらず、上記の効果が得られる。即ち、基準点と、この基準点から距離Ｌの地点（端点）との間を結ぶ落ち込み量変化曲線が上記の本発明の条件を満足していれば、本発明のドーミング抑制効果を得ることができる。
【００６３】
表１は、曲線Ｃ１及び曲線Ｃ２に沿った上記式５で求められる落ち込み量変化曲線においてｒｆを３通りに変えたときの、ドーミングによる画面上での電子ビーム移動量の最大値を示している。Ｌ及びＺｅの値は上記の図４及び図５と同じ値を用いている。
【００６４】
【表１】
2006019250.tif 000003
【００６５】
上記の条件１，２を満足する場合には、電子ビームの移動量を低減できることがわかる。このように、ドーミングは、曲線Ｃ１及び曲線Ｃ２に沿った落ち込み量変化曲線により大きな影響を受ける。
【００６６】
更に、曲線Ｃ３に沿った落ち込み量変化曲線が上記の条件３を満足すると以下のような効果が得られるので好ましい。第１に、点Ｐ１よりもやや中心Ｐ０寄りの領域でのドーミングを改善することができる。第２に、シャドウマスク７の曲面保持強度（外力に対して曲面形状を保持し得る強度）を向上することができる。例えば、曲線Ｃ３に沿った落ち込み量変化曲線が、ｒｆ＝０である上記式５によって表されるシャドウマスクは、ｒｆ＝０．６である上記式５によって表されるシャドウマスクに比べて曲面保持強度は約３５％向上する。
【００６７】
また、曲線Ｃ４に沿った落ち込み量変化曲線が上記の条件４を満足すると以下のような効果が得られる。第１に、点Ｐ１よりやや外側寄りの領域でのドーミングを改善することができる。第２に、落ち込み量変化曲線の曲率が反転する（即ち、落ち込み量変化曲線が変曲点を有する）のを防止できる。第３に、違和感ないスクリーン形状が得られる。
【００６８】
表２は、画面対角有効寸法が３通りのカラー受像管において、シャドウマスクが各種表面形状を有する場合における点Ｐ１でのドーミングによる電子ビーム移動量をまとめたものである。表２において、「単一曲率半径」とは、シャドウマスクが、曲率半径Ｒの球面の一部を切り取った形状を有する場合を示す。「短軸方向円筒面」とは、上述した特許文献１に示されているように、シャドウマスクが、短軸方向の曲率半径が長軸方向の位置関わらず一定である円筒面形状を有する場合を示す。「スプライン近似」とは、シャドウマスクの有効領域の表面形状を、長軸方向をｘ、短軸方向をｙとしてｘとｙのスプライン近似曲面で構成した場合を示す。「４次関数近似」とは、シャドウマスクの有効領域の表面形状を、長軸方向をｘ、短軸方向をｙとしてｘとｙの４次関数近似曲面で構成した場合を示す。本発明の上記条件１〜４は、「スプライン近似」及び「４次関数近似」では満足される。比較しやすいように、同一の画面対角有効寸法では対角端での落ち込み量は同一にしてある。
【００６９】
対角有効寸法が５１ｃｍの「スプライン近似」のシャドウマスクの曲線Ｃ１〜Ｃ４に沿った落ち込み量変化曲線は図２に示した通りである。対角有効寸法が３６ｃｍの「スプライン近似」のシャドウマスクの曲線Ｃ１〜Ｃ４に沿った落ち込み量変化曲線を図６に、対角有効寸法が６０ｃｍの「スプライン近似」のシャドウマスクの曲線Ｃ１〜Ｃ４に沿った落ち込み量変化曲線を図７に、それぞれ示す。
【００７０】
図６は、対角有効寸法３６ｃｍ、アスペクト比４：３、パネル３の有効面１の外面の曲率半径が２０，０００ｍｍのカラー受像管に使用される、スプライン近似された曲面を有する本発明の一実施例に係るシャドウマスク表面の落ち込み量を図２と同様に示した図である。また、図７は、対角有効寸法６０ｃｍ、アスペクト比４：３、パネル３の有効面１の外面の曲率半径が２０，０００ｍｍのカラー受像管に使用される、スプライン近似された曲面を有する本発明の一実施例に係るシャドウマスク表面の落ち込み量を図２と同様に示した図である。
【００７１】
【表２】
2006019250.tif 000004
【００７２】
表２によれば、画面の寸法に関わらず、本発明の条件１〜４を満足する場合にはドーミングによる電子ビームの移動量を大幅に低減できることが分かる。「短軸方向円筒面」の場合には、電子ビーム移動量はある程度低減できるが、このようなシャドウマスクに対応した、外表面が略平面のパネルを作成すると、短軸端でのパネルの肉厚を厚くする必要がある（約１０ｍｍ）。その結果、パネルの重量が大幅に増大し、コストの増加を招く。更に、パネルの中央と短軸端での肉厚差が大きくなるので、カラー受像管の製造時の熱工程において熱歪によるパネル割れが増加する。本発明によれば、パネル重量は「単一曲率半径」の場合と同等でありながら、ドーミングを大幅に抑制することができる。本発明では、対角端での落ち込み量の如何に関わらずドーミング抑制効果が得られる。従って、例えば対角有効寸法が５１ｃｍのパネルであれば、高価なインバー材を用いた場合のパネル重量（９．５ｋｇ）と同等のパネル重量でドーミング抑制効果が得られる。
【００７３】
シャドウマスクの画面中央付近に発生するドーミングは電子ビームのランディング位置の移動に影響を与えにくいためほとんど問題とならない。本発明では、この問題とならない画面中央付近でのドーミングを、許容範囲が最も厳しい点Ｐ１付近でのドーミングに対して相対的に大きくしている。これにより、点Ｐ１付近でのドーミングを抑制することができる。
【００７４】
図８は、図２に示したシャドウマスクの曲線Ｃ２に沿った落ち込み量変化曲線（「長軸中間軸」）と本発明の条件２との関係を示した図である。点線が本実施例の落ち込み量変化曲線を示し、「ｒｆ＝−０．４」は条件２における式１で表される第１落ち込み量曲線を示し、「ｒｆ＝０」は条件２における式２で表される第２落ち込み量曲線を示している。点線で示される本実施例の落ち込み量変化曲線は、短軸と平行な方向には点Ｐ１から点Ｐ２までの距離Ｈ２＝１４３ｍｍにわたっているが、このうちの６６％にあたる９５ｍｍの部分は第１落ち込み量曲線と第２落ち込み量曲線との間に位置している。落ち込み量変化曲線の全部分が、第１落ち込み量曲線と第２落ち込み量曲線との間に位置していることが最も好ましいが、少なくともその６０％が第１落ち込み量曲線と第２落ち込み量曲線との間に位置していれば、ドーミング抑制効果を得ることができる。
【００７５】
図９は、表２に示した、対角有効寸法５１ｃｍの単一曲率半径を有するシャドウマスクの曲線Ｃ１に沿った落ち込み量変化曲線と本発明の条件１との関係を示した図である。点線がこのシャドウマスクの曲線Ｃ１に沿った落ち込み量変化曲線を示し、「ｒｆ＝０．７」は条件１における式１で表される第１落ち込み量曲線を示し、「ｒｆ＝１．２」は条件１における式２で表される第２落ち込み量曲線を示している。この例では、中心Ｐ０と長軸端ＰＬとの間の曲線Ｃ１に沿った落ち込み量変化曲線の全部分が、第１落ち込み量曲線と第２落ち込み量曲線との間に存在していない。
【００７６】
図３に示したように、シャドウマスク７の中心Ｐ０から有効領域端までの距離が、対角軸上でＤ、長軸上でＷ、短軸上でＨ３、中央Ｐ０に対する落ち込み量が有効領域の対角端でＺMD、長軸端でＺMH、短軸端でＺMVとすると、
式３：ＺMD＞１．４×ＺMH＞ＺMV
式４：ＺMD／Ｄ＞０．０６
を満足することが好ましい。
【００７７】
式３は、長軸端での落ち込み量ＺMHを規定している。長軸端での落ち込み量ＺMHを大きくしすぎるとドーミング特性の劣化を招く。式３を満足することにより、適切なドーミング抑制効果が得られる。
【００７８】
式４は、対角端での落ち込みの程度を規定している。ＺMD／Ｄが大きいほど、ドーミングに対して最も大きな影響を有する曲線Ｃ２に沿った曲率が大きくなるので、大きなドーミング抑制効果が得られる。但し、後述する実施の形態２に示すように、ＺMD／Ｄを大きくしすぎると、パネルの画面有効領域の対角端での肉厚も大きくなる傾向がある。従って、パネルの肉厚の許容上限内においてＺMD／Ｄを大きく設定することが好ましい。
【００７９】
上述した図２のシャドウマスクでは、ＺMD／Ｄ＝０．０７１、ＺMD＝１６．８ｍｍ、ＺMV＝５．９ｍｍ、ＺMH＝１０．９ｍｍとした。
【００８０】
以上のように、本実施の形態によれば、パネル３の有効面１の外面は上記のように十分に平坦化されており、良好な視認性を有する。また、シャドウマスク７の材料として、例えば熱膨張係数が０〜１００℃で１２×１０-6の高純度の鉄からなる表３に示すアルミキルド脱炭鋼を用いることができるので、安価でありながら成形性が良好である。そして、上記のようにドーミングを抑えることができるので、ドーミングによる色純度の劣化の少ないカラー受像管を提供できる。
【００８１】
【表３】
2006019250.tif 000005
【００８２】
シャドウマスク７の有効領域の表面に酸化ビスマスなどのコーティングを施しても良く、これによりドーミングを更に抑制することができる。
【００８３】
（実施の形態２）
カラー受像管においては、パネル３とシャドウマスク７との間隔ｑが画面の全範囲にわたって適正に設定されることが好ましい。このため、パネル３の内面はシャドウマスク７の曲面と曲率が近似していることが好ましい。シャドウマスク７が鉄を９５％以上含む材料からなり、その表面を実施の形態１で説明したような、ドーミング抑制に効果的な形状に設定した場合、パネル３の内面は実施の形態１と類似する条件を満足することが好ましい。この理由は以下の通りである。
【００８４】
蛍光体スクリーン５は、シャドウマスク７をマスクとして用いた露光法により形成される。即ち、図１０に示すように、赤、緑、青の３色蛍光体ストライプは、それぞれ露光装置の光源１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂからの光線を電子ビームの軌道に近似させてパネル３の内面に照射することにより得られる。
【００８５】
このとき、上記間隔ｑを、図１１（Ａ）に示されているように、ｓ＝２／３ＰＨPとなるように設定することで均一な蛍光体ストライプが得られる。ここで、ＰＨPは、赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの３色蛍光体ストライプの配列ピッチであり、シャドウマスクの電子ビーム通過孔の配列ピッチにより一義的に決定される。ｓは、赤の蛍光体ストライプＲの中心と青の蛍光体ストライプＢの中心との間隔であり、間隔ｑにより変化する。しかし、図１１（Ｂ）に示すようにｓ＜２／３ＰＨPであったり、図１１（Ｃ）に示すようにｓ＞２／３ＰＨPであったりすると、黒色非発光層（ブラックストライプ）１７の幅を十分に確保することができず、カラー受像管の動作時に色純度の劣化を招きやすい。また、ピッチＰＨPが大きいほど黒色非発光層１７の幅を十分に確保できるが、大きくすぎると解像度の劣化を招く。
【００８６】
そこで、本実施の形態に係るカラー受像管のパネルの内面は以下のように構成される。
【００８７】
即ち、パネル３の内面上の基準点から該内面の有効領域端までの管軸に垂直な方向に沿った距離をＬ’、この有効領域端での前記基準点に対する落ち込み量をＺｅ’とし、下記式１’で表される前記基準点からの管軸に垂直な方向に沿った距離ｄ’の地点での第１落ち込み量Ｚ１’を表す第１落ち込み量曲線と、下記式２’で表される前記基準点からの管軸に垂直な方向に沿った距離ｄ’の地点での第２落ち込み量Ｚ２’を表す第２落ち込み量曲線とを定義する。
【００８８】
式１’：
Ｚ１’＝｛（Ｚｅ’・（１−ｒｆ１’））／Ｌ’2｝ｄ’2＋｛（Ｚｅ’・ｒｆ１’）／Ｌ’4｝・ｄ’4
式２’：
Ｚ２’＝｛（Ｚｅ’・（１−ｒｆ２’））／Ｌ’2｝ｄ’2＋｛（Ｚｅ’・ｒｆ２’）／Ｌ’4｝・ｄ’4
【００８９】
図３と同様にして、パネル３の内面の略矩形状の有効領域の中心（即ち、管軸（Ｚ軸）が交差する点）をＰ０’、管軸に直交し長辺に平行な軸を長軸（Ｘ軸）、管軸及び長軸に直交し短辺に平行な軸を短軸（Ｙ軸）とする。
【００９０】
中心Ｐ０’を通り管軸及び長軸に平行な平面がパネル３の内面と交差して得られる曲線Ｃ１’を定義する。
【００９１】
曲線Ｃ１’とパネル３の内面の有効領域端との交点を長軸端ＰＬ’、中心Ｐ０’から長軸端ＰＬ’までの長軸に沿った距離をＷ’、中心Ｐ０’から長軸方向に（２／３）×Ｗ’だけ離れたパネル３の内面（曲線Ｃ１’）上の点をＰ１’としたとき、点Ｐ１’を通り、管軸及び短軸に平行な平面がパネル３の内面と交差して得られる曲線Ｃ２’を定義する。
【００９２】
中心Ｐ０’を通り、管軸及び短軸に平行な平面がパネル３の内面と交差して得られる曲線Ｃ３’を定義する。
【００９３】
長軸端ＰＬ’を通り、管軸及び短軸に平行な平面がパネル３の内面と交差して得られる曲線Ｃ４’を定義する。
【００９４】
曲線Ｃ１’に沿った落ち込み量の変化曲線は以下の条件１’を満足する。
【００９５】
条件１’：長軸端ＰＬ’での中心Ｐ０’に対する落ち込み量をＺＰＬ’としたとき、中心Ｐ０’と長軸端ＰＬ’との間の曲線Ｃ１’に沿った落ち込み量の変化曲線のうちの６０％以上の部分が、Ｌ’＝Ｗ’、Ｚｅ’＝ＺＰＬ’、ｒｆ１’＝０．７、ｒｆ２’＝１．２として式１’で表される第１落ち込み量曲線と式２’で表される第２落ち込み量曲線との間に存在する。
【００９６】
曲線Ｃ２’に沿った落ち込み量の変化曲線は以下の条件２’を満足する。
【００９７】
条件２’：曲線Ｃ２’とパネル３の内面の有効領域端との交点を点Ｐ２’、点Ｐ１’から点Ｐ２’までの短軸方向に沿った距離をＨ２’、点Ｐ２’での点Ｐ１’に対する落ち込み量をＺＰ２’としたとき、点Ｐ１’と点Ｐ２’との間の曲線Ｃ２’に沿った落ち込み量の変化曲線のうちの６０％以上の部分が、Ｌ’＝Ｈ２’、Ｚｅ’＝ＺＰ２’、ｒｆ１’＝−０．４、ｒｆ２’＝０として式１’で表される第１落ち込み量曲線と式２’で表される第２落ち込み量曲線との間に存在する。
【００９８】
条件１’及び条件２’を満足することにより、実施の形態１に示したシャドウマスク７を備えたカラー受像管において、露光法により蛍光体スクリーン５を形成する場合に、均一幅の黒色非発光層１７を形成することができる。
【００９９】
更に、曲線Ｃ３’に沿った落ち込み量の変化曲線が以下に示す条件３’を満足することが好ましい。
【０１００】
条件３’：曲線Ｃ３’とパネル３の内面の有効領域端との交点を短軸端ＰＳ’、中心Ｐ０’から短軸端ＰＳ’までの短軸に沿った距離をＨ３’、短軸端ＰＳ’での中心Ｐ０’に対する落ち込み量をＺＰＳ’としたとき、中心Ｐ０’と短軸端ＰＳ’との間の曲線Ｃ３’に沿った落ち込み量の変化曲線のうちの６０％以上の部分が、Ｌ’＝Ｈ３’、Ｚｅ’＝ＺＰＳ’、ｒｆ１’＝０．２として式１’で表される第１落ち込み量曲線よりも落ち込み量が大きい側に位置する。
【０１０１】
この条件３’を満足することにより、ドーミングが発生した場合でも電子ビームが所望する蛍光体以外の蛍光体にランディングしにくくなり、色純度の劣化を防止できる。
【０１０２】
また、曲線Ｃ４’に沿った落ち込み量の変化曲線が以下に示す条件４’を満足することが好ましい。
【０１０３】
条件４’：曲線Ｃ４’とパネル３の内面の対角線との交点を対角端ＰＤ’、長軸端ＰＬ’から対角端ＰＤ’までの短軸方向に沿った距離をＨ４’、対角端ＰＤ’での長軸端ＰＬ’に対する落ち込み量をＺＰＤ’としたとき、長軸端ＰＬ’と対角端ＰＤ’との間の曲線Ｃ４’に沿った落ち込み量の変化曲線のうちの６０％以上の部分が、Ｌ’＝Ｈ４’、Ｚｅ’＝ＺＰＤ’、ｒｆ１’＝−０．４、ｒｆ２’＝０として式１’で表される第１落ち込み量曲線と式２’で表される第２落ち込み量曲線との間に存在する。
【０１０４】
この条件４’を満足することにより、パネルの画像表示面の形状の違和感が緩和される。
【０１０５】
本発明において、パネル３の内面の「有効領域」とは、赤、緑、青の３色蛍光体層が形成されたパネル３の内面上の領域を意味する。
【０１０６】
図１２は、パネル３の対角端ＰＤ’での中心Ｐ０’に対する肉厚比と、そのときの対角端ＰＤ’での中心Ｐ０’に対する輝度比との関係を示した図である。図１２から分かるように、対角端ＰＤ’での肉厚比が大きくなるほど、画面の周辺輝度が低下する。そこで、パネル１の中心Ｐ０’での肉厚をＴC、対角端ＰＤ’での肉厚をＴDとしたとき、ＴD／ＴC＜２．１であることが好ましい。これにより、パネル３の中心Ｐ０’での透過率を４０〜６０％とすることで高コントラストでありながら周辺での輝度劣化も問題とならない程度にすることができる。実施の形態１の図２に示したシャドウマスクを備えたカラー受像管では、ＴD／ＴC＝１．９である。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明の利用分野は特に限定されず、例えばテレビジョンまたはコンピュータディスプレイ等のカラー受像管に広範囲に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】カラー受像管の概略構成を示した断面図
【図２】本発明の実施の形態１に対応した対角有効寸法５１ｃｍのカラー受像管用の一実施例に係るシャドウマスクの落ち込み量変化曲線を示した図
【図３】本発明が着目するシャドウマスク上の曲線を説明するための模式図
【図４】本発明の実施の形態１に対応した一実施例に係るシャドウマスクにおいて、曲線Ｃ１に沿った落ち込み量変化曲線とドーミングとの関係を示す図
【図５】本発明の実施の形態１に対応した一実施例に係るシャドウマスクにおいて、曲線Ｃ２に沿った落ち込み量変化曲線とドーミングとの関係を示す図
【図６】本発明の実施の形態１に対応した対角有効寸法３６ｃｍのカラー受像管用の一実施例に係るシャドウマスクの落ち込み量変化曲線を示した図
【図７】本発明の実施の形態１に対応した対角有効寸法６０ｃｍのカラー受像管用の一実施例に係るシャドウマスクの落ち込み量変化曲線を示した図
【図８】本発明の実施の形態１に対応した対角有効寸法５１ｃｍのカラー受像管用のシャドウマスクの一実施例において、曲線Ｃ２に沿った落ち込み量変化曲線と本発明の条件２との関係を示した図
【図９】単一曲率半径を有するシャドウマスクの曲線Ｃ１に沿った落ち込み量変化曲線と本発明の条件１との関係を示した図
【図１０】蛍光体ストライプの形成方法を示す概略図
【図１１】（Ａ）は理想的な蛍光体スクリーンの拡大正面図、（Ｂ），（Ｃ）は不適切な蛍光体スクリーンの拡大正面図
【図１２】本発明の実施の形態２において、パネルの対角端での肉厚と輝度との関係を示した図
【図１３】局部的なドーミングが発生する位置の一例を示したシャドウマスクの有効領域の正面図
【符号の説明】
【０１０９】
１  パネル有効面
２  パネルのスカート部
３  パネル
４  ファンネル
５  蛍光体スクリーン
６  電子ビーム通過孔
７  シャドウマスク
８  マスクフレーム
９  シャドウマスク構体
１０  ネック
１１  電子ビーム
１２  電子銃
１３  偏向装置
１７  黒色非発光層
【図１】
2006019250.tif 000006
【図２】
2006019250.tif 000007
【図３】
2006019250.tif 000008
【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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