(57)【要約】【課題】画面全域に亘り、色純度の劣化を抑制できる陰極線管を提供することを目的とする。【解決手段】陰極線管のシャドウマスクユニットは、蛍光体スクリーンに対向して配設されたマスク本体を有している。マスク本体は、電子銃構体から放出された電子ビームを通過する複数の電子ビーム通過孔を有するほぼ矩形状のシャドウマスク主面２９１において、中心部を通って延びる管軸Ｚと、この管軸Ｚと直交して延びる長軸Ｈと、管軸Ｚ及び長軸Ｈと直交して延びる短軸Ｖと、を有している。シャドウマスク主面２９１は、短辺端部２９１Ｓでの短軸Ｖ方向に沿った断面がパネル側に向かって突出した１つの凸部によって形成され、短軸Ｖと短辺端部２９１Ｓとの間での短軸Ｖ方向に沿った断面がパネル側に向かって突出した凸部と電子銃構体側に向かって突出した凹部とで形成され且つ長辺端部２９１Ｌに凸部を有することを特徴とする。【選択図】    図４
2004273133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ矩形状のパネルと、前記パネルに接合されたファンネルと、を有した外囲器と、
前記パネルの内面に形成された蛍光体スクリーンと、
前記外囲器内に配設され、前記蛍光体スクリーンに向けて電子ビームを放出する電子銃構体と、
前記蛍光体スクリーンに対向して配設されたマスク本体と、前記マスク本体の周縁部を支持するマスクフレームと、を有したシャドウマスクと、を備え、
前記マスク本体は、前記電子銃構体から放出された電子ビームを通過する複数の電子ビーム通過孔を有するほぼ矩形状のシャドウマスク主面において、中心部を通って延びる管軸と、この管軸と直交して延びる長軸と、前記管軸及び前記長軸と直交して延びる短軸と、を有し、
前記マスク本体は、前記シャドウマスク主面の短辺端部での短軸方向に沿った断面が前記パネル側に向かって突出した１つの凸部によって形成され、短軸と短辺との間での短軸方向に沿った断面が前記パネル側に向かって突出した凸部と前記電子銃構体側に向かって突出した凹部とで形成され且つ長辺端部に凸部を有することを特徴とする陰極線管。
【請求項２】
短軸に沿った断面が１つの凸部によって形成されたことを特徴とする請求項１に記載の陰極線管。
【請求項３】
短軸と短辺との間において、短軸側の短軸方向に沿った第１断面が凸部と凹部とで形成され、前記第１断面より短辺側の短軸方向に沿った第２断面が前記第１断面と同数の凹部と凸部とで形成されたことを特徴とする請求項１に記載の陰極線管。
【請求項４】
短軸と短辺との間において、短軸側の短軸方向に沿った第１断面が凸部と凹部とで形成され、前記第１断面より短辺側の短軸方向に沿った第２断面が前記第１断面とは異なる数の凹部と凸部とで形成されたことを特徴とする請求項１に記載の陰極線管。
【請求項５】
前記第１断面の凹部及び凸部の数は、前記第２断面より少ないことを特徴とする請求項４に記載の陰極線管。
【請求項６】
短軸に沿った断面が凸部と凹部とで形成されたことを特徴とする請求項１に記載の陰極線管。
【請求項７】
前記短軸上における長辺端部において凸部を有することを特徴とする請求項６に記載の陰極線管。
【請求項８】
前記マスク本体は、鉄材で形成されたことを特徴とする請求項１に記載の陰極線管。
【請求項９】
ほぼ矩形状のパネルと、前記パネルに接合されたファンネルと、を有した外囲器と、
前記パネルの内面に形成された蛍光体スクリーンと、
前記外囲器内に配設され、前記蛍光体スクリーンに向けて電子ビームを放出する電子銃構体と、
前記蛍光体スクリーンに対向して配設されたマスク本体と、前記マスク本体の周縁部を支持するマスクフレームと、を有したシャドウマスクと、を備え、
前記マスク本体は、前記電子銃構体から放出された電子ビームを通過する複数の電子ビーム通過孔を有するほぼ矩形状のシャドウマスク主面において、中心部を通って延びる管軸と、この管軸と直交して延びる長軸と、前記管軸及び前記長軸と直交して延びる短軸と、を有し、
前記マスク本体は、前記パネル側に向かって突出する曲率を正とし、前記電子銃構体側に向かって突出する曲率を負としたとき、前記シャドウマスク主面の短辺端部での短軸方向に沿った断面が正の曲率を有する曲線状に形成され、短軸と短辺との間での短軸方向に沿った断面が曲率の符号が変わる変曲点を２つ以上有し且つ長辺端部に正の曲率を有する曲線状に形成されたことを特徴とする陰極線管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、陰極線管に係り、特に、シャドウマスクの熱膨張による電子ビームのミスランディングを抑制した陰極線管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、カラー陰極線管の蛍光体スクリーン上において、色ずれの少ない画像を表示するためには、シャドウマスクのマスク本体に形成された電子ビーム通過孔を通過する３電子ビームがそれぞれ対応する色の蛍光体層に正しくランディングするように選別するようにする必要がある。そのためには、パネルに対してシャドウマスクを所定の関係で配置する、すなわち、パネルの有効部内面とマスク本体の有効面（シャドウマスク主面）との間隔（ｑ値）を所定の許容範囲にすることが必要である。
【０００３】
しかしながら、蛍光体層に到達する電子ビームは、電子銃構体から放出された全電子ビームの一部であり、残りの電子ビームの運動エネルギーは、マスク本体に衝突して熱エネルギーに変換される。このときに発生した熱は、マスク本体を構成する金属材料の熱膨張係数にしたがってシャドウマスクの形状を変形させる。この結果、蛍光体層に対応する電子ビーム通過孔の位置が変化する。この変化量が許容値以上となると、電子ビームは、蛍光体層に正確にランディングせず、隣接する蛍光体層にランディングするなどのいわゆるミスランディングを生じて色純度を劣化させる。
【０００４】
また、電子ビームの衝突によって生ずるマスク本体の熱膨張のなかでも、シャドウマスク主面の一部のみに多量の電子ビームが衝突した場合、いわゆるドーミングが発生して、シャドウマスク主面が局所的にパネル側に突出する変形または電子銃構体側に突出する変形を発生することになる。このようなドーミングにより、局所的に蛍光体層に対応する電子ビーム通過孔の位置ずれが大きく発生する。局所的なｑ値の変化は、画面中央部では大きなミスランディングを招くことはないが、画面周辺部に向かうにしたがって大きなミスランディングを発生し、色純度の劣化を招くことになる。
【０００５】
ところで、近年、カラー陰極線管は、視認性を向上させるため、パネルの有効部外面の曲率半径を大きくして、平面に近づけることが要望されている。この場合、真空外囲器における大気圧強度の確保及び視認性の向上といった点から、パネルの有効部内面の曲率半径を大きくする必要がある。この有効部内面の曲率半径の増大にともなって、適性なビームランディングを得るためには、マスク本体の有効面の曲率半径も大きくすることが必要となる。しかしながら、マスク本体の有効面の曲率半径を大きくすると、電子ビームによる蛍光体層へのビームランディングのずれが大きくなり、色純度の劣化が大きくなる。
【０００６】
また、マスク本体を構成する金属材料として材料単価の安い鉄材を使用した場合、熱膨張係数が相対的に大きいため、電子ビームの衝突によって大きく熱膨張し、電子ビームのミスランディング量はより大きなものとなる。
【０００７】
このシャドウマスクの熱膨張によるミスランディングへの対策として、シャドウマスク主面の中央部及び周辺部のそれぞれの曲率が正及び負のように逆の関係をなすような複数曲率半径からなる曲面に形成することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この場合、中央部の正の曲率（すなわちパネル側に突出した凸部）と周辺部の負の曲率（すなわち電子銃構体側に突出した凹部）とでドーミングを相殺する効果を見込んでいる。
【０００８】
しかしながら、この特許文献１に基づくシャドウマスク主面の形状では、局所的にかかる熱膨張成分を吸収するためには、中央部及び周辺部でのそれぞれの正及び負の曲率半径を極端に小さいものにする必要がある。このため、パネルの有効部内面とシャドウマスク主面との間隔（ｑ値）が中央部と周辺部とで非常に大きな差を生ずる可能性が有る。つまり、電子ビームのミスランディングを十分に改善することができないおそれがある。
【０００９】
一方、シャドウマスク主面の形状を管軸と交差する中心部を中心とした波型で形成し、且つ波の尾根が管軸を通る貝殻状に形成することが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この場合、シャドウマスク主面の短辺端部における形状が波型となり、これに対応する蛍光面形状も波型とする必要がある。したがって、蛍光体スクリーンの形状の劣化を招くこととなる。
【００１０】
【特許文献１】
特公昭５８−５７８５８号公報
【００１１】
【特許文献２】
特公平６−１０１３０９号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、カラー陰極線管では、視認性を向上させるためパネルの有効部外面の曲率半径を大きくし、それに伴ってシャドウマスクのマスク本体のシャドウマスク主面の曲率半径を大きくすると、マスク本体の熱膨張による電子ビームのミスランディング量が大きくなり、色純度の劣化が大きくなる。
【００１３】
また、マスク本体を構成する金属材料として、材料単価の安い鉄材を使用した場合、熱膨張係数が大きいため、熱膨張による電子ビームのミスランディング量はより大きなものとなる。
【００１４】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、画面全域に亘り、色純度の劣化を抑制できる陰極線管を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明の様態による陰極線管は、
ほぼ矩形状のパネルと、前記パネルに接合されたファンネルと、を有した外囲器と、
前記パネルの内面に形成された蛍光体スクリーンと、
前記外囲器内に配設され、前記蛍光体スクリーンに向けて電子ビームを放出する電子銃構体と、
前記蛍光体スクリーンに対向して配設されたマスク本体と、前記マスク本体の周縁部を支持するマスクフレームと、を有したシャドウマスクと、を備え、
前記マスク本体は、前記電子銃構体から放出された電子ビームを通過する複数の電子ビーム通過孔を有するほぼ矩形状のシャドウマスク主面において、中心部を通って延びる管軸と、この管軸と直交して延びる長軸と、前記管軸及び前記長軸と直交して延びる短軸と、を有し、
前記マスク本体は、前記シャドウマスク主面の短辺端部での短軸方向に沿った断面が前記パネル側に向かって突出した１つの凸部によって形成され、短軸と短辺との間での短軸方向に沿った断面が前記パネル側に向かって突出した凸部と前記電子銃構体側に向かって突出した凹部とで形成され且つ長辺端部に凸部を有することを特徴とする。
【００１６】
上述した陰極線管によれば、シャドウマスク主面の形状を最適化したことにより、動作開始直後から長時間に亘って、マスク本体の熱膨張、特にシャドウマスク主面の局所的なドーミングを抑制することができる。これにより、画面全域に亘って、電子ビームの蛍光体スクリーンへのミスランディングを十分に抑制することができ、画面の色ずれなどの色純度の劣化を防止することができる。
【００１７】
また、短軸方向に沿ったいずれの断面も、シャドウマスク主面における長辺端部において、凸部を有している。この場合、シャドウマスク主面の長辺端部に対応する蛍光体スクリーンの形状も一様な曲率で形成することができ、蛍光体スクリーンの形状の劣化を招くことがない。
【００１８】
さらに、マスク本体を構成する金属材料として熱膨張係数の比較的大きな安価な材料を適用したとしても、材料の熱膨張係数にかかわらず、マスク本体の熱膨張を抑制することができ、低コストで表示品位の良好な陰極線管を提供することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態に係る陰極線管について図面を参照して説明する。
【００２０】
図１に示すように、カラー陰極線管装置は、ガラスによって形成された真空外囲器１０を備えている。この真空外囲器１０は、実質的に矩形状のフェースパネル２２と、このフェースパネル２２に一体に接合されたファンネル２４とを有している。フェースパネル２２は、略矩形状の有効部２０と、有効部２０の周縁部から管軸Ｚ方向に沿って延出されたスカート部２１を有している。有効部２０の外面は、その曲率半径が１００００ｍｍ以上となるよう略平坦に形成されている。有効部２０の内面は、任意の曲面で構成されている。スカート部２１は、その内部における各コーナ部において内方に向かって突設されたスタッドピン３１を備えている。
【００２１】
蛍光体スクリーン２７は、フェースパネル２２の有効部２０の内面に形成されている。この蛍光体スクリーン２７は、図２に示すように、赤、緑、青にそれぞれ発光する垂直軸Ｖ方向に伸びたストライプ状の３色蛍光体層６２Ｒ、６２Ｇ、６２Ｂと、これらの３色蛍光体層の間を埋める光吸収層（ブラックストライプ）６１と、によって構成されている。
【００２２】
電子銃構体３６は、ファンネル２４の径小部に相当する円筒状のネック３４の内部に配置されている。この電子銃構体３６は、蛍光体スクリーン２７に向けて水平軸Ｈ方向に一列に配列された３電子ビーム３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂを放出する。また、この電子銃構体３６は、フェースパネル２２の有効部２０の中心を通りフェースパネル２２に対してほぼ垂直に延びた管軸Ｚと略同軸的に配設されている。
【００２３】
色選別機能を有するシャドウマスクユニット２８は、真空外囲器１０の内部において蛍光体スクリーン２７に対向して配置されている。このシャドウマスクユニット２８は、電子銃構体３６から放出された３電子ビーム３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂが通過するスリット状の複数の電子ビーム通過孔１８を有するシャドウマスク本体２９と、シャドウマスク本体２９の周縁部を保持する略矩形枠状のマスクフレーム３０と、を備えている。シャドウマスク本体２９は、蛍光体スクリーン２７に対向して配設されている。マスクフレーム３０は、支持具３２を介してスタッドピン３１に固定され、支持されている。磁気遮蔽体２３は、電子ビームが最も磁界の影響を受けやすいファンネル２４の内部においてマスクフレーム３０に接合されている。
【００２４】
偏向ヨーク３７は、ファンネル２４の径大部からネックに亘る外面に沿って配置されている。この偏向ヨーク３７は、電子銃構体３６から放出された３電子ビーム３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂを水平軸Ｈ方向及び垂直軸Ｖ方向に偏向する非斉一な偏向磁界を発生する。この非斉一偏向磁界は、ピンクッション型の水平偏向磁界及びバレル型の垂直偏向磁界によって形成される。
【００２５】
このようなカラー陰極線管装置においては、図２に示すように、電子銃構体３６から放出された３電子ビーム３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂは、シャドウマスク本体２９の電子ビーム通過孔１８付近でコンバージェンスしつつ、偏向ヨーク３７から発生された偏向磁界によって偏向される。
【００２６】
これにより、３電子ビーム３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂは、シャドウマスクユニット２８を介して蛍光体スクリーン２７を水平軸Ｈ方向及び垂直軸Ｖ方向に走査する。このとき、各電子ビーム３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂを整形して特定の色の蛍光体層６２Ｒ、６２Ｇ、６２Ｂにランディングすることにより、カラー画像が表示される。
【００２７】
上述したシャドウマスクユニット２８のマスク本体２９は、シャドウマスク主面２９１の中心部を通って延びる管軸Ｚと、この管軸Ｚに直交して延びる長軸すなわち水平軸Ｈと、管軸Ｚ及び水平軸Ｈと直交して延びる短軸すなわち垂直軸Ｖとを有する略矩形状に形成されている。
【００２８】
すなわち、シャドウマスク本体２９は、比較的熱膨張係数の小さなアンバー材で形成しても良いが、より安価で比較的熱膨張係数が大きな鉄などの金属材料によって形成されてもよい。このシャドウマスク本体２９は、図３に示すように、多数のスリット状の電子ビーム通過孔１８を有する略矩形状のシャドウマスク主面２９１を備えている。マスク本体２９は、水平軸Ｈに略平行な一対の長辺２９Ｌと、垂直軸Ｖに略平行な一対の短辺２９Ｓと、を有している。
【００２９】
このマスク本体２９は、シャドウマスク主面２９１において、例えば図４に示すような形状を有している。すなわち、マスク本体２９は、シャドウマスク主面２９１の短辺端部２９１Ｓでの垂直軸Ｖ方向に沿った断面がパネル側に向かって突出した１つの凸部によって形成されている。また、マスク本体２９は、垂直軸Ｖと短辺２９Ｓとの間での垂直軸Ｖ方向に沿った断面がパネル側に向かって突出した凸部と電子銃構体側に向かって突出した凹部とで形成され、しかも、長辺端部２９１Ｌに凸部を有するように形成されている。
【００３０】
より具体的には、図５の（ａ）に示すように、垂直軸Ｖに沿った断面Ｓ１は、１つの凸部４１によって形成されている。また、図５の（ｂ）に示すように、垂直軸Ｖと短辺２９Ｓとの間の中間部における垂直軸Ｖ方向に沿った断面Ｓ２は、複数の凸部４２Ａ乃至４２Ｅと複数の凹部４３Ａ乃至４３Ｄとによって形成されている。さらに、図５の（ｃ）に示すように、短辺端部２９１Ｓでの垂直軸Ｖ方向に沿った断面Ｓ３は、１つの凸部４４によって形成されている。
【００３１】
なお、これらの断面を形成する凸部及び凹部は、単一の曲率半径で形成しても良いが、複数の曲率半径を組み合わせて形成しても良い。
【００３２】
また、図５の（ｂ）において、中間部とは、垂直軸Ｖと短辺２９Ｓとの中点近傍に相当する。この図５の（ｂ）に示した例では、凸部４１Ａ及び４２Ｅを長辺端部２９１Ｌに配置し、凸部４２Ｃを水平軸Ｈ上に配置している。なお、この中間部における凸部及び凹部の配置位置は、図５の（ｂ）に示した例に限定されるものではなく、種々配置位置を変更可能である。また、この図５の（ｂ）において、凸部を５つ配置し、凹部を４つ配置したが、この数に限定されるものではない。
【００３３】
図４及び図５に示した構造例は、換言すると以下のように説明できる。すなわち、ここでは、シャドウマスク主面２９１において、パネル側に向かって突出する曲率を正とし、電子銃構体側に向かって突出する曲率を負とする。このとき、マスク本体２９は、図５の（ａ）に示すように、垂直軸Ｖに沿った断面Ｓ１が正の曲率を有する曲線状に形成されている。
【００３４】
また、マスク本体２９は、図５の（ｂ）に示すように、垂直軸Ｖと短辺２９Ｓとの間での垂直軸Ｖ方向に沿った断面Ｓ２が曲率の符号が変わる変曲点を２つ以上有しており、しかも、長辺端部２９１Ｌに正の曲率を有する曲線状に形成されている。図５の（ｂ）に示した例では、変曲点４５Ａ乃至４５Ｈは、８ヶ所存在している。
【００３５】
さらに、マスク本体２９は、図５の（ｃ）に示すように、シャドウマスク主面２９１の短辺端部２９１Ｓでの垂直軸Ｖ方向に沿った断面Ｓ３が正の曲率を有する曲線状に形成されている。
【００３６】
このように、マスク本体２９のシャドウマスク主面２９１は、垂直軸Ｖ上及び短辺端部２９１Ｓにおいては全域で正の曲率を有するようにパネル側に膨らんだ形状になっている。一方、垂直軸Ｖと短辺２９Ｓとの間においては、正の曲率を有するようにパネル側に膨らんだ領域と、負の曲率を有するように電子銃構体側に膨らんだ領域とが混在している。これを曲率の分布で言いかえると、マスクの曲率が無限大となる点が２つ以上存在し、図５の（ｂ）に示した例では、８ヶ所存在している。
【００３７】
ここで、シャドウマスク本体２９の熱変形のうち、最も量的に大きく、画質及び色純度を損ないやすいのは局所的に発生するドーミングである。最も多用されているストライプ状蛍光体スクリーンを有するカラー陰極線管では、縦方向すなわち垂直軸Ｖ方向のランディング変化を無視できる。
【００３８】
実験的に、例えば対角サイズが２１インチのカラー陰極線管の動作条件として高圧２９ｋＶ、カソード電流１３００μＡで、図６に示すような黒色の背景に対して水平軸Ｈの中間部に縦方向に幅７５ｍｍの白色の帯状部を有するパターンＰに対応した信号が入力されたときに、最も色純度が劣化しやすいことが一般的に知られている。
【００３９】
図７は、図６に示したようなパターンに対応した信号が入力されたときに比較例のシャドウマスク本体の熱変形パターンを模式的に示すものである。すなわち図６に示したパターンＰに対応した電子ビームがシャドウマスク本体に照射されることにより、白色帯状部に対応した領域のシャドウマスク本体の温度が上昇し、局部的にドーミングを起こしていることを示す。
【００４０】
図８には、図６に示したようなパターンに対応した信号が本実施形態のシャドウマスク本体を有するカラー陰極線管に入力された場合と、比較例のシャドウマスク本体を有するカラー陰極線管に入力された場合と、の管軸方向に沿ったマスク本体の移動量を計算によって求めた値が示されている。
【００４１】
なお、比較例のシャドウマスク本体は、シャドウマスク主面において、水平軸Ｈ方向に沿った曲率半径が２５００ｍｍ、垂直軸Ｖ方向に沿った曲率半径が２０００ｍｍの一様な曲率半径を有する曲面を採用している。また、本実施形態のシャドウマスク本体は、比較例のシャドウマスク主面の曲面を基準に、水平軸Ｈの中間部において局部的に負の曲率を有する領域（すなわち凹部）を加えた曲面を採用している。この本実施形態のシャドウマスク本体では、凹部は、水平軸Ｈに沿った中間部（すなわち垂直軸と短辺との間の領域）に設けられている。
【００４２】
したがって、シャドウマスク本体２９において、水平軸端（すなわち短辺２９Ｓ上の中央部）、垂直軸端（すなわち長辺２９Ｌ上の中央部）、及び、コーナ部のそれぞれの落ちこみ量（シャドウマスク本体の中心部における管軸方向高さと各位置での管軸方向位置との差）は、比較例と本実施形態とで同程度の値となっている。
【００４３】
また、図８に示した結果は、比較例及び本実施形態ともに、シャドウマスク本体を熱膨張係数が比較的大きな値を有する鉄材によって形成した場合を想定して計算をしている。
【００４４】
図８に示すように、シャドウマスクの中間部におけるドーミング形状を見ると、比較例のものＤ１では水平軸上の位置で最大値をとるアーチ状を成すことに比べ、本実施形態のものＤ２では水平軸上で最大値を取る点は同様であるが、全体には波型の形状を有している。この波の位相は、図５の（ｂ）に示す元の曲面に存在する波型形状と同じものであり、正の曲率を有する凸部では管軸方向に沿って正の方向にドーミングが形成され、同様に、負の曲率を有する凹部では管軸方向に沿って負の方向にそれぞれドーミングが形成されることを意味する。
【００４５】
この効果によリ、全体的なシャドウマスクの管軸方向に沿った移動量は、一様な曲率を有する比較例のシャドウマスクと同程度の落ちこみ量を有しながら減少させることができる。すなわち、図９に示すように、比較例において、管軸方向移動量の最大値が１２７０ｍｍであったのに対して、本実施形態において、８６１ｍｍとなり、シャドウマスク本体の管軸方向移動量を約６８％に抑えることができた。
【００４６】
また、この熱膨張によるシャドウマスクのドーミングにより、シャドウマスクの電子ビーム通過孔を通過した電子ビームが蛍光体スクリーンの蛍光体層に照射される位置が、蛍光体スクリーンのストライプに対して移動した量を水平軸方向に関してだけ計算し、それをピュリティドリフト量（ＰＤ）として示した。すなわち、図９に示すように、比較例において、ＰＤ量の最大値が５６４μｍであったのに対して、本実施形態において、３３９μｍとなり、電子ビームの水平軸方向に沿ったピュリティドリフト量を約６０％に抑えることができた。
【００４７】
なお、この発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく種々変更可能である。
【００４８】
すなわち、図４及び図５に示した例では、垂直軸Ｖと短辺２９Ｓとの間の中間部において、垂直軸Ｖ側の垂直軸Ｖ方向に沿った第１断面が第１断面より短辺側の垂直軸Ｖ方向に沿った第２断面と同数の凸部及び凹部で形成されたが、図１０に示すように、第１断面が第２断面とは異なる数の凹部及び凸部によって形成されても良い。
【００４９】
より具体的には、図１１の（ａ）に示すように、垂直軸Ｖに沿った断面Ｓ１１は、１つの凸部１４１によって形成されている。また、図１１の（ｂ）に示すように、垂直軸Ｖと短辺２９Ｓとの間の中間部における垂直軸Ｖ側の垂直軸Ｖ方向に沿った断面Ｓ２は、複数の凸部１４２Ａ乃至１４２Ｃと複数の凹部１４３Ａ及び１４３Ｂとによって形成されている。
【００５０】
さらに、図１１の（ｃ）に示すように、垂直軸Ｖと短辺２９Ｓとの間の中間部における短辺２９Ｓ側の垂直軸Ｖ方向に沿った断面Ｓ３は、複数の凸部１４４Ａ乃至１４４Ｅと複数の凹部１４５Ａ乃至１４５Ｄとによって形成されている。また、図１１の（ｄ）に示すように、短辺端部２９１Ｓでの垂直軸Ｖ方向に沿った断面Ｓ３は、１つの凸部１４６によって形成されている。
【００５１】
なお、これらの断面を形成する凸部及び凹部は、単一の曲率半径で形成しても良いが、複数の曲率半径を組み合わせて形成しても良い。また、中間部における凸部及び凹部の配置位置は、図１１の（ｂ）及び（ｃ）に示した例に限定されるものではなく、種々配置位置を変更可能である。また、凸部及び凹部の数は、図１１の（ｂ）及び（ｃ）に示した例に限定されるものではない。この実施形態では、シャドウマスク主面２９１は、図１１の（ｂ）に示す断面の凹部及び凸部の数は、図１１の（ｃ）に示す断面より少なくなるように形成されている。
【００５２】
図１０及び図１１に示した構造例は、換言すると以下のように説明できる。すなわち、マスク本体２９は、図１１の（ａ）に示すように、垂直軸Ｖに沿った断面Ｓ１１が正の曲率を有する曲線状に形成されている。
【００５３】
また、マスク本体２９は、図１１の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、垂直軸Ｖと短辺２９Ｓとの間の中間部における垂直軸Ｖ方向に沿った断面Ｓ１２及びＳ１３が曲率の符号が変わる変曲点を２つ以上有しており、しかも、長辺端部２９１Ｌに正の曲率を有する曲線状に形成されている。図１１の（ｂ）に示した例では、変曲点１４７Ａ乃至１４７Ｄは、４ヶ所存在している。また、図１１の（ｃ）に示した例では、変曲点１４８Ａ乃至１４８Ｈは、８ヶ所存在している。
【００５４】
さらに、マスク本体２９は、図１１の（ｄ）に示すように、シャドウマスク主面２９１の短辺端部２９１Ｓでの垂直軸Ｖ方向に沿った断面Ｓ１４が正の曲率を有する曲線状に形成されている。
【００５５】
このように、マスク本体２９のシャドウマスク主面２９１は、垂直軸Ｖ上及び短辺端部２９１Ｓにおいては全域で正の曲率を有するようにパネル側に膨らんだ形状になっている。一方、垂直軸Ｖと短辺２９Ｓとの間においては、正の曲率を有するようにパネル側に膨らんだ領域と、負の曲率を有するように電子銃構体側に膨らんだ領域とが混在している。これを曲率の分布で言いかえると、マスクの曲率が無限大となる点が２つ以上存在し、図１１の（ｂ）及び（ｃ）に示した例では、垂直軸Ｖ近傍において４ヶ所存在するとともに、短辺２９Ｓ付近において８ヶ所存在している。
【００５６】
このような構造のカラー陰極線管によれば、図６に示したパターンＰに対応した信号を入力した際に、シャドウマスク本体の管軸方向移動量は、先に説明した実施形態と同様の抑制効果が得られるとともに、更に水平軸上の曲率半径変化を小さくできることから、シャドウマスク主面における電子ビーム通過孔の間隔の設計難度を軽減することができる。
【００５７】
また他の実施形態として、図４及び図１０に示した例では、垂直軸Ｖに沿った断面が１つの凸部によって形成されたが、図１２に示すように、垂直軸Ｖに沿った断面が凸部と凹部とによって形成されても良い。
【００５８】
より具体的には、図１３の（ａ）に示すように、垂直軸Ｖに沿った断面Ｓ２１は、複数の凸部２４１Ａ乃至２４１Ｃと複数の凹部２４２Ａ及び２４２Ｂによって形成されている。また、図１３の（ｂ）に示すように、垂直軸Ｖと短辺２９Ｓとの間の中間部における垂直軸Ｖ方向に沿った断面Ｓ２２は、複数の凸部２４３Ａ乃至２４３Ｅと複数の凹部２４４Ａ乃至２４４Ｄとによって形成されている。また、図１３の（ｃ）に示すように、短辺端部２９１Ｓでの垂直軸Ｖ方向に沿った断面Ｓ３は、１つの凸部２４５によって形成されている。
【００５９】
なお、これらの断面を形成する凸部及び凹部は、単一の曲率半径で形成しても良いが、複数の曲率半径を組み合わせて形成しても良い。また、垂直軸Ｖ上及び中間部における凸部及び凹部の配置位置は、図１３の（ａ）及び（ｂ）に示した例に限定されるものではなく、種々配置位置を変更可能である。また、凸部及び凹部の数は、図１３の（ａ）及び（ｂ）に示した例に限定されるものではない。この実施形態では、シャドウマスク主面２９１は、垂直軸Ｖ上における長辺端部２９１Ｌにおいて凸部２４１Ａ及び２４１Ｃを有している。
【００６０】
図１２及び図１３に示した構造例は、換言すると以下のように説明できる。すなわち、マスク本体２９は、図１３の（ａ）に示すように、垂直軸Ｖに沿った断面Ｓ２１が曲率の符号が変わる変曲点を２つ以上有する曲線状に形成され、しかも、長辺端部２９１Ｌに正の曲率を有する曲線状に形成されている。図１３の（ａ）に示した例では、変曲点２４６Ａ乃至２４６Ｄは、４ヶ所存在しており、管軸Ｚと交差するマスク主面２９１の中心部から長辺端部２９１Ｌまでの間に２ヶ所の変曲点が存在している。
【００６１】
また、マスク本体２９は、図１３の（ｂ）に示すように、垂直軸Ｖと短辺２９Ｓとの間の中間部における垂直軸Ｖ方向に沿った断面Ｓ２２が曲率の符号が変わる変曲点を２つ以上有しており、しかも、長辺端部２９１Ｌに正の曲率を有する曲線状に形成されている。図１３の（ｂ）に示した例では、変曲点２４７Ａ乃至２４７Ｈは、８ヶ所存在している。
【００６２】
さらに、マスク本体２９は、図１３の（ｃ）に示すように、シャドウマスク主面２９１の短辺端部２９１Ｓでの垂直軸Ｖ方向に沿った断面Ｓ１４が正の曲率を有する曲線状に形成されている。
【００６３】
このように、マスク本体２９のシャドウマスク主面２９１は、短辺端部２９１Ｓにおいては全域で正の曲率を有するようにパネル側に膨らんだ形状になっている。一方、垂直軸Ｖ上及び垂直軸Ｖと短辺２９Ｓとの間の中間部においては、正の曲率を有するようにパネル側に膨らんだ領域と、負の曲率を有するように電子銃構体側に膨らんだ領域とが混在している。これを曲率の分布で言いかえると、マスクの曲率が無限大となる点が２つ以上存在し、図１３の（ａ）及び（ｂ）に示した例では、垂直軸Ｖ上において４ヶ所存在するとともに、中間部において８ヶ所存在している。
【００６４】
このような構造のカラー陰極線管によれば、垂直軸Ｖ上における変曲点を４ヶ所とした効果は、図６に示したパターンＰを９０°反転した状態に対応した信号を入力した場合に発揮される。このようなパターンに対応した信号が入力されたときの挙動は、シャドウマスク主面の中心部が熱膨張によって管軸方向のパネル側に膨らみ、その影響で中心部から短辺端部２９１Ｓにかけて連続的にドーミングを起こす。このため、中心部においては、水平軸Ｈ方向の移動は無く、ピュリティドリフトによる悪化は見られないが、短辺端部２９１Ｓに近づくほどＰＤ量として大きな値を有してくる。このとき、シャドウマスク主面２９１が図１２に示すような形状を有していると、垂直軸Ｖと水平軸Ｈとが交差する中心部において、管軸方向のパネル側に膨らむドーミングが抑制され、結果として、中心部から短辺端部２９１Ｓにかけてのドーミング量も抑制されてＰＤ量を減少することができる。
【００６５】
以上説明したように、このカラー陰極線管によれば、シャドウマスク主面の形状を最適化したことにより、マスク本体の熱膨張、特にシャドウマスク主面の局所的なドーミングを抑制することができる。これにより、シャドウマスク主面に形成された電子ビーム通過孔の移動に伴う電子ビームの蛍光体スクリーンへのミスランディングを十分に抑制することができ、画面全域に亘って、画面の色ずれなどの色純度の劣化を防止することができる。
【００６６】
また、マスク本体を構成する金属材料として熱膨張係数の比較的大きな安価な材料を適用したとしても、材料の熱膨張係数にかかわらず、マスク本体の熱膨張を抑制することができ、低コストで表示品位の良好な陰極線管を提供することができる。
【００６７】
なお、この発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々な変形・変更が可能である。また、各実施の形態は可能な限り適宜組み合わせて実施されてもよく、その場合組み合わせによる効果が得られる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、画面全域に亘り、色純度の劣化を抑制できる陰極線管を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係るカラー陰極線管装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示したカラー陰極線管装置において、電子銃構体から放出された電子ビームの軌道を説明するための図である。
【図３】図３は、図１に示したカラー陰極線管装置に適用可能なシャドウマスクユニットの構造を概略的に示す正面図である。
【図４】図４は、図３に示したシャドウマスクユニットに適用可能なシャドウマスク主面を有するマスク本体の形状の一例を示す図である。
【図５】図５の（ａ）は、図４に示したシャドウマスク主面における垂直軸上の断面形状を説明するための図であり、図５の（ｂ）は、図４に示したシャドウマスク主面における中間部における断面形状を説明するための図であり、図５の（ｃ）は、図４に示したシャドウマスク主面における短辺端部における断面形状を説明するための図である。
【図６】図６は、ドーミングを発生しやすいパターンの一例を示す図である。
【図７】図７は、図６に示したパターンに対応した信号を入力した際に発生するドーミング現象を説明するための図である。
【図８】図８は、比較例と本実施形態とのマスク本体において、シャドウマスク主面の中間部における熱膨張時の管軸方向移動量の計算結果を示す図である。
【図９】図９は、比較例と本実施形態とのマスク本体において、管軸方向移動量及びＰＤ量それぞれの最大値の計算結果を示す図である。
【図１０】図１０は、図３に示したシャドウマスクユニットに適用可能なシャドウマスク主面を有するマスク本体の形状の他の一例を示す図である。
【図１１】図１１の（ａ）は、図１０に示したシャドウマスク主面における垂直軸上の断面形状を説明するための図であり、図１１の（ｂ）及び（ｃ）は、図１０に示したシャドウマスク主面における中間部における断面形状を説明するための図であり、図１１の（ｄ）は、図１０に示したシャドウマスク主面における短辺端部における断面形状を説明するための図である。
【図１２】図１２は、図３に示したシャドウマスクユニットに適用可能なシャドウマスク主面を有するマスク本体の形状の他の一例を示す図である。
【図１３】図１３の（ａ）は、図１２に示したシャドウマスク主面における垂直軸上の断面形状を説明するための図であり、図１３の（ｂ）は、図１２に示したシャドウマスク主面における中間部における断面形状を説明するための図であり、図１３の（ｃ）は、図１２に示したシャドウマスク主面における短辺端部における断面形状を説明するための図である。
【符号の説明】
１０…真空外囲器、２２…フェースパネル、２４…ファンネル、２７…蛍光体スクリーン、２８…シャドウマスクユニット、２９…シャドウマスク本体、３０…マスクフレーム。
【図１】
2004273133.tif 000003
【図２】
2004273133.tif 000004
【図３】
2004273133.tif 000005
【図４】
2004273133.tif 000006
【図５】
2004273133.tif 000007
【図６】
2004273133.tif 000008
【図７】
2004273133.tif 000009
【図８】
2004273133.tif 000010
【図９】
2004273133.tif 000011
【図１０】
2004273133.tif 000012
【図１１】
2004273133.tif 000013
【図１２】
2004273133.tif 000014
【図１３】
2004273133.tif 000015