(57)【要約】【課題】  安価で表示品位を改善可能な陰極線管を提供することを目的とする。【解決手段】  シャドウマスクは互いに直交する長軸Ｈ及び短軸Ｖを有し、長軸に沿った方向の曲率が、長軸と短軸とが交差する原点ＯでＣｘｍ０、短軸上の原点から有効寸法端までの距離の少なくとも３／４より長辺側に位置する点（０、Ｙｍｖｉ）でＣｘｍｖ、長軸上の原点から有効寸法端までの距離の２／４乃至３／４区間に位置する点（Ｘｍｈｉ、０）でＣｘｍｈ、座標点（Ｘｍｈｉ、Ｙｍｖｉ）でＣｘｍｄであるとき、    Ｃｘｍ０＜Ｃｘｍｖ、かつ、Ｃｘｍｄ＜Ｃｘｍｈを満たすことを特徴とする。【選択図】      図８
2005056835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ平坦な外面を有し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、を含む外囲器と、
前記パネルの内面に配置された蛍光体スクリーンと、
前記外囲器内に配置され、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置されているとともに複数の電子ビーム通過孔を有するマスク本体と、前記マスク本体の周縁部を支持するマスクフレームと、を備えたほぼ矩形状のシャドウマスクと、
を備えた陰極線管であって、
前記シャドウマスクは鉄を主成分とする材料によって形成され、
前記シャドウマスクは互いに直交する長軸及び短軸を有し、長軸に沿った方向の曲率が、長軸と短軸とが交差する原点（０、０）でＣｘｍ０、短軸上の原点から有効寸法端までの距離の少なくとも３／４より長辺側に位置する点（０、Ｙｍｖｉ）でＣｘｍｖ、長軸上の原点から有効寸法端までの距離の２／４乃至３／４区間に位置する点（Ｘｍｈｉ、０）でＣｘｍｈ、座標点（Ｘｍｈｉ、Ｙｍｖｉ）でＣｘｍｄであるとき、
Ｃｘｍ０＜Ｃｘｍｖ、かつ、Ｃｘｍｄ＜Ｃｘｍｈ
を満たすことを特徴とする陰極線管。
【請求項２】
前記シャドウマスクにおいて、長軸上の原点から有効寸法端までの距離をＸｍｈｏ、長軸上の原点と有効寸法端（Ｘｍｈｏ、０）とでの管軸方向に沿った高さの差をＺｍｈｏ、長軸上の原点と点（Ｘｍｈｉ、０）とでの管軸方向に沿った高さの差をＺｍｈｉとするとき、
Ｚｍｈｉ  ＜  Ｘｍｈｉ２  ×  Ｚｍｈｏ  ／  Ｘｍｈｏ２
を満たすことを特徴とする請求項１に記載の陰極線管。
【請求項３】
前記シャドウマスクにおいて、長軸上の点での短軸に沿った方向の曲率が、長軸上の原点から有効寸法端までの距離の２／４乃至３／４区間で最大となることを特徴とする請求項１に記載の陰極線管。
【請求項４】
前記マスク本体は、短軸に沿って配置された複数の電子ビーム通過孔からなる電子ビーム通過孔列の長軸に沿った間隔を原点でＰＨＣ、原点から有効寸法端までの距離の１／２の点でＰＨＩとするとき、
ＰＨＩ／ＰＨＣ  ＜  １．０８
に設定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】
ほぼ平坦な外面を有し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、を含む外囲器と、
前記パネルの内面に配置された蛍光体スクリーンと、
前記外囲器内に配置され、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置されているとともに複数の電子ビーム通過孔を有するマスク本体と、前記マスク本体の周縁部を支持するマスクフレームと、を備えたほぼ矩形状のシャドウマスクと、
を備えた陰極線管であって、
前記パネル内面は互いに直交する長軸及び短軸を有し、長軸に沿った方向の曲率が、長軸と短軸とが交差する原点（０、０）でＣｘｐ０、短軸上の原点から有効寸法端までの距離の少なくとも３／４より長辺側に位置する点（０、Ｙｐｖｉ）でＣｘｐｖ、長軸上の原点から有効寸法端までの距離の２／４乃至３／４区間に位置する点（Ｘｐｈｉ、０）でＣｘｐｈ、座標点（Ｘｐｈｉ、Ｙｐｖｉ）でＣｘｐｄであるとき、
Ｃｘｐ０＜Ｃｘｐｖ、かつ、Ｃｘｐｄ＜Ｃｘｐｈ
を満たすことを特徴とする陰極線管。
【請求項６】
前記パネル内面において、長軸上の原点から有効寸法端までの距離をＸｐｈｏ、長軸上の原点と有効寸法端（Ｘｐｈｏ、０）とでの管軸方向に沿った高さの差をＺｐｈｏ、長軸上の原点と点（Ｘｐｈｉ、０）とでの管軸方向に沿った高さの差をＺｐｈｉとするとき、
Ｚｐｈｉ  ＜  Ｘｐｈｉ２  ×  Ｚｐｈｏ  ／  Ｘｐｈｏ２
を満たすことを特徴とする請求項５に記載の陰極線管。
【請求項７】
前記パネル内面において、長軸上の点での短軸に沿った方向の曲率が、長軸上の原点から有効寸法端までの距離の２／４乃至３／４区間で最大となることを特徴とする請求項５に記載の陰極線管。
【請求項８】
前記マスク本体は、短軸に沿って配置された複数の電子ビーム通過孔からなる電子ビーム通過孔列の長軸に沿った間隔を原点でＰＨＣ、原点から有効寸法端までの距離の１／２の点でＰＨＩとするとき、
ＰＨＩ／ＰＨＣ  ＜  １．０８
に設定されたことを特徴とする請求項５に記載の陰極線管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、陰極線管に係り、特に、安価で表示品位を改善可能なシャドウマスクを備えたカラー陰極線管に関する。
【背景技術】
【０００２】
シャドウマスクを備えたカラー陰極線管において、蛍光体スクリーン上に色ズレのないカラー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ている電子ビーム通過孔を通過した３電子ビームが蛍光体スクリーン上の対応する３色蛍光体層にそれぞれ正しくランディングする必要がある。そのためには、シャドウマスクをパネルに対して精度よく所定位置に配置する必要がある。すなわち、パネルとシャドウマスクとの間隔（ｑ値）を精度よく適正に設定することが必要である。
【０００３】
ｑ値を適正に設定するためには、３色蛍光体層のピッチ、すなわち、各色の蛍光体層を所定の順序（例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）…の順序）でストライプ状に配置した場合、同一色の蛍光体層間の間隔をＰＨｐとしたとき、３本の蛍光体層の内の２本の蛍光体層間の間隔ｄをｄ＝（２／３）ＰＨｐとするのが理想的である。
【０００４】
しかしながら、蛍光体層ピッチＰＨｐに対してｑ値が適正に設定されていない場合、蛍光体層の間に配置される黒色非発光層の幅を十分に確保することができず、カラー画像を表示する動作時に、色純度の劣化を招きやすい。また、蛍光体層ピッチＰＨｐが大きければ、黒色非発光層の幅を十分に確保できるが、蛍光体層ピッチＰＨｐが大きすぎると、解像度の劣化を招く。
【０００５】
また、近年、カラー陰極線管の視認性を向上するために、パネル外面を平面近くまで曲率を小さくする（すなわち曲率半径を大きくする）ことが要求されている。これに伴い、防爆上の点及び視認性の点からもパネル内面の曲率も小さくすることが必要となる。さらに、パネル内面の蛍光体層に精度よく電子ビームをランディングさせようとした場合、上述したように適切なｑ値に設定する必要があり、電子ビーム通過孔を持つマスク本体の曲率もパネル内面に合わせて小さくしなければならない（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
また、シャドウマスク型カラー陰極線管において、その動作原理上、シャドウマスクの電子ビーム通過孔を通過して蛍光体スクリーン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量の１／３以下となる。蛍光体スクリーンに到達できなかった他の電子ビームは、シャドウマスクの電子ビーム通過孔以外の部分に衝突して熱エネルギーに変換され、シャドウマスクを加熱する。
【０００７】
その結果生ずる熱膨張により、シャドウマスクは、蛍光体スクリーン側に膨出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、蛍光体スクリーンとシャドウマスクとの間隔、すなわち、ｑ値が許容範囲を超えると、蛍光体層に対するビームランディングずれが生じる。したがって、電子ビームは、黒色非発光層を越えて本来発光すべき色の蛍光体層以外を発光させ、色純度の劣化を招く。
【０００８】
シャドウマスクの熱膨張によるビームランディングずれの大きさは、描写する画像パターンの輝度及び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ビームランディングずれが生じる。
【０００９】
このような局部的なドーミングによるビームランディングのずれは、高輝度パターンを画面の中心から、その一対の短辺間幅（すなわち長軸方向の全幅）の１／３程度の距離だけ長軸方向に離れた領域に表示した場合に最も大きく現れる。そのため、このような画面中間部においては、ビームランディングのずれが最も大きくなる。
【００１０】
しかしながら、マスク本体の曲率を小さくすると、マスク本体の機械的強度が低下し、ドーミング量が無視できないほど大きくなる。このようなマスク本体の変形は、ビームランディングのずれを発生させる原因となる。このビームランディングのずれにより、電子ビームが黒色非発光層を越えて本来発光すべき色の蛍光体層以外を発光させた場合、色純度を大きく劣化させることになる。
【００１１】
そこで、パネルがほぼ平坦なカラー陰極線管のシャドウマスクは、ドーミングを抑制するため、熱膨張係数の低い材料として鉄及びニッケルを主成分とする合金を使用して形成されることがほとんどである。例えば、シャドウマスクは、３６Ｎｉアンバー合金などの材料を使用して形成されることが多い。この材料の熱膨張係数は、０〜１００℃の温度範囲で１〜２×１０−６とドーミングに対して強い反面、高コストである上、鉄−ニッケル系合金は焼鈍後に大きな弾性が残るため、曲面成型加工が難しく、目的の曲面を得るのが難しい。
【００１２】
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以下にするにはかなりの高温で焼鈍することが必要となる。特に、パネル外面が平坦なカラー陰極線管においては、マスク本体の曲率が小さいため、成型加工はさらに難しいものとなる。
【００１３】
成型加工が不十分であり、成型後に不所望な残留応力がある場合、カラー陰極線管製造工程の中で、残留応力が変化することで曲面に変形を生じ、ビームランディングのずれを招くことになる。
【００１４】
一方、鉄を主成分とする材料では、８００℃程度の焼鈍で降伏点強度は２０×１０７Ｎ／ｍ２以下にすることができる。このため、成型加工は非常に容易であり、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、生産性も良好となる。しかしながら、熱膨張係数は０〜１００℃の温度範囲で約１２×１０−６と大きく、ドーミングに対しては不利であり、カラー陰極線管動作時の色純度の劣化が問題となる。
【特許文献１】特開平１１−２８８６７６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、視認性を向上するためにパネル外面の曲率を小さくした場合、熱膨張係数の低い材料を用いてシャドウマスクを形成することはコストの増大を招く。また、このような材料を採用した場合、成型後の不所望な残留応力によりマスク本体の曲面成型が難しく、所望の曲面が得られない場合がある。このため、このようなシャドウマスクを搭載した陰極線管では、ビームランディングにずれが生じ、表示品位が低下するおそれがある。
【００１６】
また、安価な材料は比較的熱膨張係数が高いため、このような材料を用いてシャドウマスクを形成した場合、動作時においてマスク本体に局部的なドーミングが生じやすく、ビームランディングのずれが生じる場合がある。このため、このようなシャドウマスクを搭載したカラー陰極線管では、色純度の劣化により、表示品位が低下するおそれがある。
【００１７】
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、安価で表示品位を改善可能な陰極線管を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この発明の第１の様態による陰極線管は、
ほぼ平坦な外面を有し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、を含む外囲器と、
前記パネルの内面に配置された蛍光体スクリーンと、
前記外囲器内に配置され、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置されているとともに複数の電子ビーム通過孔を有するマスク本体と、前記マスク本体の周縁部を支持するマスクフレームと、を備えたほぼ矩形状のシャドウマスクと、
を備えた陰極線管であって、
前記シャドウマスクは鉄を主成分とする材料によって形成され、
前記シャドウマスクは互いに直交する長軸及び短軸を有し、長軸に沿った方向の曲率が、長軸と短軸とが交差する原点（０、０）でＣｘｍ０、短軸上の原点から有効寸法端までの距離の少なくとも３／４より長辺側に位置する点（０、Ｙｍｖｉ）でＣｘｍｖ、長軸上の原点から有効寸法端までの距離の２／４乃至３／４区間に位置する点（Ｘｍｈｉ、０）でＣｘｍｈ、座標点（Ｘｍｈｉ、Ｙｍｖｉ）でＣｘｍｄであるとき、
Ｃｘｍ０＜Ｃｘｍｖ、かつ、Ｃｘｍｄ＜Ｃｘｍｈ
を満たすことを特徴とする。
【００１９】
この発明の第２の様態による陰極線管は、
ほぼ平坦な外面を有し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、を含む外囲器と、
前記パネルの内面に配置された蛍光体スクリーンと、
前記外囲器内に配置され、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置されているとともに複数の電子ビーム通過孔を有するマスク本体と、前記マスク本体の周縁部を支持するマスクフレームと、を備えたほぼ矩形状のシャドウマスクと、
を備えた陰極線管であって、
前記パネル内面は互いに直交する長軸及び短軸を有し、長軸に沿った方向の曲率が、長軸と短軸とが交差する原点（０、０）でＣｘｐ０、短軸上の原点から有効寸法端までの距離の少なくとも３／４より長辺側に位置する点（０、Ｙｐｖｉ）でＣｘｐｖ、長軸上の原点から有効寸法端までの距離の２／４乃至３／４区間に位置する点（Ｘｐｈｉ、０）でＣｘｐｈ、座標点（Ｘｐｈｉ、Ｙｐｖｉ）でＣｘｐｄであるとき、
Ｃｘｐ０＜Ｃｘｐｖ、かつ、Ｃｘｐｄ＜Ｃｘｐｈ
を満たすことを特徴とする。
【００２０】
このように構成された陰極線管によれば、シャドウマスクを比較的安価な鉄を主成分とする材料によって形成することで、コストを削減することが可能となる。また、シャドウマスクの曲率を適切な条件に設定したことにより、マスク本体の機械的強度を向上することができ、局部的なドーミングの発生を防止することが可能となる。これにより、マスク本体の変形に起因するビームランディングのずれを抑制することができ、色純度の劣化による表示品位の低下を防止することができる。
【００２１】
また、パネルとシャドウマスクとの間隔を精度良く適正に設定するために、シャドウマスクは、パネル内面の形状に近似して形成されることから、パネル内面の曲率を適切な条件に設定することでも、マスク本体の機械的強度を向上することができ、局部的なドーミングの発生を防止することが可能となる。これにより、マスク本体の変形に起因するビームランディングのずれを抑制することができ、色純度の劣化による表示品位の低下を防止することができる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、安価で表示品位を改善可能な陰極線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】
【００２３】
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。
【００２４】
図１に示すように、カラー陰極線管は、ガラス製の外囲器（真空外囲器）２０を備えている。この外囲器２０は、実質的に矩形状のパネル３と、このパネル３に一体に接合されたファンネル４とを有している。パネル３は、ほぼ矩形状の有効部１と、有効部１の周辺部から管軸Ｚに沿って立設されたスカート部２とを有している。ファンネル４は、スカート部２に接合されている。なお、ここでは、有効部１の中心部を通りパネル３に対してほぼ垂直に延びる軸を管軸Ｚとし、管軸Ｚと直交して延びる軸を水平軸（長軸）Ｘ、管軸及び水平軸Ｘと直交して延びる軸を垂直軸（短軸）Ｙとする。
【００２５】
パネル３の有効部１の外面は、その曲率半径が１００００ｍｍ以上となるようほぼ平坦に形成されている。有効部１の内面は、球面状または非球面状の任意の曲面で構成されている。スカート部２は、その内部における各コーナ部あるいは水平軸上付近及び垂直軸上付近において内方に向かって突設されたスタッドピン１６を備えている。
【００２６】
蛍光体スクリーン５は、パネル３の有効部１における内面に配置されている。図２に示すように、蛍光体スクリーン５は、それぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）にそれぞれ発光するとともに垂直軸Ｙと平行な方向に延びたストライプ状の３色蛍光体層２２（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と、これら蛍光体層２２（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の間に設けられたストライプ状の黒色非発光層２２Ｋと、を有している。
【００２７】
これら３色蛍光体層２２（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、水平軸Ｘに沿って所定の順序、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青）（Ｂ）、赤（Ｒ）…の順序でほぼ等間隔になるように配置されている。このとき、同一色の蛍光体層間の間隔（図中では緑の蛍光体層２２Ｇ間の間隔）をＰＨとした場合、３本の蛍光体層の内の２本の蛍光体層間の間隔（図中では赤の蛍光体層２２Ｒと青の蛍光体層２２Ｂとの中心間隔）ｄがｄ＝（２／３）ＰＨとなるように設定されている。
【００２８】
インライン型電子銃構体１２は、ファンネル４の径小部に相当する円筒状のネック１０内に配置されている。すなわち、電子銃構体１２は、ネック１０の中心軸に相当する管軸Ｚとほぼ同軸的に配置されている。この電子銃構体１２は、同一平面上を通る一列に配列された３電子ビーム１１（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を蛍光体スクリーン５に向けて放出する。
【００２９】
色選別機能を有するシャドウマスク９は、真空外囲器２０の内部において、蛍光体スクリーン５に対向して配置されている。このシャドウマスク９は、蛍光体スクリーン５に対向して配置されるほぼ矩形状のマスク本体７と、このマスク本体７の周縁部を支持するＬ字型断面を有するほぼ矩形状のマスクフレーム８と、で構成されている。このマスク本体７の有効領域は、ほぼ矩形状に形成され、電子ビーム１１（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が通過するスリット状の複数の電子ビーム通過孔６を備えている。
【００３０】
このシャドウマスク９は、マスクフレーム８の各コーナ部側面あるいは水平軸上付近及び垂直軸上付近の側面に取り付けられたほぼ楔形状の弾性支持体１５をスタッドピン１６に係止することにより、パネルに対して脱着自在に支持されている。これにより、マスク本体７は、蛍光体スクリーン５と所定間隔離れて対向するようにパネル３の内側で支持されている。
【００３１】
偏向ヨーク１３は、ファンネル４の径大部からネック１０に亘るファンネル４の外面に装着されている。この偏向ヨーク１３は、電子銃構体１２から放出された３電子ビーム１１（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を水平軸方向及び垂直軸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。
【００３２】
このような構成のカラー陰極線管では、図３に示すように、電子銃構体１２からの３電子ビーム１１（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、蛍光体スクリーン５に向けて放出され、マスク本体７の電子ビーム通過孔６付近でセルフコンバージェンスされながら対応する蛍光体層上にフォーカスされる。そして、これら３電子ビーム１１（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、偏向ヨーク１３の発生する非斉一偏向磁界により偏向され、シャドウマスク９の電子ビーム通過孔６を介して蛍光体スクリーン５を水平軸方向及び垂直軸方向に走査する。これにより、カラー画像が表示される。
【００３３】
ところで、上述したシャドウマスク９は、図４に示すように、互いに直交する長軸Ｈ及び短軸Ｖを有している。すなわち、シャドウマスク９は、パネル３の水平軸Ｘに対応する長軸Ｈと、パネル３の垂直軸Ｙに対応する短軸Ｖとを有している。これら長軸と短軸とは、マスク本体７と管軸Ｚとの交点すなわち原点で互いに交差するものとする。
【００３４】
マスク本体７は、複数の電子ビーム通過孔６を有する略矩形状のマスク主面（有効領域）７１を備えている。このマスク本体７は、長軸Ｈに略平行な一対の長辺７Ｌと、短軸Ｖに略平行な一対の短辺７Ｓと、を有している。また、パネル３は、水平軸Ｘに略平行な一対の長辺３Ｌと、垂直軸Ｙに略平行な一対の短辺３Ｓと、を有している。マスク主面７１は、全体的に蛍光体スクリーン５側に突出した曲面状に形成されている。
【００３５】
各電子ビーム通過孔６は、短軸方向に長軸を有する縦長形状である。このような電子ビーム通過孔６は、短軸方向に所定ピッチでほぼ直線状に配置され、電子ビーム通過孔列６Ｘを形成する。このような電子ビーム通過孔列６Ｘは、長軸方向に所定間隔で複数列並列して配列されている。
【００３６】
このとき、カラー陰極線管の蛍光体スクリーン５に色ズレのない画像を表示するためには、マスク本体７に形成されている電子ビーム通過孔６を通過した電子ビーム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。そのためには、パネル３とシャドウマスク９との位置関係を正しく保つことが必要である。
【００３７】
また、カラー陰極線管の視認性を向上するために、パネル３の外面形状をほぼ平面（曲率半径が１０ｍ以上）に形成することが主流となってきており、これに伴ってマスク本体７の曲率も小さくする必要がある。しかしながら、曲率の小さいマスク本体７を成型する際、熱膨張係数の低い材料を使用すると、コストの増大を招くとともに曲面の成型が難しくなる。
【００３８】
このため、この実施の形態では、マスク本体７は、比較的安価な鉄を主成分とする材料を使用して形成する。これにより、低コストでしかも曲面の成型性を大幅に改善することができる。しかしながら、このような鉄を主成分とする材料は、熱膨張係数が大きいため、局部的に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、短時間で局部的なビームランディングのずれは大きくなる。
【００３９】
この対策として、パネル３の内面の曲率をできるだけ大きくすることが考えられる。しかしながら、この場合には、パネル３の製造上の問題や周辺の肉厚が大きくなることによる輝度の劣化などが問題となる。
【００４０】
そこで、この実施の形態に係るカラー陰極線管は、以下のように構成されている。なお、ここでは、有効部１の対角有効径が５１ｃｍ、アスペクト比が４：３、パネル外面の曲率半径が２０ｍのカラー陰極線管を例に説明する。パネル３の外面は、上記のように十分に平坦化し、パネル３の肉厚は中央部と周辺部との肉厚差を８ｍｍから１５ｍｍの範囲内に設定している。この実施の形態では、肉厚差を約１１ｍｍとしている。
【００４１】
マスク本体７は、熱膨張係数が０°乃至１００℃の温度範囲において１２×１０−６の鉄を主成分とした材料からなり、安価でありながらパネルの平坦化を実施しても十分な成型性が確保できる。また、マスク本体７における有効領域７１の対角有効径は約５０ｃｍであり、短軸有効径は約３０ｃｍであり、長軸有効径は約４０ｃｍである。
【００４２】
上述したようにパネル３の内面は互いに直交する長軸（水平軸）Ｘ及び短軸（垂直軸）Ｙを有しており、長軸Ｘに沿った方向の曲率が、長軸Ｘと短軸Ｙとが交差する原点（０、０）でＣｘｐ０、短軸Ｙ上の原点（０、０）から有効寸法端（長辺３Ｌ）までの距離（この例では約１５０ｍｍ）の少なくとも３／４より長辺３Ｌ側に位置する点（０、Ｙｐｖｉ）でＣｘｐｖ、長軸Ｘ上の原点（０、０）から有効寸法端（短辺３Ｓ）までの距離（この例では約２００ｍｍ）の２／４乃至３／４区間に位置する点（Ｘｐｈｉ、０）でＣｘｐｈ、座標点（Ｘｐｈｉ、Ｙｐｖｉ）でＣｘｐｄであるとき、
Ｃｘｐ０＜Ｃｘｐｖ、かつ、Ｃｘｐｄ＜Ｃｘｐｈ
を満たすように設定されている。なお、ここでは、各点の座標値は、原点からの距離（ｍｍ）に対応するものとする。
【００４３】
すなわち、図５は、パネル３の内面における長軸Ｘに沿った方向の曲率の分布の一例を示す図である。図５において、横軸は長軸Ｘ上の座標値（ｍｍ）であり（Ｘ＝０が原点に相当する）、縦軸は曲率（１／ｍｍ）すなわち曲率半径の逆数である。また、長軸Ｘ上の曲率分布を実線で示し、長軸Ｘに平行な平行軸Ｘ＊上の曲率分布を破線で示している。平行軸Ｘ＊は、短軸Ｙ上の原点から有効寸法端までの距離の少なくとも３／４より長辺３Ｌ側に位置する点（０、Ｙｐｖｉ）を通る軸であり、この例では、Ｙｐｖｉ＝１２０すなわち点（０、１２０）を通る軸として規定している。また、ここでは、長軸Ｘ上の原点から有効寸法端までの距離の２／４乃至３／４区間に位置する点（Ｘｐｈｉ、０）としては、Ｘｐｈｉ＝１２０すなわち点（１２０、０）を例とし、座標点（Ｘｐｈｉ、Ｙｐｖｉ）としては、点（１２０、１２０）を例としている。
【００４４】
図５に示すように、長軸Ｘに沿った曲率は、長軸Ｘ上では（実線）、原点（０、０）に近い画面中央部でほぼ０であり、原点と短辺３Ｓとの中点（Ｘ＝１００）を含む中間部から周辺部（短辺３Ｓ側）に向かうにしたがって大きくなっている。また、長軸Ｘに沿った曲率は、短軸Ｙの中間より長辺３Ｌ寄りの平行軸Ｘ＊では（破線）、短軸Ｙ上から中間部に向かうにしたがって徐々に小さくなり、中間部から周辺部（短辺３Ｓ側）に向かうにしたがって大きくなっている。
【００４５】
このとき、長軸Ｘ上の曲率分布と平行軸Ｘ＊（Ｙ＝１２０）上の曲率分布との関係は、原点（０、０）での曲率をＣｘｐ０、点（０、１２０）での曲率をＣｘｐｖ、点（１２０、０）での曲率をＣｘｐｈ、点（１２０、１２０）での曲率をＣｘｐｄとしたとき、
Ｃｘｐ０＜Ｃｘｐｖ、かつ、Ｃｘｐｄ＜Ｃｘｐｈ
としている。なお、平行軸Ｘ＊上の曲率分布の代わりに長辺（３Ｌ）上の曲率分布に置き換えても、上述した長軸Ｘ上の曲率分布との関係は維持される。
【００４６】
また、パネル３の内面においては、長軸Ｘ上の原点（０、０）から有効寸法端までの距離をＸｐｈｏ、長軸Ｘ上の原点（０、０）と有効寸法端（Ｘｐｈｏ、０）とでの管軸方向に沿った高さの差すなわち落ち込み量をＺｐｈｏ、長軸Ｘ上の原点（０、０）と点（Ｘｐｈｉ、０）とでの管軸方向に沿った高さの差（落ち込み量）をＺｐｈｉとするとき、
Ｚｐｈｉ  ＜  Ｘｐｈｉ２  ×  Ｚｐｈｏ  ／  Ｘｐｈｏ２
を満たすように設定されている。
【００４７】
これは、パネル内面において、ａ＝Ｚｐｈｏ／Ｘｐｈｏ２としたときに、落ち込み量ＺをＸの関数としてＺ＝ａＸ２と表すと、Ｘｐｈｉ点での落ち込み量Ｚｐｈｉが常に値Ｚ（＝ａＸ２）を超えない範囲に存在するということを意味するものである。すなわち、長軸中間部において落ち込み量を極力抑えることがドーミング抑制可能な曲面を形成する上で効果的であることを示している。
【００４８】
すなわち、図６は、パネル内面の曲面形状を説明するための図である。図６に示した例において、パネル内面の原点Ｏ（０、０）から長軸Ｘ上の有効寸法端（短辺３Ｓ）までの距離Ｘｐｈｏが約２００ｍｍであり、原点Ｏと有効寸法端（２００、０）とでの管軸方向に沿った高さの差（落ち込み量）をＺｐｈｏとする。また、長軸Ｘ上の原点Ｏから有効寸法端（２００、０）までの距離の２／４乃至３／４区間に位置する点（Ｘｐｈｉ、０）としては、Ｘｐｈｉ＝１２０すなわち点（１２０、０）を例とし、長軸Ｘ上の原点Ｏと点（１２０、０）とでの管軸方向に沿った高さの差（落ち込み量）をＺｐｈｉとする。このような場合、上述した関係が成り立つ。
【００４９】
一方、シャドウマスク９は、上述したようなパネル３の内面形状とほぼ近似して製作できる。上述したようにシャドウマスク９は互いに直交する長軸Ｈ及び短軸Ｖを有しており、長軸Ｈに沿った方向の曲率が、長軸Ｈと短軸Ｖとが交差する原点（０、０）でＣｘｍ０、短軸Ｖ上の原点（０、０）から有効寸法端（長辺７Ｌ）までの距離（この例では約１５０ｍｍ）の少なくとも３／４より長辺７Ｌ側に位置する点（０、Ｙｍｖｉ）でＣｘｍｖ、長軸Ｈ上の原点（０、０）から有効寸法端（短辺７Ｓ）までの距離（この例では約２００ｍｍ）の２／４乃至３／４区間に位置する点（Ｘｍｈｉ、０）でＣｘｍｈ、座標点（Ｘｍｈｉ、Ｙｍｖｉ）でＣｘｍｄであるとき、
Ｃｘｍ０＜Ｃｘｍｖ、かつ、Ｃｘｍｄ＜Ｃｘｍｈ
を満たすように設定されている。
【００５０】
すなわち、図７は、シャドウマスク９における長軸Ｈに沿った方向の曲率の分布の一例を示す図である。図７においては、図５と同様に、横軸は長軸Ｈ上の座標値（ｍｍ）であり、縦軸は曲率（１／ｍｍ）である。また、長軸Ｈ上の曲率分布を実線で示し、長軸Ｈに平行な平行軸Ｈ＊上の曲率分布を破線で示している。平行軸Ｈ＊は、短軸Ｖ上の原点から有効寸法端までの距離の少なくとも３／４より長辺７Ｌ側に位置する点（０、Ｙｍｖｉ）を通る軸であり、この例では、Ｙｍｖｉ＝１２０すなわち点（０、１２０）を通る軸として規定している。また、ここでは、長軸Ｈ上の原点から有効寸法端までの距離の２／４乃至３／４区間に位置する点（Ｘｍｈｉ、０）としては、Ｘｍｈｉ＝１２０すなわち点（１２０、０）を例とし、座標点（Ｘｍｈｉ、Ｙｍｖｉ）としては、点（１２０、１２０）を例としている。
【００５１】
図７に示すように、長軸Ｈに沿った曲率は、長軸Ｈ上では（実線）、原点（０、０）から周辺部（短辺３Ｓ側）に向かうにしたがって大きくなっている。また、長軸Ｈに沿った曲率は、短軸Ｖの中間より長辺７Ｌ寄りの平行軸Ｈ＊では（破線）、短軸Ｖ上から周辺部（短辺３Ｓ側）に向かうにしたがって大きくなっている。
【００５２】
このとき、長軸Ｈ上の曲率分布と平行軸Ｈ＊（Ｙ＝１２０）上の曲率分布との関係は、原点（０、０）での曲率をＣｘｍ０、点（０、１２０）での曲率をＣｘｍｖ、点（１２０、０）での曲率をＣｘｍｈ、点（１２０、１２０）での曲率をＣｘｍｄとしたとき、
Ｃｘｍ０＜Ｃｘｍｖ、かつ、Ｃｘｍｄ＜Ｃｘｍｈ
を満たすように製作可能となる。なお、平行軸Ｈ＊上の曲率分布の代わりに長辺（７Ｌ）上の曲率分布に置き換えても、上述した長軸Ｈ上の曲率分布との関係は維持される。
【００５３】
また、シャドウマスク９においては、長軸Ｈ上の原点（０、０）から有効寸法端までの距離をＸｍｈｏ、長軸Ｈ上の原点（０、０）と有効寸法端（Ｘｍｈｏ、０）とでの管軸方向に沿った高さの差（落ち込み量）をＺｍｈｏ、長軸Ｈ上の原点（０、０）と点（Ｘｍｈｉ、０）とでの管軸方向に沿った高さの差（落ち込み量）をＺｍｈｉとするとき、
Ｚｍｈｉ  ＜  Ｘｍｈｉ２  ×  Ｚｍｈｏ  ／  Ｘｍｈｏ２
を満たすように設定されている。
【００５４】
これは、シャドウマスクにおいて、ａ＝Ｚｍｈｏ／Ｘｍｈｏ２としたときに、落ち込み量ＺをＸの関数としてＺ＝ａＸ２と表すと、Ｘｍｈｉ点での落ち込み量Ｚｍｈｉが常に値Ｚ（＝ａＸ２）を超えない範囲に存在するということを意味するものである。すなわち、長軸中間部において落ち込み量を極力抑えることがドーミング抑制可能な曲面を形成する上で効果的であることを示している。
【００５５】
すなわち、図８は、シャドウマスクの曲面形状を説明するための図である。図８に示した例において、マスク本体７の原点Ｏ（０、０）から長軸Ｈ上の有効寸法端（短辺７Ｓ）までの距離Ｘｍｈｏが約２００ｍｍであり、原点Ｏと有効寸法端（２００、０）とでの管軸方向に沿った高さの差（落ち込み量）をＺｍｈｏとする。また、長軸Ｈ上の原点Ｏから有効寸法端（２００、０）までの距離の２／４乃至３／４区間に位置する点（Ｘｍｈｉ、０）としては、Ｘｍｈｉ＝１２０すなわち点（１２０、０）を例とし、長軸Ｈ上の原点Ｏと点（１２０、０）とでの管軸方向に沿った高さの差（落ち込み量）をＺｍｈｉとする。このような場合、上述した関係が成り立つ。
【００５６】
上述したような関係に規定されたパネル３またはシャドウマスク９を適用したカラー陰極線管において、動作時の発生するドーミングの影響を考える。  
まず、パネル３またはマスク本体７の中央部では、その曲率を相対的に小さく設定したことにより、意図的にマスク本体７でドーミング量を大きくしている。このとき、図９に示すように、電子ビームが本来ランディングすべき位置（あるいはドーミング発生前に電子ビームがランディングする位置）Ｐ０に対して、ドーミングを発生した状態で電子ビームがランディングする位置Ｐ１は、短軸Ｙ方向にずれるのみであり、隣接する他の色の蛍光体層上にランディングすることはない。このため、色純度の劣化を生ずることがない。つまり、画面中央部では、ドーミング量の大きさにかかわらず電子ビームのミスランディングを防止することができ、曲率を小さく設定することによる影響を最小限に抑えることができる。
【００５７】
一方、パネル３またはマスク本体７の中間部（長軸上の原点から有効寸法端までの距離の２／４乃至３／４区間）付近では、ドーミング量の増大に伴って電子ビームのミスランディング量も大きくなる。このとき、図９に示すように、ビームランディングのずれを生じ、色純度の劣化を招く。すなわち、電子ビームが本来ランディングすべき位置（あるいはドーミング発生前に電子ビームがランディングする位置）Ｐ０に対して、ドーミングを発生した状態で電子ビームがランディングする位置Ｐ１は、長軸Ｘ方向及び短軸Ｙ方向にずれ、隣接する他の色の蛍光体層上にもランディングすることになる。これにより、色純度の劣化を生ずることになる。
【００５８】
このため、中間部付近では、長軸上の原点から有効寸法端までの距離の２／４乃至３／４区間に位置する任意の点、例えばＸ＝１２０上の点では長軸方向の曲率を大きく設定することによって機械的強度を増強し、マスク本体７のドーミングを抑えている。これにより、電子ビームのミスランディングを防止することができ、色純度の劣化を抑制することができる。
【００５９】
このとき、同時に短軸方向の曲率も大きく設定することにより、さらにドーミング抑制効果を向上することができる。このため、Ｘ＝１２０（ｍｍ）上の点での落ち込み量は極力小さく抑え、上述したような関係、すなわち
Ｚｍｈｉ  ＜  Ｘｍｈｉ２  ×  Ｚｍｈｏ  ／  Ｘｍｈｏ２
の関係を満たすように設定している。
【００６０】
例えば、パネル内面またはマスク本体の長軸に沿った断面形状を４次関数を用いて規定した場合、上述した関係を満たすことができる。図１０において、横軸は長軸上の断面形状を規定する関数の次数であり、縦軸はドーミングによる電子ビームのミスランディング量である。ここでは、長軸上の断面形状を２次関数で規定した場合のミスランディング量を基準（１００％）としている。４次以上の次数を有する関数を用いて断面形状を規定することにより、上述した関係を満たすことができ、ミスランディング量を小さく抑えることができることが確認された。
【００６１】
また、シャドウマスクまたはパネル内面において、長軸上の点での短軸に沿った方向の曲率が、長軸上の原点から有効寸法端までの距離の２／４乃至３／４区間で最大となるように設定される。すなわち、短軸上の原点から有効寸法端までの距離の少なくとも３／４より長辺側に位置する任意の点、例えばＹ＝１２０においては、長軸方向の曲率は中央部より小さく設定している。これは、平坦化したときに機械的強度が弱くなる短軸上中間部のマスク曲面を補強するとともに、例えば座標点（１２０，１２０）のような中間部において、十分な落ち込み量を確保するためになされる。この場合、座標点（１２０，１２０）で十分な落ち込み量を確保し、短軸に沿った方向の曲率を十分に小さくすることが可能になっている。結果として、図１１に示すように、長軸上の原点から有効寸法端までの距離の２／４乃至３／４区間に位置する任意の点、例えばＸ＝１２０付近の点では、長軸上の短軸に沿った方向の曲率が最大となる。
【００６２】
また、例えば中間部における任意の座標点、例えば座標点（１２０，１２０）での長軸方向の曲率は、短軸上におけるＹ＝１２０（ｍｍ）の点の曲率に比べて若干小さいものの、長軸上におけるＸ＝１２０（ｍｍ）の点に比べると大きく設定されている。これは、短軸上の点Ｙ＝１２０を通る長軸に平行な軸を考えると、中間部付近で大きな落ち込み量を得るために、短軸上の点Ｙ＝１２０で比較的大きな曲率にしているため、さらに大きな曲率とすれば中間部から有効寸法端にかけて反転部ができる恐れがあるからである。反転部は、曲面成型上好ましくなく、目標の曲面を得るのが難しいだけでなく、曲面の耐圧強度も劣化することから、十分な機械的強度を確保するためにはこの関係を維持することが重要となる。
【００６３】
この実施の形態においては、従来の単一曲率に対して、ドーミングによる電子ビームのミスランディング量を約３５％改善している。
【００６４】
また、パネル内面において、長軸上の点での短軸に沿った方向の曲率が、長軸上の原点から有効寸法端までの距離の２／４乃至３／４区間で最大値を持てば、マスク本体にも効果が大きく反映されるため好ましい。このとき、図１２に示すように、マスク本体７に形成された電子ビーム通過孔列６Ｘの間隔を中央部付近から中間部付近までほぼ一定の小さな間隔で維持することで、図１３に示すように、曲率に最大値を持たないようにすることができる。この場合は、パネル内面及びシャドウマスクの曲面が一様となり、視認性は良好となる。
【００６５】
ここで、マスク本体７において、電子ビーム通過孔列６Ｘの間隔は、中央部例えば原点でＰＨＣ、原点から有効寸法端の距離の１／２の中点でＰＨＩとしたとき、
ＰＨＩ／ＰＨＣ  ＜  １．０８
の関係を満たすように設定されることが望ましく、ここでは、ＰＨＩ／ＰＨＣ＝１．０４としている。このように、ＰＨＩ／ＰＨＣを１．０８より小さい値に設定することは、マスク本体の原点から有効寸法端までの間で電子ビーム通過孔列の間隔が緩やかに拡大し、ＰＨＩを従来よりも拡大できることを意味している。これにより、蛍光体スクリーンにおける原点と有効寸法端との中点において、黒色非発光層の幅を拡大できる。このため、ドーミングが発生したとしても、電子ビームが隣接する蛍光体層にミスランディングしにくくなる。つまり、ミスランディングに対する余裕度が増大する。したがって、ドーミング自体の移動量を減少させたのと同様の効果が得られる。
【００６６】
中点より有効寸法端側においては、マスク通過孔列を中央部と同様に小さく維持した場合、蛍光体スクリーン５における同一色の蛍光体層間隔ＰＨｐ（図２参照）が小さくなることで、黒色非発光層２２Ｋも同様に小さくなり、カラー陰極線管動作時のドーミングによる色ずれに対して、色純度が劣化することになるため、上述した範囲より有効寸法端では、電子ビーム通過孔列の間隔は大きくとることが好ましい。
【００６７】
本実施例の場合、対角が同一曲率半径の単一曲率曲面と比較するとドーミング自体の移動量を約４０％低減することが可能であるが、色純度の劣化についてはドーミング自体の移動量より、隣接する蛍光体層へのビームのミスランディングが大きな問題であり、このミスランディング量については、上記関係を適用した本実施例では、曲面によるドーミング移動量の抑制に加えてさらに７％の低減効果があることを確認している。
【００６８】
以上説明したように、この実施の形態に係る陰極線管によれば、シャドウマスクを比較的安価な鉄材を用いて形成しており、マスク本体またはパネル内面の曲率を適切な条件で設定することにより、熱膨張係数の比較的大きな材料を用いた場合であっても、視認性、マスクの成形性、さらには機械的強度を改善することができ、しかも、マスク本体のドーミングを抑制することが可能となって、電子ビームのミスランディングによる色純度の劣化を防止することができる。
【００６９】
特に、視認性を向上するためにパネル外面の曲率を小さくした陰極線管においては、マスク本体の曲面成型が難しく、所望の曲面が得られないことや、陰極線管を組み込んだテレビセット動作時のマスク主面の局部的なドーミングの発生により、電子ビームのミスランディングが生じ、黒色非発光層を越えて本来発光すべき色の蛍光体以外を発光させることが起こりやすくなり、色純度が劣化する場合がある。これに対して、この実施の形態では、視認性、マスクの成形性、さらには機械的強度を向上させた場合であっても、このような色純度の劣化といった問題を効果的に抑制することが可能となる。したがって、安価で表示品位を改善可能な陰極線管を提供できる。
【００７０】
なお、この発明は、上記実施形態そのまま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構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。例えば、この発明は、アスペクト比が４：３のカラー陰極線管に限らず、アスペクト比が１６：９のカラー陰極線管にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【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の構造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の蛍光体スクリーンの構造を概略的に示す平面図である。
【図３】図３は、図１に示したカラー陰極線管における電子ビームの軌道を説明するための図である。
【図４】図４は、図１に示したカラー陰極線管におけるシャドウマスクの構造を概略的に示す平面図である。
【図５】図５は、パネル内面における長軸に沿った方向の曲率の分布の一例を示す図である。
【図６】図６は、パネル内面の概略的な曲面形状を説明するための図である。
【図７】図７は、シャドウマスクにおける長軸に沿った方向の曲率の分布の一例を示す図である。
【図８】図８は、シャドウマスクの概略的な曲面形状を説明するための図である。
【図９】図９は、ドーミングによる電子ビームのミスランディングを説明するための図である。
【図１０】図１０は、長軸上の断面形状を規定する関数の次数に対するドーミングによるミスランディング量の関係の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、マスク本体の長軸上の座標値に対する短軸方向に沿った曲率の関係の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、マスク本体における長軸上の座標値に対する電子ビーム通過孔間隔の関係の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、パネル内面の長軸上の座標値に対する短軸方向に沿った曲率の関係の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１…有効部、３…パネル、３Ｌ…長辺、３Ｓ…短辺、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…マスク本体、７Ｌ…長辺、７Ｓ…短辺、７１…有効領域、１０…ネック、９…シャドウマスク、１２…電子銃構体、１３…偏向ヨーク、２０…真空外囲器
【図１】
2005056835.tif 000003
【図２】
2005056835.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005056835.tif 000006
【図５】
2005056835.tif 000007
【図６】
2005056835.tif 000008
【図７】
2005056835.tif 000009
【図８】
2005056835.tif 000010
【図９】
2005056835.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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