(57)【要約】【課題】視認性を劣化させずに、ドーミングによる色純度の劣化の低減する。【解決手段】シャドウマスク４の多数の電子ビーム通過孔が形成された有孔部４１の曲面形状をｚ＝ｆ（ｘ，ｙ）なる関数で表示したとき、ｚの値は有孔部４１の中心以外にて極大値をとる。更に、ＸＺ平面と平行で且つ有孔部４１の長辺４１Ｌ又はその近傍を通る断面においてシャドウマスク４がなす曲線は、Ｙ軸から離れるにしたがってそのＺ軸座標値が単調減少する変曲点を有さない曲線であり、且つ、ＹＺ平面と平行で且つ有孔部４１の短辺４１Ｓ又はその近傍を通る断面においてシャドウマスク４がなす曲線は、Ｘ軸から離れるにしたがってそのＺ軸座標値が単調減少する変曲点を有さない曲線である。【選択図】図４
2007311078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面に蛍光体スクリーンが形成されたほぼ矩形状の有効部を有するパネルと、前記パネルに接続された略漏斗状のファンネルと、前記ファンネルのネック部内に配設され前記蛍光体スクリーンに向かって３電子ビームを放射する１つの電子銃と、前記蛍光体スクリーンに対向し前記３電子ビームが通過する多数の電子ビーム通過孔が形成されたほぼ矩形状の有孔部及び前記有孔部の周囲に設けられたスカート部を有するシャドウマスクと、前記パネルの内壁面に取り付けられて、前記シャドウマスクを保持するほぼ矩形枠状のマスクフレームとを備えたカラー受像管であって、
管軸をＺ軸、前記Ｚ軸と直交し前記有効部の長辺方向と平行な軸をＸ軸、前記Ｚ軸と直交し前記有効部の短辺方向と平行な軸をＹ軸とし、前記ネック部から前記パネルに向かう向きを前記Ｚ軸の正の向きとし、前記Ｚ軸の正の側から負の側を見たときに左側から右側に向かう向きを前記Ｘ軸の正の向きとし、前記Ｚ軸の正の側から負の側を見たときに下側から上側に向かう向きを前記Ｙ軸の正の向きとする３次元直交座標系を設定し、
前記シャドウマスクの前記有孔部の曲面形状をｚ＝ｆ（ｘ，ｙ）なる関数で表示したとき、ｚの値は前記有孔部の中心以外にて極大値をとり、
前記Ｘ軸及び前記Ｚ軸を含むＸＺ平面と平行で且つ前記有孔部の長辺又はその近傍を通る断面において前記シャドウマスクがなす曲線は、前記Ｙ軸から離れるにしたがってそのＺ軸座標値が単調減少する変曲点を有さない曲線であり、
前記Ｙ軸及び前記Ｚ軸を含むＹＺ平面と平行で且つ前記有孔部の短辺又はその近傍を通る断面において前記シャドウマスクがなす曲線は、前記Ｘ軸から離れるにしたがってそのＺ軸座標値が単調減少する変曲点を有さない曲線であることを特徴とするカラー受像管。
【請求項２】
前記有孔部の周縁と前記ＸＺ平面との交点である２つの長軸端と前記有孔部の中心との間の２つの領域のそれぞれにおいて、ｚの値が極大値をとる請求項１に記載のカラー受像管。
【請求項３】
内面に蛍光体スクリーンが形成されたほぼ矩形状の有効部を有するパネルと、前記パネルに接続された略漏斗状のファンネルと、前記ファンネルのネック部内に配設され前記蛍光体スクリーンに向かって３電子ビームを放射する１つの電子銃と、前記蛍光体スクリーンに対向し前記３電子ビームが通過する多数の電子ビーム通過孔が形成されたほぼ矩形状の有孔部及び前記有孔部の周囲に設けられたスカート部を有するシャドウマスクと、前記パネルの内壁面に取り付けられて、前記シャドウマスクを保持するほぼ矩形枠状のマスクフレームとを備えたカラー受像管であって、
管軸をＺ軸、前記Ｚ軸と直交し前記有効部の長辺方向と平行な軸をＸ軸、前記Ｚ軸と直交し前記有効部の短辺方向と平行な軸をＹ軸とし、前記ネック部から前記パネルに向かう向きを前記Ｚ軸の正の向きとし、前記Ｚ軸の正の側から負の側を見たときに左側から右側に向かう向きを前記Ｘ軸の正の向きとし、前記Ｚ軸の正の側から負の側を見たときに下側から上側に向かう向きを前記Ｙ軸の正の向きとする３次元直交座標系を設定し、
前記パネルの前記有効部の内面の曲面形状をｚ＝ｇ（ｘ，ｙ）なる関数で表示したとき、前記有効部の中心及び４つの対角軸端を除く領域において、ｚの値が極大値をとることを特徴とするカラー受像管。
【請求項４】
前記有効部の周縁と前記ＸＺ平面との交点である２つの長軸端と前記有効部の中心との間の２つの領域のそれぞれにおいて、ｚの値が極大値をとる請求項３に記載のカラー受像管。
【請求項５】
内面に蛍光体スクリーンが形成されたほぼ矩形状の有効部を有するパネルと、前記パネルに接続された略漏斗状のファンネルと、前記ファンネルのネック部内に配設され前記蛍光体スクリーンに向かって３電子ビームを放射する１つの電子銃と、前記蛍光体スクリーンに対向し前記３電子ビームが通過する多数の電子ビーム通過孔が形成されたほぼ矩形状の有孔部及び前記有孔部の周囲に設けられたスカート部を有するシャドウマスクと、前記パネルの内壁面に取り付けられて、前記シャドウマスクを保持するほぼ矩形枠状のマスクフレームとを備えたカラー受像管であって、
管軸をＺ軸、前記Ｚ軸と直交し前記有効部の長辺方向と平行な軸をＸ軸、前記Ｚ軸と直交し前記有効部の短辺方向と平行な軸をＹ軸とし、前記ネック部から前記パネルに向かう向きを前記Ｚ軸の正の向きとし、前記Ｚ軸の正の側から負の側を見たときに左側から右側に向かう向きを前記Ｘ軸の正の向きとし、前記Ｚ軸の正の側から負の側を見たときに下側から上側に向かう向きを前記Ｙ軸の正の向きとする３次元直交座標系を設定し、
前記パネルの前記有効部の中心及び４つの対角軸端を除く領域において、前記有効部のＺ軸方向の厚みは最小となることを特徴とするカラー受像管。
【請求項６】
前記有効部の周縁と前記ＸＺ平面との交点である２つの長軸端と前記有効部の中心との間の２つの領域のそれぞれにおいて、前記有効部のＺ軸方向の厚みは最小となる請求項５に記載のカラー受像管。
【請求項７】
内面に蛍光体スクリーンが形成されたほぼ矩形状の有効部を有するパネルと、前記パネルに接続された略漏斗状のファンネルと、前記ファンネルのネック部内に配設され前記蛍光体スクリーンに向かって３電子ビームを放射する１つの電子銃と、前記蛍光体スクリーンに対向し前記３電子ビームが通過する多数の電子ビーム通過孔が形成されたほぼ矩形状の有孔部及び前記有孔部の周囲に設けられたスカート部を有するシャドウマスクと、前記パネルの内壁面に取り付けられて、前記シャドウマスクを保持するほぼ矩形枠状のマスクフレームとを備えたカラー受像管であって、
管軸をＺ軸、前記Ｚ軸と直交し前記有効部の長辺方向と平行な軸をＸ軸、前記Ｚ軸と直交し前記有効部の短辺方向と平行な軸をＹ軸とし、前記ネック部から前記パネルに向かう向きを前記Ｚ軸の正の向きとし、前記Ｚ軸の正の側から負の側を見たときに左側から右側に向かう向きを前記Ｘ軸の正の向きとし、前記Ｚ軸の正の側から負の側を見たときに下側から上側に向かう向きを前記Ｙ軸の正の向きとする３次元直交座標系を設定し、
前記Ｘ軸及び前記Ｚ軸を含むＸＺ平面に沿った断面における前記パネルの前記有効部のＺ軸方向の厚みを、前記有効部の周縁と前記ＸＺ平面との交点である２つの長軸端でＴｈ、前記有効部の中心でＴｃとしたとき、Ｔｈ＞Ｔｃを満足し、
且つ、前記断面において前記２つの長軸端と前記中心との間の２つの領域での前記有効部のＺ軸方向の厚みは前記Ｔｃより薄いことを特徴とするカラー受像管。
【請求項８】
内面に蛍光体スクリーンが形成されたほぼ矩形状の有効部を有するパネルと、前記パネルに接続された略漏斗状のファンネルと、前記ファンネルのネック部内に配設され前記蛍光体スクリーンに向かって３電子ビームを放射する１つの電子銃と、前記蛍光体スクリーンに対向し前記３電子ビームが通過する多数の電子ビーム通過孔が形成されたほぼ矩形状の有孔部及び前記有孔部の周囲に設けられたスカート部を有するシャドウマスクと、前記パネルの内壁面に取り付けられて、前記シャドウマスクを保持するほぼ矩形枠状のマスクフレームとを備えたカラー受像管であって、
管軸をＺ軸、前記Ｚ軸と直交し前記有効部の長辺方向と平行な軸をＸ軸、前記Ｚ軸と直交し前記有効部の短辺方向と平行な軸をＹ軸とし、前記ネック部から前記パネルに向かう向きを前記Ｚ軸の正の向きとし、前記Ｚ軸の正の側から負の側を見たときに左側から右側に向かう向きを前記Ｘ軸の正の向きとし、前記Ｚ軸の正の側から負の側を見たときに下側から上側に向かう向きを前記Ｙ軸の正の向きとする３次元直交座標系を設定し、
前記Ｘ軸及び前記Ｚ軸を含むＸＺ平面に沿った断面において前記パネルの前記有効部の内面がなす曲線は、前記有効部の周縁と前記ＸＺ平面との交点である２つの長軸端と前記有効部の中心との間の２つの領域のそれぞれにおいて少なくとも１つの変曲点を有することを特徴とするカラー受像管。
【請求項９】
内面に蛍光体スクリーンが形成されたほぼ矩形状の有効部を有するパネルと、前記パネルに接続された略漏斗状のファンネルと、前記ファンネルのネック部内に配設され前記蛍光体スクリーンに向かって３電子ビームを放射する１つの電子銃と、前記蛍光体スクリーンに対向し前記３電子ビームが通過する多数の電子ビーム通過孔が形成されたほぼ矩形状の有孔部及び前記有孔部の周囲に設けられたスカート部を有するシャドウマスクと、前記パネルの内壁面に取り付けられて、前記シャドウマスクを保持するほぼ矩形枠状のマスクフレームとを備えたカラー受像管であって、
管軸をＺ軸、前記Ｚ軸と直交し前記有効部の長辺方向と平行な軸をＸ軸、前記Ｚ軸と直交し前記有効部の短辺方向と平行な軸をＹ軸とし、前記ネック部から前記パネルに向かう向きを前記Ｚ軸の正の向きとし、前記Ｚ軸の正の側から負の側を見たときに左側から右側に向かう向きを前記Ｘ軸の正の向きとし、前記Ｚ軸の正の側から負の側を見たときに下側から上側に向かう向きを前記Ｙ軸の正の向きとする３次元直交座標系を設定し、
前記シャドウマスクの前記電子ビーム通過孔の前記Ｘ軸方向の配置ピッチを、前記シャドウマスクの前記有孔部の周縁と前記Ｘ軸及び前記Ｚ軸を含むＸＺ平面との交点である２つの長軸端でＰＴｈ、前記有孔部の中心でＰＴｃとしたとき、ＰＴｈ＞ＰＴｃを満足し、
且つ、前記ＸＺ平面と前記有孔部とが交差して得られる曲線上の、前記２つの長軸端と前記中心との間の２つの領域での前記電子ビーム通過孔の前記Ｘ軸方向の配置ピッチは前記ＰＴｃより小さいことを特徴とするカラー受像管。
【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。特に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、ほぼ矩形状の有効部１ａと、この周囲に連設されたスカート部１ｂとを備えたパネル１と、スカート部１ｂに接合された漏斗状のファンネル２とからなる真空外囲器９を有する。パネル１の有効部１ａの内面には、黒色非発光物質層とこの黒色非発光物質層が形成されていない領域に設けられた３色蛍光体層とからなる蛍光体スクリーン３が形成されている。蛍光体スクリーン３に対向して、シャドウマスク４が配置されている。シャドウマスク４は矩形枠状のマスクフレーム１１に保持されており、マスクフレーム１１はパネル１の内壁面に取り付けられている。ファンネル２のネック部５内に３電子ビーム６Ｂ，６Ｇ，６Ｒを放出する電子銃７が配設されている。ファンネル２の径大部の内側に、マスクフレーム１１に取付けられた内部磁気シールド１０が配置されている。ファンネル２の外側には偏向装置８が設けられている。電子銃７から放出された３電子ビーム６Ｂ，６Ｇ，６Ｒは偏向装置８が発生する磁界により偏向されて、シャドウマスク４に形成された電子ビーム通過孔を通過して蛍光体スクリーン３を水平方向及び垂直方向に走査して、カラー画像が表示される。
【０００３】
一般に、カラー受像管の蛍光体スクリーン３上に色ずれのない画像を表示するためには、シャドウマスク４の有孔部に形成された電子ビーム通過孔を通過した３電子ビーム６Ｂ，６Ｇ，６Ｒが３色蛍光体層に正しくランディングする必要がある。そのためには、パネル１に対するシャドウマスク４の関係が重要であり、なかでも、パネル１の有効部１ａの内面とシャドウマスク４の電子ビーム通過孔が形成された領域（有孔部）との間隔（ｑ値）が所定の許容範囲内にあることが必要である。
【０００４】
蛍光体スクリーン３に到達する電子ビームは、電子銃７から放出された全電子ビームのうちの一部に過ぎない。残りの電子ビームはシャドウマスク４に衝突し、その際、電子ビームの運動エネルギーは熱エネルギーへと変化してシャドウマスク４を加熱する。このため、シャドウマスク４はその材料の熱膨張係数に応じて熱膨張し、蛍光体スクリーン３に近づくようにその形状がドーム状に変形する。この熱変形は一般にドーミングと呼ばれている。このドーミングにより、電子ビーム通過孔の蛍光体に対する位置が変化し、この位置の変化量が許容値を超えると電子ビームは所望の蛍光体にランディングすることができず、いわゆるミスランディングを生じ、表示画像の色純度を劣化させる。
【０００５】
電子ビーム照射によるシャドウマスク４の熱膨張のなかでも、有孔部の一部のみに多量の電子ビームが照射された場合に、電子ビーム通過孔の蛍光体に対する位置の変化量が特に大きくなり、電子ビームのミスランディングにより色純度が激しく劣化する。例えば、図２に示すように、画面中央と画面の長軸（Ｘ軸）端とのほぼ中間に位置する、短軸（Ｙ軸）方向に延びた帯状領域２０のみを白表示とし、これ以外の領域２１を黒表示とした場合には、色純度が最も劣化しやすいことが一般的に知られている。このような表示を行った場合、シャドウマスク４の有孔部は図３に示すように熱変形する。即ち、有孔部のうち白表示を行う帯状領域２０に対応する部分が局所的に温度上昇し、蛍光体スクリーン３側に突出するように変形する（局所的ドーミング）。このような局所的ドーミングが発生したとき、管軸方向における移動量が大きい有孔部の長軸上の領域に対応する画面の長軸上の領域において、色純度の劣化が最も激しくなる。
【０００６】
近年、カラー受像管の視認性を向上させるため、パネル１の有効部１ａの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９の大気圧に対する強度および視認性の観点から、有効部１ａの内面の曲率半径も大きくする必要がある。有効部１ａの内面の曲率半径を大きくすることにともない、適正な電子ビームランディングを得るためには、シャドウマスク４の有孔部の曲率半径も大きくすることが必要となる。しかし、シャドウマスク４の有孔部の曲率半径を大きくすると、ドーミングによる電子ビーム通過孔の蛍光体に対する位置の変化量が大きくなり、電子ビームのミスランディング量が大きくなるので、色純度の劣化が大きくなる。
【０００７】
このため、パネル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に、シャドウマスク４の材料として熱膨張係数の低い、鉄及びニッケルを主成分とする合金を使用する場合がほとんどである。例えば３６Ｎｉアンバー合金などが使用されることが多い。このアンバー合金は、熱膨張係数は０〜１００℃で１〜２×１０-6とドーミング抑制に有効である反面、高コストである上、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１の有効部１ａの外面が平坦なカラー受像管においては、シャドウマスク４の有孔部の曲率半径が大きいため、その成型加工はさらに難しい。
【０００８】
一方、高純度の鉄を主成分とする材料（以下、「鉄材」という。例えばアルミキルド鋼）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。また、鉄材は、アンバー合金に比べて安価であり、コスト上のメリットも大きい。
【０００９】
しかし、鉄の熱膨張係数は０〜１００℃で約１２×１０-6と大きいので、鉄材からなるシャドウマスク４では上記アンバー合金からなる場合に比べてドーミングによる変形量が格段に大きくなる。特にパネル１の有効部１ａの外面がほぼ平面である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。
【００１０】
上述のように、視認性を向上させるためパネル１の有効部１ａの外面の曲率半径を大きくし、それにともなってシャドウマスク４の有孔部の曲率半径を大きくすると、シャドウマスク４のドーミングによる電子ビームの蛍光体スクリーン３に対するランディング位置ずれ量が大きくなり、色純度の劣化が大きくなる。
【００１１】
また、シャドウマスク４の材料として単価が安く成形性の良好な鉄材を使用した場合、その熱膨張係数が大きいので、シャドウマスク４のドーミングによる電子ビームのランディング位置ずれ量は更に大きくなる。
【００１２】
上記の問題点を解決するために、特許文献１、特許文献２、特許文献３にはシャドウマスクの曲面形状を工夫した様々な提案が報告されている。しかしながら、これらのいずれでも、シャドウマスクの材料が鉄材である場合には、アンバー合金である場合と同等にまでドーミングによる変形量を抑えることは非常に困難である。ドーミングを抑制するためには、シャドウマスクの曲率半径を小さくし、曲率を大きくする必要があるが、そのためにはシャドウマスクの曲面に合わせて、パネルの有効部の内面の曲率半径を小さくする必要がある。しかしながらパネルの有効部の内面の曲率半径を小さくすると、パネルの有効部の周辺部で厚くならざるを得ず、重量増加、及びそれに伴うコスト増加等の問題が生じる。このため、パネルの有効部の中央部と周辺部とでの肉厚差には上限が有り、それに伴い、シャドウマスクの有孔部の中央部に対する周辺部の管軸方向における落ち込み量がある値以下に収まるよう設計する必要がある。
【００１３】
従来のシャドウマスクの有孔部は、管軸が通る中心が管軸方向において最もパネル側に位置する曲面形状を有していた。このような曲面形状では、その曲率は、有孔部の中心に対する周辺部での管軸方向における落ち込み量によりほぼ一義的に決定されてしまい、その曲面形状を工夫しても大きなドーミングが生じる領域で曲率を大きくすることには限界があった。
【特許文献１】特開昭６３−１８１２４３公報
【特許文献２】米国特許第６，６０８，４５４号明細書
【特許文献３】米国特許第６，６７４，２２５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、視認性を劣化させずに、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、内面に蛍光体スクリーンが形成されたほぼ矩形状の有効部を有するパネルと、前記パネルに接続された略漏斗状のファンネルと、前記ファンネルのネック部内に配設され前記蛍光体スクリーンに向かって３電子ビームを放射する１つの電子銃と、前記蛍光体スクリーンに対向し前記３電子ビームが通過する多数の電子ビーム通過孔が形成されたほぼ矩形状の有孔部及び前記有孔部の周囲に設けられたスカート部を有するシャドウマスクと、前記パネルの内壁面に取り付けられて、前記シャドウマスクを保持するほぼ矩形枠状のマスクフレームとを備える。
【００１６】
管軸をＺ軸、前記Ｚ軸と直交し前記有効部の長辺方向と平行な軸をＸ軸、前記Ｚ軸と直交し前記有効部の短辺方向と平行な軸をＹ軸とし、前記ネック部から前記パネルに向かう向きを前記Ｚ軸の正の向きとし、前記Ｚ軸の正の側から負の側を見たときに左側から右側に向かう向きを前記Ｘ軸の正の向きとし、前記Ｚ軸の正の側から負の側を見たときに下側から上側に向かう向きを前記Ｙ軸の正の向きとする３次元直交座標系を設定する。
【００１７】
本発明の第１のカラー受像管では、前記シャドウマスクの前記有孔部の曲面形状をｚ＝ｆ（ｘ，ｙ）なる関数で表示したとき、ｚの値は前記有孔部の中心以外にて極大値をとる。前記Ｘ軸及び前記Ｚ軸を含むＸＺ平面と平行で且つ前記有孔部の長辺又はその近傍を通る断面において前記シャドウマスクがなす曲線は、前記Ｙ軸から離れるにしたがってそのＺ軸座標値が単調減少する変曲点を有さない曲線であり、前記Ｙ軸及び前記Ｚ軸を含むＹＺ平面と平行で且つ前記有孔部の短辺又はその近傍を通る断面において前記シャドウマスクがなす曲線は、前記Ｘ軸から離れるにしたがってそのＺ軸座標値が単調減少する変曲点を有さない曲線である。
【００１８】
本発明の第２のカラー受像管では、前記パネルの前記有効部の内面の曲面形状をｚ＝ｇ（ｘ，ｙ）なる関数で表示したとき、前記有効部の中心及び４つの対角軸端を除く領域において、ｚの値が極大値をとる。
【００１９】
本発明の第３のカラー受像管では、前記パネルの前記有効部の中心及び４つの対角軸端を除く領域において、前記有効部のＺ軸方向の厚みは最小となる。
【００２０】
本発明の第４のカラー受像管では、前記Ｘ軸及び前記Ｚ軸を含むＸＺ平面に沿った断面における前記パネルの前記有効部のＺ軸方向の厚みを、前記有効部の周縁と前記ＸＺ平面との交点である２つの長軸端でＴｈ、前記有効部の中心でＴｃとしたとき、Ｔｈ＞Ｔｃを満足し、且つ、前記断面において前記２つの長軸端と前記中心との間の２つの領域での前記有効部のＺ軸方向の厚みは前記Ｔｃより薄い。
【００２１】
本発明の第５のカラー受像管では、前記Ｘ軸及び前記Ｚ軸を含むＸＺ平面に沿った断面において前記パネルの前記有効部の内面がなす曲線は、前記有効部の周縁と前記ＸＺ平面との交点である２つの長軸端と前記有効部の中心との間の２つの領域のそれぞれにおいて少なくとも１つの変曲点を有する。
【００２２】
本発明の第６のカラー受像管では、前記シャドウマスクの前記電子ビーム通過孔の前記Ｘ軸方向の配置ピッチを、前記シャドウマスクの前記有孔部の周縁と前記Ｘ軸及び前記Ｚ軸を含むＸＺ平面との交点である２つの長軸端でＰＴｈ、前記有孔部の中心でＰＴｃとしたとき、ＰＴｈ＞ＰＴｃを満足し、且つ、前記ＸＺ平面と前記有孔部とが交差して得られる曲線上の、前記２つの長軸端と前記中心との間の２つの領域での前記電子ビーム通過孔の前記Ｘ軸方向の配置ピッチは前記ＰＴｃより小さい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、視認性を劣化させずに、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することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について説明する。
【００２５】
本発明のカラー受像管の基本的構成は、以下に説明するシャドウマスクの有孔部及びパネルの有効部を除いて特に制限はなく、例えば図１に示した従来のカラー受像管と同じであっても良い。従って、従来と共通する部分についての説明を省略し、以下に本発明に特有の構成を説明する。
【００２６】
一般に、カラー受像管の蛍光体スクリーン３上に色ずれのない画像を表示するためには、シャドウマスク４の有孔部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６Ｂ，６Ｇ，６Ｒが３色蛍光体層に正しくランディングする必要がある。そのためには、パネル１に対するシャドウマスク４の関係が重要であり、なかでも、パネル１の有効部１ａの内面とシャドウマスク４の電子ビーム通過孔が形成された領域（有孔部）との間隔（ｑ値）が所定の許容範囲内にあることが必要である。
【００２７】
近年、カラー受像管の視認性を向上させるため、パネル１の有効部１ａの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９の大気圧に対する強度および視認性の観点から、有効部１ａの内面の曲率半径も大きくする必要がある。有効部１ａの内面の曲率半径を大きくすることにともない、適正な電子ビームランディングを得るためには、シャドウマスク４の有孔部の曲率半径も大きくすることが必要となる。
【００２８】
シャドウマスク４の有孔部の曲率半径が大きくなると、その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形性を大幅に改善することが出来る。
【００２９】
しかし、この材料の熱膨張係数は大きいので、図２に示したような局部的な高輝度パターンを表示したとき、有孔部に局部的なドーミングが生じ、局部的な電子ビームのランディング位置ずれ量は短時間で大きくなる。この対策として、パネル１の有効部１ａの内面の曲率半径をできるだけ小さくすることが考えられる。しかし、この場合、有効部１ａの周辺部で肉厚が大きくなることにより、製造工程で熱応力によりパネル１に割れが生じたり、画面周辺部で輝度が低下したりするなどの問題が生じる。
【００３０】
この問題を解決する本発明の一実施例を、画面の対角寸法６８ｃｍ、アスペクト比４：３、パネル１の有効部１ａの外面の曲率半径が５０，０００ｍｍのカラー受像管で説明する。このカラー受像管では、パネル１の有効部１ａの外面は上記のように十分に平坦化されている。シャドウマスク４は、熱膨張係数が０〜１００℃で１２×１０-6の高純度の鉄からなる材料からなる。従って、パネル１の有効部１ａの外面を平坦化しても、シャドウマスク４は、安価でありながら、十分な成形性を有している。
【００３１】
図１に示すように、管軸をＺ軸、Ｚ軸と直交し有効部１ａの長辺方向と平行な軸をＸ軸、Ｚ軸と直交し有効部１ａの短辺方向と平行な軸をＹ軸とする３次元直交座標系を設定する。ネック部５からパネル１に向かう向きをＺ軸の正の向きとし、Ｚ軸の正の側から負の側を見たときに左側から右側に向かう向きをＸ軸の正の向きとし、Ｚ軸の正の側から負の側を見たときに下側から上側に向かう向きをＹ軸の正の向きとする。図１の矢印の向きは、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸のそれぞれの正の向きを示す。Ｘ軸及びＹ軸の原点は、Ｚ軸と交差する点とする。本発明では、蛍光体スクリーン３が形成されたパネル１の内面上の領域及びこれに対応するパネル１の外面上の領域を「有効部１ａ」と呼ぶ。
【００３２】
図４は、シャドウマスク４の形状を示した斜視図である。シャドウマスク４は、蛍光体スクリーン３と対向し、多数の電子ビーム通過孔（図示せず）が形成されたほぼ矩形状の有孔部４１と、有孔部４１の周囲に設けられたスカート部４３とを有する。有孔部４１内において、Ｙ軸と平行な一直線にほぼ沿って配列された複数の電子ビーム通過孔が電子ビーム通過孔列を形成し、複数の電子ビーム通過孔列がＸ軸方向に所定の間隔で配置されている。スカート部４３はＺ軸とほぼ平行になるように有孔部４１に対して折り曲げられている。図示を省略しているが、有孔部４１とスカート部４３との間に、電子ビーム通過孔が形成されていない領域である無孔部が、有孔部４１の周囲を取り囲み、有孔部４１とほぼ連続する曲面で設けられていても良い。スカート部４３をマスクフレーム１１の内側に嵌め込んで、両者を溶接することにより、シャドウマスク４はマスクフレーム１１と一体化される。このようなシャドウマスク４は、エッチングにより電子ビーム通過孔を形成した金属平板をプレス成形することにより作成される。４１Ｌは有孔部４１の長辺、４１Ｓは有孔部４１の短辺である。
【００３３】
本実施形態では、シャドウマスク４の有孔部４１の曲面形状をｚ＝ｆ（ｘ，ｙ）なる関数で表示したとき、ｚの値は有孔部４１の中心Ｐｍｃ以外にて極大値をとる。好ましくは、有孔部４１の周縁とＸ軸及びＺ軸を含むＸＺ平面との交点である２つの長軸端Ｐｍｈと有孔部４１の中心Ｐｍｃとの間の２つの領域１２のそれぞれにおいて、ｚの値が極大値をとる。より好ましくは、このｚの値の極大値をとる点はＸ軸上に存在する。即ち、本発明のシャドウマスク４の有効部４１は、鞍型（又は、ふたこぶラクダ状）形状を有している。
【００３４】
図５は、Ｘ軸の正の領域及びＹ軸の正の領域で囲まれた１／４象限（第１象限）内のシャドウマスク４の有孔部４１の形状を示した斜視図である。Ｘ軸及びＺ軸を含むＸＺ平面と平行で且つ有孔部４１の長辺４１Ｌ又はその近傍を通る（好ましくは、長辺４１Ｌに沿った）断面においてシャドウマスク４がなす曲線１３は、Ｙ軸から離れるにしたがってそのＺ軸座標値が単調減少する変曲点を有さない曲線である。
【００３５】
また、Ｙ軸及びＺ軸を含むＹＺ平面と平行で且つ有孔部４１の短辺４１Ｓ又はその近傍を通る（好ましくは、短辺４１Ｓに沿った）断面においてシャドウマスク４がなす曲線１４は、Ｘ軸から離れるにしたがってそのＺ軸座標値が単調減少する変曲点を有さない曲線である。
【００３６】
以上のような有孔部４１の曲面は、ｚ＝ｆ（ｘ，ｙ）＝Σａ2i2jｘ2iｙ2j（ｉ＝０，１，２，…，ｍ、ｊ＝０，１，２，…，ｎ）とする曲面式において、係数ａ2i2jの値を適宜決定することにより得られる。表１に、本発明のシャドウマスク（実施例１，２）及び従来のシャドウマスク（従来例１，２）の有孔部４１の曲面形状を定義する係数ａ2i2j（ｍ＝３，ｎ＝３）の値を示す。
【００３７】
【表１】
2007311078.tif 000003
【００３８】
従来のカラー受像管のシャドウマスクの有孔部４１は、通常、その中心Ｐｍｃにてｚの値が最大値（極大値）をとり、中心Ｐｍｃから離れるほどｚの値が単調減少する曲面を有していた。例えば、従来の有孔部４１の曲面形状としては、従来例１のような単純球面、または、従来例２のような有孔部４１の中心Ｐｍｃから周辺に近づくにしたがって曲率が急に大きくなる高次非球面等が主流であった。表２に、実施例１，２及び従来例１，２の有孔部４１の曲面形状を比較して示す。
【００３９】
【表２】
2007311078.tif 000004
【００４０】
表２において、「対角軸端Ｐｍｄでの落ち込み量Ｚｍｄ」とは、有孔部４１の対角軸端Ｐｍｄと中心ＰｍｃとのＺ軸座標値の差を意味する。「点ＰｍH/3での曲率半径」とは、中心Ｐｍｃと長軸端ＰｍｈとのＸ軸方向距離をＨ／２としたとき、（ｘ，ｙ）＝（Ｈ／３，０）である点ＰｍH/3での有孔部４１の曲率半径を意味する。「ＲX」はＸＺ面と平行な面に沿った断面での曲率半径、「ＲY」はＹＺ面と平行な面に沿った断面での曲率半径、「Ｒmax.」は最大曲率半径、「Ｒmin.」は最小曲率半径をそれぞれ意味する。
【００４１】
実施例１，２及び従来例１，２では、視認性、製造条件、コスト等を考慮し、パネル１の有効部１ａの中心Ｐｐｃでのガラスの厚さＴｃを１１．５ｍｍ、有効部１ａの対角軸端Ｐｐｄでのガラスの厚さＴｄを２５．０ｍｍとした。一般に、シャドウマスク１の有孔部４１の対角軸端Ｐｍｄでの落ち込み量Ｚｍｄは、パネル１の内面とシャドウマスク４との間の距離（ｑ値）を適正に保つ必要があるという条件を満たすために、パネル１の形状に応じてほぼ決定される。実施例１，２及び従来例１，２では、比較しやすさも考慮して、対角軸端Ｐｍｄでの落ち込み量Ｚｍｄを２０ｍｍとした。
【００４２】
通常、対角寸法６８ｃｍのカラー受像管では、シャドウマスク４の有孔部４１の対角軸方向寸法Ｄは６２０ｍｍ程度、Ｘ軸方向寸法Ｈは５００ｍｍ程度、Ｙ軸方向有効寸法Ｖは３７０ｍｍ程度である。
【００４３】
シャドウマスク４のドーミングによる電子ビームのランディング位置の移動量は、通常、シャドウマスク４の中心Ｐｍｃから、Ｘ軸方向にＨ／３離れた点ＰｍH/3又はその近傍にて最大となる。ドーミング時のシャドウマスク４の変形量は、通常、シャドウマスク４の曲率によって決まり、曲率が大きいほど変形量が小さくなることが知られている。一般に、３次元曲面上の各点での曲率は、平均曲率ρ＝１／Ｒmax.＋１／Ｒmin.によって定義される。中心Ｐｍｃから離れるにしたがって中心Ｐｍｃに対するＺ軸座標値差（落ち込み量）が大きくなる（即ち、ｚの値が単調減少する）曲面では、この平均曲率とドーミングによる変形量との間に逆相関関係が認められる。しかしながら、Ｒmax.がマイナスの値をとる鞍型のような曲面では、１／Ｒmax.2＋１／Ｒmin.2の値も考慮する必要がある。表２に記した従来例１，２、実施例１，２ではいずれも対角軸端Ｐｍｄでの落ち込み量Ｚｍｄが２０ｍｍである。しかしながら、点ＰｍH/3での曲面形状に着目すると、従来例１の球面ではＲmax.＝２４１３ｍｍ、Ｒmin.＝２４０７ｍｍ、平均曲率は８．２９９×１０-4であるのに対し、従来例２の高次非球面では、Ｒmax.＝１７６６ｍｍ、Ｒmin.＝１２０４ｍｍ、平均曲率は１．３９７×１０-3である。このように、従来例２では、点ＰｍH/3での平均曲率が大きくなるように曲面形状が工夫されている。しかしながら、従来例２のシャドウマスク４の材料として鉄材を使用すると、ドーミングによる変形量は十分に小さいとは言えず、更なる改良が必要となっていた。
【００４４】
シャドウマスク４の有孔部４１をｚ＝ｆ（ｘ，ｙ）で表したときに、ｚの値の極大値が、従来は中心Ｐｍｃに存在していたのに対して、本発明では点ＰｍH/3又はその近傍に存在している。本発明は、これにより、対角軸端Ｐｍｄでの落ち込み量Ｚｍｄを従来と同じ値に維持したまま、この点ＰｍH/3での曲率を十分に大きくすることが出来る。実施例１では、点ＰｍH/3で、Ｒmax.＝１０１２ｍｍ、Ｒmin.＝９８６ｍｍ、平均曲率は２．００２×１０-3であり、従来例２よりも更に平均曲率が大きい。実施例２は、ｚの値の極大値を実施例１より更に大きくした例であって、点ＰｍH/3で、Ｒmax.＝１０１６ｍｍ、Ｒmin.＝８２３ｍｍ、平均曲率は２．１９９×１０-3と実施例１よりも更に平均曲率が大きい。以上のように、本発明によれば、ドーミングによる変形量が最も大きくなりやすい点ＰｍH/3及びその近傍での曲率を十分に大きくすることが可能である。
【００４５】
実際に、図２に示すように、点ＰｍH/3に対応するパネル１の有効部１ａ上の点を含む領域２０に高輝度の白色表示を行うようにカラー受像管に信号を入力し、図３のようにシャドウマスク４が熱変形した結果生じる電子ビームのランディング位置のＸ軸方向のずれ量を測定した。従来例２でのランディング位置ずれ量を１００とした場合、実施例１、２のランディング位置ずれ量は、それぞれ、７２、６６であり、本発明によればドーミングによる色純度の劣化が生じにくいことが確認された。
【００４６】
本発明では、シャドウマスク４の有孔部４１は、中心ＰｍｃでのＸ軸方向の曲率半径ＲXがマイナスの値、Ｙ軸方向の曲率半径ＲYがプラスの値をとる鞍型形状であり、中心Ｐｍｃでの平均曲率は小さい。しかしながら、鞍型形状の場合にはドーミングによる変形量と逆相関関係を有する１／Ｒmax.2＋１／Ｒmin.2の値を考慮する必要がある。中心Ｐｍｃでの１／Ｒmax.2＋１／Ｒmin.2の値は、実施例１，２では従来例１，２より大きいため、本発明において中心Ｐｍｃでのドーミングによる変形が問題になることはない。また、中心Ｐｍｃ及びその近傍では電子ビームのシャドウマスク４に対する入射角が小さいので、Ｚ軸方向における変位であるドーミングが中心Ｐｍｃ又はその近傍で生じても、電子ビームの蛍光体スクリーンに対するランディング位置の変化量は僅かである。従って、周辺部（例えば点ＰｍH/3）に比べて中心Ｐｍｃでは、本来、ドーミングによる色純度の劣化が問題になることは少ない。よって、本発明のシャドウマスク４の上記の鞍型の曲面形状がドーミングによる色純度の劣化に対して問題になることはない。
【００４７】
図６（Ａ）は、実施例１のシャドウマスク４の有孔部４１の長辺４１Ｌを含むＸＺ面と平行な断面においてシャドウマスク４がなす曲線１３を示した図である。図６（Ｂ）は、実施例１のシャドウマスク４の有孔部４１の短辺４１Ｓを含むＹＺ面と平行な断面においてシャドウマスク４がなす曲線１４を示した図である。両図において、縦軸のＺ軸座標値は、中心ＰｍｃでのＺ軸座標値を０として表示している。上述したように、本発明では、曲線１３は、Ｙ軸から離れるにしたがってそのＺ軸座標値が単調減少する変曲点を有さない曲線であり、曲線１４は、Ｘ軸から離れるにしたがってそのＺ軸座標値が単調減少する変曲点を有さない曲線である。
【００４８】
表３に、従来例１，２及び実施例１，２のシャドウマスク４の図５に示した曲線１３上の各点でのＸ軸方向の曲率半径ＲXを示す。また、表４に、従来例１，２及び実施例１，２のシャドウマスク４の図５に示した曲線１４上の各点でのＹ軸方向の曲率半径ＲYを示す。
【００４９】
【表３】
2007311078.tif 000005
【００５０】
【表４】
2007311078.tif 000006
【００５１】
表３より、従来例１，２及び実施例１，２のいずれにおいても、曲率半径ＲXは正の値であり、これは、曲線１３が、Ｙ軸から離れるにしたがってそのＺ軸座標値が単調減少する変曲点を有さない曲線であることを意味している。また、表４より、従来例１，２及び実施例１，２のいずれにおいても、曲率半径ＲYは正の値であり、これは、曲線１４が、Ｘ軸から離れるにしたがってそのＺ軸座標値が単調減少する変曲点を有さない曲線であることを意味している。
【００５２】
有孔部４１の長辺４１Ｌ又はその近傍での曲面形状を曲線１３のように、また短辺４１Ｓ又はその近傍での曲面形状を曲線１４のように、それぞれ形成することにより、以下のような付加的な効果が得られる。蛍光体スクリーン３は露光法により形成され、この露光法においてシャドウマスク４は紫外線照射時のマスクとして使用される。曲線１３，１４が上記のような曲線であることにより、有孔部４１の形状がパネル１の内面上に適切に投影されるので、パネル１の内面上に蛍光体スクリーン３を、極端に歪むことなく、ほぼ矩形状に形成することができる。また、曲線１３，１４が上記のような曲線であることにより、従来から使用していたシャドウマスク３のプレス成形技術をそのまま使用することができる。
【００５３】
以上のように、シャドウマスク４が本発明の上記の曲面形状を備えることにより、従来の製造技術を使用したままで、効率良くドーミングによる変形量を小さくすることが可能になる。
【００５４】
本発明のカラー受像管では、上記のような鞍型の曲面形状を備えるシャドウマスク４を使用することに加えて、又はこれに代えて、更なる工夫がなされている。即ち、本発明では、パネル１の有効部１ａの内面形状、パネル１の有効部１ａの厚み、及び、シャドウマスク４の有孔部４１内に形成された電子ビーム通過孔のＸ軸方向の配置ピッチＰのうちの少なくとも１つに工夫を施すことにより、シャドウマスク４の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ができる。この場合、好ましくは本発明の上記の鞍型の曲面形状を備えるシャドウマスク４が併用される。以下にこれを説明する。
【００５５】
前述のように、カラー受像管の蛍光体スクリーン３上に色ずれのない画像を表示するためには、シャドウマスク４の有孔部４１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６Ｂ，６Ｇ，６Ｒが３色蛍光体層に正しくランディングする必要がある。そのためには、パネル１に対してシャドウマスク４を所定の関係に配置すること、なかでも、パネル１の有効部１ａの内面とシャドウマスク４の有孔部４１との間隔（ｑ値）を所定の許容範囲内に設定することが必要である。蛍光体スクリーン３上の各点における適正なｑ値は、式（１）により決められる。
【００５６】
ｑ＝Ｌ・ＰＴ／３ｓ    ・・・  式（１）
ここで、ｑ；シャドウマスク４とパネル１の有効部１ａの内面との距離
Ｌ；電子ビーム偏向面とパネル１の有効部１ａの内面との距離
ＰＴ；シャドウマスク４のＹ軸方向に延びる複数の電子ビーム通過孔列のＸ軸方向ピッチ
ｓ；電子ビーム偏向面における隣り合う２電子ビーム間隔
式（１）より明らかなように、適正なｑ値は、電子ビームが通過する点における電子ビーム通過孔のＸ軸方向の配置ピッチＰＴに依存する。一般に、距離Ｌ及び間隔ｓは蛍光体スクリーン３内での電子ビームのランディング位置によらずほぼ一定の値ある。従って、適正なｑ値はシャドウマスク４の有孔部４１内の各点でのピッチＰＴを調整することにより実現可能である。
【００５７】
本発明では、上記の鞍型の曲面形状を備えるシャドウマスク４と好ましく併用することができる下記の２つの手段を提案する。
【００５８】
第１の手段では、シャドウマスク４の電子ビーム通過孔のＸ軸方向配置ピッチＰＴを局部的に調整することなく、パネル１の有効部１ａの内面形状を、シャドウマスク４の有孔部４１の曲面形状にほぼ対応した形状に形成することにより、ｑ値をＺ軸から離れるにしたがってほぼ単調に変化させる。図７は、この第１の手段に対応する実施例３に係るカラー受像管において、パネル１の有効部１ａ内でのＺ軸方向の厚み分布を示した図である。図８は、実施例３に係るカラー受像管において、パネル１の外面及び内面の形状を示した斜視透視図である。図９は、実施例３に係るカラー受像管において、Ｘ軸の正の領域及びＹ軸の正の領域で囲まれた１／４象限（第１象限）内のパネル１の形状を示した斜視図である。
【００５９】
パネル１の有効部１ａの内面の曲面形状をｚ＝ｇ（ｘ，ｙ）なる関数で表示したとき、本発明では、パネル１の有効部１ａの中心Ｐｐｃ及び４つの対角軸端Ｐｐｄを除く領域において、ｚの値が極大値をとる。好ましくは、有効部１ａの周縁とＸＺ平面との交点である２つの長軸端Ｐｐｈと有効部１ａの中心Ｐｐｃとの間の２つの領域（長軸端Ｐｐｈ及び中心Ｐｐｃは含まない）のそれぞれにおいて、ｚの値が極大値をとる。より好ましくは、このｚの値の極大値をとる点はＸ軸上に存在する。
【００６０】
あるいは、本発明では、パネル１の有効部１ａの中心Ｐｐｃ及び４つの対角軸端Ｐｐｄを除く領域において、有効部１の管軸方向の厚みは最小となる。好ましくは、パネル１の有効部１ａの周縁とＸＺ平面との交点である２つの長軸端Ｐｐｈと有効部１ａの中心Ｐｐｃとの間の２つの領域（長軸端Ｐｐｈ及び中心Ｐｐｃは含まない）のそれぞれにおいて、有効部１ａのＺ軸方向の厚みは最小となる。より好ましくは、この厚みが最小となる点はＸ軸上に存在する。
【００６１】
あるいは、本発明では、ＸＺ平面に沿った断面におけるパネル１の有効部１ａのＺ軸方向の厚みを、２つの長軸端ＰｐｈでＴｈ、有効部１の中心ＰｐｃでＴｃとしたとき、Ｔｈ＞Ｔｃを満足し、且つ、前記断面において２つの長軸端Ｐｐｈと中心Ｐｐｃとの間の２つの領域（長軸端Ｐｐｈ及び中心Ｐｐｃは含まない）での有効部１ａのＺ軸方向の厚みはＴｃより薄い。
【００６２】
上述した本発明の鞍型の曲面形状を備えるシャドウマスク４では、有孔部４１の曲面形状をｚ＝ｆ（ｘ，ｙ）で表したときに、ｚの値の極大値が点ＰｍH/3又はその近傍に存在していた。従って、このようなシャドウマスク４と併用されるパネル１の有効部１ａは、点ＰｍH/3に対応する有効部１ａ上の点又はその近傍にてｚの値が極大値をとる曲面形状を有することが好ましい。また、パネル１のＺ軸方向の厚みは、点ＰｍH/3に対応する有効部１ａ上の点又はその近傍にて最小となることが好ましい。図９では、Ｘ軸上において長軸端Ｐｐｈと中心Ｐｐｃとの間に位置する点ＰＴmin.にてパネル１のＺ軸方向の厚みが最小である。表５の「実施例３」に、このような本発明のパネルに対応する一実施例の特徴的形状を示す。
【００６３】
これに対して、従来のシャドウマスク型カラー受像管では、パネル１の有効部１ａの内面の曲面形状をｚ＝ｇ（ｘ，ｙ）なる関数で表示したとき、ｚの値は有効部１ａの中心Ｐｐｃで極大値をとり、また、パネル１の有効部１ａのＺ軸方向の厚みは中心Ｐｐｃにて最小となるのが一般的であった。表５の「従来例３」は、このような従来のパネルに対応する一例の特徴的形状を示す。
【００６４】
【表５】
2007311078.tif 000007
【００６５】
実施例３では、従来例３と同様に、パネル１の有効部１ａの外面形状を半径５０，０００ｍｍの球面とし、中心Ｐｐｃでの厚みを１１．５ｍｍ、対角軸端Ｐｐｄでの厚みを２５．０ｍｍとした。しかしながら、実施例３では、従来例３と異なり、有効部１ａの内面においてｚが極大値をとる位置及びパネル１の有効部１ａの厚みが最小となる位置は、Ｘ軸上中間部（Ｘ軸上の長軸端Ｐｐｈと中心Ｐｐｃとの間の領域）である。図１０及び図１１は、従来例３及び実施例３に係るカラー受像管において、ＸＺ断面でのパネル１の有効部１ａの内面がなす曲線を示した図である。図１１より、実施例３では長軸端Ｐｐｈと中心Ｐｐｃとの間の領域でｚが極大値をとっていることが分かる。本発明の上記の鞍型の曲面形状を備えるシャドウマスク４に実施例３のパネルを組み合わせれば、画面全体にわたって適正なｑ値を容易に得ることができる。但し、Ｘ軸上中間部でのパネル１の厚みを極端に薄くすると、パネル１の内面での外光の反射像の歪みが大きくなり、視認性が劣化する可能性があるので注意を要する。
【００６６】
第２の手段では、パネル１の有効部１ａの内面形状の適正化と、シャドウマスク４の電子ビーム通過孔のＸ軸方向配置ピッチＰＴの局所的な調整との一方又は両方を行うことにより、画面全体にわたって適正なｑ値を得る。
【００６７】
表５の「実施例４」に、有効部１ａの内面形状が適正化された一実施例のパネル１の特徴的形状を示した。実施例４は、パネル１の有効部１ａの内面においてｚが極大値をとる位置及びパネル１の有効部１ａの厚みが最小となる位置が中心Ｐｐｃである点で従来例３と同じであるが、有効部１ａの内面の詳細な形状に関して従来例３と異なる。即ち、図１２に示すように、ＸＺ平面に沿った断面においてパネル１の有効部１ａの内面がなす曲線は、中心Ｐｐｃから離れるにしたがってそのＺ座標値が単調に減少し、且つ、２つの長軸端Ｐｐｈと有効部１ａの中心Ｐｐｃとの間の２つの領域（長軸端Ｐｐｈ及び中心Ｐｐｃは含まない）のそれぞれにおいて２つの変曲点を有している。有効部１ａの内面がこのような曲面形状を有していることにより、本発明の上記の鞍型の曲面形状を備えるシャドウマスク４を使用した際に生じる、実際のｑ値の適正なｑからの乖離の少なくとも一部を補正することができる。実施例４では、ＸＺ平面に沿った断面において有効部１ａの内面がなす曲線が長軸端Ｐｐｈと中心Ｐｐｃとの間の１つの領域内に２つの変曲点を有している例を示したが、１つの領域内に存在する変曲点の数は２に限らず、１又は３以上であっても良い。
【００６８】
シャドウマスク４の電子ビーム通過孔のＸ軸方向配置ピッチＰＴの局所的な調整について説明する。図１３は、実施例４に係るカラー受像管において、ＸＺ平面とシャドウマスク４とが交差して得られる曲線に沿った、電子ビーム通過孔のＸ軸方向配置ピッチＰＴの変化を示した図である。シャドウマスク４の電子ビーム通過孔のＸ軸方向の配置ピッチを、シャドウマスク４の有孔部４１の２つの長軸端ＰｍｈでＰＴｈ、有孔部４１の中心ＰｍｃでＰＴｃとしたとき、ＰＴｈ＞ＰＴｃを満足し、且つ、ＸＺ平面と有孔部４１とが交差して得られる曲線上の、２つの長軸端Ｐｍｈと中心Ｐｍｃとの間の２つの領域（長軸端Ｐｍｈ及び中心Ｐｍｃは含まない）での電子ビーム通過孔のＸ軸方向の配置ピッチはＰＴｃより小さい。電子ビーム通過孔のＸ軸方向配置ピッチＰＴをこのように局所的に調整することにより、実際のｑ値が適正なｑ値から局所的に外れていても、色ずれの発生を防止することができる。
【００６９】
例えば、本発明の上記の鞍型の曲面形状を備えるシャドウマスク４に、図１２に示した有効部１ａの内面形状が適正化されたパネル１を組み合わせた場合、画面内において実際のｑ値が適正なｑから乖離した部分が発生することがある。このような場合に、電子ビーム通過孔のＸ軸方向配置ピッチＰＴを局所的に調整することにより、画面全体においてドーミングによる色純度の劣化を抑えることができる。また、電子ビーム通過孔のＸ軸方向配置ピッチＰＴを局所的に調整することにより、パネル１の有効部１ａの内面形状に対する補正量を少なくすることができるので、有効部１ａの内面での外光の反射像の歪みを少なくすることができ、視認性が劣化するのを防止できる。
【００７０】
以上のように、本発明のカラー受像管によれば、ドーミングによる変形量の大きい領域でシャドウマスクの曲率を十分大きく設定することが出来、画面全面にわたってｑ値を適正範囲内に設定することが出来、更にｑ値の局所的な不良を電子ビーム通過孔のＸ軸方向配置ピッチＰＴで局所的に補償することが出来るので、視認性が高く、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廉価にて提供することが可能になる。
【００７１】
上記の実施例では、パネル１の有効部１ａの外面が曲率半径５０，０００ｍｍとほぼ平坦である場合を例に説明をしたが、本発明はこれに限定されず、パネル１の有効部１ａの外面が球面や非球面等の平坦でない曲面であっても良く、そのような場合でも上記と同様の効果が得られる。
【００７２】
また、上記の実施例では、ｚの極大値がＸ軸上中間部に存在するシャドウマスク４を説明したが、本発明はこれに限定されない。シャドウマスク４上のｚの極大値の位置は、有孔部４１の中心Ｐｍｃ以外であれば良く、Ｘ軸上である必要もない。上記の説明から明らかなように、ドーミングによる変形量が大きな領域においてｚが極大値をとれば、上記の本発明の効果が得られる。同様に、パネル１の有効部１ａの内面上のｚの極大値の位置の位置も、上記の実施例に限定されず、有効部１ａの中心Ｐｐｃ及び４つの対角軸端Ｐｐｄを除く領域に存在すればよい。上記の説明から明らかなように、シャドウマスク４上のドーミングによる変形量が大きな領域に対応するパネル１上の領域においてｚが極大値をとれば、上記の本発明の効果が得られる。
【００７３】
さらに、本発明の効果は、シャドウマスク４の材料として熱膨張係数の大きい鉄材を使用した場合に最も顕著に表れるが、アンバー合金等の低熱膨張材料を使用した場合でも、ドーミングによる変形量は異なるが定性的には同様のドーミングが発生するので、本発明を適用する意義がある。従って、本発明において、シャドウマスク４の材料は鉄材に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明によれば、パネル１の有効部１ａの外面がほぼ平面であり、且つシャドウマスク４の材料として安価な鉄材を使用した場合にもドーミングによる色純度の劣化を低減することができるので、良好なカラー表示を行うことができる安価なカラー受像管として広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】図１は、カラー受像管の一例の概略構成を示した断面図である。
【図２】図２は、色純度がもっとも劣化する表示パターンを示す図である。
【図３】図３は、図２に示す表示を行った場合のシャドウマスクの有孔部の熱変形状態を示した斜視図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係るカラー受像管において、シャドウマスクの形状を示した斜視図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態に係るカラー受像管において、シャドウマスクの有孔部の第１象限内の形状を説明するための図である。
【図６】図６（Ａ）は、本発明の一実施例に係るカラー受像管において、シャドウマスクの有孔部の長辺を含むＸＺ面と平行な断面においてシャドウマスクがなす曲線を示した図である。図６（Ｂ）は、本発明の一実施例に係るカラー受像管において、シャドウマスクの有孔部の短辺を含むＹＺ面と平行な断面においてシャドウマスクがなす曲線を示した図である。
【図７】図７は、本発明の実施例３に係るカラー受像管において、パネルの有効部内でのＺ軸方向の厚み分布を示した図である。
【図８】図８は、本発明の実施例３に係るカラー受像管において、パネルの外面及び内面の形状を示した斜視透視図である。
【図９】図９は、本発明の実施例３に係るカラー受像管において、パネルの第１象限内の形状を説明するための図である。
【図１０】図１０は、従来例３に係るカラー受像管において、ＸＺ断面でのパネルの有効部の内面がなす曲線を示した図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施例３に係るカラー受像管において、ＸＺ断面でのパネルの有効部の内面がなす曲線を示した図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施例４に係るカラー受像管において、ＸＺ断面でのパネルの有効部の内面がなす曲線を示した図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施例４に係るカラー受像管において、ＸＺ平面とシャドウマスクとが交差して得られる曲線に沿った、電子ビーム通過孔のＸ軸方向配置ピッチＰＴの変化を示した図である。
【符号の説明】
【００７６】
１…パネル
１ａ…有効部
１ｂ…スカート部
２…ファンネル
３…蛍光体スクリーン
４…シャドウマスク
４１…有孔部
４３…スカート部
５…ネック部
６Ｂ，６Ｇ，６Ｒ…電子ビーム
７…電子銃
８…偏向装置
９…真空外囲器
１０…内部磁気シールド
１１…マスクフレーム
１２…シャドウマスク上の極大値存在領域
【図１】
2007311078.tif 000008
【図２】
2007311078.tif 000009
【図３】
2007311078.tif 000010
【図４】
2007311078.tif 000011
【図５】
2007311078.tif 000012
【図６】
2007311078.tif 000013
【図７】
2007311078.tif 000014
【図８】
2007311078.tif 000015
【図９】
2007311078.tif 000016
【図１０】
2007311078.tif 000017
【図１１】
2007311078.tif 000018
【図１２】
2007311078.tif 000019
【図１３】
2007311078.tif 000020