(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に矩形状のパネルの有効部の凹曲面からなる内面に蛍光体スクリーンが形成され、この蛍光体スクリーンに対向する曲面からなる有効部を有し、この有効部の短軸方向に複数個のスリット状開孔が列状に配列形成され、この短軸方向のスリット状開孔列が長軸方向に複数列配列形成されてなるマスク曲面がパネルに向かって凸曲面となっている実質的に矩形状のシャドウマスクを有するカラー受像管において、
上記シャドウマスクは短軸端水平方向のスリット状開孔列の配列間隔ＰＬ（ｋ）と長軸上のスリット状開孔列の配列間隔ＰＣ（ｋ）との差ｄ（ｋ）＝ＰＬ（ｋ）−ＰＣ（ｋ）が、シャドウマスクの有効部の長軸方向長さの１／２をｈとするとき、短軸からの長軸方向への距離が０．４ｈ〜０．９ｈの間において最大に形成されて差ｄ（ｋ）が滑らかに変化し０．４ｈ〜０．９ｈの間に一度だけ極大値を持ち、差ｄ（ｋ）最大の箇所で開孔列間隔は短軸方向に沿ってＰＣ（ｋ）からＰＬ（ｋ）まで滑らかに且つ単調に増加するとともに、長軸端のスリット状開孔列の配列間隔が隅部のスリット状開孔列の配列間隔よりも大きく形成されていることを特徴とするカラー受像管。
【請求項２】
実質的に矩形状のパネルの有効部の凹曲面からなる内面に蛍光体スクリーンが形成され、この蛍光体スクリーンに対向する曲面からなる有効部を有し、この有効部の短軸方向に複数個のスリット状開孔が列状に配列形成され、この短軸方向のスリット状開孔列が長軸方向に複数列配列形成されてなるマスク曲面がパネルに向かって凸曲面となっている実質的に矩形状のシャドウマスクを有するカラー受像管において、
上記シャドウマスクは短軸端水平方向のスリット状開孔列の配列間隔ＰＬ（ｋ）と長軸上のスリット状開孔列の配列間隔ＰＣ（ｋ）との差ｄ（ｋ）＝ＰＬ（ｋ）−ＰＣ（ｋ）が、シャドウマスクの有効部の長軸方向長さの１／２をｈとするとき、短軸からの長軸方向への距離が０．４ｈ〜０．９ｈの間において最大に形成されて差ｄ（ｋ）が滑らかに変化し０．４ｈ〜０．９ｈの間に一度だけ極大値を持ち、差ｄ（ｋ）最大の箇所で開孔列間隔は短軸方向に沿ってＰＣ（ｋ）からＰＬ（ｋ）まで滑らかに且つ単調に増加するとともに、長軸端のスリット状開孔列の配列間隔が隅部のスリット状開孔列の配列間隔よりも大きく、かつ短軸端のスリット状開孔列の配列間隔が中心部のスリット状開孔列の配列間隔と等しく形成されていることを特徴とするカラー受像管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、カラー受像管に係り、特にシャドウマスクの局部的なドーミングを抑制したカラー受像管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にカラー受像管は、パネル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に対向して、シャドウマスクが配置され、電子銃から放出された３電子ビームにより、シャドウマスクを介して上記蛍光体スクリーンを走査することにより、カラー画像を表示する構造に形成されている。この蛍光体スクリーン上に描かれるカラー画像の色純度を良好にするためには、シャドウマスクにより電子銃から放出された３電子ビームがそれぞれ対応する３色蛍光体層に正しくランディングするように選別する必要がある。そのためには、蛍光体スクリーンに対してシャドウマスクを所定の関係、すなわち、シャドウマスクと蛍光体スクリーンとの間隔（ｑ値）が常に所定の許容範囲にあるようにしなければならない。
【０００３】
しかしながら一般にシャドウマスク型カラー受像管では、蛍光体スクリーンに到達する電子ビームは、電子銃から放出された電子ビームの１／３以下であり、他の電子ビームは、シャドウマスクに衝突する。そのため、シャドウマスクは、この電子ビームの衝突により加熱膨張して、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。
【０００４】
このドーミングには比較的長時間動作したあと、シャドウマスク本体とフレームが同時に熱膨張し、カラー受像管の中心軸より水平方向に向かって生じるドーミングと、マスク本体が局部的に加熱膨張するために、比較的短時間にスクリーン方向に向かって生じる局部的なドーミングとがある。このドーミングによるシャドウマスクの位置変化が上記ｑ値の許容範囲を越えると、３色蛍光体層に対する電子ビームのランディングがずれ、色純度の劣化をおこす。このドーミングによる電子ビームのランディングずれは、画面上の画像パターンの位置、輝度と、この画像パターンの継続時間により大きく異なる。
【０００５】
図５に、画面上に局部的に高輝度画像を表示した場合に生ずる局部的なドーミングを示す。シャドウマスク１は、パネル２に設けられたスタッドピン３とマスクフレーム４に取付けられた弾性支持体５との係合により、パネル２の内面に形成された蛍光体スクリーン６と所定の間隔で実線で示した位置に支持されているとする。このシャドウマスク１に低輝度画像を表示する電流密度の低い電子ビーム７が衝突しても、この場合は、位置変化はほとんどおこらず、位置Ａにある１個の開孔８を通過した電子ビーム７は、対応する蛍光体層９に正しくランディングする。しかし局部的に高輝度画像を表示する電流密度の高い電子ビーム７が衝突すると、シャドウマスク１は、一点鎖線で示したように局部的に加熱膨張する。その結果、開孔８の位置がＡからＢに移動し、電子ビーム７は、対応する蛍光体層９に正しくランディングしなくなり、色ずれが生ずる。この局部的に高輝度画像を表示した場合に現れる局部的なランディングずれは、画面中央部よりも短辺に近づくほど発生しやすく、特に画面中央と水平軸（Ｘ軸）端（短辺）との中間部に発生しやすい。
【０００６】
このシャドウマスクの局部的な加熱膨張により生ずる局部的なランディングずれは、曲率の小さいシャドウマスクほど発生しやすい。したがってシャドウマスクの局部的な加熱膨張によるランディングずれを小さくして色ずれを防止するためには、シャドウマスクの曲率を大きくすることが望まれる。そのために従来蛍光体スクリーンを構成する３色蛍光体層を垂直方向に長いストライプ状とし、この蛍光体スクリーンに対応して、垂直方向に複数個のスリット状開孔が列状に配列形成され、この垂直方向のスリット状開孔列が水平方向に複数列並列形成されたシャドウマスクを有するカラー受像管において、ストライプ状の３色蛍光体層の水平方向の間隔を蛍光体スクリーンの中心から水平方向に順次大きくし、これに対応して、シャドウマスクのスリット状開孔列の水平方向の間隔も、シャドウマスクの中心から水平方向に順次大きくして、シャドウマスクの水平方向断面の曲率を大きくしたカラー受像管がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように画面上に局部的に高輝度画像を表示した場合、その高輝度画像を表示する高電流密度の電子ビームの衝突により、シャドウマスクが局部的に加熱膨張するために生ずる局部的なランディングずれは、画面の中央部よりも水平軸端に近づくほど発生しやすく、特に画面中央部と水平軸端との中間部に発生しやすい。このシャドウマスクの局部的な加熱膨張により生ずるランディングずれは、曲率の小さいシャドウマスクほど発生しやすい。したがってシャドウマスクの局部的な加熱膨張によるランディングずれを小さくして色ずれを防止するためには、シャドウマスクの曲率を大きくすることが望まれ、そのために従来蛍光体スクリーンを構成する３色蛍光体層を垂直方向に長いストライプ状とし、この蛍光体スクリーンに対応して、垂直方向に複数個のスリット状開孔が列状に配列形成され、この垂直方向のスリット状開孔列が水平方向に複数列並列形成されたシャドウマスクを有するカラー受像管において、ストライプ状の３色蛍光体層の水平方向の間隔を蛍光体スクリーンの中心から水平方向に順次大きくし、これに対応して、シャドウマスクのスリット状開孔列の水平方向の間隔も、シャドウマスクの中心から水平方向に順次大きくして、シャドウマスクの水平方向断面の曲率を大きくし、シャドウマスクの局部的な加熱膨張によるランディングずれを抑制するようにしたカラー受像管が知られている。
【０００８】
しかし最近は、パネルを平坦にしたカラー受像管が主流となりつつあり、このパネルが平坦なカラー受像管では、シャドウマスクの曲面も全体的に平坦になる。そのため、上記シャドウマスクのように水平方向断面の曲率を大きくするだけでは、加熱膨張によるドーミング、特に比較的短時間におこる局部的なドーミングを抑制してランディングずれをなくすことが困難になっている。
【０００９】
この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、シャドウマスクの加熱膨張によるドーミング、特にシャドウマスクの中心と長軸端との間でおこる局部的なドーミングを有効に抑制するカラー受像管を構成することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
実質的に矩形状のパネルの有効部の凹曲面からなる内面に蛍光体スクリーンが形成され、この蛍光体スクリーンに対向する曲面からなる有効部を有し、この有効部の短軸方向に複数個のスリット状開孔が列状に配列形成され、この短軸方向のスリット状開孔列が長軸方向に複数列配列形成されてなるマスク曲面がパネルに向かって凸曲面となっている実質的に矩形状のシャドウマスクを有するカラー受像管において、シャドウマスクの短軸端水平方向のスリット状開孔列の配列間隔ＰＬ（ｋ）と長軸上のスリット状開孔列の配列間隔ＰＣ（ｋ）との差ｄ（ｋ）＝ＰＬ（ｋ）−ＰＣ（ｋ）を、シャドウマスクの有効部の長軸方向長さの１／２をｈとするとき、短軸からの長軸方向への距離が０．４ｈ〜０．９ｈの間において最大に形成して差ｄ（ｋ）を滑らかに変化させて０．４ｈ〜０．９ｈの間に一度だけ極大値を持ち、差ｄ（ｋ）最大の箇所で開孔列間隔が短軸方向に沿ってＰＣ（ｋ）からＰＬ（ｋ）まで滑らかに且つ単調に増加させ、かつ長軸端のスリット状開孔列の配列間隔を隅部のスリット状開孔列の配列間隔よりも大きく形成した。
【００１１】
さらにそのスリット状開孔列の配列間隔について、短軸端でのスリット状開孔列の配列間隔を中心部でのスリット状開孔列の配列間隔と等しく形成した。
【００１２】
【作用】
上記のように構成すると、たとえば映り込みが自然にみえる平坦なパネルを有するカラー受像管においても、相対的に長軸上中間部よりも長辺上中間部の方がパネル内面とシャドウマスクとの間隔を大きくでき、シャドウマスクの中心と長軸端との中間部の短軸方向断面曲率を大きくできる。その結果、シャドウマスクの中心と長軸端との中間部に生じやすい局部的なドーミングを抑制して、ランディングずれを小さくすることができる。
【００１３】
【実施例】
以下、図面を参照してこの発明を実施例に基づいて説明する。
【００１４】
図３にその一実施例であるカラー受像管を示す。このカラー受像管は、曲面からなる有効部１０の周辺部にスカート部１１が設けられた実質的に矩形状のパネル１２と、そのスカート部１１に接合された漏斗状のファンネル１３とからなる外囲器を有する。そのパネル１２の有効部１０の内面は、非球面状の凹曲面からなり、この有効部１０の内面には、青、緑、赤に発光する垂直方向（短軸方向）に長いストライプ状の３色蛍光体層が水平方向（Ｘ軸方向）（長軸方向）に並列形成された蛍光体スクリーン１４が設けられている。この蛍光体スクリーン１４と対向してシャドウマスク１５が配置されている。このシャドウマスク１５は、実質的に矩形状をなし、後述するように多数のスリット状開孔が形成された曲面からなる有効部を有するマスク本体１６と、このマスク本体１６の周辺部に取付けられたマスクフレーム１７とからなり、パネル１２のスカート部１１に設けられたスタッドピン１８とマスクフレーム１７に取付けられてこのスタッドピン１８に係合する弾性支持体１９とにより、マスク本体１６の有効部が蛍光体スクリーン１４と所定間隔離れて対向するようにパネル１２の内側に支持されている。またファンネル１３のネック２１内に、同一水平面上を通る一列配置の３電子ビーム２２B ，２２G ，２２R を放出する電子銃２３が配置されている。
【００１５】
そして、この電子銃２３から放出される３電子ビーム２２B ，２２G ，２２R をファンネル１３の外側に装着された偏向装置２５の発生する磁界により偏向し、シャドウマスク１５の開孔を介して蛍光体スクリーン１４を水平、垂直走査することにより、図４に示す矩形領域２６にカラー画像を表示する構造に形成されている。
【００１６】
上記シャドウマスク１５のスリット状開孔は、蛍光体スクリーン１４のストライプ状の３色蛍光体層に対応して、垂直方向にブリッジを介して複数個のスリット状開孔が列状に配列され、この垂直方向のスリット状開孔列が水平方向に複数列並列配置されたものとなっている。このスリット状開孔列の水平方向の配列は、図２に示すように、シャドウマスクの中心（Ｘ＝０，Ｙ＝０）でのスリット状開孔列の間隔をＰO 、水平軸端（Ｘ軸端）でのスリット状開孔列の間隔をＰH 、垂直軸端（Ｙ軸端）でのスリット状開孔列の間隔をＰV 、対角軸端（隅部）でのスリット状開孔列の間隔をＰD 、スリット状開孔列の水平方向の配列数の１／２をｎとし、ＰO からＰH へと変化する水平軸上での（ｋ−１）番目と（ｋ）番目とのスリット状開孔列の間隔をＰC(k)、ＰV からＰD へと変化する垂直軸端水平方向（長辺周辺部）での（ｋ−１）番目と（ｋ）番目とのスリット状開孔列の間隔をＰL(k)とする。すなわち、水平軸上でのスリット状開孔列の間隔をシャドウマスク１５の中心から水平軸端方向に
ＰO ……ＰC(k)……ＰH
垂直軸端水平方向（長辺側周辺部）でのスリット状開孔列の間隔を垂直軸端から対角軸端方向に
ＰV ……ＰL(k)……ＰD
とする。
【００１７】
ここで、マスク本体の水平方向断面の曲率を大きくするため、水平軸上でのスリット状開孔列の間隔ＰC(k)を、Ａを定数として数１により設定する。
【数１】
0003894962.tif 000002
この数１により設定される水平軸上でのスリット状開孔列の間隔ＰC(k)の変化の一例を図１に曲線２８で示す。そしてこの水平軸上でのスリット状開孔列の間隔ＰC(k)に対して、図１に曲線２９で示したように、垂直軸端水平方向でのスリット状開孔列の間隔ＰL(k)を、Ｂm を定数として数２により設定する。
【数２】
0003894962.tif 000003
このようにすると、定数Ｂm を適切に選定することにより、水平方向の中間部において、垂直軸端水平方向でのスリット状開孔列の間隔ＰL(k)を水平軸上でのスリット状開孔列の間隔ＰC(k)よりも大きく
ＰL(k)＞ＰC(k)
として、それらの差
ｄ(k) ＝ＰL(k)−Ｐc(k)
をシャドウマスクの中心と水平軸端との間、すなわち水平軸上の中間部において最大にすることができる。なお、この場合、短辺上での水平軸端と対角軸端（隅部）のスリット状開孔列の間隔ＰH ，ＰD は、
ＰL ＜ＰC
すなわち、
ＰD ＜ＰH
となり、垂直軸上では、
ＰL ＝ＰC
すなわち、
ＰV ＝Ｐ0
となっている。
【００１８】
このシャドウマスクの具体例として、２８インチカラー受像管用シャドウマスクについて説明すると、
シャドウマスク中心部でのスリット状開孔列の間隔  ＰO ＝０．７０
水平軸端でのスリット状開孔列の間隔              ＰH ＝０．８４
垂直軸端でのスリット状開孔列の間隔              ＰV ＝０．７０
対角軸端でのスリット状開孔列の間隔              ＰD ＝０．８３
とし、このスリット状開孔列の間隔分布として、
Ａ＝１．９０３×１０-6
Ｂ1 ＝３．２００×１０-6
Ｂ2 ＝−１．０４０×１０-11 
Ｂ3 ＝−１．１６０×１０-16 
に選定する。このようにすると、シャドウマスクの垂直方向断面の曲率半径を、シャドウマスクの中心から水平軸端方向の２００mmの位置において、１５７０mmと、従来のシャドウマスクの１７３０mmに対して小さくできる。
【００１９】
したがって上記のようにシャドウマスクを構成することにより、従来水平軸上の中間部において生じた局部的なドーミング、すなわち、シャドウマスク有効部の水平軸方向長さの１／２をｈとするとき、垂直軸からの距離が０．４ｈ〜０．９ｈの間に生ずる局部的なドーミングを抑制して、局部的なランディングずれを小さくすることができる。したがって色純度の劣化を大幅に改善することができ、特に映り込みが自然にみえるカラー受像管など、平坦なパネルを有するカラー受像管に適用して大きな効果が得られる。
【００２０】
また上記のようにシャドウマスクの曲率を大きくすると、機械的強度が向上し、衝撃や振動によるシャドウマスクの変形を防止でき、この変形のために生ずる色再現性の劣化を防止できる。さらにシャドウマスクの曲面を精度よく成形することができ、シャドウマスクの製造工程における不良の発生を低減できる。
【００２１】
【発明の効果】
実質的に矩形状のパネルの有効部の凹曲面からなる内面に形成された蛍光体スクリーンに対向する曲面からなる有効部の短軸方向に複数個のスリット状開孔が列状に配列形成され、この短軸方向のスリット状開孔列が長軸方向に複数列配列形成されてなるマスク曲面がパネルに向かって凸曲面となっている実質的に矩形状のシャドウマスクを有するカラー受像管において、シャドウマスクの短軸端水平方向のスリット状開孔列の配列間隔ＰＬ（ｋ）と長軸上のスリット状開孔列の配列間隔ＰＣ（ｋ）との差ｄ（ｋ）＝ＰＬ（ｋ）−ＰＣ（ｋ）を、シャドウマスクの有効部の長軸方向長さの１／２をｈとするとき、短軸からの長軸方向への距離が０．４ｈ〜０．９ｈの間において最大に形成して差ｄ（ｋ）を滑らかに変化させ０．４ｈ〜０．９ｈの間に一度だけ極大値を持ち、差ｄ（ｋ）最大の箇所で開孔列間隔は短軸方向に沿ってＰＣ（ｋ）からＰＬ（ｋ）まで滑らかに且つ単調に増加するとともに、長軸端のスリット状開孔列の配列間隔を隅部のスリット状開孔列の配列間隔よりも大きく形成すると、またそのスリット状開孔列の配列間隔について、さらに短軸端のスリット状開孔列の配列間隔を中心部でのスリット状開孔列の配列間隔と等しく形成すると、長軸方向断面の曲率を大きく保ったまま、シャドウマスクの中心と長軸端との間における短軸方向断面の曲率を大きくすることができ、従来長軸上の中間部に生じた局部的なドーミングを抑制して、局部的なランディングずれを小さくすることができ、色純度の劣化を大幅に改善することができる。特に映り込みが自然にみえるカラー受像管など、平坦なパネルを有するカラー受像管に適用して大きな効果が得られる。またシャドウマスクの機械的強度が向上し、衝撃や振動によるシャドウマスクの変形を防止でき、この変形のために生ずる色再現性の劣化を防止できる。またシャドウマスクの曲面を精度よく成形することができ、シャドウマスクの製造工程における不良の発生を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例であるカラー受像管のシャドウマスクのスリット状開孔列の長軸方向の配列間隔の変化を示す図である。
【図２】シャドウマスクの水平軸上でのスリット状開孔列の間隔および垂直軸端水平方向のスリット状開孔列の間隔を示す図である。
【図３】この発明の一実施例であるカラー受像管の構成を示す図である。
【図４】蛍光体スクリーン上にカラー画像の描かれる領域を示す図である。
【図５】シャドウマスクのドーミングにより生ずるランディングずれを説明するための図である。
【符号の説明】
１０…有効部
１２…パネル
１４…蛍光体スクリーン
１５…シャドウマスク
１６…マスク本体
１７…マスクフレーム
２２B ，２２G ，２２R …３電子ビーム
２３…電子銃
【図１】
0003894962.tif 000004
【図２】
0003894962.tif 000005
【図３】
0003894962.tif 000006
【図４】
0003894962.tif 000007
【図５】
0003894962.tif 000008