JP2000036258A - カラー陰極線管 - Google Patents

カラー陰極線管

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JP2000036258A JP10201625A JP20162598A JP2000036258A JP 2000036258 A JP2000036258 A JP 2000036258A JP 10201625 A JP10201625 A JP 10201625A JP 20162598 A JP20162598 A JP 20162598A JP 2000036258 A JP2000036258 A JP 2000036258A
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伸光 相原
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    • H01J29/02Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof
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    • H01J29/07Shadow masks for colour television tubes
    • H01J29/076Shadow masks for colour television tubes characterised by the shape or distribution of beam-passing apertures

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 垂直方向に真っ直ぐなスロット孔を有するシ
ャドウマスク型カラー陰極線管の場合、画面左右端に近
づくに連れて、スロット孔を通過した電子ビームの蛍光
面上への射影がバナナ状に曲がっているため、他色打裕
度および欠け裕度が減少している。 【解決手段】 スロット孔を予め電子ビーム射影の曲が
りと逆方向に曲げて穿孔することにより、スロット孔を
通過し蛍光面に射突する電子ビーム射影を真っ直ぐに形
成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はカラー陰極線管に係
わり、特にスロット孔を有するシャドウマスクを用いた
カラー陰極線管のスロット孔形状の改善に関する。
【0002】
【従来の技術】ストライプ状蛍光面とスロット孔タイプ
シャドウマスクとからなるシャドウマスク型カラー陰極
線管は、図6に示すようにパネル31とファンネル32
及びネック管33でガラス真空容器を形成し、ネック管
33の内側には電子銃34があり、前記電子銃34から
通常赤、緑、青3色の蛍光体ストライプに対応した3本
の電子ビーム5が射出され、ファンネル32の外側に配
置した偏向ヨーク36により電磁的に偏向され、色選別
用シャドウマスク4のスロット開孔を透過してパネル3
1内面の蛍光面8に形成されている赤、緑、青3色の蛍
光体ストライプ射突し、蛍光体を発光させ画像を形成す
る。従来テレビ用カラー陰極線管には主にストライプ状
蛍光面と、スロット孔タイプシャドウマスクとの組み合
わせが多く用いられてきたが、高解像度表示用カラー陰
極線管用としては主としてドット状蛍光面と丸孔タイプ
シャドウマスクの組み合わせが用いられてきた。テレビ
用カラー陰極線管のシャドウマスクとしては、画面サイ
ズによっても若干の差はあるが、水平ピッチが0.8m
m、垂直ピッチが0.8mm前後が標準的な値である。
一方、高解像度表示用シャドウマスクとしては孔ピッチ
で0.27mmが標準的な寸法である。テレビ用にスロ
ット孔タイプシャドウマスクが用いられている主な理由
は、より明るい画面が得られるということと、ストライ
プ状蛍光面と組み合わせたときに、縦方向のビームラン
ディング裕度が実質的に無限大になるという、ランディ
ング設計のし易さによると言える。一方、高解像度表示
管用に丸孔タイプシャドウマスクを用いる理由は、高解
像度表示可能なシャドウマスクとしては、丸孔タイプの
方が製造が容易ということと、シャドウマスクのプレス
成形が丸孔タイプの方が強度的に均質なため容易である
ことによると言える。しかし、最近になって、高解像度
表示管用としては、ドット状蛍光面よりも、ストライプ
状蛍光面の方が、解像度の点でより適しているらしい、
ということが紹介されている(例えばSID、EURO
Display ’96,p138、L1〜L1
8)。しかもストライプ状蛍光面を有するスロットタイ
プ高解像度管開発の努力は以前より行われており、その
結果、シャドウマスク製造技術およびシャドウマスクプ
レス成形技術の向上と相俟って、スロットタイプシャド
ウマスクを用いた高解像度用カラー陰極線管の製造も行
われるようになってきた。水平ピッチとしては0.25
mm、垂直ピッチとしては0.25mm前後が標準的な
値である。
【0003】しかしピッチが小さくなったことにより、
テレビ用カラー陰極線管では問題とされなかったことが
問題として浮かび上がってきた。それは画面左右両端部
近傍に対応するシャドウマスクスロット孔を通過した電
子ビームの蛍光面8上への射影が図7に示すように、曲
がった電子ビーム射影7bとなり、バナナ状に内向きに
曲がっているということである。なお図7は画面右端近
傍の蛍光面8の拡大図である。蛍光体ストライプ9g、
及び青蛍光体ストライプ9bの順で、蛍光面8の上端か
ら下端まで連続して実質的には真っ直ぐに付いている
が、画面左右両端部近傍のスロット孔に対応した電子ビ
ーム射影は曲がった電子ビーム射影7bとなり果物のバ
ナナのような形状に10μm程度曲がっており、蛍光体
ストライプに対し電子ビーム射影を電子ビーム射影の中
央部で蛍光体ストライプに対してシャストランディング
に調整すると、真っ直ぐな電子ビーム射影7aに比べ
て、内側に曲がった電子ビーム射影7bは、図7及び図
8に示すように電子ビーム射影上下端近傍は画面水平方
向中心方向にずれ、電子ビーム射影7b上下端部近傍の
内側部分は内側隣のストライプを他色打ちし易い部分1
1となり、かつ電子ビーム射影7b上下端部近傍の外側
部分は蛍光体ストライプから電子ビーム射影が欠け易い
部分12を生じる。この現象はテレビ用カラー陰極線管
では問題として認識されていないと想われる。具体的に
数値で検討すると、シャドウマスクの水平ピッチが0.
25mmの17”用高解像度管の場合、蛍光体ストライ
プの幅は約42μm、黒鉛ストライプの幅は約45μm
であり、電子ビーム射影の幅は約75μ程度である。電
子ビーム射影が曲がらず真っ直ぐの場合でも、42μm
のストライプに対して17μmのミスランディングが有
ると輝度ダウンが始まり、29μmのミスランディング
で他色打ちが始まることになる。したがって、10μm
減少するため19μmで他色打ちが生じる。このよう
に、高解像度管の場合約10μmの電子ビーム射影の曲
がりは輝度およびランディング裕度にとって大きな値で
あり、この曲がりを直すことが、スロットタイプ高解像
度管生産にとって、非常に重大な問題である。
【0004】一方、特開平1−320738号では、テ
レビ用カラー陰極線管の場合、その大型化や広偏向角化
に伴いシャドウマスクの板厚を厚くしたために、スロッ
ト効果開孔の周囲の壁部に電子ビームが遮られ、蛍光面
上でのスロット孔の射影としての電子ビーム形状が柿の
種状になるという問題が指摘され、それに対する解決方
法として図9に示すように、スロット透過開孔の画面外
側方向の境界のみを外側に広げスロット孔を部分的に幅
広にすることにより、壁部への衝突による電子ビーム射
影の変形を防止できるという提案が行われている。ま
た、特開平5−6741号では、ビーム射影変形の原因
はスロット孔のコーナ付近の壁が電子ビームを遮ってい
るからと、図10に示すように、スロット透過開孔部1
および表孔大孔径部2のコーナ部を水平方向外側に突出
させてビーム形状を改善するという提案も行われてい
る。シャドウマスクスロット孔を通過した電子ビーム射
影の形状の問題という点で、これらの問題は今までに述
べてきた問題とは似てはいるが、引用したテレビ用のシ
ャドウマスクはその板厚が主として、0.15から0.
18または、0.2から0.3mm程度の厚さであり、
開孔周辺の表孔大開孔の壁部に電子ビームが一部射突し
て蛍光面上の電子ビーム射影の形状が柿の種状になると
いうのに対して、高解像度管用には0.1から0.13
mm程度の薄いシャドウマスクを用いており、スロット
透過開孔部の形状が、平面状には無く、スロット透過開
孔部垂直方向中心部よりも開孔の上下端部の方が30μ
m程度パネルにより近い位置に有るために、開孔を通過
した電子ビーム射影がバナナ状に曲がってしまうという
ことで、両者の問題点及びその原因は異なっている。
【0005】すなわち、今回の高解像度管の電子ビーム
射影曲がりの原因は表孔側のスロット孔周囲の壁部によ
り電子ビームが遮られるからではなく、実質的にビーム
射影形状を決定するスロット透過開孔の最小幅部が平面
上になく、スロット透過開孔の長辺中心部に対して短辺
部がパネル内面方向に近く、その差が30μm程度有る
ためである。つまり平面図としては略矩形形状の画面左
右端近辺のスロット透過開孔は、短辺部はパネル内面に
近いので短辺近傍を通過した電子ビームは内面から遠い
スロット透過開孔中心部を通過した電子ビームよりもよ
り画面の内側にランディングし、スロット中央部を通過
した電子ビームは短辺部よりも外側にランディングする
ため、結果として、電子ビーム射影は上下端部が水平方
向内側に曲がったバナナ形状となるからである。そこで
曲がり対策として、スロット孔の短辺部を長辺部と同じ
高さまで下げるということが考えられるが、それはブリ
ッジ巾を広くすることになり、輝度の面から受け入れら
れない。またブリッジ部と同じ高さまで長辺部を高くす
ることも考えられるが、その場合、小孔(裏孔)傾斜部
から蛍光面へのビーム反射の増加が生じ、コントランス
トの低下をもたらすので好ましくない。そこで矩形状の
スロット孔の場合に、電子ビーム射影が曲がってしまう
のなら、スロット孔の形状を予め電子ビーム射影の曲が
りと逆方向に曲げておけばよいではないかという発想に
結びつき今回の提案となった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、シャ
ドウマスクスロット孔のスロット透過開孔部が平面状に
なく、スロットの短辺側がパネルに近づく方向に湾曲し
ているため、例えば図11に示すようにマスク有孔部水
平軸右端近傍のスロット孔を通過した電子ビームのパネ
ル内面への射影は射影の垂直方向中心部に比べて上下端
近傍では左側に偏位して曲がった電子ビーム射影7bと
なり、曲がったバナナのような形状になっている。17
型90度偏向管の場合、電子ビーム射影の上下端近傍は
左に約10μm程ずれているため、左側にあるストライ
プを打ちやすくなっており、ランディング裕度を減らし
ており他色打ちを起こし、色純度を損なう可能性が高く
問題である。同時に電子ビーム射影の上下端近傍は電子
ビーム射影が左にずれているためストライプの右側でビ
ーム欠けが生じ易くなっており、輝度ダウンおよび白一
様性を損なう可能性が高く問題である。10μmの裕度
の減少は元々裕度の大きなテレビ用カラー陰極線管にと
っては無視できる可能性が大きいが、裕度の少ない高解
像度管にとっては放置できない大問題である。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るため、本発明によるシャドウマスク型カラー陰極線管
は、前記シャドウマスクのスロット透過開孔形状が、1
つのスロット透過開孔の左右両辺がスロット孔垂直方向
中心より離れるにしたがって、シャドウマスク有孔部水
平方向外側へ偏位していることを特徴とする。また、前
記スロット透過開孔形状が、1つのスロット透過開孔の
左右両辺がスロット透過開孔垂直方向中心より離れるに
したがって、有孔部水平方向外側へ偏位している形状
は、スロット透過開孔中心から水平方向外側へ開いた略
円弧上になっていることを特徴とする。また、前記スロ
ット透過開孔形状が、1つのスロット透過開孔の左右両
辺がスロット透過開孔垂直方向中心より離れるにしたが
って、画面水平方向外側へ偏位している形状は、シャド
ウマスク有効部右半分ではスロット透過開孔中心から水
平方向外側へ開いた平仮名の“く”の字状になってお
り、有孔部左半分では、“く”の字を180度逆にした
形状であることを特徴とする。また、前記スロット透過
開孔左右両辺の水平方向外側への偏位量がシャドウマス
ク有孔部中心から水平方向に離れるにしたがって、大き
くなることを特徴とする。また、前記スロット透過開孔
左右両辺の水平方向外側への偏位量が有効部中心からは
水平方向に離れるにしたがって、有孔部中心から水平方
向への離心距離の2乗または4乗で増加することを特徴
とする。また、前記スロット透過開孔左右両辺の水平方
向外側への偏位量が有孔部左右端部で垂直線に対してス
ロット透過開孔中心部とスロット透過開孔上下端近傍部
のなす角度が好ましくは約6度、実用許容範囲としては
4〜9度で有ることを特徴とする対角偏向角約90度の
カラー陰極線管を提供する。さらに、前記スロット透過
開孔上下端近傍部の偏位量が有孔部左右端部で垂直線に
対してスロット透過開孔中心部とスロット透過開孔上下
端近傍部のなす角度が好ましくは約8度、実用許容範囲
としては6〜11度であることを特徴とする対角偏向角
約100度のカラー陰極線管を提供する。本発明の目的
は、シャドウマスクスロット孔を通過して蛍光面上に到
達する電子ビーム射影のバナナ状の曲がりを修正して、
真っ直ぐにすることにより、他色打余裕度と欠け余裕度
を増加し、安定した色純度と白一様性を維持するカラー
陰極線管を提供することにある。
【0008】
【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。図1は本発明の一実施の形態を示す平面図
である。図1において、シャドウマスク有孔部水平軸右
端近傍のスロット孔形状を示しており、スロット透過開
孔1はシャドウマスクのパネル側からエッチングにより
穿孔される表孔大孔部2と、電子銃側からエッチングに
より穿孔される裏孔小孔部3とが重なり繋がってできあ
透過開孔部であり、ここを電子ビームが通過して、パネ
ル内面の蛍光体ストライプに射突して光を発生させる。
図1に示すようにスロット透過開孔1は開孔中心に対し
て右側、すなわち、画面外側に開いた円弧状になってい
る。図2は図1のシャドウマスクスロット孔の水平軸を
含むA−A断面図を示す。パネル側からエッチングされ
た表孔大孔部1と電子銃側からエッチングされた裏孔小
孔部3とが出会い、スロット透過開孔1を形成してい
る。またスロット透過開孔1の縁はスロット透過開孔長
辺中心を最低点として電子ビームの入射方向に沿って傾
きながらパネル側に盛り上がりスロット透過開孔1の短
辺部に最高点を形成している。図3は図1のシャドウマ
スクスロット孔の垂直軸を含むB−B断面を示す。スロ
ット透過開孔1の縁が長辺部中央から短辺にかけてパネ
ル側に盛り上がっていることを示す。シャドウマスクス
ロット孔を図1〜図3に示す形状に形成することによ
り、画面水平軸右端部近傍は、図2に示すように電子ビ
ーム5入射方向とスロット孔透過開孔の縁の長辺中心か
ら短辺にかけての盛り上がりの方向が一致しており、そ
の結果パネル内面に形成される電子ビーム射影は、従来
のスロット管で生じた図11のバナナ状の曲がった電子
ビーム射影7bではなく、図5のように真っ直ぐな電子
ビーム射影7aとなる。図1に示すスロット透過開孔1
の曲がりは、画面中央ではもちろん不要で0μmである
が、中央から水平軸端に近づくに連れて電子ビームの入
射角が大きくなるのに合わせて、スロット透過開孔1の
曲がりを徐々に大きくしている。大きくする程度は、画
面中心から水平方向への離心距離をXとすると、Xの2
乗または4乗の関数で表すことが画面左右で対称の現象
ということから望ましく、シミュレーション上は実用上
十分な近似が得られ、画面全体での電子ビーム射影の曲
がりを解消することができる。
【0009】また図4には第二の実施の形態を示す。シ
ャドウマスクのスロット透過開孔形状を、平仮名の
“く”の字状に直線を折り曲げた形状でも実用上は十分
効果がある。適切な角度を折り曲げることにより、電子
ビーム射影は実質的に直線状になる。シャドウマスクの
製造としてはスロット透過開孔を円弧状に形成するより
も、“く”の字状に形成する方が容易であり、より実際
的であると言える。さらに具体的には、スロット透過開
孔部の寸法が180μm×60μmの略矩形のシャドウ
マスクを有する17型90度偏向高解像度管で画面水平
軸左右端近傍のスロット透過開孔を通過した電子ビーム
射影は若干拡大され190μm×75μm程度となる
が、垂直方向中心から垂直方向に60m離れた点での水
平方向のずれ量、すなわち曲がり量を測定すると約6μ
mであり、垂直軸に対し約6度の傾きとなっている。こ
れを真っ直ぐに補正するために、“く”の字状のシャド
ウマスクスロット透過開孔が垂直軸に対し画面外方向に
2.5度、5度、7.5度および10度傾いたシャドウ
マスクを準備し、これらのシャドウマスクを用いた実験
用カラー陰極線管を試作し、画面左右端近傍およびコー
ナ部での電子ビーム射影の曲がり具合を比較した(表
1)。その結果、5度の場合が最も電子ビーム射影の曲
がりが小さいことがわかったが、若干補正不足であり、
スロット開孔の曲げは6度が最適と、実用許容範囲とし
て4〜9度と決定した。同様の実験を17型100度管
で行った結果は、スロット開孔の曲げ角は8度が最適、
実用許容範囲として6〜11度であることが判明した。
【0010】
【表1】
【0011】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるシャ
ドウマスク型カラー陰極線管はシャドウマスクスロット
透過開孔部の形状をスロット透過開孔の垂直方向中心か
ら離れるにしたがって画面外側方向に変異させたことに
より、パネル内面の蛍光面上への電子ビーム形状が直線
状になり隣接蛍光体ストライプへの他色打ち裕度画像化
し、色純度裕度が増えると共に、白一様性を維持するた
めの欠け裕度も増加させることができ、色純度の安定し
た赤、緑、青の3原色が得られると共に、安定した白一
様性が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態に係わるシャドウマス
クスロット孔の曲がり具合を示すスロット孔の拡大平面
【図2】 スロット透過開孔部の縁が電子ビーム進行方
向と同方向にスロット透過開孔部長辺中心から短辺にか
けて盛り上がっていることを示す図1のA−A断面図
【図3】 スロット透過開孔部の縁がスロット透過開孔
部長辺中心から短辺にかけて盛り上がっていることを示
す図1のB−B断面図
【図4】 本発明の第二の実施の形態を示すシャドウマ
スクスロット孔を“く”の字状に曲げて形成することを
示すスロット孔の拡大平面図
【図5】 本発明の曲げたスロット孔とその結果真っ直
になった電子ビーム射影を示す図
【図6】 シャドウマスク型カラー陰極線管の構成を示
す断面図
【図7】 真っ直ぐな蛍光体ストライプに対して電子ビ
ーム射影は曲がっており裕度的に有ることを示す従来の
問題点を示す図
【図8】 図7と組み合わせて、曲がった電子ビームの
他色打ちしやすい部位、欠けやすい部位を示す電子ビー
ム射影が真っ直ぐな場合と曲がった場合との相関を示す
【図9】 本発明に近い従来例を示す図
【図10】 本発明に近い内容の従来例を示す図
【図11】 スロット透過開孔が真っ直ぐなときに電子
ビーム射影が曲がっていることを示す従来の問題点を示
す図
【符号の説明】
1 スロット透過開孔 2 表孔大孔部 3 裏孔小孔部 4 シャドウマスク 5 電子ビーム 7a 真っ直ぐな電子ビーム射影 7b 曲がった電子ビーム射影 8 蛍光面 9 蛍光体ストライプ 9a 赤蛍光体ストライプ 9b 緑蛍光体ストライプ 9c 青蛍光体ストライプ 10 黒色ストライプ 11 他色打ち易い部位 12 欠け易い部位
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年10月12日(1999.10.
12)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】また図4には第二の実施の形態を示す。シ
ャドウマスクのスロット透過開孔形状を、平仮名の
“く”の字状に直線を折り曲げた形状でも実用上は十分
効果がある。適切な角度を折り曲げることにより、電子
ビーム射影は実質的に直線状になる。シャドウマスクの
製造としてはスロット透過開孔を円弧状に形成するより
も、“く”の字状に形成する方が容易であり、より実際
的であると言える。さらに具体的には、スロット透過開
孔部の寸法が180μm×60μmの略矩形のシャドウ
マスクを有する17型90度偏向高解像度管で画面水平
軸左右端近傍のスロット透過開孔を通過した電子ビーム
射影は若干拡大され190μm×75μm程度となる
が、垂直方向中心から垂直方向に60μm離れた点での
水平方向のずれ量、すなわち曲がり量を測定すると約6
μmであり、垂直軸に対し約6度の傾きとなっている。
これを真っ直ぐに補正するために、“く”の字状のシャ
ドウマスクスロット透過開孔が垂直軸に対し画面外方向
に2.5度、5度、7.5度および10度傾いたシャド
ウマスクを準備し、これらのシャドウマスクを用いた実
験用カラー陰極線管を試作し、画面左右端近傍およびコ
ーナ部での電子ビーム射影の曲がり具合を比較した(表
1)。その結果、5度の場合が最も電子ビーム射影の曲
がりが小さいことがわかったが、若干補正不足であり、
スロット開孔の曲げは6度が最適と、実用許容範囲とし
て4〜9度と決定した。同様の実験を17型100度管
で行った結果は、スロット開孔の曲げ角は8度が最適、
実用許容範囲として6〜11度であることが判明した。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】略矩形状のスロット孔がブリッジ部を介し
    て縦方向に連なり、前記スロット孔の連なったスロット
    列が横方向に並び、有孔部を形成しているスロット型シ
    ャドウマスクを用いたカラー陰極線管において、前記シ
    ャドウマスクのスロット透過開孔形状が、前記スロット
    透過開孔の左右両辺がスロット孔垂直方向中心より離れ
    るにしたがって、有孔部水平方向外側へ偏位しているこ
    とを特徴とするカラー陰極線管。
  2. 【請求項2】前記スロット透過開孔形状が、前記スロッ
    ト透過開孔の左右両辺がスロット透過開孔垂直方向中心
    より離れるにしたがって、有孔部水平方向外側へ偏位し
    ている形状は、前記スロット透過開孔中心から水平方向
    外側へ開いた略円弧状になっていることを特徴とする請
    求項1記載のカラー陰極線管。
  3. 【請求項3】前記スロット透過開孔形状が、前記スロッ
    ト透過開孔の左右両辺がスロット透過開孔垂直方向中心
    より離れるにしたがって、画面水平方向外側へ偏位して
    いる形状は、有孔部右半分ではスロット透過開孔中心か
    ら水平方向外側へ開いた平仮名の“く”の字状になって
    おり、有孔部左半分では、“く”の字を180度逆にし
    た形状であることを特徴とする請求項1記載のカラー陰
    極線管。
  4. 【請求項4】前記スロット透過開孔左右両辺の水平方向
    外側への偏位量がシャドウマスク有効部中心から水平方
    向に離れるにしたがって、大きくなることを特徴とする
    請求項1記載のカラー陰極線管。
  5. 【請求項5】前記スロット透過開孔左右両辺の水平方向
    外側への偏位量が有孔部中心から水平方向に離れるにし
    たがって、有効部中心から有効部中心から水平方向への
    離心距離の2乗または4乗で増加することを特徴とする
    請求項1記載のカラー陰極線管。
  6. 【請求項6】前記スロット透過開孔左右両辺の水平方向
    外側への偏位量が有孔部左右端部で垂直線に対してスロ
    ット透過開孔中心部とスロット透過開孔上下端近傍部の
    なす角度が略6度であることを特徴とする対角偏向角約
    90度の請求項1記載のカラー陰極線管。
  7. 【請求項7】前記角度が4〜9度である請求項6記載の
    カラー陰極線管。
  8. 【請求項8】前記スロット透過開孔上下端近傍部の偏位
    量が有孔部左右端部で垂直線に対してスロット透過開孔
    中心部とスロット透過開孔上下端近傍部のなす角度が略
    8度であることを特徴とする対角偏向角約100度の請
    求項1記載のカラー陰極線管。
  9. 【請求項9】前記角度が6〜11度である請求項8記載
    のカラー陰極線管。
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