JP2003257335A - 陰極線管のマスクフレーム - Google Patents

陰極線管のマスクフレーム

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JP2003257335A
JP2003257335A JP2002334651A JP2002334651A JP2003257335A JP 2003257335 A JP2003257335 A JP 2003257335A JP 2002334651 A JP2002334651 A JP 2002334651A JP 2002334651 A JP2002334651 A JP 2002334651A JP 2003257335 A JP2003257335 A JP 2003257335A
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ray tube
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panel
mask
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Je-Yun Bae
ジェ−ユン ベー
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    • H01J2229/0722—Frame

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  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パネルのスリム化に伴うマスクフレームとパ
ネルの内側面間の間隔の減少により発生するパネルの内
面とマスクフレーム間の干渉を防止すると共に、陰極線
管のハウリング特性及び落下特性を向上し得る最適形状
の陰極線管のマスクフレームを提供する。 【解決手段】 マスクフレーム109の長辺部の長さをX
d、短辺部の長さをYd、対角線の長さをDdとし、前記長
辺部の中央高さをa、前記短辺部の中央高さをb、前記コ
ーナー部の高さをcとするとき、下記の式を満足するよ
うに陰極線管のマスクフレームを設計して構成する。 0.80≦a/(Xd/4)+b/(Yd/4)+c/(Dd/4)≦1.25

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、陰極線管に係るも
ので、詳しくは、最適な形状に設計して構成することで
ハウリング特性及び落下特性を向上し得る陰極線管のマ
スクフレームに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、陰極線管はパネル(panel)及び
ファンネル(funnel）を有する真空容器(vacuous vesse
l)から構成され、電子銃(electron gun)から放出され
た電子ビーム(electron beam）が偏向ヨーク(deflecti
on yoke)により偏向され、シャドーマスク(shadow ma
sk)に形成された複数の電子ビーム通過孔を通過した
後、パネル内面に形成された蛍光面(flourescent surf
ace)に当たることによって、蛍光面の各発光体(lumines
cent material)が発光して画面が具現される装置であ
る。
【０００３】そして、従来の陰極線管においては、図４
に示したように、パネル1という前面ガラスにファンネ
ル2という後面ガラスが結合されて以下のように高真空
に密閉形成されている。
【０００４】即ち、前記パネル1の内面に塗布されて所
定の発光体役割をする蛍光面13と、前記ファンネル2の
端部に装着されて電子ビーム5を放出する電子銃6と、前
記ファンネル2の外面に装着されて、前記電子ビーム5を
前記蛍光面13の面積に適合するようにスキャン可能に偏
向させる偏向ヨーク7と、前記パネル1の後方側に前記蛍
光面13と所定間隔を有して設置されて前記電子ビーム5
の色選別作用を行うシャドーマスク8と、該シャドーマ
スク8を固定/支持するマスクフレーム9と、前記パネル1
の内方側から前記ファンネル2の内方側に長く延長形成
されて、外部の地磁気を遮蔽して磁界影響により色純度
が不良になることを防止するインナーシールド(inner
shield)10とを含んで構成されている。
【０００５】且つ、前記パネル1は、ほぼ矩形状に形成
されて内面に前記蛍光面13が形成される有効部3と、該
有効部3の縁部から上方向に屈曲されて前記ファンネル2
と結合するスカート部4と、を含んで構成されている。
【０００６】又、前記パネル1のスカート部4の内方側に
は、前記マスクフレーム9を前記パネル1に弾性的に支持
するための支持スプリング11が固定されるスプリングサ
ポーター14が装着されて、前記パネル1のスカート部4の
外周面には前記パネル1とファンネル2とが結合された外
周面を補強する補強バンド12が設置されている。
【０００７】又、前記マスクフレーム9は、図５に示し
たように、前記電子ビーム5を通過させるために内側に
開放形成された長方形の開口部21と、該開放部21の外枠
として相互対向する二つの長辺底部22及び二つの短辺底
部23から形成された底部24と、該底部24から垂直に延長
されてその内面に前記シャドーマスク8が固定される側
壁部20とから構成されている。
【０００８】且つ、前記底部24の四方側には、前記イン
ナーシールド10が結合されるインナーシールド結合用ホ
ール28がそれぞれ穿孔形成されている。
【０００９】そして、前記底部24と前記側面部20との連
結部分には、前記マスクフレーム9の強度を向上させる
ために階段型のビード27が所定間隔をおいてそれぞれ形
成されている。
【００１０】且つ、前記側壁部20は、その長さによって
二つの長辺部25と二つの短辺部26とに区分され、四つの
コーナー部29を形成しながら連結されている。
【００１１】しかし、このような陰極線管においては、
陰極線管の奥行きが相対的に大きくなると共に、設置し
た時の余裕空間の確保が難しくて重くなるという問題点
がある。
【００１２】即ち、陰極線管のスリム化及び軽量化が要
求され、その陰極線管のスリム化及び軽量化方法とし
て、前記パネル1のスカート部4の幅を縮小させる方法が
考慮される。
【００１３】従って、図6(A)に示したように、前記パネ
ル1のスカート部4を所定幅(ΔW)だけ縮小させるため、
前記電子ビーム5の偏向角を考慮して陰極線管の最小限
の長さを考慮すると、前記パネル1のスカート部4を10〜
15mm程度に縮小し得る。
【００１４】しかし、図６(B)に示したように、前記ス
カート部4が縮小されたパネル1に従来のマスクフレーム
9をそのまま適用すると、前記マスクフレーム9の端部と
前記パネル1の内面間の間隙が減小されることで相互干
渉が発生され、このような干渉により、陰極線管の製造
の際に前記パネル1に傷が発生するか、または前記パネ
ル1が破損されるおそれがある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】然るに、このような従
来陰極線管のマスクフレーム9の端部とパネル1の内側面
間の間隙を減らすことで発生する干渉を防止するため
に、前記マスクフレーム9の側壁部20の高さを縮小させ
ると、該側壁部20の高さの縮小によって、前記シャドー
マスク8と前記マスクフレーム9との結合面の面積が縮小
されて結合強度が低下し、よって、前記シャドーマスク
8のハウリング特性及び落下特性が不良になるという不
都合な点がある。
【００１６】従って、前記パネル1のスカート部4が縮小
された陰極線管に適用し得るように、前記シャドーマス
ク8のハウリング特性及び落下特性を満足させる最適の
マスクフレーム9の形状の設計が要求される。
【００１７】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたもので、パネルのスリム化に伴うマスクフレー
ムとパネルの内面間の間隔減少によるパネルの内面とマ
スクフレーム間の干渉を防止すると共に、陰極線管のハ
ウリング特性及び落下特性を向上し得る最適な形状の陰
極線管のマスクフレームを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明に係る陰極線管においては、内面に蛍光
面が形成されるパネルと、該パネルに連結されるファン
ネルと、前記パネルの内面と所定間隔をおいて配置され
て電子ビームの色選別作用を行うシャドーマスクと、前
記シャドーマスクの後方側に屈曲形成されて該シャドー
マスクを支持するマスクフレームと、を含んで構成され
ていて、前記マスクフレームの長辺部の長さをXd、短辺
部の長さをYd、前記マスクフレームの対角線の長さをDd
として、そのマスクフレームの長辺部の中央高さをa、
短辺部の中央高さをb、コーナー部の高さをそれぞれcと
したとき、下記の式を満足するように陰極線管のマスク
フレームが構成されることを特徴とする。
【００１９】0.8≦a/(Xd/4)+b/(Yd/4)+c/(Dd/4)≦1.25
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に対
し、図面を用いて説明する。
【００２１】図１は本発明に係る陰極線管を示した概略
構成図で、図２は本発明に係る陰極線管のマスクフレー
ムを示した展開図である。
【００２２】本発明に係る陰極線管においては、図１に
示したように、パネル101という前面ガラスにファンネ
ル102という後面ガラスが結合されて高真空に密閉形成
される。
【００２３】そして、前記パネル101の後方内面に塗布
されて所定の発光体役割をする蛍光面113と、前記ファ
ンネル102の後方端部に装着されて電子ビーム105を放出
させる電子銃106と、該電子銃106の下方の前記ファンネ
ル102のネック部の外周に装着されて、前記電子ビーム1
05を前記蛍光面113に適合するように偏向させる偏向ヨ
ーク107と、前記パネル101の後方側に前記蛍光面113と
所定間隔を有して設置されて前記電子ビーム105の色選
別作用を行うシャドーマスク108と、該シャドーマスク1
08を固定/支持するマスクフレーム109と、該マスクフレ
ーム109に係合されて前記パネル101側から前記ファンネ
ル102側へ延長形成されて、外部地磁気を遮蔽して磁界
影響により色純度が不良になることを防止するインナー
シールド110と、を含んで構成されている。
【００２４】且つ、前記パネル101は、ほぼ断面矩形状
に形成されて、内面に蛍光面113が形成される有効部103
と、該有効部103の縁部から垂直に屈曲形成されて前記
ファンネル102が結合されるスカート部104と、を含んで
構成されている。
【００２５】また、前記パネル101のスカート部104の内
面所定部位には、前記マスクフレーム109を前記パネル1
01に弾性的に支持する支持スプリング111が係止される
スプリングサポーター114が装着され、前記パネル101の
スカート部104の外周面には前記パネル101とファンネル
102の結合外周部を補強する補強バンド112が被覆締結さ
れている。
【００２６】又、前記マスクフレーム109は、図２に示
したように、前記電子ビーム105を通過させるために内
側が開放形成された長方形の開口部121と、該開口部121
の枠としての二つの長辺底部122と二つの短辺底部123と
から構成される底部124と、前記底部124から垂直に延長
形成されてその内面にシャドーマスクが熔接される側壁
部120と、前記電子ビーム105の乱反射によって前記蛍光
面113に及ぼす影響を防止するためにフレームの底部124
と所定角屈曲して形成された屈曲部130と、外部磁界の
影響を減少させるためのインナーシールド110が組み立
てられるように前記底部124に穿孔形成されたインナー
シールド組立用ホール128、及び前記マスクフレーム109
の強度を向上させるために前記側壁部120と前記底部124
との連結部分に屈曲形成された階段型のビード127とか
ら構成されている。
【００２７】前記側壁部120は、二つの長辺部125と二つ
の短辺部126とに区分され、前記長辺部125及び前記短辺
部126はそれぞれコーナー部129を形成しながら連結され
る。
【００２８】このように構成された本発明に係る陰極線
管は、スリム化、軽量化を図るために前記パネル101の
スカート部104を従来技術に比べて所定幅縮小させる
が、そのパネル101のスカート部104幅の縮小によって発
生する前記パネル101と前記マスクフレーム109間の干渉
問題を解決すると共に、前記シャドーマスク108のハウ
リング特性及び落下特性の最適な設計条件を満足させる
前記マスクフレーム109形状の最適設計式が次のように
成立される。
【００２９】 a/(Xd/4)+b/(Yd/4)+c/(Dd/4)…………………………………(1) 前記式(1)中、aは前記マスクフレーム109の長辺部125の
中央高さ、bは短辺部126の中央高さ、cはコーナー部129
の高さ、Xdは長辺部125の長さ、Ydは短辺部126の長さ、
及びDdは前記マスクフレーム109の対角線長さをそれぞ
れ示したものである。
【００３０】即ち、前記式(1）は前記マスクフレーム10
9の各部の長さに対する高さの比の合計を表したもの
で、前記パネル101と前記マスクフレーム109間の干渉が
発生しない範囲内で、前記マスクフレーム109の側壁部1
20の高さを変化させながら、前記シャドーマスク108の
ハウリング特性及び落下特性を実験を行って導出した
後、それぞれ表1及び表2に記載した。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【表２】
【００３３】以下、前記表1及び表2に基づいて、前記ハ
ウリング特性及び落下特性を同時に満足する前記マスク
フレーム109形状の最適範囲に対して説明する。
【００３４】前記表1及び表2には、前記マスクフレーム
の最適設計式(1）の寸法値を求めるために実験を行っ
て、533mm(21インチ)、711mm(28インチ)、737mm(29イン
チ)、813mm(32インチ)の公称大きさを有する陰極線管に
該当するシャドーマスクのハウリング強度値及び落下強
度値を求めている。
【００３５】即ち、通常、公称大きさが533mm(21イン
チ)の陰極線管は前記パネルの有効画面の対角線長さの1
/2の240〜270mmに該当し、公称大きさが711mm(28イン
チ)、737mm(29インチ)の陰極線管は前記パネルの有効画
面の対角線長さの1/2の315〜355mmに該当し、公称大き
さが813mm(32インチ)の陰極線管は前記パネルの有効画
面の対角線長さの1/2の365〜395mmに該当する。
【００３６】且つ、前記ハウリング強度値は、前記シャ
ドーマスクがハウリングを起こさない要求値を表し、該
要求値が小さいほど、ハウリングを防止するために前記
シャドーマスクの要求する引張力は小さいということを
意味する。
【００３７】従って、前記マスクフレームの最適設計に
おいては、前記要求値が小さいほど有利である。
【００３８】また、前記落下(Drop Strenght)強度値
は、陰極線管を落下させた時の衝撃値であって、落下衝
撃によりシャドーマスクが変形されない限界値（重力に
よる力）を表すもので、この限界値が大きいほどシャド
ーマスクの曲面支持強度が高くなり、衝撃にもよく耐え
るようになる。
【００３９】従って、前記の表1及び表2に基づいて、各
公称大きさを有する陰極線管における前記パネルと前記
マスクフレームとの干渉を防止すると共に、前記ハウリ
ング特性及び落下特性を同時に満足させる最適のマスク
フレームの寸法設計範囲に対して説明する。
【００４０】即ち、前記陰極線管の公称大きさが533mm
(21インチ)の場合、式(1）の値が0.80〜1.35の範囲の
時、ハウリング強度は2〜3kg/mm2をハウリング特性の最
適値として考慮することができ、式(1）の値が0.80〜1.
20の範囲の時、落下強度は206m/s2(21G)〜225m/s2(23G)
となり、他の範囲に比べて落下特性が有利であることが
わかる。
【００４１】従って、533mm(21インチ）の公称大きさを
有する陰極線管の場合、ハウリング特性及び落下特性を
同時に満足する範囲は下記式により表示される。
【００４２】 0.80≦a/(Xd/4)+b/(Yd/4)+c/(Dd/4)≦1.20 {533mm(21インチ)}………(2) また、前記陰極線管の公称大きさが711mm(28インチ)の
場合、式(1）の値が0.90〜1.25の範囲の時、ハウリング
強度は2〜3kg/mm2でハウリング特性に有利であり、式
(1)の寸法値が0.75〜1.25の範囲の時、落下強度は186m/
s2(19G)〜196m/s2(20G)となり、で他の範囲に比べて落
下特性に有利であることが分かる。
【００４３】従って、711mm(28インチ)の公称大きさを
有する陰極線管の場合、ハウリング特性及び落下特性を
同時に満足する範囲は下記の通りである。
【００４４】 0.90≦a/(Xd/4)+b/(Yd/4)+c/(Dd/4)≦1.25 {711mm(28インチ)}………(3) また、前記陰極線管の公称大きさが737mm(29インチ)の
場合、式(1）の値が0.80〜1.25の範囲の時、ハウリング
強度が2〜3kg/mm2でハウリング特性に有利であり、0.90
〜1.25の範囲の時、落下強度は206m/s2(21G)〜225m/s
2(23G)となり、他の範囲に比べて落下特性に有利である
ことが分かる。
【００４５】従って、737mm(29インチ)の公称大きさを
有する陰極線管の場合、ハウリング特性及び落下特性を
同時に満足する範囲は下記のように表示される。
【００４６】 0.90≦a/(Xd/4)+b/(Yd/4)+c/(Dd/4)≦1.25 {737mm(29インチ)}………(4) また、前記陰極線管の公称大きさが813mm(32インチ)の
場合、式(1）の値が0.90〜1.20の範囲の時、ハウリング
強度が2〜3kg/mm2でハウリング特性に有利であり、式
(1)の寸法範囲値が0.90〜1.20の範囲の時、落下強度は1
76m/s2(18G)〜186m/s2(19G)となり、他の範囲に比べて
落下特性に有利である。
【００４７】従って、813mm(32インチ)の公称大きさを
有する陰極線管の場合、ハウリング特性及び落下特性を
同時に満足する範囲は次式(5)のように表示される。
【００４８】 0.90≦a/(Xd/4)+b/(Yd/4)+c/(Dd/4)≦1.20 {813mm(32インチ)}………(5) このように設計された本発明に係る陰極線管のマスクフ
レーム109は、前記パネル101の幅の縮小によって前記マ
スクフレーム109の側壁部20の高さを縮小する場合、前
記パネル101の内面と前記マスクフレーム109の端部との
干渉を防止すると共に、前記シャドーマスク108に適合
したハウリング特性及び落下特性条件を満足させ得ると
いう効果がある。
【００４９】以下、このような範囲を有する各公称大き
さ別の陰極線管のマスク最適値に対し、表3〜表6を参考
にして説明する。
【００５０】表3〜表6は、533mm(21インチ)、711mm(28
インチ)、737mm(29インチ)、813mm(32インチ)の公称大
きさを有する本発明に係る陰極線管において、最適設計
値を有するマスクフレームの長辺部長さ、短辺部長さ及
び対角線長さと、長辺部の中央高さ、短辺部の中央高さ
及びコーナー部の高さとを図表化し、従来マスクフレー
ムの各部の寸法と比較して示したものである。
【００５１】
【表３】
【００５２】
【表４】
【００５３】
【表５】
【００５４】
【表６】
【００５５】即ち、表3〜表6に示したように、ハウリン
グ特性及び落下特性を同時に満足させる陰極線管のマス
クフレームの最適設計寸法範囲値は、シャドーマスクの
ハウリング強度値が最小で落下強度値が最大の時の式
(1）の値であって、533mm(21インチ)の陰極線管の場合
は1.15、711mm(28インチ)の陰極線管は0.97、737mm(29
インチ)の陰極線管は1.10、813mm(32インチ)の陰極線管
は1.06であった。
【００５６】以下、このような本発明に係る陰極線管の
マスクフレームの最適設計による陰極線管のハウリング
特性及び効果を説明する。
【００５７】図３は従来技術と本発明に係る陰極線管の
シャドーマスクのハウリング特性とを比較して示したグ
ラフであって、ハウリング強度の変化によるシャドーマ
スクのハウリング周波数及び発生頻度が示されている。
【００５８】即ち、図３に示したように、シャドーマス
クに発生するハウリング特性は、533mm(21インチ)と737
mm(29インチ)との陰極線管の場合、従来マスクフレーム
に装着されたシャドーマスクの強度変化は20Hz〜350Hz
のハウリング周波数帯域を示しているが、本発明のマス
クフレームに装着されたシャドーマスクの場合、前記シ
ャドーマスクのハウリング周波数帯域は20Hz〜200Hz以
下に周波数帯域の幅が形成される。
【００５９】また、本発明に係る陰極線管のシャドーマ
スクの周波数発生頻度も従来技術に比べて低い頻度数を
示している。
【００６０】従って、従来技術のマスクフレームに比べ
て、本発明のマスクフレームを適用する場合、外部振動
によるシャドーマスクのハウリング特性が改善されたこ
とが分かる。
【００６１】又、表７に示したように、従来陰極線管の
マスクフレームを適用する時と本発明に係る陰極線管の
マスクフレームを適用する時を落下特性で比較すると、
従来技術の場合はその限界値が196〜216m/s2(20〜22G)
であったが、本発明の場合はその限界値が216〜225m/s2
(22〜23G)であるため、従来技術よりも9.8〜29.4m/s2(1
〜3G)の限界値が増加されるという効果があった。
【００６２】
【表７】
【００６３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る陰極
線管のマスクフレームにおいては、該マスクフレームの
長辺部、短辺部、及び対角線長さと、前記マスクフレー
ムの長辺部の中央高さ、短辺部の中央高さ、及びコーナ
ー部の高さとを最適に設計することで、シャドーマスク
の組立性、ハウリング特性、及び落下特性を改善させる
と共に、パネルの幅を縮小し得るため、陰極線管のスリ
ム化、及び軽量化を実現し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る陰極線管の構造を示した断面図で
ある。
【図２】本発明に係る陰極線管のマスクフレームの構造
を示した三面図である。
【図３】従来技術と本発明に係る陰極線管のシャドーマ
スクのハウリング特性を比較して示したグラフである。
【図４】一般の陰極線管の構造を示した断面図である。
【図５】図４の陰極線管のマスクフレームの構造を示し
た三面図である。
【図６】(a)は図４の陰極線管の従来のパネルを示した
縦断面図、(b)は図４の陰極線管のパネルの幅が縮小さ
れる状態を示した縦断面図である。
【符号の説明】
１０１…パネル １０２…ファンネル １０４…スカート部 １０５…電子ビーム １０６…電子銃 １０７…偏向ヨーク １０８…シャドーマスク １０９…マスクフレーム １１０…インナーシールド １１１…スプリング １１２…補強バンド １１３…蛍光面 １１４…スプリングサポーター Ｘｄ…長辺部の長さ Ｙｄ…短辺部の長さ Ｄｄ…対角長さ ａ…長辺部の中央高さ ｂ…短辺部の中央高さ ｃ…コーナー部の高さ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内側面に蛍光面が形成されるパネルと、
    該パネルに連結されたファンネルと、該パネルの内側面
    に前記蛍光面と所定間隔をおいて配置されて色選別を行
    うシャドーマスクと、該シャドーマスクの後方側に屈曲
    係合されて該シャドーマスクを固定し支持するマスクフ
    レームとを含んで構成される陰極線管において、 前記マスクフレームの長辺部の長さをXd、短辺部の長さ
    をYd、対角線の長さをそれぞれDdとし、前記長辺部の中
    央高さをa、前記短辺部の中央高さをb、前記コーナー部
    の高さをそれぞれcとするとき、下記の式、 0.80≦a/(Xd/4)+b/(Yd/4)+c/(Dd/4)≦1.25 を満足するように構成されることを特徴とする陰極線管
    のマスクフレーム。
  2. 【請求項２】 前記陰極線管のパネルの有効画面の対角
    線長さの1/2が240〜270mmであるとき、下記の式、 0.80≦a/(Xd/4)+b/(Yd/4)+c/(Dd/4)≦1.20 を満足するように構成されることを特徴とする請求項１
    に記載の陰極線管のマスクフレーム。
  3. 【請求項３】 前記陰極線管のパネルの有効画面の対角
    線長さの1/2が315〜355mmであるとき、下記の式、 0.90≦a/(Xd/4)+b/(Yd/4)+c/(Dd/4)≦1.25 を満足するように構成されることを特徴とする請求項１
    に記載の陰極線管のマスクフレーム。
  4. 【請求項４】 前記陰極線管のパネルの有効画面の対角
    線長さの1/2が365〜395mmであるとき、下記の式、 0.90≦a/(Xd/4)+b/(Yd/4)+c/(Dd/4)≦1.20 を満足するように構成されることを特徴とする請求項１
    に記載の陰極線管のマスクフレーム。
  5. 【請求項５】 前記パネルの外側面は実質的に平面で、
    内側面は所定曲率を有するように形成されることを特徴
    とする請求項１に記載の陰極線管のマスクフレーム。
  6. 【請求項６】 内側面に蛍光面が形成されると共に、外
    側面は実質的に平面で、内側面は所定曲率を有するパネ
    ルと、該パネルに連結されるファンネルと、前記パネル
    の内側面に前記蛍光面と所定間隔をおいて配設されて色
    選別作用を行うシャドーマスクと、該シャドーマスクを
    固定し支持するマスクフレームとを含んで構成される陰
    極線管において、 前記マスクフレームの長辺部の長さをXd、短辺部の長さ
    をYd、対角線の長さをDdとし、前記長辺部の中央高さを
    a、前記短辺部の中央高さをb、前記コーナー部の高さを
    cとするとき、下記の式、 0.80≦a/(Xd/4)+b/(Yd/4)+c/(Dd/4)≦1.25 を満足するように構成されることを特徴とする陰極線管
    のマスクフレーム。
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