JP3544754B2 - カラー受像管 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、シャドウマスク型カラー受像管に係り、特にシャドウマスクの有効面の短軸方向に沿って列状に延びる電子ビーム通過孔列の長軸方向の配列間隔を適正化して、局部的なドーミングによるビームランディングのずれ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、図１３に示すように、内面が曲面からなる実質的に矩形状の有効部１を有するパネル２およびこのパネル２に接合された漏斗状のファンネル３からなる外囲器を有し、そのパネル２の有効部１の内面に、青、緑、赤に発光する３色蛍光体層からなる蛍光体スクリーン４が形成されている。さらにこの蛍光体スクリーン４に対向して、その内側に実質的に矩形状の有効面５が曲面からなり、この有効面５に多数の電子ビーム通過孔が形成されたシャドウマスク６が配置されている。一方、ファンネル３のネック７内に、３電子ビーム８Ｂ ，８Ｇ ，８Ｒ を放出する電子銃９が配設されている。そして、この電子銃９から放出される３電子ビーム８Ｂ ，８Ｇ ，８Ｒ をファンネル３の外側に装着された偏向装置１０により偏向し、上記シャドウマスク６の電子ビーム通過孔を介して、蛍光体スクリーン４を水平、垂直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。
【０００３】
このようなカラー受像管のうち、特に同一水平面上を通る一列配置の３電子ビーム８Ｂ ，８Ｇ ，８Ｒ を放出するインライン型カラー受像管においては、蛍光体スクリーン４を構成する３色蛍光体層が垂直方向に細長いストライプ状に形成され、これに対応して、シャドウマスク６は、複数の電子ビーム通過孔が有効面５の短軸方向に沿って列状に延びる電子ビーム通過孔列を構成し、この電子ビーム通過孔列が有効面５の長軸方向に複数列並列されたものとなっている。
【０００４】
本来このシャドウマスク６は、色選別電極として、各電子ビーム通過孔を異なる角度で通過する３電子ビーム８Ｂ ，８Ｇ ，８Ｒ をそれぞれ対応する３色蛍光体層にランディングさせて発光させるものであり、蛍光体スクリーン４に色純度の良好な画像を表示するためには、上記電子ビーム通過孔を異なる角度で通過する３電子ビーム８Ｂ ，８Ｇ ，８Ｒ を対応する３色蛍光体層に正しくランディングさせることが必要である。そのためには、３色蛍光体層とシャドウマスク６の電子ビーム通過孔とを所定の整合関係にする必要があり、かつカラー受像管の動作中、その整合関係を保持するようにしなければならない。換言すれば、常にパネル２の有効部１の内面（蛍光体スクリーン４）とシャドウマスク６の有効面５との間隔（ｑ値）を所定の許容範囲に保持するようにしなければならない。
【０００５】
しかしながらシャドウマスク型カラー受像管は、その動作原理上、シャドウマスク６の電子ビーム通過孔を通過して蛍光体スクリーン４に到達する電子ビームは、電子銃９から放出される電子ビーム量の１／３以下であり、他の電子ビームは、シャドウマスク６の電子ビーム通過孔以外の部分に衝突して熱エネルギに変換され、シャドウマスク６を加熱する。その結果、たとえば熱膨張係数の大きい低炭素鋼を素材とするシャドウマスクでは、図１４に一点鎖線で示すように、蛍光体スクリーン４方向に膨出するドーミングをおこす。このようにドーミングをおこすと、電子ビーム通過孔１２の位置が変化し、蛍光体スクリーン４とシャドウマスク６との間隔が許容範囲を越えた場合には、蛍光体層１１に対するビームランディングのずれによる色純度の劣化をおこす。このシャドウマスク６の熱膨張によるランディングずれの大きさは、画面上に描かれる画像パターンの輝度、その継続時間などによって大きく異なる。特に局部的に高輝度画像パターンを表示した場合は、図１４に示したように局部的なドーミングをおこし、短時間のうちにビームランディングがずれ、かつそのランディングのずれ量が大きくなる。
【０００６】
この局部的なドーミングによるランディングずれについては、矩形窓状のパターンを発生する信号器を使用して、図１５に示すように、画面上に矩形窓状の高輝度パターン１４を描き、この高輝度パターン１４の形状、位置を変えてビームランディングのずれ量を測定した結果、画面の短軸方向（垂直軸方向、Ｙ軸方向）に大電流ビームによる細長い高輝度パターンを描き、この高輝度パターンを画面の中心から長軸方向（水平軸方向、Ｘ軸方向）にその長軸方向幅Ｗの１／３程度の位置に表示した場合に最も大きなランディングずれが生じ、特に図１６に示す画面中間部の楕円形状の領域１５でビームランディングのずれが最も大きくなるという結果が得られている。
【０００７】
このように画面中間部でランディングずれが大きくなる理由は、つぎのように説明することができる。すなわち、図１５において、高輝度パターン１４が画面の中央付近にあるときは、この高輝度パターン１４に対応するシャドウマスクの中央付近が熱膨張変形しても、この中央付近の電子ビーム通過孔を通過する電子ビームは偏向角が小さいため、ビームランディングのずれは小さい。しかし画面中央から長軸方向に移動するにつれて、シャドウマスクの熱膨張変形が画面上にビームランディングのずれとして現れる度合いが大きくなる。しかし画面の長軸方向両端部に対応するシャドウマスクの長軸方向両端部は、機械的強度の大きいマスクフレームに固定されているため、シャドウマスクが熱膨張しても、変形は小さく抑えられ、画面の長軸方向両端付近では、シャドウマスクの熱膨張変形によるビームランディングのずれは小さく抑えられる。したがってシャドウマスクの熱膨張変形によるビームランディングのずれは、画面の中央から長軸方向幅Ｗの１／３程度の位置に高輝度のパターンを表示した場合に最も大きくなる。一方、画面の短軸方向については、矩形窓状のパターンの上下端に対応するシャドウマスクの短軸方向両端部は、マスクフレームに固定されているため、シャドウマスクが熱膨張しても、長軸方向両端部と同様に変形は小さく抑えられる。
【０００８】
さらにシャドウマスクの周辺部では、電子ビームの衝突により発生する熱エネルギが熱容量の大きいマスクフレームに吸収されるため、この点からもシャドウマスク周辺部の熱膨張変形は小さくなる。
【０００９】
したがってシャドウマスクの局部的なドーミングによるランディングずれは、図１６に示した領域１５で最も大きくなる。この領域１５は、シャドウマスクの有効面の中心から長軸方向にその長軸方向幅の１／３程度離れた位置を中心とし、短軸方向に有効面の短軸方向幅の１／４程度離れた位置を両端部とする領域にほぼ対応する。
【００１０】
従来よりこのようなシャドウマスクの局部的なドーミングを改善する種々の方法がある。その一つに、シャドウマスクの有効面の曲率を大きくする（曲率半径を小さくする）方法がある。特にこの有効面の曲率を大きくする方法については、これまでの検討結果から特に短軸方向の曲率を大きくすることにより、ドーミングを改良できることが知られている。
【００１１】
従来シャドウマスクの有効面の曲面形状は、パネルの有効部内面とシャドウマスクの有効面との間隔、すなわちｑ値を適正にする必要上、パネルの有効部の内面形状と偏向装置の偏向特性とにより決定されている。そのため、シャドウマスクの有効面の曲面形状を変える場合は、パネルの有効部の内面形状も変える必要があり、シャドウマスクの有効面の曲率を大きくしてドーミングを抑制するためには、パネルの有効部の内面の曲率も大きくする必要がある。しかし最近の大型カラー受像管や画面のアスペクト比が１６：９の横長のカラー受像管などについては、パネルの有効部外面の曲率を小さくして、より平面に近づける傾向にあるため、パネルの有効部の内面の曲率を大きくすると、パネルの中央部と周辺部との肉厚の差が大きくなり、特性上好ましくなくなる。
【００１２】
またパネルの有効部の内面の曲率を小さく保ったままシャドウマスクの有効面の曲率を大きくすると、適正なｑ値が得られなくなる。しかしこの場合生ずるｑ値のエラーは、シャドウマスクの短軸方向に沿って列状に延びる電子ビーム通過孔列の隣接電子ビーム通過孔列との間隔を適正化することにより補正可能であることが知られている。
【００１３】
その例として、互いに隣接する電子ビーム通過孔列の間隔を、シャドウマスクの中心から長軸方向周辺になるにしたがって大きくすることにより、シャドウマスクの有効面の長軸方向の曲率を大きくしたものがある。しかしこの方法では、シャドウマスクのドーミング防止に有効な短軸方向の曲率を大きくすることはできない。この短軸方向の曲率を大きくするためには、長軸方向と同様に互いに隣接する電子ビーム通過孔列の間隔を、シャドウマスクの中心から短軸方向周辺になるにしたがって大きくする必要がある。しかしすべての電子ビーム通過孔列について、電子ビーム通過孔列の間隔を短軸方向周辺になるにしたがって大きくすると、シャドウマスクの有効面を矩形状に保つことができず、矩形状の画面が得られなくなる。
【００１４】
このような問題を解決することを一つの目的として、特公平５−１５７４号公報および特公平５−４２７７２号公報には、シャドウマスクの短軸端における電子ビーム通過孔列の間隔を対角軸端における電子ビーム通過孔列の間隔よりも小さくすることにより、ほぼ矩形状の画面を保つ状態で対角軸端付近の短軸方向の曲率を大きくすることが示されている。
【００１５】
このようなシャドウマスクは、より具体的には、電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨを、Ｘ，Ｙをシャドウマスクの有効面の中心を原点とし、有効面の長軸、短軸を座標軸とする直交座標系の座標値、ａ，ｂ，ｃをＹの２次関数として、
ＰＨ＝ａ＋ｂＸ２ ＋ｃＸ４
表される間隔としている。
【００１６】
しかしこのようなシャドウマスクは、電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨが長軸からの短軸方向距離Ｙの２次関数的に変化するものであるため、短軸方向の曲率を平均的に大きくすることしかできない。そのため、局部的なドーミングをある程度抑制することは可能であるが、局部的なドーミングによるビームランディングのずれが最も大きくなる図１６に示した領域１５のランディングのずれを十分に抑制することはできない。この領域１５のランディングのずれを十分に抑制するためには、図１６に示した領域１５に到達する電子ビームが通過するシャドウマスクの有効面の領域の短軸方向の曲率を大きくする必要があるが、この領域の短軸方向の曲率を大きくするためには、図１７に示すように、図１６の楕円形状の領域１５の中心Ｐ１ （画面の長軸上に位置する）に対応するシャドウマスク６上の位置Ｍ１ （有効面の長軸上に位置する）から領域１５の短軸方向端部Ｐ２ に対応するシャドウマスク６の有効面５の短軸方向の幅Ｈ′の１／４程度離れた位置Ｍ２ での電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨＭ２を、Ｍ１ における電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨＭ１よりも大きくしなければならない。しかしこのようにＭ２ における電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨＭ２を、Ｍ１ における電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨＭ１より大きくすると、このシャドウマスクでは、電子ビーム通過孔列の間隔がＹの２次関数的に変化するものであるため、さらに短軸方向に離れた画面の長辺付近Ｐ３ （図１６に図示）に対応するシャドウマスク６の長辺上の位置Ｍ３ における電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨＭ３が、破線で示したようにさらに大きくなる。そのため、シャドウマスク６の有効面５を矩形状に保つためには、長辺上の他の位置における電子ビーム通過孔列の間隔を極端に小さくしなければならなくなる。またＭ３ における間隔に合せて曲面を設定すると、ｑ値が大きくなりすぎる。その結果、有効面に曲面の反転がおこり、カラー受像管を構成することが非常に困難となる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、電子ビームの衝突によるシャドウマスクの局部的なドーミングを抑制する方法の一つに、シャドウマスクの有効面の曲率を大きくする方法がある。この方法では、特に短軸方向の曲率を大きくすることによりドーミングを抑制できることが知られている。しかしこの方法のようにシャドウマスクの有効面の曲率を大きくしてドーミングを抑制するためには、パネルの有効部の内面の曲率も大きくする必要がある。そのため、最近の大型カラー受像管や画面のアスペクト比が１６：９の横長のカラー受像管などのように、パネルの有効部外面の曲率を小さくしてより平面に近づける傾向にあるカラー受像管では、パネルの中央部と周辺部との肉厚の差が大きくなり、特性上好ましくなくなる。またパネルの有効部の内面の曲率を小さく保ったままシャドウマスクの有効面の曲率を大きくすると、適正なｑ値が得られなくなる。しかしこの場合生ずるｑ値のエラーは、シャドウマスクの短軸方向に沿って列状に延びる電子ビーム通過孔列の隣接電子ビーム通過孔列との間隔を適正化することにより補正可能であることが知られている。その例として、互いに隣接する電子ビーム通過孔列の間隔を、シャドウマスクの中心から長軸方向周辺になるにしたがって大きくすることにより、シャドウマスクの有効面の長軸方向の曲率を大きくしたものがある。しかしこの方法では、シャドウマスクのドーミング防止に有効な短軸方向の曲率を大きくすることはできない。このシャドウマスクの有効面の短軸方向の曲率を大きくするためには、長軸方向と同様に互いに隣接する電子ビーム通過孔列の間隔を、シャドウマスクの中心から短軸方向周辺になるにしたがって大きくする必要がある。しかしすべての電子ビーム通過孔列について、電子ビーム通過孔列の間隔を短軸方向周辺になるにしたがって大きくすると、シャドウマスクの有効面を矩形状に保つことができず、矩形状の画面が得られなくなる。
【００１８】
このような問題を解決する方法として、シャドウマスクの短軸端における電子ビーム通過孔列の間隔を対角軸端における電子ビーム通過孔列の間隔よりも小さくすることにより、ほぼ矩形状の画面を保つ状態で対角軸端付近の短軸方向の曲率を大きくする方法がある。このような方法は、より具体的には、電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨを、Ｘ，Ｙをシャドウマスクの有効面の中心を原点とし、有効面の長軸、短軸を座標軸とする直交座標系の座標値、ａ，ｂ，ｃをＹの２次関数として、
ＰＨ＝ａ＋ｂＸ２ ＋ｃＸ４
で表される間隔としている。
【００１９】
しかしこのようなシャドウマスクは、電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨがＹの２次関数的に変化するものであるため、短軸方向の曲率を平均的に大きくすることしかできず、局部的なドーミングをある程度抑制することは可能であるが、局部的なドーミングによるビームランディングのずれが最も大きくなる領域（図１６参照）のビームランディングのずれを十分に抑制することはできない。
【００２０】
この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、シャドウマスクの電子ビーム通過孔列の間隔を適正化することにより、シャドウマスクの有効面を局部的なドーミングを十分に抑制できる曲面にして、ビームランディングのずれが生じない特性の良好なカラー受像管を得ることを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
内面が曲面からなる実質的に矩形状の有効部を有するパネルと、このパネルの有効部内面に形成された蛍光体スクリーンと、この蛍光体スクリーンと対向する実質的に矩形状の有効面が曲面からなり、この有効面に多数の電子ビーム通過孔が形成されたシャドウマスクとを備え、その電子ビーム通過孔が概して有効面の短軸方向に沿って列状に延びる電子ビーム通過孔列を構成し、この電子ビーム通過孔列が有効面の長軸方向に複数列並列されてなるカラー受像管において、シャドウマスクを、電子ビーム通過孔列の間隔が有効面上の位置によって異なり、有効面の中心部を通る電子ビーム通過孔列から有効面の長軸方向の周辺に向かってＮ−１本目の電子ビーム通過孔列とＮ本目の電子ビーム通過孔列との間隔をＰＨ（Ｎ）とし、Ａ，Ｂ，Ｃをそれぞれ有効面の中心を原点とし、有効面の長軸、短軸を座標軸とする直交座標系の短軸方向座標値Ｙの４次関数とし、かつＣをＹの絶対値の増加とともに一旦減少したのち増加する関数として
ＰＨ（Ｎ）＝Ａ＋ＢＮ２ ＋ＣＮ４
で表される間隔に設定した。
【００２２】
また、シャドウマスクを、有効面の中心から有効面の長軸方向の径Ｗの１／３離れた位置を通る電子ビーム通過孔列の間隔が有効面の短軸方向の絶対値の増加とともに長軸付近では増加し、有効面の中心を原点とし、長軸、短軸を座標軸とする直交座標系の短軸方向座標値Ｙについて有効面内に偏曲点を有するようなＹの４次関数で表される間隔に設定した。
【００２３】
【作用】
上記のように、電子ビーム通過孔列の間隔を設定すると、図１７に電子ビーム通過孔列の間隔をＹの２次関数的に変化する既知のシャドウマスクの電子ビーム通過孔列の間隔と対比して示すように、シャドウマスクの有効面の中心から有効面の長軸方向幅Ｗの１／３程度離れた長軸上の位置Ｍ１ における電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨＭ１よりも、この長軸上の位置Ｍ１ から短軸方向に短軸方向幅Ｈの１／４程度離れた位置Ｍ２ における電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨＭ２を大きく設定することができる。さらにこの短軸方向幅Ｈの１／４程度離れた位置から短軸方向に離れた長辺上の位置Ｍ３ における電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨＭ３を、Ｙの２次関数的に変化させる既知の電子ビーム通過孔列の間隔にくらべて小さくすることができる。
【００２４】
つまり、この例のシャドウマスクのように、電子ビーム通過孔列の間隔をＹの４次関数的に変化するものとすると、長軸上の位置における電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨＭ１よりも、短軸方向に短軸方向幅Ｈの１／４程度離れた位置における電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨＭ２を大きく設定しても、長辺上における電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨＭ３を大きくなりすぎないようにすることができる。したがってそれにより、シャドウマスクの有効面の短軸方向の曲率を局部的に大きく設定して、従来生じた局部的なドーミングを抑制することができ、その局部的なドーミングによるビームランディングのずれの小さいカラー受像管を構成することができる。
【００２５】
【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。
【００２６】
図２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、内面が曲面からなる実質的に矩形状の有効部２０を有するパネル２１およびこのパネル２１に接合された漏斗状のファンネル２２からなる外囲器を有し、そのパネル２１の有効部２０の内面に、青、緑、赤に発光する３色蛍光体層からなる蛍光体スクリーン２３が形成されている。その３色蛍光体層は、有効部２０の短軸方向（垂直方向）に細長いストライプからなる。さらにこの蛍光体スクリーン２３に対向して、その内側に実質的に矩形状の有効面２４が曲面からなり、この有効面２４に多数の電子ビーム通過孔が後述する配列で形成されたシャドウマスク２５が配置されている。一方、ファンネル２２のネック２６内に、水平方向（Ｘ軸方向）に一列配置の３電子ビーム２７Ｂ ，２７Ｇ ，２７Ｒ を放出する電子銃２８が設けられている。そして、この電子銃２８から放出される３電子ビーム２７Ｂ ，２７Ｇ ，２７Ｒ をファンネル２２の外側に装着された偏向装置２９の発生する磁界により偏向し、上記シャドウマスク２５の電子ビーム通過孔を介して、蛍光体スクリーン２３を水平、垂直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。
【００２７】
上記シャドウマスク２５の電子ビーム通過孔は、図１に示すように、概して有効面２４の短軸方向（垂直軸方向、Ｙ軸方向）に沿って複数個の電子ビーム通過孔３１が列状に配列されて延びる電子ビーム通過孔列３２を構成し、この電子ビーム通過孔列３２が長軸方向（水平軸方向、Ｘ軸方向）に複数列並列されたものとなっている。
【００２８】
より具体的には、上記電子ビーム通過孔３１の配列は、シャドウマスク２５の有効面２４の中心Ｏを通る電子ビーム通過孔列３２から長軸方向の周辺に向かってＮ−１本目の電子ビーム通過孔列３２とＮ本目の電子ビーム通過孔列３２の間隔をＰＨ（Ｎ）とし、Ａ，Ｂ，Ｃをそれぞれ有効面２４の中心Ｏを原点とし、有効面２４の長軸、短軸を座標軸とする直交座標系の短軸方向座標値Ｙの４次関数の係数とし、かつＣをＹの絶対値の増加とともに一旦減少したのち増加する関数として、
ＰＨ（Ｎ）＝Ａ＋ＢＮ２ ＋ＣＮ４
で表される間隔で、短軸方向に列状に延びる電子ビーム通過孔列３２を長軸方向に複数列配置したものとなっている。その係数Ａ，Ｂは、それぞれ有効面２４の形状がほぼ矩形状になるように係数Ｃに合せて変化する。
【００２９】
上記のように電子ビーム通過孔の配列が設定されたシャドウマスクの一例として、有効面の中心Ｏから長軸方向の片側に２５０本の電子ビーム通過孔列を配列した場合について、ＮとＰＨ（Ｎ）との関係を、長軸上、長軸から短軸方向（Ｙ軸方向）に有効面の短軸方向幅Ｈ′の１／４離れた中間部および有効面の長辺上について図３に示す。曲線３３が長軸上、曲線３４が中間部、曲線３５が長辺上でのＮをＰＨ（Ｎ）との関係である。
【００３０】
この図面からわかるようにＮをＰＨ（Ｎ）との関係は、Ｙが増加するにつれて、Ｎの４次係数Ｃが変化し（増減）、それにより曲線３３〜３５のように異なった変化をする。今、長軸上の曲線３３と中間部の曲線３４を比較すると、Ｙの増加につれてＮの４次係数Ｃが減少し、画面の中心から長軸端に向かって画面の長軸方向幅Ｗの１／３程度離れた位置（図１６の位置Ｐ１ ）に到達する電子ビームが通過する位置Ｍ１ における１９０本目の電子ビーム通過孔列とその１つ手前の１８９本目の電子ビーム通過孔列との隣接電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨ（１９０Ｍ１ ）よりも、上記位置Ｐ１ から短軸方向に画面の有効部の短軸方向幅Ｈの１／４離れた中間部（図１６の位置Ｐ２ ）に到達する電子ビームが通過する中間部の位置Ｍ２ における上記隣接電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨ（１９０Ｍ２ ）の方が大きくなっている。この隣接電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨ（１９０Ｍ２ ）は、その後、Ｙの増加につれてＮの４次係数が増加し、曲線３５で示したように、画面の長辺上（図１６の位置Ｐ３ ）に到達する電子ビームが通過する長辺上の位置Ｍ３ おける隣接電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨ（１９０Ｍ３ ）は、上記中間部の位置Ｍ２ における隣接電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨ（１９０Ｍ２ ）よりも小さくなっている。
【００３１】
つまり、図３に示したシャドウマスクの一例では、従来局部的なドーミングが最も大きく生じた有効面の中心から長軸方向に１／３程度離れた領域における隣接電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨが長軸から長辺方向に離れるにしたがって、
ＰＨ（１９０Ｍ２ ）＞ＰＨ（１９０Ｍ３ ）＞ＰＨ（１９０Ｍ１ ）
の関係になっている。
【００３２】
図４にシャドウマスク２５をその有効面２４の中心Ｏを通る直交軸（Ｘ−Ｙ軸）で４分割した第１象限について、上記シャドウマスク２５の電子ビーム通過孔列３２の配列を模式図を示す。各電子ビーム通過孔列３２は、概して有効面２４の短軸方向にＹの４次関数曲線に沿って列状に延び、長軸端部（シャドウマスク２５の短辺部）では、ほぼ直線となっている。このことは、上記のように電子ビーム通過孔列３２を構成しても、有効面２４を実質的に矩形状に形成しうることを意味している。また従来局部的なドーミングによりビームランディングのずれが最も大きく生じた領域（図１６参照）に到達する電子ビームが通過する１９０本目の電子ビーム通過孔列３２とその１つ手前の１８９本目の電子ビーム通過孔列３２との間隔ＰＨに着目すると、電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨがＹの変化にともなって４次関数的に変化することにより、長軸上の位置Ｍ１ から短軸方向に離れるにつれ、次第に大きくなり、その後、長辺に近づくにしたがつて小さくなっている。
【００３３】
つぎに、このようなシャドウマスクを使用したカラー受像管の局部的なドーミングによるビームランディングのずれの抑制について説明する。前述したようにカラー受像管を蛍光体スクリーン上に表示される画像の色ずれを防止するためには、３電子ビームを３色蛍光体層に正しくランディングさせることが必要であり、そのためには、パネルの蛍光体スクリーンの形成されている有効部内面とシャドウマスクの有効面との間隔（ｑ値）とシャドウマスクの電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨとの間に適正な関係をもたせることが必要である。そのｑ値と電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨが適正な関係にある場合は、図５（ａ）に示したように、たとえば赤蛍光体層３７Ｒ と青蛍光体層３７Ｂ とについて示した隣接蛍光体層間の間隔ｄは、緑蛍光体層３７Ｇ について示した同一色蛍光体層の間隔ＰＨＰ の２／３である。しかしｑ値が適正値よりも小さいと、同（ｂ）に示すように、
ｄ＜２／３・ＰＨＰ
となる。この場合、ｑ値を大きくするか、あるいはシャドウマスクの電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨを小さくすることにより、適正状態にすることができる。またｑ値が適正値よりも大きいと、同（ｃ）に示すように、
ｄ＞２／３・ＰＨＰ
となる。この場合は、ｑ値を小さくするか、あるいはシャドウマスクの電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨを大きくすることにより、適正状態にすることができる。なお、図５における３８は、各蛍光体層３７Ｂ ，３７Ｇ ，３７Ｒ 間に介在する光吸収層である。
【００３４】
上記ｑ値、電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨ、隣接蛍光体層間の間隔ｄの関係について、上述したこの例のシャドウマスクでは、１８９本目の電子ビーム通過孔列と１９０本目の電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨを、長軸上の間隔ＰＨ（１９０Ｍ１） に対して中間部の間隔ＰＨ（１９０Ｍ２） を大きくしているため、ｑ値を大きくしても、ｑ値と電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨとの関係を適正状態に保つことができる。
【００３５】
すなわち、従来のカラー受像管のシャドウマスクのように各電子ビーム通過孔列の間隔が短軸方向に一定である場合は、図６に示すように、シャドウマスクの有効面上の点Ｍ１ を通る短軸方向断面（Ｙ−Ｚ断面）が曲線３９で示す曲面であるとすると、局部的なドーミングを抑制すべく電子ビーム通過孔列の間隔をＹの２次関数的に増加させる従来のシャドウマスクの点Ｍ１ を通る短軸方向断面は、曲線４１で示す曲面となる。このシャドウマスクは、電子ビーム通過孔列の間隔が短軸方向に一定である曲線３９のシャドウマスクに対して、短軸方向の中間部Ｍ２ および長辺上Ｍ３ において、ｑ値を大きくすることができるため、短軸方向の曲率を大きくすることができ、局部的なドーミングをある程度抑制することが可能である。しかしこの電子ビーム通過孔列の間隔をＹの２次関数的に増加させるシャドウマスクでは、中間部Ｍ２ の間隔を大きくすると、長辺上Ｍ３ では、それ以上に大きくなるため、長辺上Ｍ３ の間隔ＰＨも適正状態に保とうとすると、有効面に曲面の反転部分ができる。したがってこのような不具合が生じないようになしうる中間部Ｍ２ の間隔の大きさには制限がある。
【００３６】
これに対し、この例のシャドウマスクのように電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨをＹの４次関数的に変化させると、曲線４０で示すように、中間部Ｍ２ での電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨ（１９０Ｍ２）を大きくしても、長辺上Ｍ３ の間隔ＰＨ（１９０Ｍ３）を上記Ｙの２次関数的に増加させるシャドウマスクと同程度に減少させることができ、Ｙの２次関数的に増加させるシャドウマスクの問題点である有効面の曲面の反転を避けることができる。つまり、長辺付近でのｑ値をＹの２次関数的に増加させるシャドウマスクの場合と同程度に保って、中間部でのｑ値を大きくすることができる。その結果、従来局部的なドーミングによりビームランディングのずれが大きく現れた領域（図１６参照）に到達する電子ビームが通過する部分の有効面の曲率を十分に大きくでき、局部的なドーミングによるビームランディングのずれを大幅に抑制することができる。
【００３７】
このようなシャドウマスクの有効面の短軸方向の曲率半径Ｒｙ のより具体的な一例を、表１に従来のシャドウマスク（従来例１）および電子ビーム通過孔列の間隔をＹの２次関数的に増加させるシャドウマスク（従来例２）のそれと比較して示す。
【００３８】
【表１】
この表１からわかるように、この例のシャドウマスクの長軸上での短軸方向の曲率半径Ｒｙ は、従来例１のそれに対して２３％、従来例２に対しても１３％小さくなっている。長辺上では、従来例１、２の短軸方向の曲率半径Ｒｙ に対して大きくなっているが、この長辺付近は、機械的強度の大きいマスクフレームに固定されており、かつ電子ビームの衝突により加熱されても、熱エネルギが熱容量の大きいマスクフレームに吸収され、本来、局部的なドーミングが小さいため、、曲率半径Ｒｙ を大きくしてもビームランディングのずれは小さく、特に問題とはならない。その結果、実際にこのシャドウマスクを組込んだカラー受像管は、ビームランディングのずれが従来例２のシャドウマスクを組込んだカラー受像管に対して１４％程度小さくなることが確認されている。
【００３９】
つぎに他の実施例について説明する。
【００４０】
上記実施例で説明したシャドウマスク（図３、図４参照）の各電子ビーム通過孔列は、有効面の長軸上の位置と長辺上の位置が必ずしも同一軸上にはないが、図７に示すシャドウマスクは、各電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨを、
ＰＨ（Ｎ）＝Ａ＋ＢＮ２ ＋ＣＮ４
で表される間隔とし、その各係数Ａ，Ｂ，Ｃを上記実施例と異ならしめたものである。図７の曲線３３は長軸上、曲線３４は、長軸から短軸方向に有効面の短軸方向幅の１／４離れた中間部、曲線３５は、有効面の長辺上での電子ビーム通過孔列の間隔を表している。このシャドウマスクでは、曲線３３と３５が一致しており、長軸上の電子ビーム通過孔列の間隔と長辺上の電子ビーム通過孔列の間隔とが有効面の全面にわたり同じであることを示している。すなわち、図８に有効面２４をその中心Ｏを通る直交軸で４分割した第１象限について模式的に示すように、各電子ビーム通過孔列３２の長軸上の位置と長辺上の位置とは、破線で結んで示したように短軸と平行な同一軸上に位置して等間隔となっている。しかし図１６に示した局部的なビームランディングのずれが生ずる領域の中心Ｐ１ に到達する電子ビームが通過するシャドウマスクの有効面の長軸上の位置Ｍ１ における電子ビーム通過孔列３２の間隔に対して、この位置Ｍ１ から短軸方向に有効面の短軸方向幅の１／４離れた中間部の位置Ｍ２ における電子ビーム通過孔列３２の間隔は大きくなっている。
【００４１】
シャドウマスクの電子ビーム通過孔列３２の間隔をこのように設定しても、前記実施例と同様の効果を奏するシャドウマスクとすることができる。
【００４２】
図９に示すシャドウマスクは、同様に電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨを、
ＰＨ（Ｎ）＝Ａ＋ＢＮ２ ＋ＣＮ４
で表される間隔とし、その各係数Ａ，Ｂ，Ｃを上記各実施例と異ならしめたものである。図９の曲線３３は長軸上、曲線３４は、長軸から短軸方向に有効面の短軸方向幅の１／４離れた中間部、曲線３５は、有効面の長辺上での電子ビーム通過孔列の間隔を表している。このシャドウマスクでは、曲線３４と３５とが一致しており、中間部の電子ビーム通過孔列の間隔と長辺上の電子ビーム通過孔列の間隔とが有効面の全面にわたり一致している。すなわち、図１０に有効面２４をその中心Ｏを通る直交軸で４分割した第１象限について模式的に示すように、各電子ビーム通過孔列３２の中間部上の位置と長辺上の位置とは、破線で結んで示したように、中間部上の位置と長辺上の位置は、短軸と平行な同一軸上に位置して等間隔となっている。しかし図１６に示した局部的なビームランディングのずれが生ずるの領域の中心Ｐ１ に到達する電子ビームが通過するシャドウマスクの有効面の長軸上の位置Ｍ１ における電子ビーム通過孔列３２の間隔に対して、この位置Ｍ１ から短軸方向に有効面の短軸方向幅の１／４離れた中間部における電子ビーム通過孔列３２の間隔は大きくなっている。
【００４３】
シャドウマスクの電子ビーム通過孔列３２の間隔をこのように設定しても、前記実施例と同様の効果を奏するシャドウマスクとすることができる。
【００４４】
図１１に示すシャドウマスクも、電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨを、
ＰＨ（Ｎ）＝Ａ＋ＢＮ２ ＋ＣＮ４
で表される間隔とし、その各係数Ａ，Ｂ，Ｃを上記各実施例と異ならしめたものである。図１１の曲線３３は長軸上、曲線３４は、長軸から短軸方向に有効面の短軸方向幅の１／４離れた中間部、曲線３５は、有効面の長辺上での電子ビーム通過孔列の間隔を表している。特にこのシャドウマスクは、中間部の電子ビーム通過孔列の間隔が曲線３４に示されているように、有効面の中心から短辺方向に離れるしたがい一旦増加し、最大値を経たのち減少している。図１２に有効面２４をその中心Ｏを通る直交軸で４分割した第１象限について模式的に示すように、このようなシャドウマスクの中間部の電子ビーム通過孔列の間隔は、上記電子ビーム通過孔列の間隔を表す式のＮの４乗の係数Ｃをマイナスにすることにより得られる。
【００４５】
シャドウマスクの電子ビーム通過孔列３２の間隔をこのように設定すると、図１６に示したビームランディングのずれが生ずる領域に到達する電子ビームの通過する領域の局部的なドーミングをより大きく改善するシャドウマスクとすることができる。
【００４６】
以上、若干の実施例について説明したが、この発明は、これら実施例に限定されるものではなく、パネルの曲面や電子ビーム通過孔列の間隔を示す式
ＰＨ（Ｎ）＝Ａ＋ＢＮ２ ＋ＣＮ４
の係数Ａ，Ｂ，Ｃを適宜変化させることにより、局部的なドーミングを最適に抑制するシャドウマスクとすることができる。
【００４７】
【発明の効果】
実質的に矩形状の有効部の内面が曲面からなるパネルの有効部内面に形成された蛍光体スクリーンと対向する実質的に矩形状の有効面が曲面からなり、この有効面に多数の電子ビーム通過孔が形成されたシャドウマスクとを有し、その電子ビーム通過孔が概して有効面の短軸方向に沿って列状に延びる電子ビーム通過孔列を構成し、この電子ビーム通過孔列が有効面の長軸方向に複数列並列されてなるカラー受像管において、そのシャドウマスクを、電子ビーム通過孔列の間隔が有効面上の位置によって異なり、有効面の中心部を通る電子ビーム通過孔列から有効面の長軸方向の周辺に向かってＮ−１本目の電子ビーム通過孔列とＮ本目の電子ビーム通過孔列との間隔をＰＨ（Ｎ）とし、Ａ，Ｂ，Ｃをそれぞれ有効面の中心を原点とする長軸方向座標値Ｙの４次関数とし、かつＣをＹの絶対値の増加とともに一旦減少したのち増加する関数として
ＰＨ（Ｎ）＝Ａ＋ＢＮ２ ＋ＣＮ４
で表される間隔に設定し、たとえば有効面の中心から有効面の長軸方向の径Ｗの１／３離れた位置を通る電子ビーム通過孔列の間隔が有効面の短軸方向の絶対値の増加とともに長軸付近では増加し、有効面の中心を原点とし、長軸、短軸を座標軸とする直交座標系の短軸方向座標値Ｙについて有効面内に偏曲点を有するようなＹの４次関数で表される間隔に設定すると、特にパネルの有効部内面に曲率を変更することなく、シャドウマスクの電子ビーム通過孔列の間隔を適正化することにより、シャドウマスクの有効面を局部的なドーミングを軽減する曲面に設定でき、局部的なドーミングによるビームランディングのずれを抑制して、色純度の良好なカラー受像管を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例のカラー受像管に用いられるシャドウマスクの構成を示す図である。
【図２】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３】上記シャドウマスクの有効面の長軸上、中間部、長辺上における電子ビーム通過孔列の間隔を示す図である。
【図４】その電子ビーム通過孔列の配列を示す図である。
【図５】図５（ａ）乃至（ｃ）はそれぞれパネルの有効部内面とシャドウマスクの有効面との間隔およびシャドウマスクの電子ビーム通過孔列の間隔と蛍光体スクリーンを構成する３色蛍光体層との関係を説明するための図である。
【図６】この発明の一実施例のカラー受像管に用いられるシャドウマスクの短軸方向の曲面を従来のシャドウマスクおよび電子ビーム通過孔列の間隔が長軸から短軸方向距離の２次関数的に変化するシャドウマスクの短軸方向の曲面と比較して示す図である。
【図７】他の実施例のシャドウマスクの有効面の長軸上、中間部、長辺上における電子ビーム通過孔列の間隔を示す図である。
【図８】そのシャドウマスクの電子ビーム通過孔列の配列を示す図である。
【図９】他の異なる実施例のシャドウマスクの有効面の長軸上、中間部、長辺上における電子ビーム通過孔列の間隔を示す図である。
【図１０】そのシャドウマスクの電子ビーム通過孔列の配列を示す図である。
【図１１】他のさらに異なる実施例のシャドウマスクの有効面の長軸上、中間部、長辺上における電子ビーム通過孔列の間隔を示す図である。
【図１２】そのシャドウマスクの電子ビーム通過孔列の配列を示す図である。
【図１３】従来のカラー受像管の構成を示す図である。
【図１４】シャドウマスクのドーミングによるビームランディングのずれを説明するための図である。
【図１５】シャドウマスクの局部的なドーミングの発生状況を説明するための図である。
【図１６】シャドウマスクの局部的なドーミングによるビームランディングのずれの発生領域を示す図である。
【図１７】従来のシャドウマスクおよび電子ビーム通過孔列の間隔が長軸から短軸方向距離の２次関数的に変化するシャドウマスクの問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
２０…有効部
２１…パネル
２３…蛍光体スクリーン
２４…有効面
２５…シャドウマスク
２７Ｂ ，２７Ｇ ，２７Ｒ …３電子ビーム
３１…電子ビーム通過孔
３２…電子ビーム通過孔列
３７Ｂ …青蛍光体層
３７Ｇ …緑蛍光体層
３７Ｒ …赤蛍光体層
【産業上の利用分野】
この発明は、シャドウマスク型カラー受像管に係り、特にシャドウマスクの有効面の短軸方向に沿って列状に延びる電子ビーム通過孔列の長軸方向の配列間隔を適正化して、局部的なドーミングによるビームランディングのずれ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、図１３に示すように、内面が曲面からなる実質的に矩形状の有効部１を有するパネル２およびこのパネル２に接合された漏斗状のファンネル３からなる外囲器を有し、そのパネル２の有効部１の内面に、青、緑、赤に発光する３色蛍光体層からなる蛍光体スクリーン４が形成されている。さらにこの蛍光体スクリーン４に対向して、その内側に実質的に矩形状の有効面５が曲面からなり、この有効面５に多数の電子ビーム通過孔が形成されたシャドウマスク６が配置されている。一方、ファンネル３のネック７内に、３電子ビーム８Ｂ ，８Ｇ ，８Ｒ を放出する電子銃９が配設されている。そして、この電子銃９から放出される３電子ビーム８Ｂ ，８Ｇ ，８Ｒ をファンネル３の外側に装着された偏向装置１０により偏向し、上記シャドウマスク６の電子ビーム通過孔を介して、蛍光体スクリーン４を水平、垂直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。
【０００３】
このようなカラー受像管のうち、特に同一水平面上を通る一列配置の３電子ビーム８Ｂ ，８Ｇ ，８Ｒ を放出するインライン型カラー受像管においては、蛍光体スクリーン４を構成する３色蛍光体層が垂直方向に細長いストライプ状に形成され、これに対応して、シャドウマスク６は、複数の電子ビーム通過孔が有効面５の短軸方向に沿って列状に延びる電子ビーム通過孔列を構成し、この電子ビーム通過孔列が有効面５の長軸方向に複数列並列されたものとなっている。
【０００４】
本来このシャドウマスク６は、色選別電極として、各電子ビーム通過孔を異なる角度で通過する３電子ビーム８Ｂ ，８Ｇ ，８Ｒ をそれぞれ対応する３色蛍光体層にランディングさせて発光させるものであり、蛍光体スクリーン４に色純度の良好な画像を表示するためには、上記電子ビーム通過孔を異なる角度で通過する３電子ビーム８Ｂ ，８Ｇ ，８Ｒ を対応する３色蛍光体層に正しくランディングさせることが必要である。そのためには、３色蛍光体層とシャドウマスク６の電子ビーム通過孔とを所定の整合関係にする必要があり、かつカラー受像管の動作中、その整合関係を保持するようにしなければならない。換言すれば、常にパネル２の有効部１の内面（蛍光体スクリーン４）とシャドウマスク６の有効面５との間隔（ｑ値）を所定の許容範囲に保持するようにしなければならない。
【０００５】
しかしながらシャドウマスク型カラー受像管は、その動作原理上、シャドウマスク６の電子ビーム通過孔を通過して蛍光体スクリーン４に到達する電子ビームは、電子銃９から放出される電子ビーム量の１／３以下であり、他の電子ビームは、シャドウマスク６の電子ビーム通過孔以外の部分に衝突して熱エネルギに変換され、シャドウマスク６を加熱する。その結果、たとえば熱膨張係数の大きい低炭素鋼を素材とするシャドウマスクでは、図１４に一点鎖線で示すように、蛍光体スクリーン４方向に膨出するドーミングをおこす。このようにドーミングをおこすと、電子ビーム通過孔１２の位置が変化し、蛍光体スクリーン４とシャドウマスク６との間隔が許容範囲を越えた場合には、蛍光体層１１に対するビームランディングのずれによる色純度の劣化をおこす。このシャドウマスク６の熱膨張によるランディングずれの大きさは、画面上に描かれる画像パターンの輝度、その継続時間などによって大きく異なる。特に局部的に高輝度画像パターンを表示した場合は、図１４に示したように局部的なドーミングをおこし、短時間のうちにビームランディングがずれ、かつそのランディングのずれ量が大きくなる。
【０００６】
この局部的なドーミングによるランディングずれについては、矩形窓状のパターンを発生する信号器を使用して、図１５に示すように、画面上に矩形窓状の高輝度パターン１４を描き、この高輝度パターン１４の形状、位置を変えてビームランディングのずれ量を測定した結果、画面の短軸方向（垂直軸方向、Ｙ軸方向）に大電流ビームによる細長い高輝度パターンを描き、この高輝度パターンを画面の中心から長軸方向（水平軸方向、Ｘ軸方向）にその長軸方向幅Ｗの１／３程度の位置に表示した場合に最も大きなランディングずれが生じ、特に図１６に示す画面中間部の楕円形状の領域１５でビームランディングのずれが最も大きくなるという結果が得られている。
【０００７】
このように画面中間部でランディングずれが大きくなる理由は、つぎのように説明することができる。すなわち、図１５において、高輝度パターン１４が画面の中央付近にあるときは、この高輝度パターン１４に対応するシャドウマスクの中央付近が熱膨張変形しても、この中央付近の電子ビーム通過孔を通過する電子ビームは偏向角が小さいため、ビームランディングのずれは小さい。しかし画面中央から長軸方向に移動するにつれて、シャドウマスクの熱膨張変形が画面上にビームランディングのずれとして現れる度合いが大きくなる。しかし画面の長軸方向両端部に対応するシャドウマスクの長軸方向両端部は、機械的強度の大きいマスクフレームに固定されているため、シャドウマスクが熱膨張しても、変形は小さく抑えられ、画面の長軸方向両端付近では、シャドウマスクの熱膨張変形によるビームランディングのずれは小さく抑えられる。したがってシャドウマスクの熱膨張変形によるビームランディングのずれは、画面の中央から長軸方向幅Ｗの１／３程度の位置に高輝度のパターンを表示した場合に最も大きくなる。一方、画面の短軸方向については、矩形窓状のパターンの上下端に対応するシャドウマスクの短軸方向両端部は、マスクフレームに固定されているため、シャドウマスクが熱膨張しても、長軸方向両端部と同様に変形は小さく抑えられる。
【０００８】
さらにシャドウマスクの周辺部では、電子ビームの衝突により発生する熱エネルギが熱容量の大きいマスクフレームに吸収されるため、この点からもシャドウマスク周辺部の熱膨張変形は小さくなる。
【０００９】
したがってシャドウマスクの局部的なドーミングによるランディングずれは、図１６に示した領域１５で最も大きくなる。この領域１５は、シャドウマスクの有効面の中心から長軸方向にその長軸方向幅の１／３程度離れた位置を中心とし、短軸方向に有効面の短軸方向幅の１／４程度離れた位置を両端部とする領域にほぼ対応する。
【００１０】
従来よりこのようなシャドウマスクの局部的なドーミングを改善する種々の方法がある。その一つに、シャドウマスクの有効面の曲率を大きくする（曲率半径を小さくする）方法がある。特にこの有効面の曲率を大きくする方法については、これまでの検討結果から特に短軸方向の曲率を大きくすることにより、ドーミングを改良できることが知られている。
【００１１】
従来シャドウマスクの有効面の曲面形状は、パネルの有効部内面とシャドウマスクの有効面との間隔、すなわちｑ値を適正にする必要上、パネルの有効部の内面形状と偏向装置の偏向特性とにより決定されている。そのため、シャドウマスクの有効面の曲面形状を変える場合は、パネルの有効部の内面形状も変える必要があり、シャドウマスクの有効面の曲率を大きくしてドーミングを抑制するためには、パネルの有効部の内面の曲率も大きくする必要がある。しかし最近の大型カラー受像管や画面のアスペクト比が１６：９の横長のカラー受像管などについては、パネルの有効部外面の曲率を小さくして、より平面に近づける傾向にあるため、パネルの有効部の内面の曲率を大きくすると、パネルの中央部と周辺部との肉厚の差が大きくなり、特性上好ましくなくなる。
【００１２】
またパネルの有効部の内面の曲率を小さく保ったままシャドウマスクの有効面の曲率を大きくすると、適正なｑ値が得られなくなる。しかしこの場合生ずるｑ値のエラーは、シャドウマスクの短軸方向に沿って列状に延びる電子ビーム通過孔列の隣接電子ビーム通過孔列との間隔を適正化することにより補正可能であることが知られている。
【００１３】
その例として、互いに隣接する電子ビーム通過孔列の間隔を、シャドウマスクの中心から長軸方向周辺になるにしたがって大きくすることにより、シャドウマスクの有効面の長軸方向の曲率を大きくしたものがある。しかしこの方法では、シャドウマスクのドーミング防止に有効な短軸方向の曲率を大きくすることはできない。この短軸方向の曲率を大きくするためには、長軸方向と同様に互いに隣接する電子ビーム通過孔列の間隔を、シャドウマスクの中心から短軸方向周辺になるにしたがって大きくする必要がある。しかしすべての電子ビーム通過孔列について、電子ビーム通過孔列の間隔を短軸方向周辺になるにしたがって大きくすると、シャドウマスクの有効面を矩形状に保つことができず、矩形状の画面が得られなくなる。
【００１４】
このような問題を解決することを一つの目的として、特公平５−１５７４号公報および特公平５−４２７７２号公報には、シャドウマスクの短軸端における電子ビーム通過孔列の間隔を対角軸端における電子ビーム通過孔列の間隔よりも小さくすることにより、ほぼ矩形状の画面を保つ状態で対角軸端付近の短軸方向の曲率を大きくすることが示されている。
【００１５】
このようなシャドウマスクは、より具体的には、電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨを、Ｘ，Ｙをシャドウマスクの有効面の中心を原点とし、有効面の長軸、短軸を座標軸とする直交座標系の座標値、ａ，ｂ，ｃをＹの２次関数として、
ＰＨ＝ａ＋ｂＸ２ ＋ｃＸ４
表される間隔としている。
【００１６】
しかしこのようなシャドウマスクは、電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨが長軸からの短軸方向距離Ｙの２次関数的に変化するものであるため、短軸方向の曲率を平均的に大きくすることしかできない。そのため、局部的なドーミングをある程度抑制することは可能であるが、局部的なドーミングによるビームランディングのずれが最も大きくなる図１６に示した領域１５のランディングのずれを十分に抑制することはできない。この領域１５のランディングのずれを十分に抑制するためには、図１６に示した領域１５に到達する電子ビームが通過するシャドウマスクの有効面の領域の短軸方向の曲率を大きくする必要があるが、この領域の短軸方向の曲率を大きくするためには、図１７に示すように、図１６の楕円形状の領域１５の中心Ｐ１ （画面の長軸上に位置する）に対応するシャドウマスク６上の位置Ｍ１ （有効面の長軸上に位置する）から領域１５の短軸方向端部Ｐ２ に対応するシャドウマスク６の有効面５の短軸方向の幅Ｈ′の１／４程度離れた位置Ｍ２ での電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨＭ２を、Ｍ１ における電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨＭ１よりも大きくしなければならない。しかしこのようにＭ２ における電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨＭ２を、Ｍ１ における電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨＭ１より大きくすると、このシャドウマスクでは、電子ビーム通過孔列の間隔がＹの２次関数的に変化するものであるため、さらに短軸方向に離れた画面の長辺付近Ｐ３ （図１６に図示）に対応するシャドウマスク６の長辺上の位置Ｍ３ における電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨＭ３が、破線で示したようにさらに大きくなる。そのため、シャドウマスク６の有効面５を矩形状に保つためには、長辺上の他の位置における電子ビーム通過孔列の間隔を極端に小さくしなければならなくなる。またＭ３ における間隔に合せて曲面を設定すると、ｑ値が大きくなりすぎる。その結果、有効面に曲面の反転がおこり、カラー受像管を構成することが非常に困難となる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、電子ビームの衝突によるシャドウマスクの局部的なドーミングを抑制する方法の一つに、シャドウマスクの有効面の曲率を大きくする方法がある。この方法では、特に短軸方向の曲率を大きくすることによりドーミングを抑制できることが知られている。しかしこの方法のようにシャドウマスクの有効面の曲率を大きくしてドーミングを抑制するためには、パネルの有効部の内面の曲率も大きくする必要がある。そのため、最近の大型カラー受像管や画面のアスペクト比が１６：９の横長のカラー受像管などのように、パネルの有効部外面の曲率を小さくしてより平面に近づける傾向にあるカラー受像管では、パネルの中央部と周辺部との肉厚の差が大きくなり、特性上好ましくなくなる。またパネルの有効部の内面の曲率を小さく保ったままシャドウマスクの有効面の曲率を大きくすると、適正なｑ値が得られなくなる。しかしこの場合生ずるｑ値のエラーは、シャドウマスクの短軸方向に沿って列状に延びる電子ビーム通過孔列の隣接電子ビーム通過孔列との間隔を適正化することにより補正可能であることが知られている。その例として、互いに隣接する電子ビーム通過孔列の間隔を、シャドウマスクの中心から長軸方向周辺になるにしたがって大きくすることにより、シャドウマスクの有効面の長軸方向の曲率を大きくしたものがある。しかしこの方法では、シャドウマスクのドーミング防止に有効な短軸方向の曲率を大きくすることはできない。このシャドウマスクの有効面の短軸方向の曲率を大きくするためには、長軸方向と同様に互いに隣接する電子ビーム通過孔列の間隔を、シャドウマスクの中心から短軸方向周辺になるにしたがって大きくする必要がある。しかしすべての電子ビーム通過孔列について、電子ビーム通過孔列の間隔を短軸方向周辺になるにしたがって大きくすると、シャドウマスクの有効面を矩形状に保つことができず、矩形状の画面が得られなくなる。
【００１８】
このような問題を解決する方法として、シャドウマスクの短軸端における電子ビーム通過孔列の間隔を対角軸端における電子ビーム通過孔列の間隔よりも小さくすることにより、ほぼ矩形状の画面を保つ状態で対角軸端付近の短軸方向の曲率を大きくする方法がある。このような方法は、より具体的には、電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨを、Ｘ，Ｙをシャドウマスクの有効面の中心を原点とし、有効面の長軸、短軸を座標軸とする直交座標系の座標値、ａ，ｂ，ｃをＹの２次関数として、
ＰＨ＝ａ＋ｂＸ２ ＋ｃＸ４
で表される間隔としている。
【００１９】
しかしこのようなシャドウマスクは、電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨがＹの２次関数的に変化するものであるため、短軸方向の曲率を平均的に大きくすることしかできず、局部的なドーミングをある程度抑制することは可能であるが、局部的なドーミングによるビームランディングのずれが最も大きくなる領域（図１６参照）のビームランディングのずれを十分に抑制することはできない。
【００２０】
この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、シャドウマスクの電子ビーム通過孔列の間隔を適正化することにより、シャドウマスクの有効面を局部的なドーミングを十分に抑制できる曲面にして、ビームランディングのずれが生じない特性の良好なカラー受像管を得ることを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
内面が曲面からなる実質的に矩形状の有効部を有するパネルと、このパネルの有効部内面に形成された蛍光体スクリーンと、この蛍光体スクリーンと対向する実質的に矩形状の有効面が曲面からなり、この有効面に多数の電子ビーム通過孔が形成されたシャドウマスクとを備え、その電子ビーム通過孔が概して有効面の短軸方向に沿って列状に延びる電子ビーム通過孔列を構成し、この電子ビーム通過孔列が有効面の長軸方向に複数列並列されてなるカラー受像管において、シャドウマスクを、電子ビーム通過孔列の間隔が有効面上の位置によって異なり、有効面の中心部を通る電子ビーム通過孔列から有効面の長軸方向の周辺に向かってＮ−１本目の電子ビーム通過孔列とＮ本目の電子ビーム通過孔列との間隔をＰＨ（Ｎ）とし、Ａ，Ｂ，Ｃをそれぞれ有効面の中心を原点とし、有効面の長軸、短軸を座標軸とする直交座標系の短軸方向座標値Ｙの４次関数とし、かつＣをＹの絶対値の増加とともに一旦減少したのち増加する関数として
ＰＨ（Ｎ）＝Ａ＋ＢＮ２ ＋ＣＮ４
で表される間隔に設定した。
【００２２】
また、シャドウマスクを、有効面の中心から有効面の長軸方向の径Ｗの１／３離れた位置を通る電子ビーム通過孔列の間隔が有効面の短軸方向の絶対値の増加とともに長軸付近では増加し、有効面の中心を原点とし、長軸、短軸を座標軸とする直交座標系の短軸方向座標値Ｙについて有効面内に偏曲点を有するようなＹの４次関数で表される間隔に設定した。
【００２３】
【作用】
上記のように、電子ビーム通過孔列の間隔を設定すると、図１７に電子ビーム通過孔列の間隔をＹの２次関数的に変化する既知のシャドウマスクの電子ビーム通過孔列の間隔と対比して示すように、シャドウマスクの有効面の中心から有効面の長軸方向幅Ｗの１／３程度離れた長軸上の位置Ｍ１ における電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨＭ１よりも、この長軸上の位置Ｍ１ から短軸方向に短軸方向幅Ｈの１／４程度離れた位置Ｍ２ における電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨＭ２を大きく設定することができる。さらにこの短軸方向幅Ｈの１／４程度離れた位置から短軸方向に離れた長辺上の位置Ｍ３ における電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨＭ３を、Ｙの２次関数的に変化させる既知の電子ビーム通過孔列の間隔にくらべて小さくすることができる。
【００２４】
つまり、この例のシャドウマスクのように、電子ビーム通過孔列の間隔をＹの４次関数的に変化するものとすると、長軸上の位置における電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨＭ１よりも、短軸方向に短軸方向幅Ｈの１／４程度離れた位置における電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨＭ２を大きく設定しても、長辺上における電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨＭ３を大きくなりすぎないようにすることができる。したがってそれにより、シャドウマスクの有効面の短軸方向の曲率を局部的に大きく設定して、従来生じた局部的なドーミングを抑制することができ、その局部的なドーミングによるビームランディングのずれの小さいカラー受像管を構成することができる。
【００２５】
【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。
【００２６】
図２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、内面が曲面からなる実質的に矩形状の有効部２０を有するパネル２１およびこのパネル２１に接合された漏斗状のファンネル２２からなる外囲器を有し、そのパネル２１の有効部２０の内面に、青、緑、赤に発光する３色蛍光体層からなる蛍光体スクリーン２３が形成されている。その３色蛍光体層は、有効部２０の短軸方向（垂直方向）に細長いストライプからなる。さらにこの蛍光体スクリーン２３に対向して、その内側に実質的に矩形状の有効面２４が曲面からなり、この有効面２４に多数の電子ビーム通過孔が後述する配列で形成されたシャドウマスク２５が配置されている。一方、ファンネル２２のネック２６内に、水平方向（Ｘ軸方向）に一列配置の３電子ビーム２７Ｂ ，２７Ｇ ，２７Ｒ を放出する電子銃２８が設けられている。そして、この電子銃２８から放出される３電子ビーム２７Ｂ ，２７Ｇ ，２７Ｒ をファンネル２２の外側に装着された偏向装置２９の発生する磁界により偏向し、上記シャドウマスク２５の電子ビーム通過孔を介して、蛍光体スクリーン２３を水平、垂直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。
【００２７】
上記シャドウマスク２５の電子ビーム通過孔は、図１に示すように、概して有効面２４の短軸方向（垂直軸方向、Ｙ軸方向）に沿って複数個の電子ビーム通過孔３１が列状に配列されて延びる電子ビーム通過孔列３２を構成し、この電子ビーム通過孔列３２が長軸方向（水平軸方向、Ｘ軸方向）に複数列並列されたものとなっている。
【００２８】
より具体的には、上記電子ビーム通過孔３１の配列は、シャドウマスク２５の有効面２４の中心Ｏを通る電子ビーム通過孔列３２から長軸方向の周辺に向かってＮ−１本目の電子ビーム通過孔列３２とＮ本目の電子ビーム通過孔列３２の間隔をＰＨ（Ｎ）とし、Ａ，Ｂ，Ｃをそれぞれ有効面２４の中心Ｏを原点とし、有効面２４の長軸、短軸を座標軸とする直交座標系の短軸方向座標値Ｙの４次関数の係数とし、かつＣをＹの絶対値の増加とともに一旦減少したのち増加する関数として、
ＰＨ（Ｎ）＝Ａ＋ＢＮ２ ＋ＣＮ４
で表される間隔で、短軸方向に列状に延びる電子ビーム通過孔列３２を長軸方向に複数列配置したものとなっている。その係数Ａ，Ｂは、それぞれ有効面２４の形状がほぼ矩形状になるように係数Ｃに合せて変化する。
【００２９】
上記のように電子ビーム通過孔の配列が設定されたシャドウマスクの一例として、有効面の中心Ｏから長軸方向の片側に２５０本の電子ビーム通過孔列を配列した場合について、ＮとＰＨ（Ｎ）との関係を、長軸上、長軸から短軸方向（Ｙ軸方向）に有効面の短軸方向幅Ｈ′の１／４離れた中間部および有効面の長辺上について図３に示す。曲線３３が長軸上、曲線３４が中間部、曲線３５が長辺上でのＮをＰＨ（Ｎ）との関係である。
【００３０】
この図面からわかるようにＮをＰＨ（Ｎ）との関係は、Ｙが増加するにつれて、Ｎの４次係数Ｃが変化し（増減）、それにより曲線３３〜３５のように異なった変化をする。今、長軸上の曲線３３と中間部の曲線３４を比較すると、Ｙの増加につれてＮの４次係数Ｃが減少し、画面の中心から長軸端に向かって画面の長軸方向幅Ｗの１／３程度離れた位置（図１６の位置Ｐ１ ）に到達する電子ビームが通過する位置Ｍ１ における１９０本目の電子ビーム通過孔列とその１つ手前の１８９本目の電子ビーム通過孔列との隣接電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨ（１９０Ｍ１ ）よりも、上記位置Ｐ１ から短軸方向に画面の有効部の短軸方向幅Ｈの１／４離れた中間部（図１６の位置Ｐ２ ）に到達する電子ビームが通過する中間部の位置Ｍ２ における上記隣接電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨ（１９０Ｍ２ ）の方が大きくなっている。この隣接電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨ（１９０Ｍ２ ）は、その後、Ｙの増加につれてＮの４次係数が増加し、曲線３５で示したように、画面の長辺上（図１６の位置Ｐ３ ）に到達する電子ビームが通過する長辺上の位置Ｍ３ おける隣接電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨ（１９０Ｍ３ ）は、上記中間部の位置Ｍ２ における隣接電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨ（１９０Ｍ２ ）よりも小さくなっている。
【００３１】
つまり、図３に示したシャドウマスクの一例では、従来局部的なドーミングが最も大きく生じた有効面の中心から長軸方向に１／３程度離れた領域における隣接電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨが長軸から長辺方向に離れるにしたがって、
ＰＨ（１９０Ｍ２ ）＞ＰＨ（１９０Ｍ３ ）＞ＰＨ（１９０Ｍ１ ）
の関係になっている。
【００３２】
図４にシャドウマスク２５をその有効面２４の中心Ｏを通る直交軸（Ｘ−Ｙ軸）で４分割した第１象限について、上記シャドウマスク２５の電子ビーム通過孔列３２の配列を模式図を示す。各電子ビーム通過孔列３２は、概して有効面２４の短軸方向にＹの４次関数曲線に沿って列状に延び、長軸端部（シャドウマスク２５の短辺部）では、ほぼ直線となっている。このことは、上記のように電子ビーム通過孔列３２を構成しても、有効面２４を実質的に矩形状に形成しうることを意味している。また従来局部的なドーミングによりビームランディングのずれが最も大きく生じた領域（図１６参照）に到達する電子ビームが通過する１９０本目の電子ビーム通過孔列３２とその１つ手前の１８９本目の電子ビーム通過孔列３２との間隔ＰＨに着目すると、電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨがＹの変化にともなって４次関数的に変化することにより、長軸上の位置Ｍ１ から短軸方向に離れるにつれ、次第に大きくなり、その後、長辺に近づくにしたがつて小さくなっている。
【００３３】
つぎに、このようなシャドウマスクを使用したカラー受像管の局部的なドーミングによるビームランディングのずれの抑制について説明する。前述したようにカラー受像管を蛍光体スクリーン上に表示される画像の色ずれを防止するためには、３電子ビームを３色蛍光体層に正しくランディングさせることが必要であり、そのためには、パネルの蛍光体スクリーンの形成されている有効部内面とシャドウマスクの有効面との間隔（ｑ値）とシャドウマスクの電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨとの間に適正な関係をもたせることが必要である。そのｑ値と電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨが適正な関係にある場合は、図５（ａ）に示したように、たとえば赤蛍光体層３７Ｒ と青蛍光体層３７Ｂ とについて示した隣接蛍光体層間の間隔ｄは、緑蛍光体層３７Ｇ について示した同一色蛍光体層の間隔ＰＨＰ の２／３である。しかしｑ値が適正値よりも小さいと、同（ｂ）に示すように、
ｄ＜２／３・ＰＨＰ
となる。この場合、ｑ値を大きくするか、あるいはシャドウマスクの電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨを小さくすることにより、適正状態にすることができる。またｑ値が適正値よりも大きいと、同（ｃ）に示すように、
ｄ＞２／３・ＰＨＰ
となる。この場合は、ｑ値を小さくするか、あるいはシャドウマスクの電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨを大きくすることにより、適正状態にすることができる。なお、図５における３８は、各蛍光体層３７Ｂ ，３７Ｇ ，３７Ｒ 間に介在する光吸収層である。
【００３４】
上記ｑ値、電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨ、隣接蛍光体層間の間隔ｄの関係について、上述したこの例のシャドウマスクでは、１８９本目の電子ビーム通過孔列と１９０本目の電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨを、長軸上の間隔ＰＨ（１９０Ｍ１） に対して中間部の間隔ＰＨ（１９０Ｍ２） を大きくしているため、ｑ値を大きくしても、ｑ値と電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨとの関係を適正状態に保つことができる。
【００３５】
すなわち、従来のカラー受像管のシャドウマスクのように各電子ビーム通過孔列の間隔が短軸方向に一定である場合は、図６に示すように、シャドウマスクの有効面上の点Ｍ１ を通る短軸方向断面（Ｙ−Ｚ断面）が曲線３９で示す曲面であるとすると、局部的なドーミングを抑制すべく電子ビーム通過孔列の間隔をＹの２次関数的に増加させる従来のシャドウマスクの点Ｍ１ を通る短軸方向断面は、曲線４１で示す曲面となる。このシャドウマスクは、電子ビーム通過孔列の間隔が短軸方向に一定である曲線３９のシャドウマスクに対して、短軸方向の中間部Ｍ２ および長辺上Ｍ３ において、ｑ値を大きくすることができるため、短軸方向の曲率を大きくすることができ、局部的なドーミングをある程度抑制することが可能である。しかしこの電子ビーム通過孔列の間隔をＹの２次関数的に増加させるシャドウマスクでは、中間部Ｍ２ の間隔を大きくすると、長辺上Ｍ３ では、それ以上に大きくなるため、長辺上Ｍ３ の間隔ＰＨも適正状態に保とうとすると、有効面に曲面の反転部分ができる。したがってこのような不具合が生じないようになしうる中間部Ｍ２ の間隔の大きさには制限がある。
【００３６】
これに対し、この例のシャドウマスクのように電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨをＹの４次関数的に変化させると、曲線４０で示すように、中間部Ｍ２ での電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨ（１９０Ｍ２）を大きくしても、長辺上Ｍ３ の間隔ＰＨ（１９０Ｍ３）を上記Ｙの２次関数的に増加させるシャドウマスクと同程度に減少させることができ、Ｙの２次関数的に増加させるシャドウマスクの問題点である有効面の曲面の反転を避けることができる。つまり、長辺付近でのｑ値をＹの２次関数的に増加させるシャドウマスクの場合と同程度に保って、中間部でのｑ値を大きくすることができる。その結果、従来局部的なドーミングによりビームランディングのずれが大きく現れた領域（図１６参照）に到達する電子ビームが通過する部分の有効面の曲率を十分に大きくでき、局部的なドーミングによるビームランディングのずれを大幅に抑制することができる。
【００３７】
このようなシャドウマスクの有効面の短軸方向の曲率半径Ｒｙ のより具体的な一例を、表１に従来のシャドウマスク（従来例１）および電子ビーム通過孔列の間隔をＹの２次関数的に増加させるシャドウマスク（従来例２）のそれと比較して示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】
つぎに他の実施例について説明する。
【００４０】
上記実施例で説明したシャドウマスク（図３、図４参照）の各電子ビーム通過孔列は、有効面の長軸上の位置と長辺上の位置が必ずしも同一軸上にはないが、図７に示すシャドウマスクは、各電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨを、
ＰＨ（Ｎ）＝Ａ＋ＢＮ２ ＋ＣＮ４
で表される間隔とし、その各係数Ａ，Ｂ，Ｃを上記実施例と異ならしめたものである。図７の曲線３３は長軸上、曲線３４は、長軸から短軸方向に有効面の短軸方向幅の１／４離れた中間部、曲線３５は、有効面の長辺上での電子ビーム通過孔列の間隔を表している。このシャドウマスクでは、曲線３３と３５が一致しており、長軸上の電子ビーム通過孔列の間隔と長辺上の電子ビーム通過孔列の間隔とが有効面の全面にわたり同じであることを示している。すなわち、図８に有効面２４をその中心Ｏを通る直交軸で４分割した第１象限について模式的に示すように、各電子ビーム通過孔列３２の長軸上の位置と長辺上の位置とは、破線で結んで示したように短軸と平行な同一軸上に位置して等間隔となっている。しかし図１６に示した局部的なビームランディングのずれが生ずる領域の中心Ｐ１ に到達する電子ビームが通過するシャドウマスクの有効面の長軸上の位置Ｍ１ における電子ビーム通過孔列３２の間隔に対して、この位置Ｍ１ から短軸方向に有効面の短軸方向幅の１／４離れた中間部の位置Ｍ２ における電子ビーム通過孔列３２の間隔は大きくなっている。
【００４１】
シャドウマスクの電子ビーム通過孔列３２の間隔をこのように設定しても、前記実施例と同様の効果を奏するシャドウマスクとすることができる。
【００４２】
図９に示すシャドウマスクは、同様に電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨを、
ＰＨ（Ｎ）＝Ａ＋ＢＮ２ ＋ＣＮ４
で表される間隔とし、その各係数Ａ，Ｂ，Ｃを上記各実施例と異ならしめたものである。図９の曲線３３は長軸上、曲線３４は、長軸から短軸方向に有効面の短軸方向幅の１／４離れた中間部、曲線３５は、有効面の長辺上での電子ビーム通過孔列の間隔を表している。このシャドウマスクでは、曲線３４と３５とが一致しており、中間部の電子ビーム通過孔列の間隔と長辺上の電子ビーム通過孔列の間隔とが有効面の全面にわたり一致している。すなわち、図１０に有効面２４をその中心Ｏを通る直交軸で４分割した第１象限について模式的に示すように、各電子ビーム通過孔列３２の中間部上の位置と長辺上の位置とは、破線で結んで示したように、中間部上の位置と長辺上の位置は、短軸と平行な同一軸上に位置して等間隔となっている。しかし図１６に示した局部的なビームランディングのずれが生ずるの領域の中心Ｐ１ に到達する電子ビームが通過するシャドウマスクの有効面の長軸上の位置Ｍ１ における電子ビーム通過孔列３２の間隔に対して、この位置Ｍ１ から短軸方向に有効面の短軸方向幅の１／４離れた中間部における電子ビーム通過孔列３２の間隔は大きくなっている。
【００４３】
シャドウマスクの電子ビーム通過孔列３２の間隔をこのように設定しても、前記実施例と同様の効果を奏するシャドウマスクとすることができる。
【００４４】
図１１に示すシャドウマスクも、電子ビーム通過孔列の間隔ＰＨを、
ＰＨ（Ｎ）＝Ａ＋ＢＮ２ ＋ＣＮ４
で表される間隔とし、その各係数Ａ，Ｂ，Ｃを上記各実施例と異ならしめたものである。図１１の曲線３３は長軸上、曲線３４は、長軸から短軸方向に有効面の短軸方向幅の１／４離れた中間部、曲線３５は、有効面の長辺上での電子ビーム通過孔列の間隔を表している。特にこのシャドウマスクは、中間部の電子ビーム通過孔列の間隔が曲線３４に示されているように、有効面の中心から短辺方向に離れるしたがい一旦増加し、最大値を経たのち減少している。図１２に有効面２４をその中心Ｏを通る直交軸で４分割した第１象限について模式的に示すように、このようなシャドウマスクの中間部の電子ビーム通過孔列の間隔は、上記電子ビーム通過孔列の間隔を表す式のＮの４乗の係数Ｃをマイナスにすることにより得られる。
【００４５】
シャドウマスクの電子ビーム通過孔列３２の間隔をこのように設定すると、図１６に示したビームランディングのずれが生ずる領域に到達する電子ビームの通過する領域の局部的なドーミングをより大きく改善するシャドウマスクとすることができる。
【００４６】
以上、若干の実施例について説明したが、この発明は、これら実施例に限定されるものではなく、パネルの曲面や電子ビーム通過孔列の間隔を示す式
ＰＨ（Ｎ）＝Ａ＋ＢＮ２ ＋ＣＮ４
の係数Ａ，Ｂ，Ｃを適宜変化させることにより、局部的なドーミングを最適に抑制するシャドウマスクとすることができる。
【００４７】
【発明の効果】
実質的に矩形状の有効部の内面が曲面からなるパネルの有効部内面に形成された蛍光体スクリーンと対向する実質的に矩形状の有効面が曲面からなり、この有効面に多数の電子ビーム通過孔が形成されたシャドウマスクとを有し、その電子ビーム通過孔が概して有効面の短軸方向に沿って列状に延びる電子ビーム通過孔列を構成し、この電子ビーム通過孔列が有効面の長軸方向に複数列並列されてなるカラー受像管において、そのシャドウマスクを、電子ビーム通過孔列の間隔が有効面上の位置によって異なり、有効面の中心部を通る電子ビーム通過孔列から有効面の長軸方向の周辺に向かってＮ−１本目の電子ビーム通過孔列とＮ本目の電子ビーム通過孔列との間隔をＰＨ（Ｎ）とし、Ａ，Ｂ，Ｃをそれぞれ有効面の中心を原点とする長軸方向座標値Ｙの４次関数とし、かつＣをＹの絶対値の増加とともに一旦減少したのち増加する関数として
ＰＨ（Ｎ）＝Ａ＋ＢＮ２ ＋ＣＮ４
で表される間隔に設定し、たとえば有効面の中心から有効面の長軸方向の径Ｗの１／３離れた位置を通る電子ビーム通過孔列の間隔が有効面の短軸方向の絶対値の増加とともに長軸付近では増加し、有効面の中心を原点とし、長軸、短軸を座標軸とする直交座標系の短軸方向座標値Ｙについて有効面内に偏曲点を有するようなＹの４次関数で表される間隔に設定すると、特にパネルの有効部内面に曲率を変更することなく、シャドウマスクの電子ビーム通過孔列の間隔を適正化することにより、シャドウマスクの有効面を局部的なドーミングを軽減する曲面に設定でき、局部的なドーミングによるビームランディングのずれを抑制して、色純度の良好なカラー受像管を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例のカラー受像管に用いられるシャドウマスクの構成を示す図である。
【図２】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３】上記シャドウマスクの有効面の長軸上、中間部、長辺上における電子ビーム通過孔列の間隔を示す図である。
【図４】その電子ビーム通過孔列の配列を示す図である。
【図５】図５（ａ）乃至（ｃ）はそれぞれパネルの有効部内面とシャドウマスクの有効面との間隔およびシャドウマスクの電子ビーム通過孔列の間隔と蛍光体スクリーンを構成する３色蛍光体層との関係を説明するための図である。
【図６】この発明の一実施例のカラー受像管に用いられるシャドウマスクの短軸方向の曲面を従来のシャドウマスクおよび電子ビーム通過孔列の間隔が長軸から短軸方向距離の２次関数的に変化するシャドウマスクの短軸方向の曲面と比較して示す図である。
【図７】他の実施例のシャドウマスクの有効面の長軸上、中間部、長辺上における電子ビーム通過孔列の間隔を示す図である。
【図８】そのシャドウマスクの電子ビーム通過孔列の配列を示す図である。
【図９】他の異なる実施例のシャドウマスクの有効面の長軸上、中間部、長辺上における電子ビーム通過孔列の間隔を示す図である。
【図１０】そのシャドウマスクの電子ビーム通過孔列の配列を示す図である。
【図１１】他のさらに異なる実施例のシャドウマスクの有効面の長軸上、中間部、長辺上における電子ビーム通過孔列の間隔を示す図である。
【図１２】そのシャドウマスクの電子ビーム通過孔列の配列を示す図である。
【図１３】従来のカラー受像管の構成を示す図である。
【図１４】シャドウマスクのドーミングによるビームランディングのずれを説明するための図である。
【図１５】シャドウマスクの局部的なドーミングの発生状況を説明するための図である。
【図１６】シャドウマスクの局部的なドーミングによるビームランディングのずれの発生領域を示す図である。
【図１７】従来のシャドウマスクおよび電子ビーム通過孔列の間隔が長軸から短軸方向距離の２次関数的に変化するシャドウマスクの問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
２０…有効部
２１…パネル
２３…蛍光体スクリーン
２４…有効面
２５…シャドウマスク
２７Ｂ ，２７Ｇ ，２７Ｒ …３電子ビーム
３１…電子ビーム通過孔
３２…電子ビーム通過孔列
３７Ｂ …青蛍光体層
３７Ｇ …緑蛍光体層
３７Ｒ …赤蛍光体層
Claims (2)
- 内面が曲面からなる実質的に矩形状の有効部を有するパネルと、このパネルの有効部内面に形成された蛍光体スクリーンと、この蛍光体スクリーンと対向する実質的に矩形状の有効面が曲面からなり、この有効面に多数の電子ビーム通過孔が形成されたシャドウマスクとを備え、上記電子ビーム通過孔が概して上記有効面の短軸方向に沿って列状に延びる電子ビーム通過孔列を構成し、この電子ビーム通過孔列が上記有効面の長軸方向に複数列並列されてなるカラー受像管において、
上記シャドウマスクは上記電子ビーム通過孔列の間隔が上記有効面上の位置によって異なり、上記有効面の中心部を通る電子ビーム通過孔列から上記有効面の長軸方向の周辺に向かってＮ−１本目の電子ビーム通過孔列とＮ本目の電子ビーム通過孔列との間隔をＰＨ（Ｎ）とし、Ａ，Ｂ，Ｃをそれぞれ上記有効面の中心を原点とし上記長軸および短軸を座標軸とする直交座標系の短軸方向座標値Ｙの４次関数とし、かつＣをＹの絶対値の増加とともに一旦減少したのち増加する関数として、
ＰＨ（Ｎ）＝Ａ＋ＢＮ２＋ＣＮ４
で表される間隔に設定されていることを特徴とするカラー受像管。 - 上記シャドウマスクは上記有効面の中心から上記有効面の長軸方向の径Ｗの１／３離れた位置を通る電子ビーム通過孔列の間隔が上記有効面の短軸方向の絶対値の増加とともに上記長軸付近では増加し、上記有効面の中心を原点とし上記長軸および短軸を座標軸とする直交座標系の短軸方向座標値Ｙについて上記有効面内に偏曲点を有するようなＹの４次関数で表される間隔に設定されていることを特徴とする請求項１記載のカラー受像管。
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| JPH0883573A (ja) | 1996-03-26 |
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