JPH0883573A

JPH0883573A - カラー受像管

Info

Publication number: JPH0883573A
Application number: JP7175830A
Authority: JP
Inventors: Shinji Ohama; 真二大濱; Takashi Murai; 敬村井; Ichiro Saotome; 一郎早乙女; Masachika Inoue; 雅及井上; Kumio Fukuda; 久美雄福田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-07-14
Filing date: 1995-07-12
Publication date: 1996-03-26
Anticipated expiration: 2015-07-12
Also published as: JP3544754B2

Abstract

(57)【要約】【課題】シャドウマスクの有効面を局部的なドーミン
グを十分に抑制する曲面にすることを目的とする。【解決手段】シャドウマスクの電子ビーム通過孔31が
概して有効面24の短軸方向に沿って列状に延びる電子ビ
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、有効面の中心部を通る
電子ビーム通過孔列からＮ−１本目とＮ本目の電子ビー
ム通過孔列との間隔をＰＨ（Ｎ）、Ａ，Ｂ，Ｃをそれぞ
れ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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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 ，８
R 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１
６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２７
B ，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３
１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１９
０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２
４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２
５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 ，３７
R 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Ｐ
Ｈ、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Ｐ
Ｈ(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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井上雅及埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番２号株式会社東芝深谷電子工場内 (72)発明者福田久美雄埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番２号株式会社東芝深谷電子工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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。
【請求項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カラー受像管。