DE19919819A1

DE19919819A1 - Schattenmaske für Farbbildröhre

Info

Publication number: DE19919819A1
Application number: DE19919819A
Authority: DE
Inventors: Akira Makita; Takahito Aoki
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1998-04-30
Filing date: 1999-04-30
Publication date: 1999-11-04
Also published as: SG81277A1; JP2000017393A; KR19990083599A; GB9910095D0; CN1234596A; KR100516410B1; GB2336940A; CN1244948C; US20020053865A1; US6489711B2; GB2336940B; TW432116B

Abstract

Eine Schattenmaske für eine Farbbildröhre, die aus einem Eisenbasis-Legierungsmaterial besteht, das Nickel enthält und einen niedrigen Wärmedehnungskoeffizienten hat. Das Eisenbasis-Legierungsmaterial hat eine Dehngrenze bei 0,2% von 220 bis 300 N/mm·2·. Die Korngrößennummer, gemessen nach JIS G0551 ist größer als 7,5. Der Texturgrad in jeder Ebene, gemessen nach einem Röntgenbeugungsverfahren, ist nicht größer als 20%. Die Differenz zwischen dem Texturgrad in jeder Ebene und dem in jeder anderen Ebene ist nicht größer als 20%. Die Schattenmaske wird durch Preßformen hergestellt, ohne daß sie vor dem Preßformen einem Glühen unterzogen wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schattenmaske für eine Farbbildröhre zur Verwendung in Farbfernseh- und Computerfarbbildschirmgeräten.

In Farbbildröhren für Farbfernseh- und Farbbildschirmgeräte wird eine Schattenmaske, die aus Blech bzw. einer Metallbahn ausgebildet ist, das mit einer großen Anzahl von kleinen Löchern versehen ist, so verwendet, daß Elektronenstrahlen auf vorbestimmten Leuchtstoffen auftreffen. Da beschleunigte Elektronen auf anderen Abschnitten der Schattenmaske als den Löchern auftreffen, wird die Schattenmaske erwärmt und durch Wärmedehnung deformiert. Dies kann bewirken, daß die Elektronenstrahlen relativ zum Leuchtstoffschirm allmählich verschoben werden, was zu einer Farbverschiebung im Farbbild führt.

Demzufolge werden Nickel-Eisen-Legierungen mit einem niedrigen Wärmedehnungskoeffizienten anstelle von herkömmlich verwendeten kohlenstoffarmen Blechen verwendet. Unter diesen ist Invar weit verbreitet, das eine Nickel- Eisen-Legierung ist, die 36 Gew.-% Nickel enthält.

Eine Schattenmaske aus einer Nickel-Eisen-Legierung wird folgendermaßen hergestellt. Beispielsweise wird eine Bramme, die durch Schmelzen von Legierungskomponenten hergestellt wird, die in einem vorbestimmten Verhältnis bereitgestellt werden, auf eine vorbestimmte Dicke warmgewalzt und dann kaltgewalzt, geglüht usw., wodurch ein Blech entsteht. Dann wird das Blech mit einem Resist überzogen, in einem Muster zur Ausbildung vorbestimmter Löcher belichtet und dann geätzt, um Öffnungen auszubilden. Auf diese Weise wird ein Originalschattenmaskenblech hergestellt.

Um das Originalschattenmaskenblech an einer Farbbildröhre zu befestigen, muß das Originalschattenmaskenblech in Anpassung an die Innenkonfiguration der Farbbildröhre durch Pressen geformt werden. Das Originalschattenmaskenblech hat jedoch eine schlechte Preßformbarkeit. Um die Preßformbarkeit zu verbessern, wird das Originalschattenmaskenblech deshalb in einer reduzierenden Atmosphäre bei einer Temperatur in der Größenordnung von 700°C bis 1000°C geglüht. Danach wird das Originalschattenmaskenblech gepreßt und dann in einer oxidierenden Atmosphäre wärmebehandelt, um einen Oxidfilm auf der Oberfläche auszubilden, um ein Rosten der Schattenmaske zu verhindern und unerwünschte Reflexion zu vermindern, die auftritt, wenn Elektronenstrahlen auf der Schattenmaske auftreffen. Auf diese Weise erhält man die gewünschte Schattenmaske.

Der Glühprozeß des Originalschattenmaskenblechs erhöht jedoch nicht nur die Anzahl der Prozeßschritte zur Herstellung einer Farbbildröhre, sondern ist mit Problemen behaftet, z. B. unerwünschtes Kleben eines Originalschattenmaskenblechs an einem anderen und Verformung aufgrund einer Ungleichmäßigkeit der Wärmebehandlung, wodurch die Bilddarstellungsqualität der Farbbildröhre schlechter wird.

Unter diesen Umständen schlägt JP 5 065 598 A ein Material für eine Schattenmaske vor, bei dem es nicht mehr notwendig ist, ein Glühen vor dem Preßformen durchzuführen, und zwar dadurch, daß die Dehngrenze und die Streckung eines Originalschattenmaskenblechs aus einer Nickel-Eisen- Legierung jeweils auf Werte in vorbestimmten Bereichen gesetzt werden.

Man kann jedoch keine Schattenmaske mit zufriedenstellenden Merkmalen herstellen, indem man einfach die Dehngrenze und die Streckung auf vorbestimmte Werte setzt.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schattenmaske mit ausgezeichneten Merkmalen herzustellen, die nach dem Lochausbildungsprozeß keinen Glühprozeß zur Verbesserung der Preßformbarkeit benötigt. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche gelöst.

Die einzige Figur, Fig. 1, ist eine Zeichnung, die ein Probestück darstellt, das in einem Zugversuch mit einer erfindungsgemäßen Schattenmaske für eine Farbbildröhre verwendet worden ist.

Die Eisenlegierung kann ohne Glühen nach der Lochformung preßgeformt werden.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß eine Schattenmaske mit ausgezeichneten Merkmalen ohne Durchführung eines Glühprozesses vor dem Preßformen hergestellt werden kann, wenn ein Material, das einen spezifischen Dehngrenzwert und eine vorbestimmte Korngrößennummer und ferner einen vorbestimmten Wert für den Texturgrad, der nach einem Röntgenbeugungsverfahren gemessen wird, und für keine Ebene Anisotropie aufweist, als Blech aus einer Nickel-Eisen-Legierung für eine Schattenmaske verwendet wird.

Eine Nickel-Eisen-Legierung, die für die erfindungsgemäße Schattenmaske verwendet wird, enthält 35,0 bis 37,0 Gew.-% Nickel. Die Nickel-Eisen-Legierung kann Chrom als anderes metallisches Element als Nickel enthalten.

Ein für die erfindungsgemäße Schattenmaske verwendetes Blech kann folgendermaßen hergestellt werden. Legierungskomponenten, die in einem vorbestimmten Verhältnis bereitgestellt werden, werden geschmolzen und zu einer Bramme gegossen. Die Bramme wird auf eine vorbestimmte Dicke warmgewalzt und dann wiederholt kaltgewalzt und geglüht.

Ein für die erfindungsgemäße Schattenmaske verwendetes Material hat die folgenden Eigenschaften. Die Dehngrenze bei 0,2%, d. h. eine Dehngrenze bei einer Streckung von 0,2%, gemessen nach dem Metallmaterialprüfverfahren nach ISO 6892 (JIS Z2241), liegt bevorzugt im Bereich von 220 bis 300 N/mm². Die Austenitkorngrößennummer, gemessen nach dem Korngrößenmeßverfahren nach ASTM E112 (JIS G0551) ist bevorzugt nicht größer als 7,5.

Der Texturgrad, der nach dem Röntgenbeugungsverfahren gemessen wird, ist bevorzugt nicht größer als 20% in jeder Ebene. Es wird auch bevorzugt, daß die maximale Texturgraddifferenz zwischen den Ebenen nicht größer als 20% sein sollte und somit keine Anisotropie bestehen sollte. Wenn der Grad der Kristallorientierung hoch ist, tritt Richtungsabhängigkeit während der Preßformung auf und macht es unmöglich, eine gleichmäßige Preßformung durchzuführen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen beschrieben.

Beispiel 1

Ein metallisches Eisenbasismaterial mit 36 Gew.-% Nickel wurde geschmolzen und gegossen. Die resultierende Bramme wurde warmgewalzt und dann wiederholt kaltgewalzt und geglüht, um ein Nickel-Eisen-Legierungsblech mit einer Dicke von 0,13 mm herzustellen.

Das derartig hergestellte Nickel-Eisen- Legierungsblech wurde auf beiden Seiten mit einem wasserlöslichen Kaseinresist überzogen. Nach dem Trocknen wurden die Resistüberzüge auf beiden Seiten des Blechausgangsmaterials durch Belichtung unter Verwendung eines Paares von Glastrockenplatten mit jeweils darauf aufgezeichneten vorderseitigen und rückseitigen Mustern strukturiert. Als nächstes wurden Härtungs- und Einbrennprozesse durchgeführt. Danach wurden die strukturierten Resistoberflächen mit einer Eisenchloridlösung mit einer Temperatur von 60°C und einem spezifischen Gewicht von 48° Be (Baumescher Schwerflüssigkeitsgrad) als Ätzflüssigkeit aus einer Sprühdüse besprüht, um eine Ätzung durchzuführen. Nach dem Ätzprozeß erfolgte eine Spülung, und der Resist wurde mit einer alkalischen wäßrigen Lösung entfernt, gefolgt von Waschen und Trocknen, um ein Originalschattenmaskenblech herzustellen.

Die Zugfestigkeit, Dehngrenze bei 0,2%, Streckung, Härte und Korngrößennummer des hergestellten Originalschattenmaskenblechs wurden gemessen.

Die Zugfestigkeit und die Dehngrenze bei 0,2% wurden nach dem Zugprüfverfahren nach ISO 6892 (JIS Z2241) unter Verwendung eines in Fig. 1 gezeigten Probestücks gemessen. In Fig. 1 ist die Länge jedes Abschnitts folgende:
L (Meßlänge): 50 mm
P (Parallellänge): 60 mm
R (Rundungsradius): 20 mm
T (Dicke): Materialdicke
B (eingespannte Enden): 30 mm.

Die Härte wurde in Vickers-Härte gemessen (0,3 kg). Die Korngrößennummer wurde als Austenitkorngrößennummer nach ASTM E112 (JIS G0551) gemessen. Die Ergebnisse der Messung sind in Tabelle 1 unten dargestellt.

Der Texturgrad für jede Ebenenrichtung wurde gemessen. Die Ergebnisse der Messung sind in Tabelle 2 unten dargestellt. Die maximale Texturgraddifferenz ist auch in Tabelle 2 dargestellt.

Ferner wurde jedes hergestellte Originalschattenmaskenblech unter Verwendung eines Preßformwerkzeugs für eine 17-Zoll-Bildröhre einer Preßformung unterzogen. Ein Originalschattenmaskenblech, das genau nach der Konfiguration des Formwerkzeugs ausgebildet wurde, wurde als gut formbar beurteilt. Das Originalschattenmaskenblech, das nicht nach der Konfiguration des Formwerkzeugs ausgebildet wurde, wurde als schlecht formbar beurteilt. Ein Originalschattenmaskenblech, das bis zur Unbrauchbarkeit als Schattenmaske deformiert oder gebrochen war, wurde als schlecht formbar beurteilt.

Vergleichsbeispiel 1

Ein Nickel-Eisen-Legierungsblech mit einer Dicke von 0,13 mm wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer daß die Warmwalz-, Kaltwalz- und Glühbedingungen geändert wurden.

Nachdem die Muster zum Ätzen auf beiden Seiten des derartig hergestellten Nickel-Eisen-Legierungsblechs ausgebildet worden waren, wurde die Ätzung durchgeführt, und dann wurde das Nickel-Eisen-Legierungsblech einer Preßformung bei 200°C unterzogen.

Verschiedene Eigenschaften wurden auf die gleiche Weise gemessen wie im Beispiel 1. Die Ergebnisse der Messung sind in Tabelle 1 dargestellt. Zusätzlich wurden das Verhältnis und der Texturgrad für jede der sieben Ebenenrichtungen gemessen. Die Ergebnisse der Messung sind in Tabelle 2 dargestellt.

Vergleichsbeispiel 2

Ein Originalschattenmaskenblech, das aus einem Material mit einer Zugfestigkeit von 650 N/mm² und einer Streckung von 2% hergestellt wurde, wurde geglüht, indem das Blech bei 810°C für 20 min in einer wasserstoffhaltigen Stickstoffatmosphäre gehalten wurde. Danach wurde das Originalschattenmaskenblech einer Preßformung bei 200°C unterzogen.

Die Ergebnisse der Messungen, die auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt worden sind, sind in Tabelle 1 dargestellt.

Außerdem wurde der Texturgrad für jede Ebenenrichtung gemessen. Die Ergebnisse der Messung sind in Tabelle 2 dargestellt.

Tabelle 1

In Tabelle 1 sind die Zahlen in Klammern die Werte vor dem Glühprozeß.

Tabelle 2

Die Schattenmaske für eine erfindungsgemäße Farbbildröhre wird unter Verwendung einer Nickel-Eisen- Legierung mit ausgezeichneter Preßformbarkeit hergestellt. Daher kann das Originalschattenmaskenblech ohne Durchführung einer Wärmebehandlung vor dem Preßformprozeß genau nach der Konfiguration des Preßformwerkzeugs geformt werden. Außerdem kann eine hochqualitative Farbbildröhre hergestellt werden, die ausgezeichnete Merkmale aufweist.

Claims

1. Schattenmaske für eine Farbbildröhre, die aus einem Eisenbasis-Legierungsmaterial besteht, das Nickel enthält und einen niedrigen Wärmedehnungskoeffizienten aufweist, wobei eine Korngrößennummer des Eisenbasis- Legierungsmaterials, gemessen nach einem Korngrößenmeßverfahren nach ASTM E112 (JIS G0551), nicht größer als 7,5 ist.

2. Schattenmaske nach Anspruch 1, wobei das Eisenbasis-Legierungsmaterial eine Dehngrenze bei 0,2% im Bereich von 220 bis 300 N/mm² hat.

3. Schattenmaske nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Texturgrad in jeder Ebene des Eisenbasis- Legierungsmaterials, gemessen nach einem Röntgenbeugungsverfahren, nicht größer als 20% ist und eine Differenz zwischen dem Texturgrad in jeder Ebene und dem in jeder anderen Ebene nicht größer als 20% ist.

4. Schattenmaske nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Eisenbasis-Legierungsmaterial preßgeformt wird, ohne ein Glühen durchzuführen, nachdem es mit Löchern in einem vorbestimmten Muster versehen worden ist.