JP3032245B2 - シャドウマスク及びその製造方法 - Google Patents
シャドウマスク及びその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明はカラーテレビ用受像管に使用されるシャドウ
マスク及びその製造方法に関する。
マスク及びその製造方法に関する。
(従来の技術) カラーテレビ用受像管に使用されるシャドウマスク
は、三色蛍光面に正確な電子ビームスポットを投影する
機能を有する。このため、電子ビーム通過孔の相対位
置、孔径及び孔形状が画質に直接的な影響を及ぼし、電
子ビーム通過孔の高い加工精度が要求される。また、散
乱電子の発生防止のため、電子ビーム通過孔の蛍光面と
対向する面を半球状の面取り加工するという特殊な加工
も必要である。これらの加工精度が低いと、ドーミング
により画質低下を招く。
は、三色蛍光面に正確な電子ビームスポットを投影する
機能を有する。このため、電子ビーム通過孔の相対位
置、孔径及び孔形状が画質に直接的な影響を及ぼし、電
子ビーム通過孔の高い加工精度が要求される。また、散
乱電子の発生防止のため、電子ビーム通過孔の蛍光面と
対向する面を半球状の面取り加工するという特殊な加工
も必要である。これらの加工精度が低いと、ドーミング
により画質低下を招く。
従来、このようなシャドウマスクの加工はシャドウマ
スクの原板にエッチングによって細長状の電子通過孔を
形成していた。
スクの原板にエッチングによって細長状の電子通過孔を
形成していた。
一方、近年、テレビ画面の“きめの細かさ”に対する
一般的要求が高まり、通信方式でも高品位テレビ方式の
開発が進められている。従って、受像管においても解像
度の向上の観点から、シャドウマスクに更に微細な電子
ビーム通過孔を形成することが要求される。また、高精
細になるシャドウマスクの熱膨張による電子ビーム通過
孔の位置ずれの問題が生じ、これを解決するためにFe−
Ni系アンバー合金の使用が検討されている。
一般的要求が高まり、通信方式でも高品位テレビ方式の
開発が進められている。従って、受像管においても解像
度の向上の観点から、シャドウマスクに更に微細な電子
ビーム通過孔を形成することが要求される。また、高精
細になるシャドウマスクの熱膨張による電子ビーム通過
孔の位置ずれの問題が生じ、これを解決するためにFe−
Ni系アンバー合金の使用が検討されている。
アンバー合金に電子ビーム通過孔を開孔する場合、通
常フォトエッチングを行っているが、アンバー合金のエ
ッチング速度は異方性が強く、{100}結晶面のエッチ
ング速度が早いが、{100}は遅い。特許1379343号及び
特許1339269号では、エッチング前のシャドウマスク原
板の結晶方位を{100}面に揃えることが記述されてい
る。ところで、シャドウマスクの電子ビーム通過孔の形
状は丸形と細長型があるが、エッチングで開孔した時に
細長型の短径の寸法を精度良く均一にすることが困難で
あった。
常フォトエッチングを行っているが、アンバー合金のエ
ッチング速度は異方性が強く、{100}結晶面のエッチ
ング速度が早いが、{100}は遅い。特許1379343号及び
特許1339269号では、エッチング前のシャドウマスク原
板の結晶方位を{100}面に揃えることが記述されてい
る。ところで、シャドウマスクの電子ビーム通過孔の形
状は丸形と細長型があるが、エッチングで開孔した時に
細長型の短径の寸法を精度良く均一にすることが困難で
あった。
前述の特許1379343,133269号の従って結晶面を{10
0}に揃えた度合が高い場合には短径が均一な細長型電
子ビーム通過孔を得ることが出来るが、{100}面でな
い結晶面を含む度合が大きくなると細長型電子ビームの
短径がばらつく。その度合は長径0.600μm×短径0.155
μmの電子ビーム通過孔において、長径で±0.0003μ
m、短径で±0.003μm。程度であるが、これらのわず
かな変動が画像の明暗に影響する。
0}に揃えた度合が高い場合には短径が均一な細長型電
子ビーム通過孔を得ることが出来るが、{100}面でな
い結晶面を含む度合が大きくなると細長型電子ビームの
短径がばらつく。その度合は長径0.600μm×短径0.155
μmの電子ビーム通過孔において、長径で±0.0003μ
m、短径で±0.003μm。程度であるが、これらのわず
かな変動が画像の明暗に影響する。
また米国特許4846747号公報には、エッチングで形成
した細長型の電子ビーム通過孔が、その後のシャドウマ
スクとしての成型の為の冷間加工によるプレス成形時に
変形するのを防止する為に、電子ビーム通過孔の長手方
向を圧延方向と直角とする技術が記載されている。これ
は一般に行われているシャドウマスクとしての冷間加工
によるプレス成型時に事前に設けられた細長型の電子ビ
ーム通過孔の変形を防止する為にアンバー合金の圧延方
向と圧延方向の直角方向とでの耐力の相異に着目したも
のである。
した細長型の電子ビーム通過孔が、その後のシャドウマ
スクとしての成型の為の冷間加工によるプレス成形時に
変形するのを防止する為に、電子ビーム通過孔の長手方
向を圧延方向と直角とする技術が記載されている。これ
は一般に行われているシャドウマスクとしての冷間加工
によるプレス成型時に事前に設けられた細長型の電子ビ
ーム通過孔の変形を防止する為にアンバー合金の圧延方
向と圧延方向の直角方向とでの耐力の相異に着目したも
のである。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は電子ビーム通過孔を形成する為のエッチング
工程の制御が容易であり、精細で均一な電子ビーム通過
孔を容易に得ることができ、かつ効率よくシャドウマス
クを得る事のできるシャドウマスク及びその製造方法を
提供するものである。
工程の制御が容易であり、精細で均一な電子ビーム通過
孔を容易に得ることができ、かつ効率よくシャドウマス
クを得る事のできるシャドウマスク及びその製造方法を
提供するものである。
[発明の構成] (課題を解決するための手段及び作用) 本発明はアンバー合金からなるシャドウマスク材を冷
間圧延を施し、圧延方向と圧延方向の直角方向とにおい
て異なる結晶配向性を付与する工程と、 前記冷間圧延を施したシャドウマスク材を650℃〜120
0℃の焼鈍を施し、シャドウマスク材表面の{100}結晶
面の集合度合いを高める工程と、 前記シャドウマスク材に長手方向を有する細長型の電
子ビーム通過孔をエッチングによって形成する工程と、 前記電子ビーム通過孔を形成したシャドウマスク材を
所定形状に切断した後、温間プレスによりシャドウマス
クの形状にプレス成型する工程とを具備するシャドウマ
スクの製造方法であって、 前記長手方向の前記シャドウマスク材表面の{100}
結晶面の集合の度合いが前記長手方向の直角方向の前記
シャドウマスク材表面の{100}結晶面の集合の度合い
よりも小さい方向に前記長手方向を設定することを特徴
とするシャドウマスクの製造方法である。
間圧延を施し、圧延方向と圧延方向の直角方向とにおい
て異なる結晶配向性を付与する工程と、 前記冷間圧延を施したシャドウマスク材を650℃〜120
0℃の焼鈍を施し、シャドウマスク材表面の{100}結晶
面の集合度合いを高める工程と、 前記シャドウマスク材に長手方向を有する細長型の電
子ビーム通過孔をエッチングによって形成する工程と、 前記電子ビーム通過孔を形成したシャドウマスク材を
所定形状に切断した後、温間プレスによりシャドウマス
クの形状にプレス成型する工程とを具備するシャドウマ
スクの製造方法であって、 前記長手方向の前記シャドウマスク材表面の{100}
結晶面の集合の度合いが前記長手方向の直角方向の前記
シャドウマスク材表面の{100}結晶面の集合の度合い
よりも小さい方向に前記長手方向を設定することを特徴
とするシャドウマスクの製造方法である。
また、別の発明は、細長型の電子ビーム通過孔を有
し、所定の方向での{100}結晶面の集合度合いが、所
定の方向に直角な方向での{100}結晶面の集合度合い
よりも少ないアンバ合金からなるシャドウマスクにおい
て、 細長型の電子ビーム通過孔の長手方向と前記所定の方
向とを同一としたことを特徴とするシャドウマスクであ
る。
し、所定の方向での{100}結晶面の集合度合いが、所
定の方向に直角な方向での{100}結晶面の集合度合い
よりも少ないアンバ合金からなるシャドウマスクにおい
て、 細長型の電子ビーム通過孔の長手方向と前記所定の方
向とを同一としたことを特徴とするシャドウマスクであ
る。
つまり本発明は、アンバー合金にロール圧延を施した
場合に圧延方向と、直角方向とで結晶配向性が異なる点
に着目してなされたものである。
場合に圧延方向と、直角方向とで結晶配向性が異なる点
に着目してなされたものである。
まずこの結晶配向性の異方性について説明する。第1
図〜第2図に第3図のシャドウマスク工程図のエッチン
グの直前の調整圧延による冷間加工の圧延率を20%,40
%とした場合のアンバー合金の(002)極点図を揚げ
る。RDは圧延方向で、紙面内のRDに直角方向が圧延方向
と直角方向、紙面に垂直方向が厚板の垂直方向となる。
図中の等価線は集合度を表わしており、冷間圧延率が増
加するにつれて、原板面に{100}の集合の度合が少く
なっている。({100}の集合の度合はX線(002)回折
強度で表わしてある。)ところで第1図,第2図とも圧
延方向の方が{100}面の集合の度合が少く、圧延方向
と垂直な方向によく{100}面が揃っている。例えば20
%圧延の第1図では、圧延方向に板面から15度傾いた方
向の{100}面濃度は、圧延方向に直角な方向に板面か
ら30度傾いた方向の{100}面濃度と同じである。40%
圧延材では(第2図)、板面から圧延方向10度傾いた方
向の{100}面濃度は、圧延方向に直角な方向に板面か
ら15度傾いた方向の{100}面濃度と同じである。つま
り圧延方向より圧延方向と直角な方向の方が{100}結
晶面が揃っている。前述の様にエッチング速度の速い結
晶面は{100}面でありエッチングで電子ビーム孔を形
成する時に{100}面と揃っている様、孔の精度が良く
なるので、細長型の電子ビーム通過孔の長手方向を圧延
方向と実質的に一致させることにより、短径が精度よく
均一に得られることがわかった。
図〜第2図に第3図のシャドウマスク工程図のエッチン
グの直前の調整圧延による冷間加工の圧延率を20%,40
%とした場合のアンバー合金の(002)極点図を揚げ
る。RDは圧延方向で、紙面内のRDに直角方向が圧延方向
と直角方向、紙面に垂直方向が厚板の垂直方向となる。
図中の等価線は集合度を表わしており、冷間圧延率が増
加するにつれて、原板面に{100}の集合の度合が少く
なっている。({100}の集合の度合はX線(002)回折
強度で表わしてある。)ところで第1図,第2図とも圧
延方向の方が{100}面の集合の度合が少く、圧延方向
と垂直な方向によく{100}面が揃っている。例えば20
%圧延の第1図では、圧延方向に板面から15度傾いた方
向の{100}面濃度は、圧延方向に直角な方向に板面か
ら30度傾いた方向の{100}面濃度と同じである。40%
圧延材では(第2図)、板面から圧延方向10度傾いた方
向の{100}面濃度は、圧延方向に直角な方向に板面か
ら15度傾いた方向の{100}面濃度と同じである。つま
り圧延方向より圧延方向と直角な方向の方が{100}結
晶面が揃っている。前述の様にエッチング速度の速い結
晶面は{100}面でありエッチングで電子ビーム孔を形
成する時に{100}面と揃っている様、孔の精度が良く
なるので、細長型の電子ビーム通過孔の長手方向を圧延
方向と実質的に一致させることにより、短径が精度よく
均一に得られることがわかった。
なお本発明においては前述の如く、ロール圧延,エッ
チング工程の後、温間プレスによりシャドウマスク形状
に成形する為、この温間プレスでの細長型の電子ビーム
通過孔の変形は生じない。この結果本発明においては後
工程での電子ビーム通過孔の変形を考慮することなくエ
ッチンゲ工程で高精度に電子ビーム通過孔を形成するこ
とができる。
チング工程の後、温間プレスによりシャドウマスク形状
に成形する為、この温間プレスでの細長型の電子ビーム
通過孔の変形は生じない。この結果本発明においては後
工程での電子ビーム通過孔の変形を考慮することなくエ
ッチンゲ工程で高精度に電子ビーム通過孔を形成するこ
とができる。
次に本発明に係るシャドウマスクの製造方法を第3図
を用いて説明する。
を用いて説明する。
まず本発明に用いるアンバー合金のインゴットを900
℃以上の温度で熱間圧延(1)を施し、2〜3mm厚の板
体を得る。
℃以上の温度で熱間圧延(1)を施し、2〜3mm厚の板
体を得る。
なお本発明に用いるアンバー合金としては重量で34〜
42%Ni,0.8%以下Mn,0.8%以下Cr,0.5%以下Si,0.02%
以下C,0.02%以下S,残部Fe等を用いることができる。こ
の板体を70%〜95%の圧延等でロール圧延(2)により
冷間加工を施し、0.1〜0.3mm厚のシャドウマスク原板を
得た。
42%Ni,0.8%以下Mn,0.8%以下Cr,0.5%以下Si,0.02%
以下C,0.02%以下S,残部Fe等を用いることができる。こ
の板体を70%〜95%の圧延等でロール圧延(2)により
冷間加工を施し、0.1〜0.3mm厚のシャドウマスク原板を
得た。
次に必要に応じ650゜〜1200℃程度の焼鈍(3)及び
調整圧延(4)を行う。なおこの際の焼鈍(3)は板面
の結晶方向を{100}を揃える為であり、又調整圧延は
高温の焼鈍で曲がった板を平坦に直す為であり、実用上
はこれらの工程を行う事が望ましい。
調整圧延(4)を行う。なおこの際の焼鈍(3)は板面
の結晶方向を{100}を揃える為であり、又調整圧延は
高温の焼鈍で曲がった板を平坦に直す為であり、実用上
はこれらの工程を行う事が望ましい。
なお次のエッチング(5)工程の前段階のシャドウマ
スク原板は第1図乃至第2図で示した結晶配向性の異方
性を有した状態となっている。
スク原板は第1図乃至第2図で示した結晶配向性の異方
性を有した状態となっている。
次のエッチング(5)工程においては、前記のシャド
ウマスク原板の両面をエッチング用マスク材で覆い、所
定のエッチング液を吹付けることにより、20インチ管で
例えば0.45〜0.75mmピッチで配列された細長型の電子ビ
ーム通過孔を20〜30万個形成する。この際の細長型の電
子ビーム通過孔は第4図に示す如く電子ビーム通過孔の
長手方向が、圧延方向と実質的に同一方向となる様にエ
ッチング用マスク材を配置する。なお実質的に同一の方
向とは本発明を逸脱しない範囲のズレを示し、実用上は
圧延方向と電子ビーム通過孔の長手方向のズレが±5゜
程度を意味する。
ウマスク原板の両面をエッチング用マスク材で覆い、所
定のエッチング液を吹付けることにより、20インチ管で
例えば0.45〜0.75mmピッチで配列された細長型の電子ビ
ーム通過孔を20〜30万個形成する。この際の細長型の電
子ビーム通過孔は第4図に示す如く電子ビーム通過孔の
長手方向が、圧延方向と実質的に同一方向となる様にエ
ッチング用マスク材を配置する。なお実質的に同一の方
向とは本発明を逸脱しない範囲のズレを示し、実用上は
圧延方向と電子ビーム通過孔の長手方向のズレが±5゜
程度を意味する。
シャドウマスク原板の切出し(6)は第4図の如く面
取りする事が好ましい。
取りする事が好ましい。
次に必要に応じ焼鈍を行う。一般にアンバー合金は耐
力が大きくプレス成形する時の抵抗が大きく、プレス成
形後もスプリングバックが起こることがある。そこで耐
力を低下させる為に真空中あるいは水空中あるいは不治
性ガス中600℃〜1200℃焼鈍を施す。
力が大きくプレス成形する時の抵抗が大きく、プレス成
形後もスプリングバックが起こることがある。そこで耐
力を低下させる為に真空中あるいは水空中あるいは不治
性ガス中600℃〜1200℃焼鈍を施す。
次いて所定のプレス型を用いて温間プレス(8)によ
りシャドウマスク形状に成形する。この際の温間プレス
は約100〜400℃の温度で行う。
りシャドウマスク形状に成形する。この際の温間プレス
は約100〜400℃の温度で行う。
成形されたシャドウマスクは例えば水蒸気を含む雰囲
気中で熱処理し、その表面に0.01〜3μm程度の黒化膜
を設ける(9)。
気中で熱処理し、その表面に0.01〜3μm程度の黒化膜
を設ける(9)。
以上の如く製造されたシャドウマスクは第5図に示す
如く、カラーテレビ用受像管に組み込まれる。つまり第
5図に断面的に示すように、カラー受像管2は電子ビー
ムを射出する電子銃3と、射出された電子ビームを変更
させるヨーク4と、電子ビーム通過用の多数の長孔6が
形成されたシャドウマスク5と、電子ビームが照射され
る三色蛍光面7と、を備えている。シャドウマスク5
は、電子銃3と蛍光面7との間に配設されている。電子
銃3から射出された3本の電子ビームは、ヨーク4の磁
力で変更され、その進路を制御され、シャドウマスク5
の孔6を通過して三色蛍光面7に到達し、各ビームが蛍
光面7の赤色、青色及び緑色の蛍光体を発光させるよう
になっている。
如く、カラーテレビ用受像管に組み込まれる。つまり第
5図に断面的に示すように、カラー受像管2は電子ビー
ムを射出する電子銃3と、射出された電子ビームを変更
させるヨーク4と、電子ビーム通過用の多数の長孔6が
形成されたシャドウマスク5と、電子ビームが照射され
る三色蛍光面7と、を備えている。シャドウマスク5
は、電子銃3と蛍光面7との間に配設されている。電子
銃3から射出された3本の電子ビームは、ヨーク4の磁
力で変更され、その進路を制御され、シャドウマスク5
の孔6を通過して三色蛍光面7に到達し、各ビームが蛍
光面7の赤色、青色及び緑色の蛍光体を発光させるよう
になっている。
(実施例) 36%Ni−Feアンバー合金を溶解した後熱間圧延で2mm
厚の板を得た。これを冷間圧延ロールの加工率90%で0.
2mm厚の薄板とし、900℃で焼鈍を行なった。更に5%の
調整圧延によりシャドウマス厚板とした。これを圧延方
向となる様にフォトエッチングをほどこし長径0.6000±
0.0003μm,短径0.155±0.0005μmの電子ビーム通過孔
を得た。次にシャドウマスクを所定寸法毎に第4図の如
く切り出した。この時シャドウマスクの板面は良く{10
0}に結晶方位が揃っており且つ、圧延方向より{100}
の集合の度合が強かった。これら切り離された電子孔を
開孔したシャドウマスク厚板は、950℃の水素焼鈍を施
し、200℃で温間プレスを行ない、シャドウマスクの形
状に成型した。更にその後650℃の水蒸気中で黒化処理
を行ないシャドウマスクを完成した。
厚の板を得た。これを冷間圧延ロールの加工率90%で0.
2mm厚の薄板とし、900℃で焼鈍を行なった。更に5%の
調整圧延によりシャドウマス厚板とした。これを圧延方
向となる様にフォトエッチングをほどこし長径0.6000±
0.0003μm,短径0.155±0.0005μmの電子ビーム通過孔
を得た。次にシャドウマスクを所定寸法毎に第4図の如
く切り出した。この時シャドウマスクの板面は良く{10
0}に結晶方位が揃っており且つ、圧延方向より{100}
の集合の度合が強かった。これら切り離された電子孔を
開孔したシャドウマスク厚板は、950℃の水素焼鈍を施
し、200℃で温間プレスを行ない、シャドウマスクの形
状に成型した。更にその後650℃の水蒸気中で黒化処理
を行ないシャドウマスクを完成した。
又、比較例として上記実施例において厚板圧延方向に
垂直な方向に電子ビーム孔の長手方向になる様にフォト
エッチングした。その結果、長径0.6000±0.0002μm、
短径0.155±0.003μmの電子ビーム通過孔を得た。これ
らのシャドウマスクを用いてC−CRTを行なう。両者を
比較したところ、本発明のシャドウマスクを用いたC−
CRTは画像が鮮明で、比較例のシャドウマスクを用いた
C−CRTと比較して明るさが1.5倍であった。
垂直な方向に電子ビーム孔の長手方向になる様にフォト
エッチングした。その結果、長径0.6000±0.0002μm、
短径0.155±0.003μmの電子ビーム通過孔を得た。これ
らのシャドウマスクを用いてC−CRTを行なう。両者を
比較したところ、本発明のシャドウマスクを用いたC−
CRTは画像が鮮明で、比較例のシャドウマスクを用いた
C−CRTと比較して明るさが1.5倍であった。
[発明の効果] 本発明に係るシャドウマスクでは、電子ビーム通過孔
の精度は良く均一であり、鮮明で明るい画像のカラー受
像管を得ることができる。
の精度は良く均一であり、鮮明で明るい画像のカラー受
像管を得ることができる。
【図面の簡単な説明】 第1図乃至第2図はそれぞれ圧延率が20%,40%,のシ
ャドウマスク原板の結晶集合組織を示す(002)極点
図。第3図は本発明方法を説明する工程図。第4図は本
発明方法におけるシャドウマスク原板の切出し例を示す
図。第5図はカラー受像管の断面図。
ャドウマスク原板の結晶集合組織を示す(002)極点
図。第3図は本発明方法を説明する工程図。第4図は本
発明方法におけるシャドウマスク原板の切出し例を示す
図。第5図はカラー受像管の断面図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−101743(JP,A) 特開 昭59−149638(JP,A) 特開 昭59−200721(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 29/07 H01J 9/14
Claims (2)
- 【請求項1】アンバー合金からなるシャドウマスク材を
冷間圧延を施し、圧延方向と圧延方向の直角方向とにお
いて異なる結晶配向性を付与する工程と、 前記冷間圧延を施したシャドウマスク材を650℃〜1200
℃の焼鈍を施し、シャドウマスク材表面の{100}結晶
面の集合度合いを高める工程と、 前記シャドウマスク材に長手方向を有する細長型の電子
ビーム通過孔をエッチングによって形成する工程と、 前記電子ビーム通過孔を形成したシャドウマスク材を所
定形状に切断した後、温間プレスによりシャドウマスク
の形状にプレス成型する工程とを具備するシャドウマス
クの製造方法であって、 前記長手方向の前記シャドウマスク材表面の{100}結
晶面の集合の度合いが前記長手方向の直角方向の前記シ
ャドウマスク材表面の{100}結晶面の集合の度合いよ
りも小さい方向に前記長手方向を設定することを特徴と
するシャドウマスクの製造方法。 - 【請求項2】細長型の電子ビーム通過孔を有し、所定の
方向での{100}結晶面の集合度合いが、所定の方向に
直角な方向での{100}結晶面の集合度合いよりも少な
いアンバ合金からなるシャドウマスクにおいて、 細長型の電子ビーム通過孔の長手方向と前記所定の方向
とを同一としたことを特徴とするシャドウマスク。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2153950A JP3032245B2 (ja) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | シャドウマスク及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2153950A JP3032245B2 (ja) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | シャドウマスク及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0447648A JPH0447648A (ja) | 1992-02-17 |
JP3032245B2 true JP3032245B2 (ja) | 2000-04-10 |
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ID=15573618
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---|---|---|---|
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KR100796617B1 (ko) | 2006-12-27 | 2008-01-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 마스크 장치와 마스크 장치의 제조방법 및 이를 이용한유기전계발광표시장치의 제조방법 |
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1990
- 1990-06-14 JP JP2153950A patent/JP3032245B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPH0447648A (ja) | 1992-02-17 |
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