JP3440333B2 - シャドウマスク - Google Patents
シャドウマスクInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，カラーブラウン管用シ
ャドウマスクに関する。 【０００２】 【従来の技術】シャドウマスクの主目的は，電子銃から
照射される電子ビームを適切に制御することにあるが，
現在，なおつぎのような問題がある。電子ビームの熱エ
ネルギーによるシャドウマスクの熱膨張（ドーミング）
が，開孔位置を移動させ，ランディングミスを引き起こ
し，画像品位を低下させる。このため，低熱膨張のイン
バー材（Ｎｉ３６％−Ｆｅ合金）のみのシャドウマスク
が提案されるが，ヤング率が小さいため，シャドウマス
クの強度が弱く，特に，大型ブラウン管になるとともに
保形性が良くない。また，シャドウマスク成形時のプレ
ス成形性にも問題がある。また，インバー材はアルミキ
ルド鋼に比し，エッチング速度が遅く，エッチング性も
良くない。ヤング率の高いアルミキルド鋼のみでは，熱
膨張が大きすぎる欠陥がある。 【０００３】そこで，特開昭６２−８２６３０号公報の
ように，インバー材と軟鋼をそれぞれを通常の溶解法に
より溶解し，熱間圧延及び冷間圧延により，Ｎｉ３６％
−Ｆｅ合金を内層部とし，外側に軟鋼を配したシャドウ
マスク部材，あるいは，軟鋼を内層部とし，外側にＮｉ
３６％−Ｆｅ合金を配したシャドウマスク部材も提案さ
れているが，このような３層構成の素材では，エッチン
グ特性上，内層部に比較的エッチング速度の遅いインバ
ー材が介在し，精度のコントロールを要する電子ビーム
照射側（小孔側）に比較的エッチング速度の速い軟鋼が
あるため，あるいは，内層部に比較的エッチング速度の
速い軟鋼が介在し，蛍光面側（大孔側）に比較的エッチ
ング速度の遅いインバー材があるため，シャドウマスク
の孔断面形状を得るのに良好なエッチング特性が損なわ
れ，また，圧着圧延法によりクラッド加工した素材は，
各層の特性による違いからプレス加工時に，割れ・ゆが
みの問題ある。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】本発明は，ドーミング
性の向上による画像品位の向上，シャドウマスク強度の
向上，プレス加工性の安定化を解決し，良好なエッチン
グ特性を有するシャドウマスクを提供しようとするもの
である。 【０００５】 【課題を解決するための手段】請求項１記載の手段は，
カラーブラウン管用シャドウマスクにおいて，低炭素鋼
材とインバー材とを鋳込み圧延してなる素材をエッチン
グし，蛍光面側を低炭素鋼材とし，電子ビーム照射側を
インバー材組成で構成し、前記シャドウマスクの厚さが
０．０５〜０．３０ｍｍであり、インバー材組成を有す
る層の厚さがシャドウマスクの厚さの１／４〜１／２で
あることを特徴とするシャドウマスクである。鋳込み圧
延法自体は，公知で，図２に示すような鋳型でのスラブ
形成を経由した圧延法であり，インバー材を芯材５２と
し，低炭素鋼材を溶鋼５３とするか，低炭素鋼材を芯材
５２とし，インバー材を溶鋼５３として形成したスラブ
が用いられる。具体的には，特開昭６２−３３０４３号
公報のように，２枚の芯材５２を余熱後，溶鋼５３を下
注法により注入して，できあがった２枚のクラッドスラ
ブを仕上げ処理し，加熱炉で加熱したのち熱間圧延，冷
間圧延を行って，シャドウマスク素材を形成することが
できる。また，シャドウマスクに必要な板厚と鋼材中の
Ｎｉ濃度の相関図により設定される条件に応じて，鋼材
中のＮｉ濃度がインバー材と低炭素鋼材との中間の値の
鋼材を用いた合わせ芯材５２を中間段階に用いて，多段
階の鋳込みによりスラブを形成して，厚さ方向に鋼材中
のＮｉ濃度勾配をもつた構成とすることにより，蛍光面
側（大孔側）から電子ビーム照射側（小孔側）へのなだ
らかな機械的物性をうることができる。 【０００６】本発明のシャドウマスクにおいては，エッ
チング特性とヤング率の低下防止の観点からインバー材
組成を有する層の厚さを除いた厚みは全板厚の１／２以
上を必要とし，インバー材組成を有する層の厚さは，耐
ドーミング性の観点から全板厚の１／４が必要とされ
る。 【０００７】 【作用】本発明によれば，シャドウマスク１の電子ビー
ム照射側（小孔側）１２のインバー材層（以下，インバ
ー材組成の３６％Ｎｉ−Ｆｅ合金層を，３６％Ｎｉ層と
いう）が熱膨張を抑制するためランディングミスを抑
え，品位の向上を図ることができるとともに，３６％Ｎ
ｉ層は，ヤング率が低いものの，蛍光面側（大孔側）１
１に存在する低炭素鋼材が，高いヤング率を示すため全
体のヤング率が上がり，シャドウマスク１の強度を向上
させる。電子ビーム照射側（小孔側）１２の３６％Ｎｉ
層から蛍光面側（大孔側）１１への接着は鋳込み圧延に
よるため接着強度が高く，圧着圧延法に比し，シャドウ
マスクの成形時に，割れ・ゆがみを生ずることが少な
い。さらに，シャドウマスクのエッチングにおいて，蛍
光面側（大孔側）が低炭素鋼材であるためエッチング速
度が大きく，精度のコントロールを要する電子ビーム照
射側（小孔側）が３６％Ｎｉ層でエッチング速度が小さ
く良好なエッチング特性を示す。 【実施例】 【０００８】（実施例１）以下，本発明を図を参照しな
がら実施例により説明する。まず，シャドウマスク１の
素材として，芯材５２にインバー材を用い，低炭素アル
ミキルド鋼材（炭素含有量０．００２％）を溶鋼５３に
用いたスラブを，鋳込み圧延法により形成した板厚０．
１５ｍｍのシャドウマスク素材を用いた。インバー材層
の厚さは全厚さの１／３（０．０５ｍｍ）である。 【０００９】次に，図３に示すように，常法にしたがっ
て，(a) 洗浄，(b) レジスト塗布，(c) パターン焼付
（孔のピッチは，３００μｍ），(d) 現像（両面のレジ
スト２１の熱処理強化温度は１８０〜２８０℃），(e)
エッチング（塩化第二鉄の温度４０〜８０℃表裏よりエ
ッチング），(f) 剥離（１０％ＮａＯＨ処理）を行いシ
ャドウマスク１を得た。 【００１０】更に，図４は，アニール，プレス成形，黒
化処理後ブラウン管に組み込まれたブラウン管の側面説
明図である。図１は，図４の成形シャドウマスク１の一
部拡大説明図であり，図１に示すように，電子ビーム照
射側（小孔側）１２は３６％Ｎｉ層であるため，耐ドー
ミン性に優れ，また，中間部から蛍光面側（大孔側）１
１にかけてのアルミキルド鋼部がシャドウマスク１全体
の強度を上げるため極めて良好な結果が得られた。 【００１１】次に，エッチング加工前のアルミキルド
鋼，インバー材，本実施例のそれぞれの熱膨張係数及び
ヤング率を表１として示す。エッチング加工後は，ヤン
グ率は若干おちるものの，３６％Ｎｉ層が，電子ビーム
照射側（小孔側）１２に集まっているので，インバー材
単体のシャドウマスクに匹敵する耐ドーミング性が確認
された。 【００１２】 【表１】 【００１３】（実施例２）図５は，本実施例のシャドウ
マスクの一部断面と蛍光面側（大孔側）から電子ビーム
照射側（小孔側）までの鋼材中のＮｉ濃度分布を模式的
に説明する図であり，多段階の鋳込み圧延法により，全
体の厚みを０．１５ｍｍとし，電子ビーム照射側（小孔
側）１２の端面から０．０５ｍｍまでが３５．５〜３
６．５％のＮｉ層（３６％Ｎｉ層），０．０５〜０．１
０ｍｍが５．０〜３５．５％のＮｉ層，０．１０〜蛍光
面側（大孔側）１１の端面までが０〜５．０％Ｎｉ層と
なるようシャドウマスク素材を形成した。この素材を用
いて実施例１と同様の工程でシャドウマスク１を作成し
た。このシャドウマスク１は，プレス工程で実施例１よ
り割れ・ゆがみの点で良好な結果が得られた。 【００１４】 【発明の効果】本発明は，以上説明したように構成され
ているので，以下に記載するような効果を奏する。電
子ビーム照射側（小孔側）の３６％Ｎｉ層が熱膨張を支
配するので，インバー材単体のシャドウマスクに匹敵す
る耐ドーミング性が得られる。３６％Ｎｉ層はヤング
率が低いが，蛍光面側（大孔側）に存在する低Ｎｉ含有
部が高いヤング率を示すため，全体のヤング率をあげ，
シャドウマスクとしての強度が保持される。電子ビー
ム照射側（小孔側）の３６％Ｎｉ層から蛍光面側（大孔
側）へ鋳込み圧延法による接着強度の高いシャドウマス
クであるため，低炭素鋼材とインバー材とを圧着圧延に
よりクラッド加工したシャドウマスクに対し，プレス成
形性に優れた効果が得られる。さらに，シャドウマス
クのエッチングにおいて，蛍光面側（大孔側）が低炭素
鋼材リッチであるためエッチング速度が大きく，精度の
コントロールを要する電子ビーム照射側（小孔側）が３
６％Ｎｉ層でエッチング速度が小さく良好なエッチング
特性を示す。
ャドウマスクに関する。 【０００２】 【従来の技術】シャドウマスクの主目的は，電子銃から
照射される電子ビームを適切に制御することにあるが，
現在，なおつぎのような問題がある。電子ビームの熱エ
ネルギーによるシャドウマスクの熱膨張（ドーミング）
が，開孔位置を移動させ，ランディングミスを引き起こ
し，画像品位を低下させる。このため，低熱膨張のイン
バー材（Ｎｉ３６％−Ｆｅ合金）のみのシャドウマスク
が提案されるが，ヤング率が小さいため，シャドウマス
クの強度が弱く，特に，大型ブラウン管になるとともに
保形性が良くない。また，シャドウマスク成形時のプレ
ス成形性にも問題がある。また，インバー材はアルミキ
ルド鋼に比し，エッチング速度が遅く，エッチング性も
良くない。ヤング率の高いアルミキルド鋼のみでは，熱
膨張が大きすぎる欠陥がある。 【０００３】そこで，特開昭６２−８２６３０号公報の
ように，インバー材と軟鋼をそれぞれを通常の溶解法に
より溶解し，熱間圧延及び冷間圧延により，Ｎｉ３６％
−Ｆｅ合金を内層部とし，外側に軟鋼を配したシャドウ
マスク部材，あるいは，軟鋼を内層部とし，外側にＮｉ
３６％−Ｆｅ合金を配したシャドウマスク部材も提案さ
れているが，このような３層構成の素材では，エッチン
グ特性上，内層部に比較的エッチング速度の遅いインバ
ー材が介在し，精度のコントロールを要する電子ビーム
照射側（小孔側）に比較的エッチング速度の速い軟鋼が
あるため，あるいは，内層部に比較的エッチング速度の
速い軟鋼が介在し，蛍光面側（大孔側）に比較的エッチ
ング速度の遅いインバー材があるため，シャドウマスク
の孔断面形状を得るのに良好なエッチング特性が損なわ
れ，また，圧着圧延法によりクラッド加工した素材は，
各層の特性による違いからプレス加工時に，割れ・ゆが
みの問題ある。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】本発明は，ドーミング
性の向上による画像品位の向上，シャドウマスク強度の
向上，プレス加工性の安定化を解決し，良好なエッチン
グ特性を有するシャドウマスクを提供しようとするもの
である。 【０００５】 【課題を解決するための手段】請求項１記載の手段は，
カラーブラウン管用シャドウマスクにおいて，低炭素鋼
材とインバー材とを鋳込み圧延してなる素材をエッチン
グし，蛍光面側を低炭素鋼材とし，電子ビーム照射側を
インバー材組成で構成し、前記シャドウマスクの厚さが
０．０５〜０．３０ｍｍであり、インバー材組成を有す
る層の厚さがシャドウマスクの厚さの１／４〜１／２で
あることを特徴とするシャドウマスクである。鋳込み圧
延法自体は，公知で，図２に示すような鋳型でのスラブ
形成を経由した圧延法であり，インバー材を芯材５２と
し，低炭素鋼材を溶鋼５３とするか，低炭素鋼材を芯材
５２とし，インバー材を溶鋼５３として形成したスラブ
が用いられる。具体的には，特開昭６２−３３０４３号
公報のように，２枚の芯材５２を余熱後，溶鋼５３を下
注法により注入して，できあがった２枚のクラッドスラ
ブを仕上げ処理し，加熱炉で加熱したのち熱間圧延，冷
間圧延を行って，シャドウマスク素材を形成することが
できる。また，シャドウマスクに必要な板厚と鋼材中の
Ｎｉ濃度の相関図により設定される条件に応じて，鋼材
中のＮｉ濃度がインバー材と低炭素鋼材との中間の値の
鋼材を用いた合わせ芯材５２を中間段階に用いて，多段
階の鋳込みによりスラブを形成して，厚さ方向に鋼材中
のＮｉ濃度勾配をもつた構成とすることにより，蛍光面
側（大孔側）から電子ビーム照射側（小孔側）へのなだ
らかな機械的物性をうることができる。 【０００６】本発明のシャドウマスクにおいては，エッ
チング特性とヤング率の低下防止の観点からインバー材
組成を有する層の厚さを除いた厚みは全板厚の１／２以
上を必要とし，インバー材組成を有する層の厚さは，耐
ドーミング性の観点から全板厚の１／４が必要とされ
る。 【０００７】 【作用】本発明によれば，シャドウマスク１の電子ビー
ム照射側（小孔側）１２のインバー材層（以下，インバ
ー材組成の３６％Ｎｉ−Ｆｅ合金層を，３６％Ｎｉ層と
いう）が熱膨張を抑制するためランディングミスを抑
え，品位の向上を図ることができるとともに，３６％Ｎ
ｉ層は，ヤング率が低いものの，蛍光面側（大孔側）１
１に存在する低炭素鋼材が，高いヤング率を示すため全
体のヤング率が上がり，シャドウマスク１の強度を向上
させる。電子ビーム照射側（小孔側）１２の３６％Ｎｉ
層から蛍光面側（大孔側）１１への接着は鋳込み圧延に
よるため接着強度が高く，圧着圧延法に比し，シャドウ
マスクの成形時に，割れ・ゆがみを生ずることが少な
い。さらに，シャドウマスクのエッチングにおいて，蛍
光面側（大孔側）が低炭素鋼材であるためエッチング速
度が大きく，精度のコントロールを要する電子ビーム照
射側（小孔側）が３６％Ｎｉ層でエッチング速度が小さ
く良好なエッチング特性を示す。 【実施例】 【０００８】（実施例１）以下，本発明を図を参照しな
がら実施例により説明する。まず，シャドウマスク１の
素材として，芯材５２にインバー材を用い，低炭素アル
ミキルド鋼材（炭素含有量０．００２％）を溶鋼５３に
用いたスラブを，鋳込み圧延法により形成した板厚０．
１５ｍｍのシャドウマスク素材を用いた。インバー材層
の厚さは全厚さの１／３（０．０５ｍｍ）である。 【０００９】次に，図３に示すように，常法にしたがっ
て，(a) 洗浄，(b) レジスト塗布，(c) パターン焼付
（孔のピッチは，３００μｍ），(d) 現像（両面のレジ
スト２１の熱処理強化温度は１８０〜２８０℃），(e)
エッチング（塩化第二鉄の温度４０〜８０℃表裏よりエ
ッチング），(f) 剥離（１０％ＮａＯＨ処理）を行いシ
ャドウマスク１を得た。 【００１０】更に，図４は，アニール，プレス成形，黒
化処理後ブラウン管に組み込まれたブラウン管の側面説
明図である。図１は，図４の成形シャドウマスク１の一
部拡大説明図であり，図１に示すように，電子ビーム照
射側（小孔側）１２は３６％Ｎｉ層であるため，耐ドー
ミン性に優れ，また，中間部から蛍光面側（大孔側）１
１にかけてのアルミキルド鋼部がシャドウマスク１全体
の強度を上げるため極めて良好な結果が得られた。 【００１１】次に，エッチング加工前のアルミキルド
鋼，インバー材，本実施例のそれぞれの熱膨張係数及び
ヤング率を表１として示す。エッチング加工後は，ヤン
グ率は若干おちるものの，３６％Ｎｉ層が，電子ビーム
照射側（小孔側）１２に集まっているので，インバー材
単体のシャドウマスクに匹敵する耐ドーミング性が確認
された。 【００１２】 【表１】 【００１３】（実施例２）図５は，本実施例のシャドウ
マスクの一部断面と蛍光面側（大孔側）から電子ビーム
照射側（小孔側）までの鋼材中のＮｉ濃度分布を模式的
に説明する図であり，多段階の鋳込み圧延法により，全
体の厚みを０．１５ｍｍとし，電子ビーム照射側（小孔
側）１２の端面から０．０５ｍｍまでが３５．５〜３
６．５％のＮｉ層（３６％Ｎｉ層），０．０５〜０．１
０ｍｍが５．０〜３５．５％のＮｉ層，０．１０〜蛍光
面側（大孔側）１１の端面までが０〜５．０％Ｎｉ層と
なるようシャドウマスク素材を形成した。この素材を用
いて実施例１と同様の工程でシャドウマスク１を作成し
た。このシャドウマスク１は，プレス工程で実施例１よ
り割れ・ゆがみの点で良好な結果が得られた。 【００１４】 【発明の効果】本発明は，以上説明したように構成され
ているので，以下に記載するような効果を奏する。電
子ビーム照射側（小孔側）の３６％Ｎｉ層が熱膨張を支
配するので，インバー材単体のシャドウマスクに匹敵す
る耐ドーミング性が得られる。３６％Ｎｉ層はヤング
率が低いが，蛍光面側（大孔側）に存在する低Ｎｉ含有
部が高いヤング率を示すため，全体のヤング率をあげ，
シャドウマスクとしての強度が保持される。電子ビー
ム照射側（小孔側）の３６％Ｎｉ層から蛍光面側（大孔
側）へ鋳込み圧延法による接着強度の高いシャドウマス
クであるため，低炭素鋼材とインバー材とを圧着圧延に
よりクラッド加工したシャドウマスクに対し，プレス成
形性に優れた効果が得られる。さらに，シャドウマス
クのエッチングにおいて，蛍光面側（大孔側）が低炭素
鋼材リッチであるためエッチング速度が大きく，精度の
コントロールを要する電子ビーム照射側（小孔側）が３
６％Ｎｉ層でエッチング速度が小さく良好なエッチング
特性を示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における図４の成形シャドウマスクの一
部拡大の断面説明図である。 【図２】鋳込圧延の概念を説明する側面図である。 【図３】シャドウマスクのエッチング工程を説明する側
面図である。 【図４】カラーブラウン管の側面説明図である。 【図５】本発明のシャドウマスクの実施例の一部断面と
蛍光面側（大孔側）から電子ビーム照射側（小孔側）ま
での鋼材中のＮｉ濃度分布を模式的に説明する図であ
る。 【符号の説明】 １ シャドウマスク（シャドウマスク材料） １１ 蛍光面側（大孔側） １２ 電子ビーム照射側（小孔側） ２１ レジスト ３１ ガラスパターン ５１ 鋳型 ５２ 芯材 ５３ 溶鋼 １０１ ネック部 １０２ 電子銃 １０３ フェイスパネル １０４ 蛍光面 １０５ 電子ビーム
部拡大の断面説明図である。 【図２】鋳込圧延の概念を説明する側面図である。 【図３】シャドウマスクのエッチング工程を説明する側
面図である。 【図４】カラーブラウン管の側面説明図である。 【図５】本発明のシャドウマスクの実施例の一部断面と
蛍光面側（大孔側）から電子ビーム照射側（小孔側）ま
での鋼材中のＮｉ濃度分布を模式的に説明する図であ
る。 【符号の説明】 １ シャドウマスク（シャドウマスク材料） １１ 蛍光面側（大孔側） １２ 電子ビーム照射側（小孔側） ２１ レジスト ３１ ガラスパターン ５１ 鋳型 ５２ 芯材 ５３ 溶鋼 １０１ ネック部 １０２ 電子銃 １０３ フェイスパネル １０４ 蛍光面 １０５ 電子ビーム
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(56)参考文献 特開 平５−74362（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−320739（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−174345（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−63607（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−33043（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−82630（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−154042（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−183846（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01J 29/07
C23F 1/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 カラーブラウン管用シャドウマスクにお
いて，低炭素鋼材とインバー材とを鋳込み圧延してなる
素材をエッチングし，蛍光面側を低炭素鋼材とし，電子
ビーム照射側をインバー材組成で構成し、前記シャドウ
マスクの厚さが０．０５〜０．３０ｍｍであり、インバ
ー材組成を有する層の厚さがシャドウマスクの厚さの１
／４〜１／２である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 |
|---|---|---|---|
| JP10980093A JP3440333B2 (ja) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | シャドウマスク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10980093A JP3440333B2 (ja) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | シャドウマスク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06302282A JPH06302282A (ja) | 1994-10-28 |
| JP3440333B2 true JP3440333B2 (ja) | 2003-08-25 |
Family
ID=14519543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10980093A Expired - Fee Related JP3440333B2 (ja) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | シャドウマスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3440333B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006135272A (ja) | 2003-12-01 | 2006-05-25 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | 基板のサポートプレート及びサポートプレートの剥離方法 |
-
1993
- 1993-04-14 JP JP10980093A patent/JP3440333B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06302282A (ja) | 1994-10-28 |
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