JPH01239736A - シャドウマスク構体 - Google Patents

シャドウマスク構体

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JPH01239736A
JPH01239736A JP6570388A JP6570388A JPH01239736A JP H01239736 A JPH01239736 A JP H01239736A JP 6570388 A JP6570388 A JP 6570388A JP 6570388 A JP6570388 A JP 6570388A JP H01239736 A JPH01239736 A JP H01239736A
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英夫 田辺
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正樹 篠田
Takao Kawamura
河村 孝男
Seiji Kumada
熊田 政治
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、薄い金属板に多数の穴をあけたシャドウマス
クを張力を与えた状態でフレームに架張し、たシャドウ
マスク構体及び前記フレームの酸化膜形成方法(こ関す
る。
〔従来の技術〕
カラーブラウン管tこ用いられるシャドウマスク(:i
、螢光面tこモザイク状に塗布された螢光体の色選択機
能をもっているが、電子ビームが衝突するこヒニtこよ
って熱膨張して変形し、機能を損うことがある。
従来、この解決策として、例えば特開昭62−1336
45号に示すように、シャドウマスクを張力を与えた状
態でフレームに架張L %電子ビーノ、の衝突によって
発生する熱膨張fこよる伸びを吸収して変形を防止して
いる。
そして、この技術は、張力を印加したシャドウマスクが
製造工程で450℃前後iこ加熱されると、その張力が
大幅に低下するCとを防ぐことを目的とし、例えばシャ
ドウマスクにアンバー、フレームにコバールを用い、両
者の熱膨張特性の差をこより、張力暖和を発生させたも
のである。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術は、シャドウマスク及びフレーム憂こNi
やCO等の高価な材料を使用する必要があるので、非常
にコスト高になるという間遠があった0 本発明の目的は、安価に製作できるシャドウマスク構体
を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、シャドウマスクに軟鋼を用い、フレームに
室温から450℃前後までの平均熱膨張係数が(8〜1
3 ) X 10−’/”Cの材料を用いることfこよ
り達成される。
前記特性を有するフレームの材料は、主な組成がFeと
Cr10〜32ωt%よりなるステンレスが、機械的強
度も大きく、かつ安価な材料であり好ましい。
フレームの材料に前記した組成よりなるステンレスを用
いた場合には、表面の黒化処理として酸化膜を形成させ
るのが好ましい。このフレームの酸化膜形成方法は、酸
化性混合雰囲気、 例えばH2O−H,またはCO、−
CO中で600〜900°Cで熱処理することにより達
成される。
〔作用〕
カラーブラウン管を製造する場合、シャドウマスクは4
00℃以上の工程を通過する。この際、予ぬ張力を印加
したシャドウマスクの場合、例えばシャドウマスクとフ
レームに最も一般的な軟鋼を用いると、その降伏強度が
高温において低下し、一部塑性変形〔こ到ることがある
。また高温からの冷却時イこおいて、シャドウマスクと
フレームの熱Stの差(こより、より容量の小さいシャ
ドウマスク(まフレームより速<!IJ1mが下がり、
収縮する傾向があり、これ憂こより、やはり塑性変形t
こ到るこおがある。これらは、室温まで冷却すると、高
温を通過する前に比べ張力が低下した形となって衣われ
る。
実験の結果、シャドウマスク(こ軟鋼を用いた場合、フ
レームは室温力)ら450℃前後までの平均熱膨張係数
が(8〜13 ) X 10−’/’Cであることが望
ましいことが判明した。
またフV−ム材としては、熱膨張係数以外1こ、機械的
強度、加工性、溶接性、価格等からの要求が加わり、か
かる要求に適合する材料として、FeとCr10〜32
ωt%を主成分とするステンレスが適当である。
またフレーム憂こは黒化処理を施すのが好ましい。
フレームの黒化が不十分であると、パネル内面への黒鉛
や螢光体の塗布工程をこおけるa元時に元の反射を起し
、露光むらが発生することがある。しっ)シ、前記した
成分よりなるステンレスをフレームに使用する場合、表
面を酸化させる黒化処理が極めて難力)しい。前記ステ
ンレスは耐熱性材料であり、耐酸化性は極めて大きい。
そこで、ステンレスの表面に微細な凹凸を設けること1
こより、酸化膜を容易に形成することができる。
丈たフレームfこ酸化膜を形成する方法として、H!0
−H,またはCO□−COの酸化性混合雰囲気中で60
0〜900℃で熱処理すると、H2O−)(、またはC
O、−COはHtO* Ht +’720いCO,gc
O+ 1/20.の反応式に応じて0.を放出j、、 
Crを含有するステンレスはその表面よりFe!0. 
、Fe、04゜FeO、Fe0−Cr2O,、Cr、U
、 (7)層を形成する。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図乃至第3図により説明
する。第1図に示すようすこ、フレーム1は、18%C
rとpeを主成分とするいわゆるフェライト系ステンレ
ス鋼5U8430で、L形の断面をしており、lfr面
の上端側の幅5朋、下端側の#A10H1高さ10酊、
全体の大きさは外径が横2791II、縦210mであ
る。そして、フレーム1の外聞表面にはlO〜50μm
程度の倣細な凹凸がサンドブラスト等によって付けられ
ており、これを酸化性雰囲気中、例えばCO、−CO中
で600℃、20分間加熱して表面に酸化膜が形成され
ている。このように酸化膜を形成すると、表面の反射が
著しく低下する。概ねその反射率は露光時(こ使用する
光の波長(こ対し容易に1チ以下となる。
このように形成されたフレーム1には、ピン穴2aB有
するスプリング2が固定されている。
シャドウマスク3は、軟鋼板よりなり、厚さ0゜025
μmで周縁を除いて全面に孔径0.t2mの穴3aがほ
ぼ0.26mの間隔で整列して列の相互の角度が60度
をなすよう(こおいている。そして、シャドウマスク3
に張力を与えた状態で、シャドウマスク3の周縁は]V
−ム1の上端1aのほぼ中央を結ぶ2点鎖線で示す溶従
都1bで全周にわたって溶接されている。
次に力)かるシャドウマスク構体の製造方法を第2図に
よって説明する。まず、第1図で説明したように穴3a
が形成され、かつ第1図に示すより大きく形成されたシ
ャドウマスク3を全周にわたって溶接4によりマスク引
張り吊枠5に平坦に固定する。この際、シャドウマスク
3はスプリングあるいはばね等(図示せず)を使用して
中央から外側に向って軽く引っ張っておきながら固定す
ると、容易に平坦に固定することができる。なお、□マ
スク引張り吊枠5の材料としては、オーステナイト系ス
テンレス鋼の5tJS304等を用いる。
このようにマスク引張り吊枠5にシャドウマスク3を平
坦をこ固定したものを炉中fこ入れて90℃に加熱する
。その後、これを炉から取り出し、30℃(こ温度調整
した空気6をシャドウマスク3全体ζこ吹き付け、シャ
ドウマスク3のみを30°Cfこ冷却する。この時、シ
ャドウマスク3は厚さが0.025閣と非常に薄いため
に10秒程で30℃まで冷却する。一方、マスク引張り
吊枠5は熱容量が大きいために殆んど温度が下らない。
マスク引張り吊枠5の材料として用いた5US304は
熱膨張係数が17.3 X I O−6程度であるので
、前記のように90℃から30℃まで60℃だけ温非降
下して収縮したシャドウマスク3には20に9/−以上
の張力が均一に印加される。
このように均一な張力が印加された状態をこおけるシャ
ドウマスク3の下の所定位置に、第1図で説明したよう
に酸化膜が形成されたフレーム1を台7に位置決め固定
した状態で移動させて位置させ、フV−ム1の上端1a
のほぼ中央に全周にわたってシャドウマスク3とフV−
ム1をスポット溶接あるいはシーム溶接等により溶接8
して固定する。溶接後、フV−ム1の外周番こ沿ってシ
ャドウマスク3を切断する。この作業はマスク引張す吊
枠5が室温まで冷却して力)ら行っても良い。
これにより、シャドウマスク3壷こ均一な張力が印加さ
れた第1図に示すシャドウマスク構体が完成する。そし
て、このシャドウマスク構体は、第3図に示すようにパ
ネル9fこ埋設されたスタッドピン10#こスプリング
2のピン穴2aが挿入されてパネル9の内側に保持固定
され、その後の処理が行われる。
このようにして製作されたシャドウマスク構体ハ、フラ
ウン管を製造する工程で400℃以上の加熱工程を通過
しても張力が低下することがなく、また黒鉛や螢光体の
露光時においても問題が生じない。
このように、シャドウマスク3は軟鋼よりなり、フレー
ム1はフェライト系ステンレス鋼5US43()よりな
るので、非常に安価をこ製作できる。なお、フレーム1
の材料は5tJS430に限定されなく、Crの濃度が
10〜32ωt%であるステンレス鋼であれば同様の効
果が得られる。また上記組成のステンレス鋼にv1を1
%未満含ませると、加工性及び溶接性が向上する。また
フレーム1は特fこ上記組成のステンレスに限らず、室
温から450℃前後までの平均熱膨張係数が(8へ・1
3)x 10−’/℃の材料であればよい。ここで、平
均熱膨張係数が8 X 10−’/’C未満のものは、
室温以下でシャドウマスクが破断しやすいので好ましく
ない。しかし、フレーム1の材質としては、熱膨張係数
以外暑こ、機械的強度、加工性、溶接性、価格等からの
要求が加わり、かかる要求會こ適合する材料としては、
前記したFeとCr10〜32ωt%を主成分とするス
テンレスが最適である。
またフV−ム1の形状もL型断面である必要はなく、例
えばプレス成型された複雑な形状であってもよい。また
上記実施例においては、マスク引’J り吊枠5を用い
てシャドウマスク3(こ張力を印加したが、本発明はこ
れ(こ限定されなく、他の張力印加手段(こよって行っ
てもよい。
第4図は前記したFeとCr10〜32ωt% を主な
組成とするフレーム1に酸化膜を形成する方法を示す。
同図において、炉11円は高周波電源よりなる発熱体1
2「こよって600〜900°Cの温度]こ保持されて
いる。また炉10内(こはH,O−H,またはCO,−
COのガス13が供給されて酸化性混合雰囲気となって
いる。
そこで、フレーム1をローラコンベア14(こよって炉
11内(こ投入すると、酸化性雰囲気中で600〜90
0℃番こ加熱され、表面にFe2O3,Fe3O4、F
e0−Cr2O,、Cr、03C1,)酸化膜力IWN
C形成サレ6゜このようにして処理することにより、耐
酸化性合金であるステンレスに容易tこ酸化膜を形成す
ることができる。ここで、フレーム1(こは予め微細な
凹凸を付けなくてもよいが、前記実施例と同様に凹凸を
付けておくと、より一層酸化膜が容易に形成され易くな
る。
〔発明の効果〕
本発明〔こよれば、シャドウマスクは軟鋼よりなるので
、安価(こ製作できる。また〕〕V−ム%■パとCr1
.Q〜32ωt%を主成分とするステンレス、とするこ
とにより、フレームも安価に製作できる。
また耐酸化性合金であるステンレスよりなるフ7一ノ、
(こ微細な凹凸を付けることにより、酸化膜が容易憂こ
形成され易くなる。またフレームへの酸化膜の形成方法
として、酸化性混合雰囲気中で600〜900℃で熱処
理すること(こより、耐酸化性合金であるステンレス(
こ酸化膜を作成できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のシャドウマスク構体の斜視
図、第2図は第1図に示すシャドウマスク構体の製造方
法を示す断面図、第3図は第1図のシャドウマスクをカ
ラーブラウン管中(こ配設した一部断面図、第4図はフ
レームへの酸化膜形成方法を示す断面図である。 1・・・]V−ム、      2・・・スプリング、
3・・・シャドウマスク、3a・・・穴、9・・り九°
ネル、       10・・・スタッドピン、11・
・・炉、12・・・加熱体、13・・・ガス。 第1図 2ニスゾリン7゛′ 3;うで←′勺ママス フo:穴 第2図 1:フし−ム 3:ミャト°′クマスク 1o  第3図 10:スタ・ノド°ピン 第4図 13:力°ス

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、フレームと、このフレームに固定され、パネルに埋
    設されたスタッドピンに係合させるスプリングと、張力
    を与えた状態で前記フレームに架張され、薄い金属板に
    多数の穴をあけたシヤドウマスクとを備えたシヤドウマ
    スク構体において、前記シヤドウマスクは軟鋼よりなり
    、前記フレームは室温から450℃前後までの平均熱膨
    張係数が(8〜13)×10^−^6/℃の材料よりな
    ることを特徴とするシヤドウマスク構体。 2、上記フレームは、FeとCr10〜32ωt%を主
    成分とするステンレスであることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載のシヤドウマスク構体。 3、上記フレームの材料であるステンレスは、Tiを1
    %未満含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第2
    項記載のシヤドウマスク構体。 4、上記フレームは、表面に酸化膜を形成してなること
    を特徴とする特許請求の範囲第2項または第3項記載の
    シヤドウマスク構体。 5、上記フレームは、表面に微細な凹凸を有し、かつ表
    面に酸化膜を形成してなることを特徴とする特許請求の
    範囲第2項または第3項記載のシヤドウマスク構体。 6、上記酸化膜は、フレームの材料であるステンレスの
    表面よりFe_2O_3、Fe_3O_4、FeO−C
    rO_3、Cr_2O_3となつていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第4項または第5項記載のシヤドウマ
    スク構体。 7、上記凹凸は、10〜50μmであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第5項記載のシヤドウマスク構体。 8、FeとCr10〜32ωt%を主な組成とするステ
    ンレスよりなるフレームを酸化性混合雰囲気中で600
    〜900℃で熱処理することにより表面に酸化膜を形成
    することを特徴とするフレームの酸化膜形成方法。 9、上記酸化性混合雰囲気は、H_2O−H_2または
    CO_2−COであることを特徴とする特許請求の範囲
    第8項記載のフレームの酸化膜形成方法。
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