JPH01264143A - シャドウマスク及びその製造方法 - Google Patents

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】 本発明は、カラーテレビ用ブラウン管に用いるシャドウ
マスク及びその製造方法に関する。特には、本発明は、
保磁力が低く、透磁率の高いＮｉ−Ｆｅ基合金製シャド
ウマスク及びその製造方法に関する０本発明は、特に、
張力を付加した状態でフレーム等に固定する方式の下で
使用されつるシャドウマスクに関するものであり、カラ
ーテレビの高精細度化に対応しつるものである。

免肚五１１ カラーテレビ用ブラウン管のシャドウマスクとしてはこ
れまで一般に、板厚０．１　ｍｍ〜０．２５　ｍｍの低
炭素リムド鋼や低炭素Ａｌキルト鋼が用いられてきた。

シャドウマスクの製造工程は概ね次の通りである。先ず
、材料の溶解及び鋳造後適宜の圧延等の工程を経由し、
そして最終冷間加工にて所定の厚さを有するシャドウマ
スク素材が製造される。シャドウマスク素材はエツチン
グ穿孔加工されてフラットマスクとなる。フラットマス
クは焼鈍されてプレス成形性を付与されその後プレスに
より球面成形される０球面成形されたマスクは、黒化処
理を施されてシャドウマスクとなる。プレス成形性を付
与する焼鈍を最終圧延直後に実施する方式もあり、これ
はプレアニール法と呼ばれている。

もう少し詳しく説明すると、先ずシャドウマスク素材の
製造方法として低炭素Ａｌキルト鋼を例に挙げると、鋼
を転炉で溶製後、インゴットに鋳造し、鍛造後熱間圧延
及び冷間圧延し、オーブンコイル焼鈍により脱炭処理し
、その後所定の厚みまで最終冷間圧延が施される。その
後、スリットして所定板幅としてシャドウマスク素材を
得る。

シャドウマスク素材は、脱脂後、フォトレジストを両面
に塗布しそしてパターンを焼付けて現像後、塩化第２鉄
を主とするエツチング液にてエツチング穿孔加工され、
個々に切断されてフラットマスクとなる。

フラットマスクは、非酸化性雰囲気中で焼鈍されてプレ
ス成形性を付与される（プレアニール法ではこの焼鈍が
エツチング前に最終冷間圧延材に行われる）、レベラー
加工を経た後、プレスによりマスク形態に球面成形され
る。

そして最後に、球面成形されたマスクは、脱脂後、水蒸
気又は燃焼ガス雰囲気中で黒化処理を施されて表面に黒
色酸化膜を形成する。こうしてシャドウマスクが作製さ
れる。

以上が一般的なシャドウマスクの製造工程であるが、上
記製造工程を経た低炭素リムド鋼や低炭素Ａ１キルト鋼
を用いたシャドウマスクでは、再結晶焼鈍が実施されそ
してその後の加工量が少ないので、再結晶焼鈍直後に保
磁力Ｈｃは約１．　ＯＯｅに低減しており、その後保磁
力Ｈｃが大きく増大することはない。

しかしながら、カラーブラウン管の中には前述の様な製
造工程をとらないものがある。即ち、エツチング穿孔後
のフラットマスクについて再結晶焼鈍やプレスによる球
面成形は行わないで、張力を付加した状態でフレーム等
に固定し黒化処理後ブラウン管に組み込む製造方式があ
る。この方式は、フラットマスクが平坦状態に維持され
るのでカラーテレビの高精細度化の動向に適合し、また
工程も短縮される点でも有益とされ、注目を浴びている
。

更には、この方式は、極薄板シャドウマスクにも適する
。即ち、近年、カラーテレビの高精細度化のためにシャ
ドウマスクにより多くの孔を高精度に穿孔する必要性が
高くなっている。このために、従来からのシャドウマス
クに使われていた板厚０．１　ｍｌ１１〜０．２５ｍｍ
の冷延鋼板では高精細度化に限界があるため、板厚５０
μ以下の極薄板を用いることが検討されている。こうし
た極薄板は張力を付加した状態でフレーム等に張渡して
使用するのが適切である。

この張渡し方式の製造方法の場合、低炭素リムド鋼や低
炭素のＡ１キルト鋼をほぼ冷延状態のまま或いは熱処理
を施すとしても歪取り熱処理等の再結晶しない熱処理を
施すだけでシャドウマスクとするために、保磁力Ｈｃが
５〜７０ｅ程度と極めて高い状態でブラウン管に組み込
まれることになる。

このようにシャドウマスクの保磁力が高いと地磁気やス
ピーカ内部の磁石の影響で、シャドウマスク自体が磁気
を帯びてしまい、その結果、電子ビームの軌道が適正に
制御されず、色純度の低下やムラの発生を引き起こして
しまうという重大な欠陥が生じるのである。

良米肢蓋 上記高保磁力問題に対しては、その問題認識から日が浅
いため具体的解決策はほとんど提示されておらず、従っ
て従来技術は存在しないと云ってよい。

当然、再結晶をさせる様な熱処理を施せば保磁力Ｈｃを
低下させることが可能であるが、この様な熱処理を施し
た場合、強度も著しく低下するために、上記の張渡し方
式の場合にフレーム等にシャドウマスク材を固定するこ
とができなくなる。

張力の値はブラウン管の種類によって差異はあるが、一
般的には６０　ｋｇ／ｍが以上の耐力が必要とされてお
り、低炭素リムド鋼やＡｔキルト鋼の場合は実際上、再
結晶焼鈍は不可能である０強度低下の問題は、特に前述
した極薄板シャドウマスク材の場合−層顕著である。即
ち、この場合には、材料が薄いため取り扱いでの損傷や
エツチング時での取り扱い等の問題も新らたに生じてく
るため、上記の強度の要求がこの点からも重要性を増し
てきている。

口が　′しよ　と　る；題 上に述べた通り、シャドウマスク材は、保磁力Ｈｃが充
分に低く、そして少なくとも、フレーム等に張渡し固定
することができるに足る強度を併せ持つことが重要であ
る。

加えて、シャドウマスク用材料としては次のような特性
が要求される。

まずシャドウマスク自体は磁気シールド機能をもってお
り外部磁気からの遮断を考えた場合、透磁率が高いほど
有利である。

尚、シャドウマスクには張力が付加されているので、張
力がかかった状態で保磁力が低く透磁率が高いことが望
ましい。

また、電子ビームはすべてシャドウマスクの孔を通過す
るわけでなく、その多くはシャドウマスクに射突する。

そのため、シャドウマスクの電気抵抗が高く、熱伝導度
が低い場合、シャドウマスク自体が熱を持ち、熱膨張に
よりドーム状にふくらみ、結果としてシャドウマスクと
蛍光スクリーンの位置関係にズレが生じ、色ムラが発生
することがある。このため、シャドウマスクの電気抵抗
も低いことが望ましい。

斯様に、今後のカラーテレビの高精細度化に対応するた
めには解決すべき課題はまだなお多い。

免豆Ω鷹Ｉ 上記の状況に鑑み、本発明者等は、この問題の根本的解
決には新らたな材料の開発が不可欠との結論に至り、わ
ずかな熱処理だけで、高強度を保持して保磁力を低減す
ることができ、高透磁率であり、低抵抗であり、しかも
エツチング穿孔性、加工性等のシャドウマスクとして要
求される緒特性を兼備する材料の開発に取組んだもので
ある。

その結果、新たなＮｉ−Ｆｅ基合金製シャドウマスク及
びその熱処理方法の開発に成功した。

斯くして、本発明は、 ■）重量％で表わして、Ｎｉ：６０〜９０％、Ｃ：　０
．１％以下、Ｍ　ｎ　：　Ｏ，１〜３．０％及びＳｉ：
０．０１〜１．０％を含み、随意的にＭＯを１％未満含
有し、そして残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなるＮｉ
−Ｆｅ基合金製シャドウマスク、及び２）シャドウマス
クの製造に当たり、重量％で表わして、Ｎｉ：６０〜９
０％、Ｃ：　０．１％以下、Ｍｎ：０．１〜３．０％及
びＳ　ｉ　：　０．０１〜１．０％を含み、随意的にＭ
ｏを１％未満含有し、そして残部Ｆｅ及び不可避的不純
物からなるＮｉ−Ｆｅ基合金材を用い、該Ｎｉ−Ｆｅ基
合金材の冷間圧延後に、３５０〜６５０℃の温度で５分
以上且つ２時間以内の時間熱処理を施すことを特徴とす
るシャドウマスクの製造方法 を提供するものである。

ＮＬは望ましくは６０〜８１％含有するものとされる。

聚■ぶりｕ１函え貝 本発明における成分の限定理由を述べる。

Ｎｉ：高強度、低保磁力、高透磁率を得るためにはＮｉ
の成分制御が重要であり、６０％未満では全てを満足す
ることができない、抵抗も高い、９０％を超えて含有す
ると強度の上昇が著しく、５０μ以下の冷延板を製造す
ることが難しくなる。

またこのうちＮｉが８１％を超えると飽和磁歪定数が負
になるため張力を張った状態での磁性の劣化が生じる。

よってその成分範囲を６０〜９０％、望ましくは６０〜
８１％とする。

Ｍｏ：Ｍｏの添加は熱処理後の磁性向上がねらいである
が、添加量に応じて電気抵抗が上がる。そのためこの成
分範囲を１％未満とする。もちろん無添加でも良い。

Ｃ：Ｃを０．１％を超えて含有すると炭化物の生成が著
しく、シャドウマスクを製造する際のエツチング穿孔時
の不良原因となるうえに、磁性上も有害である。よって
その成分範囲を０．１％以下とする。

Ｍｎ：Ｍｎは脱酸目的及び加工性を付与する目的で添加
する。また、磁性改善にも効果がある。特にエツチング
穿孔時の不良防止のためには脱酸は重要であり、０．１
％より少ないと効果がなく、３．０％を超えて含有する
と硬さの上昇のため加工性を害する。よってその成分範
囲を０．１〜３．０％とする。

Ｓｉ　：Ｓｉも脱酸目的で添加するが０．０１％より少
ないと効果がなく、１．０％を超えて含有すると磁性に
有害であり、又加工性も劣化する。よってその成分範囲
を０．０１〜１．０％とする。

上記成分からなる材料を、通常的な方法に従い例えば真
空溶解炉での溶解・鋳造後、鍛造−熱間圧延一酸洗一冷
間圧延一焼鈍一冷間圧延なる工程を経由して或いは連続
鋳造後熱間圧延→酸洗−冷間圧延−焼鈍一冷間圧延なる
工程を経由して、テンションマスク用として板厚０．１
〜０．２５ｍｍ程度の板厚に、または平面パネル用とし
て板厚０３０５０ｍｍ以下の板厚にまで仕上げる。

次に、このような冷間圧延上りでは保磁力が高いために
、本発明に従えば３５０〜６５０℃の熱処理を施すので
あるが、この際温度が３５０℃より低い場合には、保磁
力の低下があまり期待できず、また６５０℃を超えた場
合、強度の低下が著しくなるため、テンションマスクと
して必要な張力に耐えることができない０時間は２時間
を超えて熱処理を行ってもいたずらに強度の低下を招く
のみで効率も悪くなり有効でなく、５分未満の場合は、
温度が低い場合と同様に保磁力の低下があまり期待でき
ない。

熱処理は非酸化性雰囲気で行うことが推奨される。熱処
理を非酸化性雰囲気で行うことにより特に極薄材の場合
、粒界酸化による高保磁力化を防止するのに効果がある
。

また、この熱処理は冷間圧延材に電子ビーム透過用の所
定の孔をエツチング穿孔した後に行っても、エツチング
穿孔前の冷間圧延材に行ってもどちらでも良いが、エツ
チング時の取扱い等による傷、折れの発生を考えた場合
、前者の方が有利である。

その後、これらのテンションマスクは張力をかけた状態
でフレーム等に固定され、先に説明したような黒化処理
等を経てカラーテレビ受像管やデイスプレィに組み込ま
れる。

び　　　　　ｌ 真空溶解炉にて溶解・鋳造後、鍛造−熱間圧延一酸洗一
冷間圧延一焼鈍一冷間圧延なる工程で板厚２５μの冷延
板を製造した。この冷延板の成分を第１表に示した。

この冷延鋼板に窒素雰囲気中で５００℃Ｘ１ｈｒの熱処
理を施し、電気抵抗及び０．２％耐力を測定した。また
、２０　ｋｇ／ｍｍ”の張力を付加した状態での保磁力
、透磁率をも測定し、結果を第１表に併記した。

第１表から明らかなように、本発明の例１〜６は、抵抗
が２０μΩＣ１ｎ以下と低く、強度も十分であり、保磁
力が低く、最大透磁率の高いため色ムラの発生のない高
精細度のテンションマスク材料である。尚、本発明例１
〜４は、Ｎｉｆｆ１が６０〜８１％であるので本発明例
５〜６にくらべ張力を付加した状態では保磁力が低く、
透磁率の高い良好な材料である。Ｍｏの添加は磁気特性
を改善することもわかる。

一方、比較例７はＮｉが低いため抵抗が高く、強度、磁
性ともに不十分である。比較例８はＭＯが高いために電
気抵抗が高く、比較９、ｌＯｌ及び１１はそれぞれＣ％
Ｍｎ及びＳＬが高いため磁気特性が悪い。

び　　　　２ 実施例１で製造した本発明例２及び３の、板厚２５μの
冷延鋼板を用い、第２表に示す各種の熱処理を施し、０
．２％耐力を測定し、又２０　ｋｇ／ｍｍ”の張力を付
加した状態での保磁力、透磁率を測定した。これら結果
を第２表嶋こ併記した。

第２表より明らかなように、本発明例１〜７の熱処理に
より、０．２％耐力が高く、張力付加の状態で保磁力が
低く、しかも透磁率が高いので、張力に耐え且つ帯磁の
問題のない良好なテンションマスクを得ることができる
。

一方比較例８は温度が低いため磁気特性が悪くそして比
較例９．１０は温度が高いため０．２％耐力が低下して
しまう。

犬旦ヱと先爪 本発明は、新たなＮ　１−Ｆｅ基合金製シャドウマスク
材料及びその熱処理方法の開発を通して、強度が十分で
あり、保磁力が低く、最大透磁率の高い、色ムラの発生
のない高精細度のテンションマスク材料を与える０本発
明は、今後のカラーテレビ受像管やデイスプレィの高精
細度化に対応しつる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）重量％で表わして、Ｎｉ：６０〜９０％、Ｃ：０．
   １％以下、Ｍｎ：０．１〜３．０％及びＳｉ：０．０１
   〜１．０％を含み、随意的にＭｏを１％未満含有し、そ
   して残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなるＮｉ−Ｆｅ基
   合金製シャドウマスク。 ２）シャドウマスクの製造に当たり、重量％で表わして
   、Ｎｉ：６０〜９０％、Ｃ：０．１％以下、Ｍｎ：０．
   １〜３．０％及びＳｉ：０．０１〜１．０％を含み、随
   意的にＭｏを１％未満含有し、そして残部Ｆｅ及び不可
   避的不純物からなるＮｉ−Ｆｅ基合金材を用い、該Ｎｉ
   −Ｆｅ基合金材の冷間圧延後に、３５０〜６５０℃の温
   度で５分以上且つ２時間以内の時間熱処理を施すことを
   特徴とするシャドウマスクの製造方法。