JPH04500881A

JPH04500881A - ブラウン管のテンション・マスクの製造用材料とプロセス

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Publication number: JPH04500881A
Application number: JP1500210A
Authority: JP
Inventors: リブシュルツ，マイケル; トン，ファ―ソウ
Original assignee: ゼニス、エレクトロニクス　コーポレーション
Priority date: 1988-11-15
Filing date: 1988-11-15
Publication date: 1992-02-13
Anticipated expiration: 2013-09-24
Also published as: JP2804137B2

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】ブラウン管のテンション・マスクの製造用材料とプロセス本発明は、テンション・ホイル・カラー・ブラウン管に関し、特に改良された合金で作られたテンション・ホイル・シャドーマスクおよびそのようなブラウン管を製造するプロセスに関するものであり、テンション・ホイル・シャドーマスクの有効な働きに必要な機械的および磁性的性質の望ましい組合せをつるだめのニッケルー鉄合金の熱処理を含んでいる。そのようなマスクのある前面アッセンブリも開示する。平坦なフェース・プレートとそれに対座する平坦なテンション・ホイル・シャドーマスクをもつブラウン管は、曲面フェース・プレートと曲面シャドーマスクのある従来のブラウン管より多くの利点をもっていることが知られている。テンション・マスクのある平坦なフェース・プレート・ブラウン管の主な利点は電子ビーム出力処理能力が大きいことで、この能力で画面の輝度を大きくすることができる。従来の曲面マスクをもつブラウン管の出力処理能力は、マスクの厚さく５〜７ミル）と張力なしでとりつけられているという事実により制限される。結局、電子ビーム衝撃の強さそしてその結果熱の最も強い高輝度の画面でマスクは、拡大または曲面になる傾向がある。マスクがフェース・プレートの方へひろがったり、マスクのビーム通過穴が、フェース・プレート上の関連する蛍光物質の点または線とのレジストレーションがずれると色むらが生じる。

テンション・ホイル・マスクは熱せられると曲面の非テンション・マスクと全く異なった働きをする。例えば、マスク全体が一様に熱せられると、マスクは膨張して、張力をゆるめる。マスクは平坦なままで、ふくらみやゆがみがなくマスクは張力が完全になくなる点まで膨張する。張力がすべてなくなる直前に、角にしわが発生する可能性がある。テンション・ホイル・マスクの小さな部分の熱せられ方が異なると、熱せられた部分は膨張し、熱せられなかった部分は即座に収縮して、マスク面内でほんの少しの変位ずれしか生じない。しかし、マスクは平坦のままでフェース・プレートから適当にはなれており、結局、色むらは認められない。

マスクは、ブラウン管が作動している間マスクを平坦に保っておくために張力を与えられた状態で支持されていなければならない。必要な張力の量はマスクの材料がブラウン管の作動中に加熱されてどの位膨張するかによって決まる。熱膨張係数の非常に低い材料は、低い張力でよい。しかし、一般的には、張力が大きい方が、大きな熱をうけられるし、扱える電子ビームの流れも大きくなるので、張力はできるだけ大きくすべきである。しかし、張力が大きすぎると、マスクが裂ける原因になるので、マスクの張力には限度がある。

ホイル・マスクは既知の慣例に従って、張力をがけられる。便利な方法は、ホイル・マスクの両側に加熱したプラテンをあててマスクを熱膨張させることである。膨張したマスクは取付具にはさまれ、冷えると張力を生ずる。マスクは、また、赤外線にさらしたり、電気抵抗によって加熱したり、あるいは、機械的力をその端に加えて広げたりすることによっても膨張させることができる。

合金で作ったホイル（箔）は、ここで述べる構成をもっているほかに、本発明に従った熱処理とゆるやかな冷却をすれば、テンション・ホイル・シャドーマスクとして使用するのに特に適した機械的、熱的、磁気的性質が独特に組合わさったものをもつようになる。鋳放しまたは、熱処理された合金は、２ミル未満の厚さ、（１ミル、さらに０．５ミルの薄さが望ましい）の箔に熱間または冷間で圧延できるような延性をもっていなければならない。

１ミルのホイルは圧延された時、少くとも０．８％、（少くとも１％ならさらによい）の伸びによる面積の減少があるのが典型的である。

張力を与える操作の時の力に耐えるためには、マスク材料は約８ｋｓｉ以上、（約１００ｋｓｉ以上ならさらによい（０，２％オフセット））の降伏強さをもっていなければならない。マスク材料は、また、約２５ニユートン／ｃｍ（６５ニユ一トン／σ以上ならさらによい）以上の張力荷重に耐えるものでなければならない。マスク材料は、さらに、フェース・プレートのガラスより十分に小さい熱膨張係数をもつものでなければならない。

マスク材料は、記述した機械的性質のほかに、特殊な組合せの磁気的性質をもっていなければならない。これに関連して、必要な機械的性質を保ちながらできるだけ高い透磁率をもつことが重要である。透磁率は約６０００以上（約１００００以上ならさらによく、６０．　０００以上であれば最も望ましい）でなければならない。最大飽和保磁力は、約１．０エルステツド以下が望ましく、約０．５エルステツド以下ならさらによい。

曲面マスク、曲面スクリーン型の標準カラー・ブラウン管の製造においては、シャドーマスクをドーム形にする前に熱処理することはよく知られている。従来の非テンションのシャドー・マスクでは、代表的には約６ミルの規定された厚さまで薄くするために、鋼の上で何回も圧延作業をうけることによって、加工硬化した状態で、ブラウン管製造者に出荷されるのが典型的である。マスクを押してドーム形にすることができるように、マスクは焼なましの熱処理（７００〜８００ ℃程度の温度が典型的）によって軟化されなければならない。焼なましは、電子ビームの磁気遮蔽の観点から望ましい性質であるマスクの飽和保磁力を強める。

型押しと型押し作業の結果としておこるゆるやかなマスクの加工硬化の後で、マスクをドーム形の状態で、磁気遮蔽性をさらに強めるために、再度焼なましをすることは従来の技術で知られている。

テンション・マスクとして使用される予定のホイルも、硬化された状態で出荷される。実際に、例えば３０．０００ｐｓｉ以上の必要な高張力水準を保つように要求される非常に高い抗張力をもたせるために、標準マスクより非常に硬い状態で出荷される。従来の技術での、比較的高い焼なまし温度をともなった焼なましプロセスは、平坦なテンション・マスクに適用した場合、そのプロセスの結果として、マスクの抗張力の広範囲にわたる低下がその材料をテンション・マスクとしての使用に不適なものにしてしまうので、絶対に承認しがたいものである。

Ａｖｅｄａｎｉの米国特許第４，２１０，８４３号は、従来のカラーブラウン管シャドー・マスクの改良された製作法を説明している。即ち、約６ミルの厚さで、曲面フェース・プレートとともに使用するよう設計された曲面シャドー・マスクの改良製作法を説明している。その方法は、無間隙鋼でできており、それぞれにフォトエツチングされた孔の型がつけられた複数のシャドーマスクのブランクを提供することによって成立っている。ブランクは、十分に硬い条件に精密圧冷間圧延され、６〜８ミルの厚さの鋼の箔から切られたものである。ブランクの材料は、比較的低い最高温度で、著しい粒子成長にならないで材料の再結晶を行うのに十分な比較的短時間の制限された焼ならし操作をうける。

各ブランクは、締めつけられ、引き伸ばされて、振動やローラーレベーラーの操作をうけずに、凹形のシャドーマスクの形になる。かくして、通常これらの作業にともなって生じる望ましくないブランクのしわ、圧延のマーキング、へこみ、裂は目、または、加工硬化をさけられる。最終製品のシャドーマスクは、無間隙の鋼材を使用しているので、マスク・ブランクの一様な引き伸しの結果、鮮明さが改善された孔の型をもっている。焼なまし操作は、この種の鋼の磁気的性質にはあまり影響しない。作成後の材料の飽和保磁力は、２，０工ルステツド以上である。

本発明以前には、ここに記述するような、望ましい組合せの機械および磁気的性質をもったホイル・マスクの材料はなかった。平坦なフェース・プレートのブラウン管のテンション・ホイル・シャドーマスク用に使用される材料の１つは、アルミキルド鋼であった。これはＡｌ５１１００５、冷間圧延キャップド鋼で一般にｒＡＫ！Ｊと呼ばれている。ＡＫ鋼の組成は、シリコン０，０４％、マンガン０．１６％、炭素０．０２８％、燐０．　０２０％、硫黄０．０１８％、アルミニウム０．０４％および残部の鉄と不純物である。

（明細書および請求の範囲を通して、パーセント（％）は、特に表示がない限り、すべて重量パーセント（％）である、）３６％のニッケルと残余が鉄の公称組成をもつインパールも、テンション・ホ゛イル・シャドーマスクに使用できる材料として提案されてきた。しか１−、インパールは、ブラウン竹のフェース・プレートに普通使用されているガラスに比べてその熱膨張係数がはるかに小さいので、一般に目的にあわないとされている。

ＡＫ鋼は、かなりよいホイル・シャドーマスクを作ることができる反面、ある重要な性質に欠けている。例えば、１ミル厚さのＡＫｉ！の降伏強さは、代表的なもので７５〜８０ｋｓｉの範囲にある。これは強度の点でかろうじて満足できるむのである。さらに重要なことは、ＡＫ＃ｌは、要求よりも非常に低い透磁率、例えば、コミルの箔で５，０００という透磁率をもっていることである。

材料の磁束を通ず能力は断面積が減少するにつれて減少するので、約１ミル以下のＡＫＭで作ったマスクをもつブラウン管は、内部および外部の両方に磁気遮蔽を必要とする。内部遮蔽だけの場合、地球の磁場によるビーム到達ミスレジスト１ノーシ３ン、ずなわち、軸方向の磁場の成分の反転上のビーム到達位置の変化は、１．７ミルというのが典型的な場合でこれは、一般に公差内と考えられている約１ミルの最大値よりかなり大きい。

また、ＡＫ鋼は冶金学的に汚れており、包含物、きず、ずれがあり、これらは箔圧延プロセスと箔の孔のフォトレジスト・エツチング両方の障害となり、高いスクラップ率となり、結局、歩どまりが低くなる。

ＡＫ鋼のテンション・ホイル・シャドーマスクの他のめだって不利な点は、かけられる張力が増加すると、透磁性が減少し、飽和保持力が増加するという事実である。

このことは、画像性能におきかえて考えてみると、ビーム流を増加し、画像の輝度を増加するために、ＡＫ＃ホイル・シャドーマスクの張力を増加させ３と、地球の磁場から電子ビームを遮蔽する能力は低下し１、ビームのミスレジストレーションが増大することになる。

最後に、ＡＫ鋼はさびるので保管に十分注意し、できれば、さび止めをほどこす。さびが出た場合には、別の生産作業で、孔の寸法や形やマスク材料の厚さが変らないように除去しなければならない。

概して、本発明はテンション・ホイル・シャドーマスクをもったカラーブラウン管に使用する改良されたシャドーマスク材料を提供することを意図している。

従って、本発明はテンション・ホイル・カラーブラウン管に使用するホイル・シャドーマスクを提供する。このホイル・マスクは、ニッケル約３０〜約８５重量パーセント、モリブデン約Ｏ〜５重量パーセント、およびバナジウム、チタン、ハフニウム、ニオブのうちの１つ以上のものθ〜２重量パーセントから成る合金でつくられたものである。

本発明のもう１つの全般的特徴は、改良された機械的および磁気的性質をもったテンション・ホイル・マスクのあるブラウン管製造の改良プロセスを提供することである。

本発明は従って、内面に蛍光面があり、このスクリーンの反対側に前記マスクの支持構造のあるフェース・プレートのあるテンション・マスク・カラーブラウン管の製造プロセスを提供する。このプロセスは、ニッケルー鉄合金からなる孔のあいたホイル・シャドーマスクを設ける段階を含み、前記マスクを前記支持構造に固定し、張力のある状態で前記蛍光スクリーンと整合させ、前記マスクが好ましい磁気的および機械的性質をもつ状態に実際に焼なまずために、熱サイクルにさらす。

本発明の特長と利点は、添付図面（ノットスケール）と関連した本発明の好ましい実施態様の以下の説明を参照することによって最もよく理解される。数種の図面において同じ参照番号は同じ部品を表わしている。

第１図は、平坦なフェース・プレートとテンション・ホイル・シャドーマスクをもったカラーブラウン管の側面透視図であり、フェース・プレートとテンション・ホイル・シャドーマスクの他の主要部品に対する位置や関係を示すように切り取った断面をもうけている。

第２図は、加工中のホイル・シャドーマスクの平面図である。

第３図は、蛍光画面範囲とフェース・プレートに固定されたホイル・シャドーマスク支持構造を示す加工中の平坦ガラス・フェース−プレートの平面図である。

第４図は、ファンネルの位置決めおよびフリット化取付只の透視図で、ファンネルとそれが取り付けられるフェース・プレートが取付具にのせられた状態で示されている。

第５図は、ファンネルのフェース・プレートへの取り付けを示す立面断面図の部分的詳細図である。

本発明によるプロセスと材料およびこれらとテンション・ボイル・シャドーマスクをもったカラー・ブラウン管の製造との関係の理解を容易にするために、この型のブラウン管とその主要部品の簡潔な説明を以下に述べる。

テンション・ホイル・シャドーマスクをもったカラーブラウン管２０が第１図に示されている。フェース・プレート組立品２２は基本的には、平坦なフェース・プレートとそれに近接して取り付けられているテンション・ホイル・シャドーマスクで構成されている。長方形で示されているフェース・プレート２４は、蛍光体のパターンあるように図解されている蛍光面２８が内面２６の中央にある。アルミニウム薄Ｊ１３０が蛍光体パターンをカバーしているのが示されている。ファンネル３４は、接合部３５でフェース・プレート組立品２２に取り付けられている。フェース・プレート２４のファンネル・シール面２６は、スクリーン２８の周囲に示されている。枠形のシャドーマスク支持構造４８は、ファンネル・シール面３６とスクリーン２８の間のスクリーンの反対側の位置に示されており、フェース・プレート２４に接近してとりつけられている。支持構造４８は、金属箔シャドーマスク５０をうけ、張力をもった状態でスクリーン２８からＱ距離はなれて取り付ける面を提供する。蛍光体のパターンは、マスク５０の孔のパターンと対座する。

図示されている孔は、図解の目的上非常に誇張されており、例えば、高分解能のカラー・ブラウン管では、マスクには、７５０，０００ケ程度の孔があり、孔の直径は平均約５ミルである。当該技術において知られているように、ホイル・シャドーマスクは、色選択陰極または「パララックス・バリア」として作用し、３つのビームでつくられる分割ビームがスクリーン上の規定の蛍光体デポジットにだけ到達することを確実にする。

ブラウン管２０の前後軸は参照番号５６で示されている。磁気遮蔽５８は、ファンネル３４内に納められている。ブラウン管作動用の高電圧は、高圧導線６４へ順に接続されているアノードボタン６２によりファンネル３４の内面上の導電コーティング６０にかけられる。

ブラウン管２０のネック６６には、−列の電子銃６８が納められているのが示されている。電子銃は３種類の別の一列の電子ビーム７０．７２および７４を発し、これらは、それぞれ、スクリーン２８上の赤色光、緑色光および青色光を発光する蛍光要素を刺激する。ヨーク７６は、走査信号を受けて、ビーム７０．７２および７４にスクリーン２８を走査させる。電気伝導体７８が遮蔽５８の開口部に設けられており、コーティング６０゜スクリーン２８およびシャドーマスク５ｏの間を高電圧で接続するため伝導コーティング６ｏと接触している。

「加工中」と表示されている２つの主要部品を示し、以下に説明する。１つはシャドーマスクで、第２図に図解的に示されている。加工中のシャドーマスク８６には、光学的ステンシルであるマスクを用いてフェース・プレートのスクリーン上に光析出した蛍光体パターンに対座する中央の開口１０４がある。中央部１０４は孔の開いていない部分１０６で囲まれており、その周囲はマスクに張力を与え締めっけるプロセスの間は張力を与えるための枠にかみあっている。これは後の手順で取り除かれる。

加工中のフェース・プレート１０８は、第３図に図解されており、その内面１１０には予め定められた蛍光体パターンを確実な作動で受けとる中央に位置したスクリーン部１１２がある。枠形のシャドーマスク支持構造１１４はスクリーン１１２の反対側に固定されており、この支持構造は、ホイル・シャドーマスクを受け、張力のある状態でスクリーンからＱ距離はなれて取り付ける面１１５をもっている。

本発明の特徴の１つに従ったプロセスは、基本的には、ニッケルー鉄合金で構成されていることを特徴とする開口のあるホイル−シャドーマスクを提供することとマスク８６をフェース・プレート１０８のマスク支持構造１１４に張力のある状態で、蛍光面に見当あわせして固定することで構成されている。このプロセスは、さらに、マスクが好ましい磁気的および機械的性質をもつ状態に部分的に焼なましするために、熱サイクルにさらすことを特徴としている。

本発明によれば、ある種のニッケルー鉄合金は、合金添加物の含有量が少いのが望ましいが、制御された条件下で熱処理され冷却された場合、薄い箔に作成されると、それらをテンション・ホイル・シャドーマスクとして使用するのに特に適したものにする既知の合金には見られない機械的および磁気的性質をもった材料を与える。

本発明のプロセスによって達せられる望ましい性質は次の通りである。合金箔は、テンション・ホイル・シャドーマスクとして使用された場合に箔にかかる張力荷重に耐えられるように約８０ｋｓｉ以上、（約１００ｋｓｉ以上が好ましく、さらに約１５０ｋｓｉ以上であれば最も望ましい。）の降伏強さく０．２％オフセット）をもたなければならない。この降伏強さは、高い透磁率と低い飽和保磁力という磁気的性質と組合さったものでなければならない。透磁率は、約６０００以上、好ましくは、約１０，０００以上、さらに最も望ましくは１００．０００以上でなければならない。飽和保磁力は、約２，５エルステツドを越えてはならず、約０．５工ルステツド未満であることが好ましい。

本発明による熱処理およびテンション・ホイル・シャドーマスクの製造に答える合金の特殊な例は、Ｈ￥ＭＵ８０、ＹｅＰ−ＣおよびＭｏｌｙ−Ｐｅｒｍａｌｌｏｙの商品名で市販されている既知のニッケルー鉄−モリブデン合金である。この合金は、ニッケル約８０％、モリブデン４％、残部は鉄および雑不純物の組成である。圧延のままで硬質状態で、８ＯＮｉ−４Ｍｏ−Ｆｅの箔は、代表的には１５５〜１６０ｋｓｊという高い降伏強さをもつが、磁気的性質は貧弱で、例えば、透磁率は３．０００未満である。テープレコーダーのヘットニ使用するような良い磁気的性質を与えるためには、材料は従来のように、１１２０℃で２時間ないし４時間焼なました後、６００℃まで炉で冷却される。十分に焼なましされた合金箔は、磁気的性質は優れているが、機械的性質がよくない。透磁率は３００，０００位であろうが、しかし、降伏強さが２０〜４０ｋｓ　ｉの範囲にあって、この合金は十分焼なましされた場合、テンション・ホイル・シャドーマスク用に使用するには明らかに不適当になってしまう。

しかし、８ＯＮｉ−４Ｍｏ−Ｆｅ合金箔を本発明のプロセスによって部分的に焼なましだ場合は、思いがけなく、テンション・ホイル・シャドーマスクの製造用材料として優れた性質を示す。本発明による加熱と冷却のサイクルの結果として、合金の機械的性質は十分保持される一方、その磁気的性質は、ホイル・シャドーマスクとし゛Ｃ使用するのに必要な程度にまで改善される。

驚いたことに、本発明による熱処理をすると、８ＯＮｉ−４Ｍｏ−Ｆｅの箔の磁気的性質は実際に改善され、箔が張力をもった状態にあると非常に著しく改善されることがわかった。例えば、張力を与えない厚さ１ミルの８ＯＮｉ　−４Ｍｏ −Ｆｅ箔は、本発明による熱処理と調整後の透磁率が６０，０００である。しかし、同じ箔に約６０ニユートン／ｃｍの張力を与えた場合には、その透磁率は１００，０００まで増加する。同じ材料が従来の硬質の状態では、張力がある状態で、きわたった透磁率の変化を示さないことに注目すべきである。透磁率が増加した結果、１ミル厚さの８ＯＮ　ｉ−４Ｍｏ−Ｆｅ箔の地球の磁場によるビーム・ミスレジストレーションの量は本発明によって処理された場合、１ミル厚さのＡＫ鋼の場合よりはるかに少ない。

合金の組成に関していえば、ニッケルー鉄の合金は、約３０〜約８０重量％のニッケル、約０〜５重量％のモリブデン、およびバナジウム、チタン、ハフニウム、とニオブのうちの１つ以上のものが０〜２重量％、残部の鉄および雑不純物（例えば炭素、クロム、シリコン、硫黄、銅、マンガン）の組成である。代表的な例では、混った雑不純物は１．０％を越えない。合金は、約７５〜８５重量％のニッケル、約３〜５重量％のモリブデン、および残部の鉄と雑不純物の組成であることが好ましい。

１つの特殊な例では、合金は約８０重量％のニッケル、約４重量％のモリブデン、および残部の鉄と雑不純物という組成である。

好ましい材料の部分的焼なましは、本発明の見地により、フェース・プレートに固定されたマスク支持構造にマスクを取り付ける前に別のステップとして行うのがよい。機械的と磁気的の望ましい組合せの性質をうるためには、箔は本発明による熱処理とゆるやかな冷却の規定の手順にかけられなければならない。

本発明による典型的なプロセスでは、第２図に示した形状の硬質で開口部のあるマスク１２個の１組が炉に入れるために重ねられる。本発明によるプロセスは、好ましい磁気的および機械的性質にするためマスクを部分的に焼なます熱サイクルに重ねたマスクをさらすことが特徴である。熱サイクルは、約４００℃以上の温度にマスクを加熱し、マスク合金が固溶体をつくる温度以下で約３０分以上、好ましくは４５分以上熱し、ついで、マスクをその温度から、マスクを作る合金が再結晶する温度まで、毎分約５℃以下の速度で、好ましくは、毎分約３℃以下の速度でゆっくり冷却し、マスクが張力を与えられた状態にあり、蛍光面に見当あわせしている間にフェース中プレート１こつ１すられているか、または、フェース・プレートと一体になっているマスク支持構造にマスクを固定するというものである。例えば、マスクは、約４００℃から７００℃の間の温度まで、約３０分から約６０分の間加熱される。ついで、マスクは、その温度からマスクの材料が十分に再結晶する温度まで、毎分約５℃以下、好ましくは毎分３℃未満、そして最も望ましくは毎分２〜３℃の間の速度でゆっくり冷却する。これより長い時間の熱処理をしてもよいが、性質の改善という結果はえられないと思われる。指定温度で熱処理を行い、ついで空気冷却するかまたは毎分的５℃の速度で冷却するど望ましくない不十分な機械的性質になった。特定の理論と結びつけて考えてほしくはないが、ここに開示した熱処理は、焼なまし温度より十分低い温度で行われ、それに次いでゆっくりとした冷却が行われるが、その結果粒界析出物としてのＮｉ３Ｆｅの表範囲規則性かえられると信じる。

本発明に従って、組立品と箔を加熱し、ゆっくりした速度で冷却することは、ホイル・マスクを部分的に焼なまし、また、８０ｋｓｉ以上の降伏強さ、約６０００以上の透磁率、約２．５エルステツド以下の飽和保磁力および、フェース・プレート（ガラス）以上の熱膨張係数をえるのに効果がある。記述したようにプロセスを続けると、マスクは、たしかに、約１５０ｋｓｉ以上の降伏強さ、約１０，０００以上の透磁率、および約１．０以下の飽和保磁力をもつようになる。箔は、約６５ニユートン／ｃＩ１１以上の張力荷重に耐えられる。また約７５ニユートン／（１）に耐えられる可能性もある。

以下に説明するマスクの熱処理とゆっくりした冷却処理は、フリット・カラーブラウン管の処理工程の段階および製造工程におけるファンネルとフェース・プレートのシーリングに極めて類似している。

本発明のプロセスの初期の実施についで、次のことが決まった。即ち、テンション・マスクがフリット・サイクルの間にさらされる加熱および冷却の条件は、記述した合金の性質の本質的改善は上述の分離した熱処理とゆるやかな冷却を必要としないでえられる。テンション・ホイル・マスクの性質は、より望ましい５００〜６００℃の温度にまで、マスクの材料を加熱した場合にえられる性質はどよくはない。しかし、ブラウン管に要求される輝度と分解能がそれ程高くない場合には、フリット・サイクル中に加工中の８ＯＮｉ−４Ｍｏ−Ｆｅのテンション・マスクを４３５℃まで、ゆっくり加熱し、それに次いで、フリット・サイクル中の冷却速度である毎分約５℃未満、好ましくは、約２℃から約３℃の間の温度でゆっくり冷却して、望ましい機械的および磁気的性質をもったマスクの仕上り品にすることが決まったいた。

例えば、処理されていないテンション・ホイル・マスクに３０ニユートン／ｅＰｌの張力をり−え、フリットサ・イクルを通した場合、約１５０ｋｓｉから約１６０ｋｓｉの間の降伏強さ、約６０，０００から約１００、ＯＯＯの間の透磁率および、約４エルステツド未満の飽和保磁力かえられる。ビーム・ミスレジストレーションは一、ホイルが別に熱処理された場合にえられるものよりは若干高いが、まだ、望みの限界よりは低い。

従って、本発明による部分的焼なましも、ブラウン管のシールのプロセス中の熱サイクルの間にそしてその結果として実行される。そのプロセスを以下に説明する。

第３図に示［７た様に、シャドーマスク支持構造体１１・４は、ファンネル密封面１１−３で示されている外周の密封面と、スクリーン面との間のフェースプレートの内部表面１１０上に固定されている。マスク支持構造体１１．４は、張力を受けているホ・イル・シャドーマスクを収容し、これを支持するための表面１１５を有ｒる。マスク支持構造体］１４は、例えば、不銹鋼合金から成ることができる。支持構造体の取付けは、不透明化フリットに依るのが好ま１７い。

ニッケル鉄合金には、ニッケルが約３０と約８０重量パーセントの間にあり、モリブデンが約０と５０重量パーセントの間にあり、バナジウム、チタン、ハフニウム及びニオビウムの・うち１種以上を０及び２重量パーセントの間で含み、残りが鉄及び随伴する不純物、例えば炭素、クローム、けい素、硫黄、銅、及びマンガンより成るものが提供される。代表的な例では随伴不純物は１．０バ・−セント以下である。さらに、本発明に依れば、合金は、ニッケルを約７５と８５重量パーセントの間で、モリブデンを約３から５重量パーセントの間で含み、残りが鉄及び随伴不純物から成ることもできる。好ましくは、合金は、ニッケル約８０１ｆｆｌ、ｔパーセント、モリブデン４重量パーセントで、残りが鉄及び随伴不純物より成る。

本発明の合金は、厚さ０．００１インチ以下のホイルに成形される。

ホイルの中央面］１２は、色選別用のスクリーン面１１２と寸法が一致するホイルマスクを形成する様に穴が開けられている。マスクの開口は、感光性のレジストをホイルに塗布するフォトエツチング法に依って行なうことが出来る。レジストは、開口部の範囲を限定する部分を除いて露光することに依って硬化される。

開口部を限定する露光１．た金属部をエツチングする。

次にホイルマスクを、引張り枠内で少なくとも約２５ニユートン／ＣＸ＋の張力で緊張せしめる。本質的には、ホイルを３６０℃に加熱した２枚のプラテンの開に挟み、引張り枠内にクランプで固定して１分間加熱し、放冷することに依って、ホイルを固定するフェースプレートよりも長さと幅の大きいテンション・ホイルを得ることが出来る。赤、緑、及び青の光を夫々放射する蛍光体沈着物から成るパターンを順次スクリーン面１１２上にフォトスクリーニングに依って形成せしめる。フォトスクリーニング工程には、緊張枠をフェースプレートと位置合せすることに依って、ホイルを蛍光体のスクリーン面と繰返し位置合せすることが含まれている。

マスク８６を構成するホイルは、マスクの穴がスクリーン面１１２上の蛍光体沈着物のパターンと位置合せを行なった状態でマスク支持構造体に固定される。マスクをマスク支持構造体に固定する手段は、レーザービームで過剰のマスク材を除去した状態で、同じレーザービームで溶接することに依ることが出来る。フェースプレート１０８とテンションホイル・シャドーマスク７８６は、それぞれのマスク支持構造体に強固に互いに接続されているので、合金ホイルの熱膨張係数は、フェースプレートの熱膨張係数とほぼ等しくなければならない。代表的なフェースプレートは、熱膨張係数が約１２Ｘ１０’と約１４Ｘ１０　’ｉｎ／ｉｎ／”Ｃの間にあるガラスである。

この様な熱膨張係数の一致は、ブラウン管の製造工程中にフェースプレートとマスクが比較的高温にさらされるために必要である。マスクの熱膨張係数がフェースプレートよりも若干高いことは許されるが、フェースプレートよりも大幅に小さくなることは、製造工程中でのマスクの不良化を招く恐れがあるので、避けなければならない。

第４図及び第５図にフェースプレート１０８をファンネル１８８と組合せてフェースプレート・ファンネル・アッセンブリを形成せしめるために、ファンネル位置決め及びフリット代用固定具を使用した状態を示す。フェースプレート１０８は、固定具１８６０表面１９０に下向きに取付けられた状態で示されている。ファンネル１８８は、その上に置かれて、ファンネル密封面１１３と接触している状態で示されており、この密封面は、先行するスクリーン形成操作の結果蛍光体のパターンが形成されたスクリーン面１１２の周辺にあることが図示されている。第４図に於て、ファンネル及びフェースプレートの配置を行なうためのものとして３点、１９２゜１９３及び１９４が示されている。第５図に、支柱１９４とフェースプレート１０８及びファンネル１８８との中間面の詳細が図示されている。フェースプレート１０８の側面１７は、ファンネル１８８の基準面“Ｃ″と一直線上にあることが示されている。シャドーマスク８６は張力を受けている状態で示されており、好ましい状態として、シャドーマスク支持構造体１１４に取付けられた状態が図示されている。

支柱１９４は、フェースプレート１０８を基準としてファンネル１８８を配置するための２つの基準点１９６及び１９８を有るものとして図示されている。基準点は、好ましくは、ボタン状の炭素から成る。これはフリット期間中に生じる高い炉温度の作用に耐えなければならないからである。

光透可能なペースト状のフリットを、ファンネル１８８を受けるための、ファンネル密封面１１３として図示されている、フェースプレート１０８の周辺密封面１１３に塗布する。次にフェースプレート１０８は、ファンネル１８８と組合せてフェースプレート−ファンネル・アッセンブリを形成する。フリットは、第５図に参照番号２００で示されており、例えば、米国オハイオ州、トレドのオウエンスーイリノイ社の製品、フリット阻ＣＶ−１３０であってもよい。

フェースプレート−ファンネル・アッセンブリは、次いでフリットを光透せしめ、アッセンブリーの冷却後にファンネルをフェースプレートに永久固定するために有効な温度に加熱される。ファンネルをフェースプレートに融着する工程は、一般にフリットサイクルとし引用される条件下に行なわれる。代表的なフリットサイクルでは、テンション・ホイルマスクを接着するフェースプレート及びファンネルは徐々に４３５℃に加熱され、次いで室温まで冷却されるか、又はそれより若干高い温度に３時間乃至３時間半保持される。ホイルは毎分約５℃未満、好ましくは毎分約３℃未満の冷却速度で、また最も好ましくは毎分約２℃と毎分約３℃との間の速度で、合金が実質的に再結晶する温度まで冷却しなければならない。

本発明に依る、またフリットサイクル中の、前記アッセンブリとホイルの加熱並びにアッセンブリとホイルの徐冷速度は、ホイルマスクを部分的に焼戻し、前出の所望の機械的性質及び磁気的性質を生じるために有効である。

本発明に依る概念を支持する試験結果を下記の実施例に依って要約する。

実施例Ｉ８ＯＮｉ−４Ｍｏ−Ｆｅ冷間圧延したホイルの厚さは１１１である。受入れたままの状態では、ホイルの透磁率は３，０００、保磁力２．　２　ｏｅｒｓｔｅｄｓｑまた降伏強さは１５６ｋｓｌである。このホイルを乾燥水素雰囲気中で５００℃で６０分間熱処理し、次いで毎分３℃の冷却速度で２００℃に冷却される。

熱処理に依って降伏強さ１９２ｋｓｌ、透磁率６０，０００、保磁力０．３１ｏｅｒｓｔｅｄｓ　、及び膨張係数１３　Ｘ　１０−６Ｉｎ／ｉｎ／”Ｃのホイルが得られる。

実施例■ ４２Ｎｉ−Ｆｅ冷間圧延した厚さ１ｍ目のホイルを使用してもよい。受入れたままの状態では、ホイルの透磁率３，０００、保磁力４．　Ｏｏｅｒｓｔｅｄｓ　、また降伏強さは１１０ｋｓ１である。

このホイルを、乾燥水素炉中で６００℃で２時間熱処理し、毎分２℃の冷却速度で２００℃以下に冷却する。

熱処理を行ない徐冷したホイルの透磁率は９，０００、保磁力は１．　１　ｏｅｒｓｔｅｄｓ　、また降伏強さは８０ｋｓｉである。

実施例ｍ４９Ｎｉ−Ｆｅの厚さ１１１のホイルは受入れたままの状態では、透磁率３，２００、保持力４．２ｏｅｒｓｔｅｄｓ、また降伏強さ１１５ｋｓｉである。実施例Ｉに従った熱処理及び徐冷後には、ホイルの透磁率は１０．０００、保磁力０．４　ｏｅｒｓｔｅｄｓ　、また降伏強さ８５ｋｓｉである。

実施例■ ４９Ｎｉ−４Ｍｏ−Ｆｅの厚さ１１１のホイルは、受入れたままの状態では実施例Ｉのホイルと同様のつ理的性質及び磁気的性質を持っている。実施例Ｉに従った熱処理と徐冷後のホイルの透磁率は２０，０００、保磁力実施例■ ７９Ｎｉ−２Ｍｏ−ＩＶ−Ｆｅの厚さＩ　Ｉｇｉｌのホイルは、受入れたままの状態では実施例■のホイルと同様の物理的性質及び磁気的性質を持つと予想される。熱処理と徐冷後のホイルの透磁率は３０，０００、保持力は０、　３　ｏｃｒｓｔｅｄｓ　、また降伏強度は１６０ｋｓｉであると予想される。

実施例■ ７９Ｎｉ−２Ｖ−ＩＴｉ−Ｆｅの厚さ１　ｍｉｌのホイルは、受入れたままの状態では、実施例Ｉのホイルと同様の物理的性質及び磁気的性質を持つと予想される。実施例Ｉに従ってホイルを熱処理し、徐冷してもよく、その後の透磁率は３０，０００を超え、保持力は０．３ｏｅｒｓｔｅｄｓ　、また降伏率は１７０ｋｓ＋であると予想される。

実施例■ ７９Ｎｉ−４Ｍｏ−Ｆｅの厚さ１　ｍＨのホイルを、受入れたままの状態で、従来のフリットサイクルで熱処理と徐冷を行なった後に、実施例■のホイルと同様の物理的性質と磁気的性質を持つものと予想される。フリットサイクルは、ピーク温度４３５℃の平炉内にある時間である。試料の炉入口から出口までの通過に要する全時間は約３時間から３．５時間である。ホイルの透磁率は約６０．０００、保持力は約０．４　ｏｅｒｓｔｅｄＳ　ｓまた降伏強さは１５５ｋｓｉであると予想される。

テンションホイル・カラーブラウン管、即ち斯かるブラウン管用のフェースプレート・アッセンブリ中に使用するための本発明に依るホイル・シャドーマスクは、好ましくはニッケルを約３０重量パーセントから約８５重量パーセント、モリブデンを約Ｏから５重量パーセント、バナジウム、チタン、７１７ニウム及びニオビウムの１種以上を０から２重量パーセントの間で含む合金から成る。

斯かる合金の降伏率は８０ｋｓｉを超え、透磁率は約６．０００を超え、保磁力は約２．　５　ｏｅｒｓｔｅｄｓ未満、また熱膨張係数はフェースプレートとほぼ同等以上である。更に、このマスクは、ブラウン管が周囲温度にある時に、少なくとも約２５　Ｎｅｗｔｏｎ　／　ｃｅｎｔｆｅｔｅｒｓの張力を受けることが出来る。本発明に依る合金は、降伏率が約１５０ｋｓｊを超え、透磁率は約１０．０００を超え、また保磁力は約１．０未満であることが出来る。更にマスクの合金の組成については、含有量は、ニッケル約７５重量バーセンサから約８５重量パーセント、モリブデン約３重量パーセントから約５重量パーセント、の間にあり、残りが鉄及び随伴不純物であり、好ましくは、組成は、ニッケル約８０重量パーセント、モリブデン約４重量パーセントで、残りが鉄及び随伴不純物である。

特表平４−５００８８１　（ＩＱ）ＦＩｏ、４ＦＩＧ、５手続補正書（方式）％式％１　事件の表示３　補正をする者事件との関係　特許出願人５　補正命令の日付発送日　平成　３年　７月　３０日６　補正の対象７　補正の内容国際調査報告国際調査報告ＰＣＴ／ＵＳ　８Ｂ１０４０７５ＳＡ　２５６４４

Claims

【特許請求の範囲】

１．テンションホイル・カラーブラウン管に使用するためのホイルシャドーマスクであって、前記ホイルマスクが、ニッケル含有量が約３０から約８５重量パーセントの間にあり、モリブデンが約０から５重量パーセントの間、バナジウム、チタン、ハフニウム及びニオビウムの１種以上が０から２重量パーセントの間にある合金より成ることを特徴とするホイルシャドーマスク。
２．請求項１に記載のシャドーマスクにおいて、前記合金の降伏強度が８０ｋｓｉを超え、透磁率が約６０００を超え、保磁力が約２．５ｏｅｒｓｔｅｄｓ未満であり、また熱膨張係数が前記フェースプレートの膨張係数とほぼ同等以上であることを特徴とするシャドーマスク。
３．請求項１もしくは２に記載のシャドーマスクにおいて、前記ブラウン管が周囲温度にあるときに、前記シャドーマスクが少なくとも約２５　ＮｅＷｔｏｎ／ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒｓの張力下にあることを特徴とするシャドーマスク。
４．請求項１もしくは２記載のシャドーマスクにおいて、前記マスクの前記合金の降伏強さが約１５０ｋｓｉを超え、透磁率が約１０，０００を超え、また保磁力が約１．０未満であることを特徴とするシャドーマスク。
５．請求項１もしくは２記載のシャドーマスクにおいて、前記マスクの前記合金の、ニッケル含有量が約７５重量パーセントと約８５重量パーセントの間にあり、モリブデン含有量が約３重量パーセントと約５重量パーセントの間にあり、残部が鉄及び随伴不純物であることを特徴とするシャドーマスク。
６．請求項１もしくは２記載のシャドーマスクにおいて、前記マスクの前記合金が、約８０重量パーセントのニッケルと、約４重量パーセントのモリブデンとを含有し、残りが鉄及び随伴不純物であることを特徴とするシャドーマスク。
７．ブラウン管の前面アッセンブリであって、１個の平面状のフェースプレートと、その上に隣接して設けられ張力を与えて平面状をなすホイル製のシャドーマスクとより成り、前記マスクが、ニッケル含有量が約３０から約８５重量パーセントの間にあり、モリブデン含有量が約０から５重量パーセントの間にあり、バナジウム、チタン、ハフニウム及びニオビウムの１種以上の含有量が０から２重量パーセントの間にあり、残部が鉄及び随伴不純物である合金より成ることを特徴とする、ブラウン管用前面アッセンブリ。
８．請求項７に記載のブラウン管用前面アッセンブリにおいて、前記合金の降伏弦さが８０ｋｓｉを超え、透磁率が６，０００を超え、保磁力が約２．５ｏｅｒｓｔｅｄｓ未満であり、熱膨張係数が、前記フェースプレートの熱膨張係数とほぼ同等以上であることを特徴とするブラウン管用前面アッセンブリ。
９．請求項７もしくは８に記載のブラウン管用前面アッセンブリにおいて、前記ブラウン管が周囲温度にある時に、前記マスクが少なくとも約２５Ｎｅｗｔｏｎ／ｃｅｎｔｌｍｅｒｔｅｒｓの張力下にあることを特徴とするブラウン管用前面アッセンブリ。
１０．請求項７もしくは８に記載のブラウン管用前面アッセンブリにおいて、前記合金のニッケル含有量が約７５から約８５重量パーセントの間にあり、モリブデン含有量が約３から５重量パーセントの間にあり、残部が鉄及び随伴不純物であることを特徴とするブラウン管用前面アッセンブリ。
１１．請求項１０記載のブラウン管用前面アッセンブリにおいて、前記合金が約８０重量パーセントのニッケルと、約４重量パーセントのモリブデンとを含有し、残部が鉄及び随伴不純物であることを特徴とするブラウン管用前面アッセンブリ。
１２．テンションマスク・カラーブラウン管であって、内面上に蛍光体スクリーンを有し、前記スクリーンと反対の面に前記マスク用の支持構造体を有するフェースプレートを含むテンションマスク・カラーブラウン管の製造方法において、鉄−ニッケル合金から成る穴の開いたホイルシャドーマスクを得る工程と、前記マスクを、前記蛍光体スクリーンと位置合せを行なった状態で張力をかげながら前記支持構造体に固定する工程と、前記マスクを好ましい磁気的性質と機械的性質を有する状態まである程度焼鈍するための熱サイクルを前記マスクに与える工程とを含むことを特徴とする、テンションマスク・カラーブラウン管の製造方法。
１３．請求項１２記載の方法において、前記焼鈍を、前記マスクを前記支持構造体に取付ける前に個別の工程として行なうことを特徴とする方法。
１４．請求項１２記載の方法において、前記焼鈍を、前記ブラウン管を密封する工程に於て、熱サイクル中に、また熱サイクルの結果として、完了することを特徴とする方法。
１５．請求項１２，１３、もしくは１４記載の方法において、前記マスクのニッケル含有量が約７５と８５重量パーセントの間にあり、モリブデン含有量が約３と５重量パーセントの間にあり、残部が鉄及び随伴不純物であることを特徴とする方法。
１６．請求項１２，１３、もしくは１４記載の方法において、前記マスク合金の組成として、ニッケル含有量が約３０と約８０重量パーセントの間にあり、モリブデン含有量が約０から５重量パーセント、バナジウム、チタン、ハフニウム及びニオビウムの１種以上の含有量が０と２重量パーセントの間におり、残部が鉄及び随伴不純物であることを特徴とする方法。
１７．請求項１２，１３もしくは１４記載の方法に於て、前記ホイルマスクを４００℃を超え、マスク合金が固溶体を生成する温度より低い温度に、少なくとも３０分間加熱することと、前記マスクを前記温度から前記マスクを形成する合金が実質的に再結晶化する温度まで、毎分約３°から５℃未満の冷却速度で徐冷することと、次いで前記マスクを張力を与え、また前記蛍光体スクリーンと位置合せした状態で前記支持構造体に固定することに依って、前記焼鈍を行なうことを特徴とする方法。
１８．請求項１２，１３もしくは１４記載の方法に於て、フェースプレートがその内側表面に、ファンネルと適合する様に構成された周辺密封面により取り囲まれた中央の沈着蛍光体スクリーン面を有し、シャドーマスクが前記周辺密封面と前記スクリーン面との間の前記フエースプレートの内側表面上の枠状のシャドーマスク支持構造体に張力を与えられた状態で固定されており、前記方法が前記合金を厚さ約０．００１インチ以下のホイルに成形する工程と、色選別用の前記スクリーン面を寸法の一致するホイルマスクを形成するために前記ホイルの中央面に穴を開ける工程と、少なくとも約２５Ｎｅｗｔｏｎ／ｃｅｔｉｍｅｔｅｒｓの張力に前記ホイルを緊張せしめる工程と、赤色、緑色及び春色発光の蛍光体沈着物のパターンを逐次フォトスクリーニングに依って、形成せしめ、前記緊張枠を前記フェースプレートと見当合せすることに依って前記ホイルを前記蛍光体スクリーン面と位置合せしめるまでを含む工程と、前記の穴を蛍光体沈着物の前記パターンと位置合せした状態で前記ホイルを前記マスク支持構造体に固定する工程と、フアンネルを受けるために前記周辺密封面にペースト状の失透可能なフリットを塗布する工程と、前記フェースプレートを前記ファンネルに適合せしめてフェースプレート・ファンネル・アッセンブリを形成せしめる工程と、前記フリットを失透せしめ、前記ファンネルを前記フェースプレートに永久的に固定せしめるために有効な濃度まで加熱する工程と、及び前記アッセンブリを毎分約３〜５ ℃未満の冷却速度で冷却する工程とより成り、前記アッセンブリと前記ホイルの加熱と、前記アッセンブリと前記ホイルの徐冷速度が前記ホイルマスクを焼鈍し、降伏強さが８０ｋｓｉを超え透磁率が約６，０００を超え、保磁力が約２．５　ｏｅｒｓｔｅｄｓ未満となり、また熱膨張係数が前記フェースプレートの熱膨張係数とほぼ同等以上となるために有効であることを特徴とする方法。
１９．請求項１８記載の方法に於て、前記ホイルマスクを４００℃を超え合金が固溶体を形成する温度まで少なくとも約３０分間加熱し、更にその後に前記ホイルを毎分約３〜５℃未満の冷却速度で周囲温度まで冷却することに依って前記ホイルマスクを緊張せしめることを特徴とする方法。
２０．請求項１８もしくは１９記載の方法において、ホイルマスクのニッケル含有量が約７５から８５重量パーセントの間にあり、モリブデン含有量が３から５重量パーセントの間にあり、残部が鉄と随伴不純物であることを特徴とする方法。
２１．請求項１８もしくは１９記載の方法において、前記ホイルマスクの降伏強さが約１５０ｋｓ１を超え、透磁率が約１０，０００を超え、また保磁力が約１．０未満であることを特徴とする方法。
２２．物理的および磁気的性質の望ましい組合せをもったテンションマスク・カラーブラウン管に使用するホイル・シャドーマスクを製造する方法において、約３０から約８５重量％の間のニッケル、約０から５重量％の間のモリブデン、０から２重量％のバナジウム、チタン、ハフニウム、ニオビウムのうちの１つ以上のもの、残部は鉄及び随伴不純物の組成をもつ合金でつくられたホイル・マスクの提供、前記マスクをブラウン管に取り付ける前または後に約４００℃以上までの約７００℃間の温度および、合金が約３０分間以上２時間までの間の期間の間に固溶体を形成する温度以下までの加熱、および前記合金を前記温度から前記合金が、毎分約３から５℃未満の冷却速度で、再結晶する温度まで、徐冷することを特徴とする方法。
２３．請求項２２記載の方法において、合金が約４００℃から約７００℃の間の温度に、約３０分から約２時間の間の期間加熱される方法。
２４．請求項２１もしくは２２記載の方法において、合金の組成が、約７５重量％から約８５重量％の間のニッケル、約３重量％から約５重量％の間のモリブデン、残部が鉄及び随伴不純物である方法。
２５．請求項２２または２３記載の方法において、合金の組成が、約８５重賃％のニッケル、約４重量％のそリブデン、残部が鋏および随伴不純物である方法。
２６．請求項２２または２３記載の方法において、合金がホイルの形になっており、熱処理の間２５Ｎｅｗｔｏｎ／ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒｓ以上の張力を与えられている方法。