JPH05242824A

JPH05242824A - カラー受像管

Info

Publication number: JPH05242824A
Application number: JP3919792A
Authority: JP
Inventors: Michihiko Inaba; 道彦稲葉; Shinichi Nakamura; 新一中村; Yoshinori Fujimori; 良経藤森; Yasuhisa Otake; 康久大竹
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-02-26
Filing date: 1992-02-26
Publication date: 1993-09-21
Anticipated expiration: 2016-11-12
Also published as: JP3228989B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、エッチング性が向上され、素材の耐
力を下げてプレス成形性を向上させ、さらに密着力の高
い黒色の酸化膜が形成されたシャドウマスク６等の管内
部品を備えカラー受像管を提供しようとするものであ
る。【構成】フレーム７、シャドウマスク６およびインナー
シールド９のうち少なくとも１つの管内部品は、２５〜
４５重量％のＮｉ、０．００５〜０．２重量％のＳｉ、
０．００１〜２重量％のＣｏ、０．００１〜２重量％の
Ｃｒ、０．２重量％以下のＣを含み残部が実質的にＦｅ
からなる合金より構成され、かつ表面に酸化膜が被覆さ
れていると共に前記合金と前記酸化膜の界面にＣｒおよ
びＳｉの濃縮層が形成されていることを特徴としてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー受像管に関し、
特にフレーム、シャドウマスクおよびインナーシールド
のうち少なくとも１つの管内部品を改良したカラー受像
管に係わるものである。

【０００２】

【従来の技術】カラー受像管は、一般的に図１に示すよ
うにガラス外囲器１のネック部２に例えばインライン配
列された複数の電子銃３を設け、前記電子銃３に対向す
るフェース部４に赤・青・緑に区分した蛍光面５を設け
た構造を有する。前記蛍光面５に近接して多数のビーム
開孔を有するシャドウマスク６をそのフレーム７に係止
具８を用いて固定配置している。前記フレーム７には、
地磁気の悪影響を遮断するためのインナーシールド９が
取り付けられている。なお、図中１０は偏向器である。

【０００３】上述した構成のカラー受像管では、電子銃
３から射出された電子ビーム１１が集束、加速され、前
記偏光器１０によって前記フェース部４に対して偏光走
査される。そして、前記電子ビーム１１は前記シャドウ
マスク６を介して蛍光面５に衝突し、所定の発色を呈す
ることになる。

【０００４】ところ、従来のカラー受像管におけるシャ
ドウマスク６やフレーム７およびインナーシールド９等
は、Ｆｅを主成分とする金属により構成され、その表面
に黒色酸化皮膜を形成した構造を有する。前記酸化皮膜
は、前記シャドウマスク等の部材を作製した後の発錆防
止、動作時における放熱の増大、さらに電子ビーム反射
の軽減等を図る作用を有する。

【０００５】カラー受像管を動作させた時、上述した部
材の温度が３０〜１００℃程度に上昇する。このため、
例えばシャドウマスク６にあってはその熱膨張によるド
ーミングによってピュリティードリフト（ＰＤ）が生じ
る。前記ピュリティードリフトは、カラー画像の「極細
かさ」や「見易すさ」を実現するための大きな妨げにな
る。

【０００６】このようなことから、シャドウマスク６等
の部材として、前記Ｆｅに代えてアンバー（Ｆｅ−３６
Ｎｉ）などの熱膨張係数の小さいＦｅ−Ｎｉ合金を用い
ることが試みられている。しかしながら、前記アンバー
は微細な孔をエッチングで開けることが難しく、合金自
体の耐力も高いために成形が難しく、その上黒色の酸化
膜を比較的低温で形成することが困難であるという問題
があった。かかる問題を改善する試みがなされているも
のの、全てを解消することができなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来の
問題点を解決するためになされたもので、エッチング性
が向上され、素材の耐力を下げてプレス成形性を向上さ
せ、さらに密着力の高い黒色の酸化膜が形成されたシャ
ドウマスク等の部材を備え、きめ細かな画像が得られる
カラー受像管を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、外囲器内の一
端部に設けられた電子銃と、前記電子銃に対向する他端
部に設けられた蛍光面と、前記蛍光面に近接して設けら
れたフレームに取り付けられた多数の開孔を有するシャ
ドウマスクと、前記シャドウマスクに取り付けられたイ
ンナーシールドとを具備したカラー受像管において、前
記フレーム、シャドウマスクおよびインナーシールドの
うち少なくとも１つの管内部品は、２５〜４５重量％の
Ｎｉ、０．００５〜０．２重量％のＳｉ、０．００１〜
２重量％のＣｏ、０．００１〜２重量％のＣｒ、０．２
重量％以下のＣを含み残部が実質的にＦｅからなる合金
より構成され、かつ表面に酸化膜が被覆されていると共
に前記合金と前記酸化膜の界面にＣｒおよびＳｉの濃縮
層が形成されていることを特徴とするものである。前記
合金成分の佐用およびその配合割合を限定した理由につ
いて説明する。（１）Ｎｉ

【０００９】Ｎｉは、前記合金の熱膨張係数を調整する
ために配合される。前記Ｎｉの配合量が前記範囲（２５
〜４５％）を逸脱すると、前記合金の熱膨張係数が大き
くなる。より好ましいＮｉの配合量は、３０〜４０％で
ある。（２）Ｓｉ

【００１０】Ｓｉは、前記合金表面に形成される酸化膜
と合金の間に濃縮され、酸化膜の形成速度を早めたり、
酸化温度を低減するために配合される。前記Ｓｉの配合
量を０．００１％未満にすると前記酸化膜と合金の間に
十分に濃縮させることができず、一方前記Ｓｉの配合量
が０．２％を越えると前記合金の耐力が増加する。より
好ましいＳｉの配合量は、０．０１〜０．０５％であ
る。（３）Ｃｏ

【００１１】Ｃｏは、エッチング性を向上するために配
合される。前記Ｃｏの配合量を０．００１％未満にする
と、その添加効果を発揮することができず、一方前記Ｃ
ｏの配合量が２％を越えると成形性が悪化したり、素材
のコストが高くなるためである。より好ましいＣｏの配
合量は、０．０５〜１％である。（４）Ｃｒ

【００１２】Ｃｒは、酸化膜の密着性を向上するためと
耐力を低減して成形性を向上するために配合される。特
に、酸化膜と合金の間に濃縮されて前記Ｓｉの添加によ
り厚く形成された酸化膜の剥がれを抑制する作用を有す
る。前記Ｃｒの配合量を０．００１％未満にすると、前
記酸化膜と合金の間に十分に濃縮させることができず、
一方前記Ｃｒの配合量が２％を越えると酸化速度が低下
すると共に、合金素材の熱膨張係数が高くなって色ずれ
が発生する。（５）ＣＣは、耐力を高くするために０．２％以下配合される。

【００１３】前記合金表面に形成される酸化膜は、特に
Ｎｉ_xＦｅ_3-xＯ₄が望ましい。かかる酸化膜と合金の
界面には、前記酸化膜の熱放散性、密着性等の関係でＣ
ｒおよびＳｉの濃縮層が形成されている。

【００１４】すなわち、前記組成の合金を成形できる程
度まで焼鈍（耐力で８．７２０ｋｇ／ｍｍ² ）すると、
結晶粒が粗大化し、その後に形成される前記Ｎｉ_xＦｅ
_3-xＯ₄も粗大化される。その結果、熱放散性が下が
る。このため、酸化膜表面にα−Ｆｅ₂Ｏ₃を形成して
酸化膜表面に凹凸を付けて表面積を高める。かかるα−
Ｆｅ₂Ｏ₃は、酸化膜全体の２〜３０％の厚さにするこ
とが望ましい。

【００１５】前記α−Ｆｅ₂Ｏ₃を形成するには、酸化
膜を形成する前の合金表面の転位密度を合金内部のそれ
より高めることが有効である。Ｓｉを合金表面に濃縮化
させて、析出物を作ると、前記転位密度を高めることが
できる。前記転位密度としては、通常、１０¹²ｄｌ／ｃ
ｍ² 以下にすることが望ましく、１０μｍ以下の表面層
では内部の２倍以下の転位密度とすることが望ましい。
この理由は、転位密度を２倍以上にしても酸化膜の成長
速度をそれ以上高められないからである。また、Ｓｉ濃
縮化は内部の２倍以上が望ましい。前記濃縮層の厚さ
は、５μｍ以下が望ましい。

【００１６】前記Ｓｉの濃縮層を形成するには、露点が
１０℃以上の水素雰囲気（湿潤雰囲気）で焼鈍すること
が望ましい。雰囲気仲にはＮ₂を混入させてもよいが、
水素濃度は１０％以上にすることが望ましい。焼鈍温度
は、二次再結晶を生じない温度、例えば６５０〜９００
℃にすることが望ましい。

【００１７】前記α−Ｆｅ₂Ｏ₃を急成長させると、酸
化膜の剥離が生じやすいためにＣｒを前記合金と酸化膜
の界面に濃縮させる。前記Ｓｉが前記α−Ｆｅ₂Ｏ₃の
形成に作用するのに対し、前記Ｃｒは前記合金と酸化膜
の界面に濃縮させて密着力を向上する作用を有する。こ
のため、前記酸化膜は外層（表面）より以下の構造にす
ることが望ましい。第１層；α−Ｆｅ₂Ｏ₃（酸化膜の２〜３０％）第２層；Ｎｉ_xＦｅ_3-xＯ₄（０＜ｘ＜３）第３層；Ｃｒが濃縮して酸化膜に固溶したＮｉ_xＣｒ_y
Ｆｅ_3-x-yＯ₄（０＜ｘ＋ｙ＜３）第４層；Ｓｉ濃縮層

【００１８】このような酸化膜の具体的な形成は、前述
した水素焼鈍につづいて真空雰囲気で焼鈍する方法が好
ましい。真空度は、１０^-1torr以下、温度は７５０℃以
上にすることが望ましい。前記真空焼鈍以外でも酸化時
の初期酸素分圧を後期酸素分圧に比べて下げることによ
って行ってもよい。この場合の温度は、５５０〜８００
℃、初期酸素分圧は後期酸素分圧より１／２以下にする
ことが望ましい。さらに、水素焼鈍中に前述しように窒
素を僅かに添加してもよい。窒素中の残留酸素が表面を
僅かに黒色化するのはＣｒの濃縮化に起因している。窒
素濃度は、９０％まで許容され、特に２０〜６０％の濃
度にすることが望ましい。この時の酸素濃度は、０．０
５〜５％程度にすることが望ましい。

【００１９】前記合金は、必要に応じて２％以下のＭ
ｎ、０．０５％以下のＰ、Ｓを含むことを許容する。ま
た、脱酸成分としてＡｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｙ
等を含有することを許容する。

【００２０】

【作用】本発明によれば、２５〜４５重量％のＮｉ、
０．００５〜０．２重量％のＳｉ、０．００１〜２重量
％のＣｏ、０．００１〜２重量％のＣｒ、０．２重量％
以下のＣを含み残部が実質的にＦｅからなる合金より構
成し、かつ表面に酸化膜を被覆すると共に前記合金と前
記酸化膜の界面にＣｒおよびＳｉの濃縮層を形成するこ
とによって、前記酸化膜による良好な熱放散性を有し、
前記合金に対する前記酸化膜の密着性が向上され、さら
に微細なエッチングにより高精度の孔が開孔されたシャ
ドウマスクなどの管内部品を備えたカラー受像管を提供
できる。

【００２１】また、本発明のカラー受像管は表面に酸化
膜が形成されたシャドウマスク等の管内部品を備えてい
るため、明るく、極細かい高品質な画像を表示できる。
しかも、その成形性が良好であるため、画面の四隅にお
いても色ずれの少ない画像を得ることができ、長時間の
白色画像に対しても色変化を抑制することが可能であ
る。特に、平坦な画面の形成が可能になるため、直線画
像の曲がりを抑えることができ、明るくてコントラスト
の高い画像を表示する上で効果的である。

【００２２】さらに、前記管内部品は高強度であるた
め、近接配置されるスピーカからの低周波音波に起因し
て振動が生じることがなく、機械的なショック等にも十
分に耐え、いわゆるゆらぎのない画像を表示することが
できる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。実施例１〜１０および比較例１、２

【００２４】まず、下記表１に示す組成（実施例１〜
６、実施例９、１０および比較例１、２）のインゴット
を真空溶解で作製した。ただし、下記表１の実施例８、
９は溶湯急冷法を用いた。この方法は、溶湯をタンディ
ッシュにとり、回転する双ロールにおいて１００℃／ｓ
ｅｃ以上の速度で冷却するものである。

【００２５】

【表１】

【００２６】次いで、前記実施例８、９以外の各インゴ
ットを繰り返し熱間圧延した後、酸洗して１次および２
次冷間圧延を施した。この処理における圧延率は６０〜
９０％とした。つづいて、箱型の焼鈍炉において１０^-2
ｔｏｒｒ、７００〜１０００℃で前記圧延処理された合
金材料を焼鈍した後、圧延率２０％以下で調整圧延を行
った。この調整圧延によって、ＪＩＳ−Ｇ０５５１に規
定される結晶粒度が９〜１３のオーステナイト組織を有
する１２種の管内部品素材を作製した。このような方法
で作製された前記各管内部品素材を用いてシャドウマス
クを次のような方法により製造した。

【００２７】まず、前記素材の両面にフォトレジストを
塗布し、乾燥した後、両面にスロットまたはドット形状
の基準パターンを有するフィルム（マスク材）を密着さ
せて前記フォトレジストを露光し、さらに前記フィルム
を取り除き、現像処理を施した。この現像によってフォ
トレジストの未露光部分が選択的に溶解除去されてレジ
ストパターンが形成された。つづいて、前記レジストパ
ターンを硬化させた後、前記レジストパターンをマスク
として塩化第二鉄溶液（エッチング液）を用いて露出す
る前記素材を選択的にエッチング処理し、その後レジス
トパターンを熱アルカリによって除去してシャドウマス
クの原板となるフラットマスクを作製した。

【００２８】次いで、前記各フラットマスクを下記表２
に示すような焼鈍条件、酸化条件で処理して表面に酸化
膜を有する１２種のシャドウマスクを製造した。なお、
下記表２にはＳｉおよびＣｒの合金内部に対する濃縮比
を併記した。前記Ｓｉの濃縮比の測定は、二次イオン質
量分析法で行い、モリブデン青吸光光度法により較正
し、Ｃｒの濃縮比の測定は虹イオン質量分析法で行い、
プラズマ発光分光分析法により較正して求めた。

【００２９】得られた各シャドウマスクについて、エッ
チング性、黒化性および酸化膜の合金に対する密着性を
測定した。その結果を同表２に併記した。前記エッチン
グ性は、外観をチェックしてむら、孔欠けのないものを
○とした。前記黒化性は、膜厚を測定し、厚さが０．５
〜３μｍのものを○とした。前記シャドウマスクの表面
を碁盤の目のようにカッタナイフで切り込みを入れ、ス
コッチテープで剥離試験を行い。８０％以上残存してい
る場合を○とした。このような測定において、すべての
試験を満たしている場合を○とし、いずれかが悪い場合
を×として評価した。

【００３０】

【表２】

【００３１】また、実施例１〜１０のシャドウマスクを
フレームに接続されたパネルに嵌め込んだ後、蛍光体塗
布電子銃が取り付けられたファンネルに接続し、さらに
偏光装置を嵌め込むことにより図１に示すカラー受像管
を組み立てた。前記各カラー受像管について、その四隅
のピュリティードリフト（ＰＤ）値

【００３２】を測定した。その結果、従来の鉄空なるシ
ャドウマスクを用いたカラー受像管が１２０〜１３０μ
ｍ程度であったのに対し、本発明のカラー受像管は約６
０μｍ程度と小さい値を示した。また、本発明のカラー
受像管はＰＤが生じてから元の状態に戻るまでの時間が
従来のカラー受像管に比べて約３０％程度（２分程度）
であった。さらに、本発明のカラー受像管は画面全体に
沿って色ずれがなくきめ細かい高品質の画像が得られ
た。

【００３３】なお、前記実施例ではシャドウマスクの形
成を例にして説明したが、インナーシールド、フレー
ム、バイメタル等の他の管内部品を実施例と同様に製造
してカラー受像管を得ることも可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によればエ
ッチング性が向上され、素材の耐力を下げてプレス成形
性を向上させ、さらに密着力の高い黒色の酸化膜が形成
されたシャドウマスク等の管内部品を備え、きめ細かな
画像が得られるカラー受像管を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】カラー受像管の概略構成を示す切欠断面図。

【符号の説明】

１…外囲器、３…電子銃、５…蛍光面、６…シャドウマ
スク、７…マスクフレーム、９…インナーシールド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大竹康久埼玉県深谷市幡羅町１丁目９番２号株式会社東芝深谷電子工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外囲器内の一端部に設けられた電子銃
と、前記電子銃に対向する他端部に設けられた蛍光面
と、前記蛍光面に近接して設けられたフレームに取り付
けられた多数の開孔を有するシャドウマスクと、前記シ
ャドウマスクに取り付けられたインナーシールドとを具
備したカラー受像管において、前記フレーム、シャドウマスクおよびインナーシールド
のうち少なくとも１つの管内部品は、２５〜４５重量％
のＮｉ、０．００５〜０．２重量％のＳｉ、０．００１
〜２重量％のＣｏ、０．００１〜２重量％のＣｒ、０．
２重量％以下のＣを含み残部が実質的にＦｅからなる合
金より構成され、かつ表面に酸化膜が被覆されていると
共に前記合金と前記酸化膜の界面にＣｒおよびＳｉの濃
縮層が形成されていることを特徴とするカラー受像管。