JPS59200721A - シヤドウマスクの製造方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 不発明はカラー受像菅用シャドウマスクの製造方法に関
するものである。

〔発明の技術的背景と問題点〕

一般のカラー受像管は第１図に示すように、電子銃（図
示せず）から射出された赤、緑及び背に対応する３本の
電子ビーム（１）、（２）及び（３）がシャドウマスク
（４）の規則正しく配列された微イ４１１な開孔（５）
を介してパネル（６）の内面に被着された赤、緑及び青
に発光する蛍光体（力、（８）及び（９）に正しく対応
射突発光させること（二よってカシ−映像を映出する構
成を有している。

このようなカラー受像管のシャドウマスクは、規則正し
く配列される値細な開孔を圧確（二芽設すること、パネ
ル内面と相似の曲面状（二形状歪のないように成形する
こと及びパネル内面との＋’＝＋隔（以下ｑ値と称す）
を所定の値に正しく保持１−ること等が要求される。こ
のようなシャドウマスクの素材としては一般（二筒純度
の鉄を主成分とする、例えば０．１０罷乃至Ｑ、３　ａ
ｍ程夏の厚さのアルミギルド脱炭鋼が用いられている。

これは素材の供給能力、コスト、加工性及び強度等から
総合的に決定されるものである。

ところがカラー受像管のシャドウマスクは管内組み込み
迄の各工程で上記の条件を全て許容範囲内に１′埋して
も、尚いくつかの問題点を有している。その円の一つ（
ニシャドゥマスクの温度上昇に伴う加熱）影嫌の問題が
ある。即ちカラー受像管を動作させた場合、シャドウマ
スクの開孔を通過する電子ビームは全体の１／３以下で
あシ、残シの電子ビームはシャドウマスク（二射医し、
シャドウマスクは時として８０℃にも達する程加熱され
る。この結果シャドウマスクは熱膨張を生じ正しいｑ値
からずれてしまう、いわゆるドーミング現像を生じ色純
度を劣化させる。従来一般（＝用いられている鉄を主成
分とする糸材はその膨張係数が０〜ｉｏｏ℃で約１２　
Ｘ　１０−’／ｄｅｇ　と相幽大であるため、このドー
ミング現象を庄じ易くＭ要な問題となっている。そこで
従来からこのドーミング現象（二よるビユリティドリフ
ト、即ち色純度の劣化を軽減するため（二種々の提案が
なされているが、特（二管の動作初期及び局部的なドー
ミング（二対しては有効な手段は見出されていない。そ
こでシャドウマスクの素材自体に熱膨張係数の小さいも
の、例えば鉄−ニッケル系合金を用いる例が特公昭４２
−２５４４６号公報、特開昭５０−５８９７７号公報及
び特開昭５０−６８６５０号公報で提案されているが未
だ実用条件を滴定するには到っていない。この原因の一
つとして鉄−ニッケル合金からなる金属板の加工の困難
さが挙げられる。即ちｑ＋ｊｍを６−１”容１屹囲内と
するため（二はシャドウマスクの曲面は高稍肢が硬水さ
れ、１０００フｎの曲率半径（Ｒ）に対し許容公差は±
５πｍと非常に厳しいものである。しかし乍ら鉄−ニッ
ケル系合金は従来の鉄を主成分とするもの（ニルべて焼
鈍にかなシの弾性が残るためプレス等（二よる球面成形
性が労る欠点を有している。例えば第２図５二示すよう
に厚さ０．２餞の鉄−ニッケル板を球面成形時（二種′
４Ｒに対して局π５的な凹みを生じた場合、この凹み量
（ｃｌｌは茄μｍ以下であｔば実質的（二色純度の劣化
は許容し得ることが確認されている。

そしてこの凹み量（（ｉｌとシャドウマスク素材の降伏
点強度（二ついて、例えば１４吋源のシャドウマスクの
場合第３　＋’Ｕ　’二示すような特性を示す。即ち凹
み量を２０μｍ以下とするためＣ二は降伏点強度はＭ／
ａｍ２以下に抑える必安がある。しかし乍ら、鉄−ニッ
ケル系合公を素材とするシャドウマスクを従来のアルミ
キルド脱炭鋼を索材とするシャドウマスクと同Ｉｆｆ二
水累中のマスクアニール炉で焼鈍した場合の降伏点強度
は第４図に示すよう（二、アルミキルド脱炭鋼の特性（
勾に比べて鉄−ニッケル系合金の符備（ｂｌは非常に旨
い。即ち９００℃もの高温で焼鈍しても降伏点強度は尚
２９〜３０１ｃｇ／ｒｕｎ２まで（二しか低下しない。

尚、第３図において、鉄−ニッケル系合金の降伏点強度
は明確な境界が得ら、れないため、０．２％伸びた時の
引張強産金対応するものとして代用している。このよう
に鉄−ニッケル系合金を素材とするシャドウマスクは特
に有効部周辺の変形と凹みが太きいため、膨張累数が小
さいこと（−よるマスクの加熱膨張から生ずる色純度の
劣化は殆んど問題ないが、変形による色純度劣化が大き
な問題とされている。

〔発明の目的〕

本発明は鉄−ニッケル系合金を主成分とするシャドウマ
スクの曲面成形性を向上し、変形を防止した高精匿のシ
ャドウマスクの製造方法を得ることを目的とする。

〔発明の概要〕

不発明は鉄−ニッケル系合金を主成分とする金属板に多
数の開孔を穿設し焼鈍し、しかる後温間プレス成形する
ことによって、降伏点弧Ｉｆを低下させ変形のない高稍
厩のシャドウマスクとし色純度の劣化を防止するもので
ある。

〔発明の実施例〕

鉄−ニッケル系合金を主成分とするシャドウマスク用累
材としてアンバー合金を用いた実施例Ｃ二ついて以下説
明する。第１表に実施例として用いたアンバー合金と従
来のアルミキルド脱炭鋼の亙量組成比を示す。

上記組成の３６Ｎｉアンバ一合金を素材とするシャドウ
マスクについて、まず従来の水素雰囲気中でのマスクア
ニール炉の焼鈍工程の温度を上げた時の降伏点強度を第
５図（−示す。図から明らかなよう（二、１２００℃も
の旨温度で焼鈍しても降伏点強度は２４に９／１ｒｚ２
までしか低下・しない。従って降伏点強度を成形性（二
問題のない叩にｖＡｄ以下とする（−は第５図から外挿
して焼鈍温度を１５００°Ｃ〜１７００℃とする必要が
ある。しかし乍らこのアンバー合金の融点は１４４０℃
〜１４５５℃であるので、単純に温度のみを上げる方法
は実行不可能である。

まず本発明者は焼鈍による金属板を観察また結果、焼鈍
温度の上昇（二伴い断面の結晶粒はよく成長するのに対
し、表面の結晶粒は殆んど成長していないことを見出し
た。この表面結晶粒の成長不足は降伏点強度と関連があ
や、この結晶成長の偏寄は合金板厚さ方向の特（二表面
近傍とその内側間の不純物の微妙な偏析（二よるものと
考えられる。

そこで蒸気圧の高いＭｎ　、　Ｐ及びＳ等を結晶粒界よ
シ蒸発させ結晶粒の成長を容易（ニすること、また大気
中の焼鈍で生じがちな２等不純物の酸化物を表面層内に
形成され（二くくするため（−真空中での焼鈍を実施し
た。真空反は１Ｏ−３Ｔｏｒｒ　＋温度は９００°Ｃ乃
至１２００℃で夫々１０分間の焼鈍を行なった。第２表
は厚さの４゜以下の表面層の不純物の分析結果を示すも
ので、Ｍｎ　、　Ｐ及びＳ等の不純物が大幅に減少して
いることがわかる。

また上記試験例での降伏点強度は第６図に示すよう（二
、２０　ｋｌｉ＋／−ｔｒｍ”以下の降伏点強度は１０
００℃以上の焼鈍（＝よって得られる。

しかし乍ら上記焼鈍による降伏点強度はシャドウマスク
を個々（二処理して得られた値であって、量産工程に適
応して処理効率を上げるため（二多数の合金板を重ね合
わせて処理した場合は、１０００°Ｃで降伏点強度はｎ
乃至２３　ｔｃｇ７ｒｕｙｎ２を示し実用品としては不
充分なものであった。

そこで本発明は金属の温度（＝よる耐力の低下現象に着
目し、温度にょる削カの低下状Ｊぷについて検討を試み
た。壕ず引張試験を行うためにアンバー合金材をＪＩＳ
規格７号片とし、１ｏ１Ｔｏｒｒの真空中で１０００℃
、　１０分間の真空焼鈍を行なった。その後試験片を電
気炉中で室温から４００’Ｃまで変化させ、各温度での
耐力を測定した。この結・釆を第７図に示す。

一般のオーステナイト質のステンレス鋼では素材の温度
を上げた場合の耐力の低下が生ずるのは約２００°Ｃ近
辺からであるが、アンバー合金材においては第７図から
明らかなよう（二室温程度′の低温からの温度増加によ
って耐力は急激（二低下し、２００℃近傍から飽オロす
る傾向を示す。このことは鉄及びニッケルを主成分とす
る金属板が焼鈍後（二成形性（二問題を生ずる弾性を有
している場合であっても、プレス成形時にその耐力を低
下させれば成形が可能でちることを意味している。

之等の結果を踏まえてアンバー合金材（二よるシャドウ
マスクのプレス成形時（ニシャドウマスクの温度を種々
変化させて、即ち温間プレス（二よる成形性の試験を実
施した。試験に際してシャドウマスクのみ加温してもプ
レス金型自体の温度が低い状態ではシャドウマスクの温
度低下が生ずるので、金型自体を同じ温度迄加温し、更
（二金型周囲に赤外線ランプ等の加熱源を設置して全体
の温度低下を防止した。またシャドウマスクは温度を社
々に変えた潤滑油（−浸漬して温間プレス（二供した。

温間プレス後の成形性評価は３次元測定機を用いて前述
のマスクＲの凹み量を測定して叉施した。得られた結果
を第８図（二示す。第８図から明らかなように、第７図
に示し定素材自体の蟲ｉによる耐力の特性と良い相関性
を示し、１００℃では凹み社４μで問題のない成形品位
が得られた。また１００℃以上では凹み甘（二犬差なく
成形品位に差は認められず飽和現象を示す。

このよう（＝温間プレス成形はアンバー材の成形（−顕
著な効果を示すが、温間プレス時の温度は高くなる程設
備的（二も犬がかシとなるため必要とする成形性に応じ
て低い温度で実施−ｊることが得策でめる。例えば真空
焼鈍を併用する場合であれば第８図から明らかなように
凹み量２０にｇ／７ｎＬ２以下を得るためにはｄ間プレ
ス時の温度は少くとも５℃以上（二設定すればよい。丑
だ真空焼鈍は開孔穿設前（二実施してもよい。

このようにして得られたシャドウマスクを組み込んだカ
ラー受像管は、アンバー合金の熱膨張率が０〜１００℃
で０〜２　Ｘ　１０”−’／ｄｅｇと非常（二手さいた
めシャドウマスクの熱膨張（二起因する色純度の劣化は
同感なく、またシャドウマスクの俄械的変形による色純
雌の劣化も全く問題のないものが得られた。

以上の実施例ではシャドウマスク素材として３６Ｎｉア
ンバ一合金を用いて説明したが本発明はこれに限られる
ものではなく、４１　Ｎｉ合金や３２Ｎｉ　　５Ｃｏ４
のスーパーアンバーを含む鉄及びニッケルを主成分とす
る合金であれば同様（−適用し得ることは言う１でもな
い。

〔発明の効果〕

以上のよう（二本発明によりは、鉄−ニッケル系合金を
主成分とするシャドウマスクの曲面成形性を向上し変形
を防止した筒１３度の曲面品位とすることができ、色純
夏の問題のないカラー受像管を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はカラー受像管の動作を説明するだめの模式図、
第２図はシャドウマスクの変形を説明するための要部の
概略図、第３図はンヤドウマスク素材の変形量と降伏点
強度との関係を示す特性図、第４図及び第５図はシャド
ウマスクの焼鈍温ｊ屁と降伏点強度との関係を示す特性
図、ｈ′６６図は真空焼鈍温度と降伏点強度との関係金
示す特性図、第７図は引張シ試験温にと降伏点強度との
関係を示す特性図、第８図は温間プレス温度とシャドウ
マスクの凹み量との関係を示す特性図である。 （４）・・・シャドウマスク　　　（５）・・・開孔代
理人　弁理士　則　近　憲　佑（ほか１名）第　　１　
　図　　　　　　　　　　　　＠　　２　　図７′ 第４図 （ｌ≦） α） 第５図　　　第６図 つ・１〜 隻　　　　　　　　　奮 強　　＼−姪 第７図 ρ　　　　　ｌ〃　　　　　υ　　　　シρ　　　　ｇ
〃引張・）諷謔轟慶（°Ｃ） 第８図 ％Ｙ′う？ｎ遍度（°Ｃ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）鉄及びニッケルを主成分とする薄板状金属板（二多
   数の開孔を穿設する工程と、前記多数の開孔の穿設され
   た金疾板を焼鈍する工程と、前記焼鈍された金属板を成
   形１−る工程とを少くとも備えたシャドウマスクの製造
   方法Ｃ二おいて、前記成形が４１１Ｉ冒ｉｊＪプレスに
   より行なわれることを特徴とするシャドウマスクの製造
   方法。 ２）前−己温１ｉｊ］プレスの温度を５℃以上とするこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のシャドウマ
   スクの製造方法。 ３）　　１ＱｉＪ記焼鈍が１０−’　Ｔｏｒｒ以下の圧
   力の真空中で行なわれることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載のシャドウマスクの製造方法。