JPS5927433A - シヤドウマスクの製造方法 - Google Patents
シヤドウマスクの製造方法Info
- Publication number
- JPS5927433A JPS5927433A JP13572082A JP13572082A JPS5927433A JP S5927433 A JPS5927433 A JP S5927433A JP 13572082 A JP13572082 A JP 13572082A JP 13572082 A JP13572082 A JP 13572082A JP S5927433 A JPS5927433 A JP S5927433A
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- JP
- Japan
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- annealing
- shadow mask
- crystal grains
- alloy
- iron
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
- H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
- H01J9/14—Manufacture of electrodes or electrode systems of non-emitting electrodes
- H01J9/142—Manufacture of electrodes or electrode systems of non-emitting electrodes of shadow-masks for colour television tubes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2229/00—Details of cathode ray tubes or electron beam tubes
- H01J2229/07—Shadow masks
- H01J2229/0727—Aperture plate
- H01J2229/0733—Aperture plate characterised by the material
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。
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
本発明はカラー受像管用シャドウマスクの製造方法に関
するものである。
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）から射出された赤線及び青に対応する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細な開孔（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
発光させることによってカラー映像を映出する構成を有
している。
示せず）から射出された赤線及び青に対応する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細な開孔（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
発光させることによってカラー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
く配列される微細な開孔を正確に穿設すること、パネル
内面と相似の曲面状に形状歪のないように成形すること
及びパネル内面との間隔（以下ｑ値と称す）を所定の値
に正しく保持す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に高純度の鉄を主成分と
する、例えば０．１０ｍ乃至０，３ｕ程度の厚さのアル
ミキルド脱炭鋼が用いられている。これは素材の供給能
力。
く配列される微細な開孔を正確に穿設すること、パネル
内面と相似の曲面状に形状歪のないように成形すること
及びパネル内面との間隔（以下ｑ値と称す）を所定の値
に正しく保持す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に高純度の鉄を主成分と
する、例えば０．１０ｍ乃至０，３ｕ程度の厚さのアル
ミキ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。
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管」」シて
も、尚いくつかの問題点を有している。その内の一つに
シャドウマスクの温度上昇に伴う加熱膨張の問題がある
。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以下であり
、残りの電子ビームはシャドウマスクに射突し、シャド
ウマスクは時として８０°０にも達する程加熱される。
迄の各工程で上記の条件を全て許容範囲内に管」」シて
も、尚いくつかの問題点を有している。その内の一つに
シャドウマスクの温度上昇に伴う加熱膨張の問題がある
。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以下であり
、残りの電子ビームはシャドウマスクに射突し、シャド
ウマスクは時として８０°０にも達する程加熱される。
１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。従来一般に用いられている鉄を主成分と
する素材はその膨張係数がＯ〜１００’０で約１２ Ｘ
１０−６／ｄｅｇと相当大であるタメ、このドーミン
グ現象を生じ易く重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に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にイ１々の提案がなされ
ているが、特に管の動作初期及び局部的なドーミングに
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４２−２５４４
６号公報、特開昭５０−５８９７７号公報及び特開昭間
−６８６５０号公報で提案されているが末だ実用条件を
満足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値を許容範囲内とするた゛めにはシャドウ
マスクの曲面は高精度が要求され、１０００ｍの曲率半
径向に対し許容公差は±５１１ＩＩ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
成分とするものに比べて焼鈍にかなりの弾性が残るため
プレス等による球面成形性が劣る欠点を有している。例
えば第２図に示すように厚さ０．２ｍｔｎの鉄−ニッケ
ル板を球面成形時に標準几に対して局部的な凹みを生じ
た場合、この凹み量（ｄ）は加μｍ以下であれば実質的
に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ｉ （ｄ）とシャドウマスク素材の降伏点
強度について、例えば１４吋型のシャドウマスクの場合
第３図に示すような特性を示す。即ち凹み量を加μｍ以
下とするためには降伏点強度は２０ Ｋｐ ／−以下に
抑える必要がある。しかし乍ら、鉄−ニッケル系合金を
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
を素材とするシャドウマスクと同様に水素中のマスクア
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
うに、アルミキルド脱炭鋼の特性（ａ）に比べて鉄−ニ
ッケル系合金の特性（ｂ）は非常に高い。即ち９００°
０もの高温で焼鈍しても降伏点強度は尚四〜３０峙／−
までにしか低下しない。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−伸びた時の引張強度を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
るシャドウマスク杖特に有効部周辺の変形と凹みが大き
いため、膨張素数が小さいことに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。
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。従来一般に用いられている鉄を主成分と
する素材はその膨張係数がＯ〜１００’０で約１２ Ｘ
１０−６／ｄｅｇと相当大であるタメ、このドーミン
グ現象を生じ易く重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に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にイ１々の提案がなされ
ているが、特に管の動作初期及び局部的なドーミングに
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４２−２５４４
６号公報、特開昭５０−５８９７７号公報及び特開昭間
−６８６５０号公報で提案されているが末だ実用条件を
満足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値を許容範囲内とするた゛めにはシャドウ
マスクの曲面は高精度が要求され、１０００ｍの曲率半
径向に対し許容公差は±５１１ＩＩ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
成分とするものに比べて焼鈍にかなりの弾性が残るため
プレス等による球面成形性が劣る欠点を有している。例
えば第２図に示すように厚さ０．２ｍｔｎの鉄−ニッケ
ル板を球面成形時に標準几に対して局部的な凹みを生じ
た場合、この凹み量（ｄ）は加μｍ以下であれば実質的
に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ｉ （ｄ）とシャドウマスク素材の降伏点
強度について、例えば１４吋型のシャドウマスクの場合
第３図に示すような特性を示す。即ち凹み量を加μｍ以
下とするためには降伏点強度は２０ Ｋｐ ／−以下に
抑える必要がある。しかし乍ら、鉄−ニッケル系合金を
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
を素材とするシャドウマスクと同様に水素中のマスクア
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
うに、アルミキルド脱炭鋼の特性（ａ）に比べて鉄−ニ
ッケル系合金の特性（ｂ）は非常に高い。即ち９００°
０もの高温で焼鈍しても降伏点強度は尚四〜３０峙／−
までにしか低下しない。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−伸びた時の引張強度を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
るシャドウマスク杖特に有効部周辺の変形と凹みが大き
いため、膨張素数が小さいことに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度のシ
ャドウマスクの製造方法を得ることを目的とする。
スクの曲面成形性を向上し、変形を防止した高精度のシ
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
本発明は鉄−ニッケル系合金を主成分とする金属板に多
数の開孔を設は真空中（減圧を含む）で焼鈍し、しかる
後成形することによって、降伏点強度を低下させ変形の
ない高精度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。
数の開孔を設は真空中（減圧を含む）で焼鈍し、しかる
後成形することによって、降伏点強度を低下させ変形の
ない高精度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素
材としてアンバー合金を用いた実施例について以下説明
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重量組成比を示す。
材としてアンバー合金を用いた実施例について以下説明
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重量組成比を示す。
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、談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図に示す。図から明らかなように、１２００°Ｃもの
高温度で焼鈍しても降伏点強度は２ＡＫｙ／−までしか
低下しない。従って降伏点強度を成形性に問題のない２
０Ｋｐ ／ ｒａｄ以下とするには第５図から外挿して
焼鈍温度を１５００’０−１７００°Ｃ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°０
〜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。
マスクについて、談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図に示す。図から明らかなように、１２００°Ｃもの
高温度で焼鈍しても降伏点強度は２ＡＫｙ／−までしか
低下しない。従って降伏点強度を成形性に問題のない２
０Ｋｐ ／ ｒａｄ以下とするには第５図から外挿して
焼鈍温度を１５００’０−１７００°Ｃ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°０
〜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。
第６図乃至第８図は上記焼鈍温度が夫々１０００°０゜
１１００°Ｃ及び１２００℃とした時の試料の結晶組織
構造を示す顕微鏡写真である。尚、第６図乃至第８図に
おいて、（ａ）は断面を、（ｂ）は表面の結晶組織構造
を夫々示す。
１１００°Ｃ及び１２００℃とした時の試料の結晶組織
構造を示す顕微鏡写真である。尚、第６図乃至第８図に
おいて、（ａ）は断面を、（ｂ）は表面の結晶組織構造
を夫々示す。
第６図乃至ｍ８図から明らかなように焼鈍温度の上昇に
伴い結晶粒の成長も進んでいることが判る。しかし乍ら
断面の結晶粒は大きく成長しているのに対し、表面の結
晶粒は殆んど成長していない。
伴い結晶粒の成長も進んでいることが判る。しかし乍ら
断面の結晶粒は大きく成長しているのに対し、表面の結
晶粒は殆んど成長していない。
即ち、この表面結晶粒の成長不足は降伏点強度と関連が
あり、この結晶成長の偏倚は合金板厚さ方向の特に表面
近傍とその内側間の不純物の微妙な偏析と考えられる。
あり、この結晶成長の偏倚は合金板厚さ方向の特に表面
近傍とその内側間の不純物の微妙な偏析と考えられる。
そこで本実施例において、焼鈍雰囲気を大気排気による
真空中での焼鈍を実施した。真空度１Ｏ−３Ｔｏｒｒで
夫々１０００’０ 、１１００℃及び１２００℃で１０
分間焼鈍した場合の結晶組織構造を示す顕微鏡写真を第
９図乃至第１１図に夫々示す。薄板厚は０．２賭である
。
真空中での焼鈍を実施した。真空度１Ｏ−３Ｔｏｒｒで
夫々１０００’０ 、１１００℃及び１２００℃で１０
分間焼鈍した場合の結晶組織構造を示す顕微鏡写真を第
９図乃至第１１図に夫々示す。薄板厚は０．２賭である
。
尚、第９図乃至第１１図において、（ａ）は断面を、（
ｂ）は表面の結晶組織構造を夫々示す。第９図乃至第１
１図から明らかなようにこの焼鈍により断面のみならず
表面の結晶粒もよく成長した。第１２図は上記真空中で
の焼鈍を実施したシャドウマスクの降伏点強度を示すも
ので、成形性に問題のない降伏点強度２０ Ｋｙ ／
ｒｔｒｔｌは１０００℃以上の焼鈍によって得られる。
ｂ）は表面の結晶組織構造を夫々示す。第９図乃至第１
１図から明らかなようにこの焼鈍により断面のみならず
表面の結晶粒もよく成長した。第１２図は上記真空中で
の焼鈍を実施したシャドウマスクの降伏点強度を示すも
ので、成形性に問題のない降伏点強度２０ Ｋｙ ／
ｒｔｒｔｌは１０００℃以上の焼鈍によって得られる。
ここで表面の結晶粒の成長を阻害していると考えられる
表面（厚さの１／２０以下のノー）の不純物について分
析した結果を第２表に示す。
表面（厚さの１／２０以下のノー）の不純物について分
析した結果を第２表に示す。
第２表 焼鈍前後の組成（重量比）
第２表から明らかなように真空中焼鈍後の鉄−ニッケル
以外の不純物は概ね減少しており、特にマンガン（Ｍｎ
）は約１／１０に燐（Ｐ）及び硫黄（８）は検出不能な
レベルに彼で低下している。
以外の不純物は概ね減少しており、特にマンガン（Ｍｎ
）は約１／１０に燐（Ｐ）及び硫黄（８）は検出不能な
レベルに彼で低下している。
これは真空中で焼鈍することにより、蒸気圧の高いＭｎ
、Ｐ 及びＳ等が結晶粒界より蒸発して結晶粒の成長
を容易にしたため、また大気中での焼鈍で生じがちな２
等不純物の酸化物等が表面層内に形成されにくいためと
考えられる。
、Ｐ 及びＳ等が結晶粒界より蒸発して結晶粒の成長
を容易にしたため、また大気中での焼鈍で生じがちな２
等不純物の酸化物等が表面層内に形成されにくいためと
考えられる。
以上の真空中の焼鈍により得られたアンバー合金を素材
とし降伏点強Ｋ ２０ Ｋｙ ／ ｍ−以下のシャドウ
マスクを所定の曲面状に成形した場合、曲面品位に全く
問題のないものが得られた。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１〜２ Ｘ １０ ’／
ｄｅｇと非常に小さいためシャドウマスクの熱膨張に
よる色純度の劣化は問題なく、又シャドウマスクの機械
的変形による色純度の劣化も全く問題のないものが得ら
れた。
とし降伏点強Ｋ ２０ Ｋｙ ／ ｍ−以下のシャドウ
マスクを所定の曲面状に成形した場合、曲面品位に全く
問題のないものが得られた。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１〜２ Ｘ １０ ’／
ｄｅｇと非常に小さいためシャドウマスクの熱膨張に
よる色純度の劣化は問題なく、又シャドウマスクの機械
的変形による色純度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１Ｏ−３Ｔｏｒｒの真空中で焼鈍した
例について説明したが、真空度は１．０ ’Ｔｏｒｒ以
下であれば同様の効果を奏することが確認された。この
真空度では残存ガスは酸化、還元、また不活性ガスのい
ずれでもよい。これ以上圧力金玉げると不純物の蒸発が
充分に行なわれなくなり効果は薄くなる。またこの焼鈍
工程はシャドウマスクの多数の開孔を穿設する前に行な
ってもよい。また本発明に適用されるシャドウマスク素
材は３６ＮＮアンバ一合金に限られるものではなく、４
１Ｎ１合金他鉄−ニッケル系合金を主成分とするもので
あれば同様に適用し得ることは言うまでもない。
例について説明したが、真空度は１．０ ’Ｔｏｒｒ以
下であれば同様の効果を奏することが確認された。この
真空度では残存ガスは酸化、還元、また不活性ガスのい
ずれでもよい。これ以上圧力金玉げると不純物の蒸発が
充分に行なわれなくなり効果は薄くなる。またこの焼鈍
工程はシャドウマスクの多数の開孔を穿設する前に行な
ってもよい。また本発明に適用されるシャドウマスク素
材は３６ＮＮアンバ一合金に限られるものではなく、４
１Ｎ１合金他鉄−ニッケル系合金を主成分とするもので
あれば同様に適用し得ることは言うまでもない。
尭明の効果
以上のように本発明によれば、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
防止した高精度の曲面品位とすることができ、色純度の
問題のないカラー受像管を得ることができる。
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
防止した高精度の曲面品位とすることができ、色純度の
問題のないカラー受像管を得ることができる。
第１図はカラー受像管の動作を説明するための模式図、
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図はシャ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
ウマスクの焼鈍温度と降伏点強度との関係を示す特性図
、第６図乃至第８図及び第９図乃至第１１図は従来及び
本発明の実施例の夫々焼鈍温度によるシャドウマスク素
材の金属結晶組織構造を顕微鏡写真により表わした図で
第６図乃至Ｍｌ１図の（ａ）は断面を（ｂ）は表面を夫
々示す図、第１２図は本発明の実施例の焼鈍温度と降伏
点強度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） １５２− ｒｑ軍綱概
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図はシャ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
ウマスクの焼鈍温度と降伏点強度との関係を示す特性図
、第６図乃至第８図及び第９図乃至第１１図は従来及び
本発明の実施例の夫々焼鈍温度によるシャドウマスク素
材の金属結晶組織構造を顕微鏡写真により表わした図で
第６図乃至Ｍｌ１図の（ａ）は断面を（ｂ）は表面を夫
々示す図、第１２図は本発明の実施例の焼鈍温度と降伏
点強度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） １５２− ｒｑ軍綱概
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｌ）鉄及びニッケルを主成分とする薄板状金属板に多数
の開孔を設ける工程と、前記多数の開孔を有する金属板
を焼鈍する工程と、前記焼鈍された金属板を成形する工
程とを少くとも備えたシャドウマスクの製造方法におい
て、前記焼鈍を真空中で行なうことを特徴とするシャド
ウマスクの製造方法。 ２）前記焼鈍が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１項記載
のシャドウマスクの製造方法。 ３）前記焼鈍が１０００℃以上の温度で行なわれること
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。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13572082A JPS5927433A (ja) | 1982-08-05 | 1982-08-05 | シヤドウマスクの製造方法 |
| EP83107286A EP0101919B1 (en) | 1982-08-05 | 1983-07-25 | Color picture tube and method for manufacturing the same |
| DE8383107286T DE3366460D1 (en) | 1982-08-05 | 1983-07-25 | Color picture tube and method for manufacturing the same |
| US06/818,269 US4708680A (en) | 1982-08-05 | 1986-01-13 | Color picture tube and method for manufacturing the same |
| HK1092/90A HK109290A (en) | 1982-08-05 | 1990-12-27 | Color picture tube and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13572082A JPS5927433A (ja) | 1982-08-05 | 1982-08-05 | シヤドウマスクの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5927433A true JPS5927433A (ja) | 1984-02-13 |
| JPS643022B2 JPS643022B2 (ja) | 1989-01-19 |
Family
ID=15158300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13572082A Granted JPS5927433A (ja) | 1982-08-05 | 1982-08-05 | シヤドウマスクの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5927433A (ja) |
-
1982
- 1982-08-05 JP JP13572082A patent/JPS5927433A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS643022B2 (ja) | 1989-01-19 |
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