JPS62222535A - シャ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】 この発明は、シャドウマスクシートを続けて焼なましそ
してドレープ圧伸（ｄｒａｐｅ　ｄｒａｗ）　してシャ
ドウマスクを形成し、次いで酸化するようにした鉄−ニ
ッケル合金のシャドウマスクシートよりシャドウマスク
を製造する方法に関するものである。

この発明はまた本発明の製造方法によってつくられたシ
ャドウマスクに関するものである。

この発明は更にまた本発明のシャドウマスクを有するカ
ラー表示管に関するものである。

カラー表示管は外部磁界に敏感で、この外部磁界により
その動作に有害な影響を受けることがある。外部干渉磁
界の一つは地磁気である。したがってカラー表示管には
有効な磁気じゃへいを設けねばならない。カラー表示管
の横方向の干渉磁界に対しては軟磁性材料の外囲器が有
効な保護を与えることができる。けれどもこのような外
囲器をカラー表示管の軸方向の磁界を無効にするために
カラー表示管の表示窓の正面に設けることはできない。

軟磁性材料より成るシャドウマスクは軸方向の磁界に対
して適度なしゃへいを与える。けれども、軸方向磁界に
よるカラー表示管の動作の影響は、°カラー表示管の磁
気じゃへいを最適にするのに大きな問題となる。適度な
磁気じゃへいを与える軟磁性材料は例えば鉄とニッケル
の合金である。鉄とニッケルの合金のシャドウマスクシ
ートより成るシャドウマスクの製造においては、シャド
ウマスクシートは、圧伸工程の前に焼なまし処理を受け
る。この焼なまし処理は還元性ガスふん回申で行われて
［オ料の再結晶を生じ、この結果内部の機械的応力が除
去される。その上材料の炭素含有量は拡散によって減少
される。この焼なまし処理の後、シャドウマスクシート
は機械的な変形によってドレープ圧伸される。シャドウ
マスクが鉄−ニッケル合金よりつくられた場合には１５
０℃と２００℃の間の温度で行われるこの圧伸工程は、
シャドウマスク材料の本来の好ましい磁気じゃへい特性
に悪影響を与える。

種々の理由から、シャドウマスクをドレープ圧伸した後
これを酸化性ふん囲気中で焼なましする酸化処理を該シ
ャドウマスクに施すのが普通である。このようにして、
例えば、この酸化がシャドウマスクの無制限なさびつき
を阻止する。この酸化の結果シャドウマスク上に黒い酸
化物層が形成される。

この理由でこの酸化は黒化とも呼ばれる。この酸化層は
、放射によるシャドウマスクの熱放散を改良する。

通常の方法でつくられた鉄−ニッケル合金より成るシャ
ドウマスクは未だ所望通りの磁気じゃへい特性を有して
いない。

この発明の目的は、改良された磁気特性を有するシャド
ウマスクを供する鉄−ニッケルより成るシャドウマスク
の製造方法を得ることにある。

この発明の特徴とするところは、冒頭に記載したタイプ
の製造方法において、ドレープ圧伸後酸化前に、シャド
ウマスクに非酸化性ふん囲気中で７００℃と１２００℃
の間の温度で補足焼なまし処理を施すことにある。実際
に、圧伸法で得られたシャドウマスクの磁気じゃへい特
性はこの補足焼なまし処理によって改良される。補足焼
なまし処理は７００℃以上の温度で行うべきであること
がわかった。１２００℃以上で行う補足焼なまし処理に
よって得られる磁気じゃへい特性の改良は経済的に引き
合わない。

この発明の一実施態様では、補足焼なましを、シャドウ
マスクを焼なます温度と少なくとも実質的に等しい温度
で行う。補足焼なまし処理をシャドウマスクシートの焼
なまし温度と略々同じ温度で行うと、シャドウマスクシ
ートの焼なまし処理にも使用したと同じ炉を補足焼なま
し処理に用いることができる。

シャドウマスクをカラー表示管内に入れる場合このシャ
ドウマスクを固定する支持フレームを用いるのが普通で
ある。この支持フレームをカラー表示管内に置く前に、
該支持フレームはシャドウマスクと同様に酸化焼なま処
理を受ける。この支持フレームはカラー表示管内でシャ
ドウマスクと略々同じ位置にあるので、支持フレームも
また管軸方向の干渉磁界のしゃへいに寄与する。

この発明の別の実施態様では、酸化後のシャドウマスク
を酸化焼なまし処理を施した支持フレームに連結する場
合、支持フレームを鉄−ニッケル合金よりつくり、酸化
前に、非酸化性ふん囲気中で７００℃と１２００℃の間
の温度で補足焼なまし処理を施す。非酸化性ふん囲気内
での支持フレームの補足焼なまし処理は、その材料の磁
気じゃへい特性の改良を生じる。この補足焼なまし処理
の温度範囲は、シャドウマスクの補足焼なまし処理に記
載したのと同じ考え方で選ばれる。補足焼なまし処理の
結果得られたより良い磁気じゃへい特性を有するシャド
ウマスクと組合されて、補足焼なまし処理を受けた支持
フレームは、カラー表示管内の軸方向干渉磁界に対する
改良された磁気じゃへいを保証する。この結果、カラー
表示管の動作が改良される。

以下にこの発明を図面を参照して実施例により更に詳し
く説明する。第１図は、シャドウマスクと支持フレーム
を有するカラー表示管の一部切欠斜視図である。模型的
に示したこのカラー表示管は、表示窓２、コーン３およ
びネック４より成るガラス容器１と、３つの電子ビーム
８，９．１０を発生する３つの電子銃５．６．７とを有
する。前記の表示窓２はその内側に多数の３つ組のけい
光体ラインを有する。各３つの組は、青発光けい光体よ
り成るライン１１と緑発光けい光体より成るライン１２
と赤発光けい光体より成るライン１３とより成る。すべ
ての３つ組が一緒になって表示スクリーン１４を形成す
る。電子ビーム８，９および１０を極めて多数のアパー
チャを通して夫々１つの色のけい光体ラインにのみ衝突
させるようにしたシャドウマスク１５が電子銃５．６お
よび７と表示スクリーン１４との間に位置される。この
シャドウマスク１５は、カラー表示管内に取付けられた
支持フレーム１７に設けられる。外部磁界が電子ビーム
８゜９および１０の運動に影響を及ぼし、その結果干渉
誤差が生じる。例えば誤導入や集中誤差に基く色不純が
そうである。外部磁界の影響を見出すには、このような
磁界をカラー表示管に関して３つの互に直角な成分に分
解するのが適当である。これ等の成分の一つ、軸方向成
分は管軸に沿って作用する。軟磁性材料のシャドウマス
ク１５はこの軸方向の干渉磁界を有効にじゃへいするこ
とができる。

良好なしゃへい特性を有する軟磁性材料は鉄とニッケル
の合金で、この場合ニッケル含有量は例えば３５％と３
７％の間である。この合金は、鉄−ニッケルの外に炭素
と不純物を有する。このような合金よりのンヤドウマス
クの製造は次のようにして行うことができる。アパーチ
ャを有する鉄−ニッケル合金より成るシャドウマスクシ
ートを、例えば７００℃、！１８２０℃の間の温度で、
シャドウマスクシートの材料の完全な再結晶を生ずるに
十分な時間焼なまし処理する。材料内の機械的応力はこ
の再結晶によって低減される。この焼なまし処理は、例
えば水素含有窒素ふん囲気（６％Ｈ２＋　残りＮ２）の
ような非酸化性ふん囲気中で行う。鉄−ニッケル合金内
の炭素含有量は水素によって低減される。

鉄−ニッケル合金よりつくられたシャドウマスクでは、
焼なまし処理は引張り応力を低減するのにも役立ち、こ
の場合材料の０．２％オフセット降伏応力（ｐｒｏｏｆ
　５ｔｒｅｓｓ）が、再現可能な圧伸工程の得られる値
になる。この再現可能性のために、シャドウマスクは室
温でドレープ圧伸されるのではなくて高温例えば１５０
℃と２５０℃の間の温度でドレープ圧伸される。第２図
はシャドウマスクシートをドレープ圧伸する装置の断面
図を示す。この装置は、圧伸ダイ１８（マンドレルとも
云う）、圧力リング１９（プリーツ・ホルダとも云う）
および圧伸リング２ｉ、ｒを有する。方形のシャドウマ
スクシー）２１が圧伸ダイ１８上に置かれる。圧伸リン
グ２０が圧力リング１９に向けて垂直方向に動かされる
結果、シャドウマスクシート２１は、圧力リング１９と
圧伸リング２０の対向する２つの側部間にクランプされ
る。シャドウマスクシート２１の所望形状への圧伸は、
延伸リング２０と圧力リング１９を同時に下げることに
より行われる。この場合シャドウマスクシート２１は圧
伸ダイ１８上で引張られる。この圧伸工程の間、シャド
ウマスクシート２１の温度は略々２００℃に保たれる。

これを実現するために、圧伸ダイ１８は銅ブロック２２
を有し、この銅ブロツク内に加熱素子２３が挿入される
。同様に、圧力リング１９には銅ブロック２４と加熱素
子２５がまた圧伸リング２０には銅ブロック２６と加熱
素子２７が設けられる。圧伸工程の間シャドウマスクシ
ート上の温度を均一にするために、延伸ダイ１８は多数
の加熱パイプ２８を有し、この加熱パイプによって圧伸
ダイの表面の温度の均一化が保証される。ドレープ圧伸
されたシャドウマスクの磁気じゃへい特性はこの圧伸工
程によって悪影響を受ける。非酸化性ふん占（・：中で
の補足焼なまし処理は磁気じゃへい特性を改良する。こ
の補足焼なまし処理が行われる温度は７００℃と１２０
０℃の間にある。７００℃以下では目立つ程の改良は得
られず、一方、１２００℃以上では、しゃへい特性の改
良がこのような高温に維持する努力に見合わない。補足
焼なまし処理を行う非酸化性ふん囲気は、例えば還元性
の水素含有窒素ふん囲気でよい。実際には６％の水素を
含む窒素ふん囲気を使用するのが良いことがわかった。

けれども、非酸化性ふん囲気の使用は前記の例に限られ
るものではない。例えば窒素だけを有するふん囲気を用
いることも可能である。補足焼なまし処理ラシャドウマ
スクシートの焼なまし温度例えば７６０℃で行うと、こ
れ等２つの焼なまし処理に同じ炉を使うことができる。

例えば７６０℃の温度での１０分間の焼なまし処理は、
磁気じゃへい特性の十分な改良を与える。完全な再結晶
を得るための補足焼なまし処理の時間は、使用するふん
囲気によって決まる。

４１ラ一表示管の動作中電子流のかなりの部分が表示ス
クリーン１４への途中シャドウマスク１５に衝突するの
で、シャドウマスク１５が加熱される。種々の理由で、
この加熱はできる限り小さくそして／または熱放散がで
きる限り大きくあるべきである。カラー表示管のガラス
容器１内は真空なので、放射による熱伝達が最も大切で
ある。表面の熱放射は公知のように所謂黒体が最も高い
。特別な処理を受けてない金属は反射面を有するので、
放射による熱伝達の割合は僅かである。この割合を大き
くするには、金属表面に黒体の特性を有する被覆層を設
けねばならない。酸化ふん囲気中で３００℃と６００℃
の間の温度でシャドウマスクに焼なまし処理を施すこと
により被覆層が形成され、その結果放射による熱の放散
が増加する。実際には６００℃での焼なまし処理が十分
な満足を与える。このシャドウマスクの酸化は一般に用
いられている。

シャドウマスク１５を連結した支持フレーム１７は、カ
ラー表示管内にシャドウマスクを懸吊するのに用いられ
る。軸方向の干渉磁界のしゃへいを増すために、例えば
鉄−ニッケル合金がそうであるように、良好な磁気じゃ
へい特性を有する材料でつくるのが有利である。カラー
表示管内に支持フレーム１７を取付ける前に、この支持
フレームは、放射による熱伝達のわりあいが増すように
酸化処理を受ける。この酸化に先立って、支持フレーム
は非酸化性ふん囲気中で７００℃と１２００℃の間の温
度で補足焼なまし処理を受ける。磁気じゃへい特性はこ
の補足焼なまし処理によって改良される。支持フレーム
とシャドウマスクの非酸化性焼なまし処理を同じ温度例
えば７６０℃で行うと、この非酸化性焼なまし処理は唯
一つの炉ですむ。最終的に得られたシャドウマスク支持
フレーム組合せ体くまたはシャドウマスク単体）は、カ
ラー表示管内の軸方向干渉磁界の良好なしゃへいを与え
るだけでなく、シャドウマスク支持フレーム組合せ体は
その壁がカラー表示管の縦方向に延在する箱と見做せる
ので、軸方向磁界に直角な干渉磁界もまたじゃへいされ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を説明するためのカラー表示管の一部切欠
斜視図である。 １・・・ガラス容器　　　　２・・・表示窓３・・・コ
ーン　　　　　　４・・・ネック５、６．７・・・電子
銃　　　８．肌１０・・・電子ビーム１１、１２．１３
・・・３つ組けい光体ライン１４・・・表示スクリーン
　　１５・・・シャドウマスク１６・・・アパーチャ 特許出願人　　エヌ・べ−・フィリップス・フルーイラ
ンペンファブリケン ＦＩＧ、２ 手　　続　　補　　正　　書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和６２年特許願第１０１１９号 ２、発明の名称 シャドウマスクの製造方法とこの製造方法で製造された
シャドウマスクおよびこのシャドウマスクを有するカラ
ー表示管 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　称　エヌ・べ−・フィリップス・ フルーイランベンファブリケン ４、代　理　人 ６、補正の対象 ■、明細書第１４頁の「図面の簡単な説明」の欄を乙の
通りに補正する。 ［第１図は本発明を説明するためのカラー−水管の一部
切欠斜視図、 第２図はシャドウマスクをドレープ圧伸−こる装置の断
面図である。」

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シャドウマスクシートを続けて焼きなましそしてド
   レープ圧伸してシャドウマスクを形成し、次いで酸化す
   るようにした鉄−ニッケル合金のシャドウマスクシート
   よりシャドウマスクを製造する方法において、ドレープ
   圧伸後酸化前に、シャドウマスクに非酸化性ふん囲気中
   で７００℃と１２００℃の間の温度で補足焼なまし処理
   を施すことを特徴とするシャドウマスクの製造方法。 ２、補足焼なましを、シャドウマスクシートを焼なます
   温度と少なく実質的に等しい温度で行う特許請求の範囲
   第１項記載の製造方法。 ３、酸化後のシャドウマスクを酸化焼なまし処理を施し
   た支持フレームに連結する場合、支持フレームを鉄−ニ
   ッケル合金よりつくり、酸化前に、非酸化性ふん囲気中
   で７００℃と１２００℃の間の温度で補足焼なまし処理
   を施す特許請求の範囲第１項又は第２項記載の製造方法
   。 ４、鉄−ニッケル合金は重量百分率で３５から３７％の
   ニッケルを有する特許請求の範囲の第１項から第３項の
   何れか１項記載の製造方法。 ５、特許請求の範囲第１項から第４項の何れかに記載の
   方法で製造されたシャドウマスク。 ６、特許請求の範囲第５項記載のシャドウマスクを有す
   るカラー表示管。