JPS62243782A - シヤドウマスク用金属薄板の製造方法 - 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】 （発明の目的） 本発明はカラー受像管に用いるシャドウマスク用薄板の
製造方法に関する。

（従来の技術及び問題点） 従来、カラー受像管用シャドウマスクには、低炭素リム
ド冷延鋼板や低炭素ＡＱキルド冷延鋼板といった軟鋼板
が用いられているが、これらの材料より低熱膨張特性を
有するＦｅ−Ｎｉ系合金。

例えば３６Ｎｉ−Ｆｅアンバーなどの使用が検討されて
いる。

一般にカラー受像管を作動させた場合、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するので、
シャドウマスクは時として８０℃にも達する程加熱され
る。この際、シャドウマスクが熱により膨張し該シャド
ウマスクと蛍光面の距離が変化して色純度の低下が生じ
るわけであるが、Ｆｅ−Ｎｉ系アンバー合金の使用によ
りこの熱膨張が軽減されるというものである。しかし、
このＦｅ−Ｎｉ系アンバー合金は従来の軟鋼に比べ多数
の細孔を開けるためのエツチング性に問題がある。

前記アンバー合金の場合、レジストの密着性やエツチン
グ液に対する腐食性が軟鋼と異るため、従来のエツチン
グ穿孔法では孔径や孔形状のばらつきが大きくなり、そ
の結果、該エツチングにより穿孔した細孔部に光を透過
させるとマスクにもやがかったようなむらが生じる。特
に、近年急速に増加しているピッチ及び孔径の小さい高
精細度マスクにおいては、孔径や孔形状のわずかな乱れ
によってもむらが生じてしまい、カラー受像管の品位を
著しく低下させてしまう。これを防ぐため。

エツチング液温を低くし、エツチング速度を低下させる
方法も検討されているが、この方法では生産性が極端に
低下して、経済的に適合しない。

このため生産効率がよく、かつ高品位のシャドウマスク
を得ることができるＮ１−Ｆｅ系合金のシャドウマスク
用薄板材が待ち望まれていた。

（発明の構成） 本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、シャドウマ
スクの孔径や孔形状のばらつきを小さくし、むらの発生
しない高品位のシャドウマスクを生産効率よく製造でき
るシャドウマスク用金属薄板の製造方法を提供するもの
である。すなわち、本発明はＦ　ｅ及びＮｉを主成分と
するＦ　ｅ　−Ｎ　ｉ系合金シャドウマスク材を冷間加
工度８０％以」二で強加工圧延し１次いでこの強加工圧
延したシャドウマスク材を再結晶温度以上の温度で焼鈍
し、さらにこの焼鈍したシャドウマスク材を冷間加工度
３〜１５％でダルロールにより表面粗さがＲａＯ０２〜
０．７μｍ及びＳ　ｒｎ　１００　μｍ以下となるよう
に冷間圧延することを特徴とするシャドウマスク用金属
薄板の製造方法（但し、ＲａはＪｆＳＢ０６０１の表面
粗さ、Ｓｍは基準長さ内における表面粗さを示す断面曲
線の凸凹の間隔の平均値である）及び前記焼鈍に際し、
焼鈍後の結晶粒度が粒度番号８．０以上になるように行
うことを特徴とする前記シャドウマスク用金属薄板の製
造方法に関する。

（発明の詳細な説明） 次に本発明のシャドウマスク用金属薄板の製造方法の各
条件の限定について述べる。

本発明者らは、まず、Ｆｅ−Ｎｉ系アンバーのエツチン
グスピードはエツチング面（シャドウマスク用金属薄板
の圧延面）に（１００）を集合させることにより著しく
速めることができることを見出した。シャドウマスクの
エツチング穿孔は貫通エツチングであり、生産効率に寄
与するエツチングスピードは板厚の深さ方向へのエツチ
ングスピードである。したがって、エツチング面にエツ
チングスピードの速い結晶面を集合させることによって
穿孔スピードを上げることができる。Ｆｅ−Ｎｉ系アン
バーの場合、エツチングされやすい結晶面は（１００）
であるので、エツチング面（１００）を集合させること
によりエツチングスピードを著しく上げることができ、
エツチング性に劣るＦｅ−Ｎｉ系合金でもエツチング条
件によっては（例えばエツチング液として塩化第２鉄を
用い、液温６０℃以上でエツチングを行う）、従来の軟
鋼と同等な生産効率を得ることができる。

エツチング面に（１００）を集合させるためには。

冷間で強加工圧延を行った後、再結晶焼鈍を行って集合
組織を得る必要があり、このための強加工圧延の加工度
は実験の結果８０％以上を必要とされる。

強加工圧延の後、再結晶温度以上の温度で焼鈍を行い、
さらに冷間圧延により所定の板厚及び所定の表面粗さを
得るわけであるが、この際、加工度が３％未満ではダル
ロールの凸凹が十分に材料にプリントできず、１５％を
超えると結晶面の回転が大きくなりエツチングスピード
が低下してしまい好ましくない。

表面粗さはレジストの密着性に大きく影響を与える。レ
ジストの密着性が適切でないと孔形状の乱れがおこり、
開孔の精度が低下する。特に、高精細度マスクではレジ
ストの密着性のわずかな差による孔形状の乱れが致命的
な欠陥となる。そこで、表面粗さは次のように厳しく規
定する必要がある。表面粗さＲａが０．２μｍより小さ
しＡとレジストの密着性か弱すぎるためサイドエツチン
グが進みすぎ、精度良く開孔できない、また、０゜７μ
ｍより大きいと密着性強すぎるため現象後に穿孔される
べき部分にもレジストが残存することがあり好ましくな
い、また、生産性を高めるためにはエツチング温度を高
くしなければならないが。

その場合、腐食反応が激しくなるため、より一層表面粗
さを厳しくコントロールして良好なレジストの密着性を
得る必要がある。Ｒａのさらに好ましい範囲は０．４超
〜０．６μｍである。

しかしながら、また上記のＲａだけでは適切な細孔を得
るための十分なエツチング穿孔ができない。そこで種々
検討されたのがＳｍである。Ｓｍは第１図に示すように
基準長さ内における表面粗さを示す断面曲線の凸凹の間
隔の平均値を表すものであり、Ｓｍが大きすぎると孔形
状が悪くなる。この様子を第２図に示す。第２図（ａ）
はＳｍが大きすぎる場合を概念的に示したもので粗さの
ピッチが大きいため局部的にレジストの密着性が弱くな
り、その部分で図の点線４を示すようにサイドエツチン
グ（側壁方向へのエツチング）が過度に進むため孔形状
が乱れる。第２図（ｂ）はＳｍが適度に小さい場合を概
念的に示したものでレジストの密着性が孔のどの部分の
も均一なため孔形状は乱れない。このようにＳｍはレジ
ストの密着性の重要な因子であり、１００μｍを超える
と孔形状の乱れを生ずるので１本発明のようにＳｍを１
００μｍ以下とする必要がある。

特に高温でエツチングする場合や孔径が小さい高精細マ
スクの場合は、Ｓｍ５０μｍ以下とすることが望ましい
。

次に結晶粒であるが、粒度番号で８．０未満の粗粒であ
ると、結晶面によってエツチング性に差異があるので孔
の縁がギザギザになり孔形状が悪くなるという傾向があ
る。したがって、より孔精度を良好にするためには結晶
粒度を粒度番号で８．０以上とするのが望ましい。

このようにエツチングによる細孔の精度を上げるために
は、Ｒａ、Ｓｍさらには結晶粒度を本願発明の条件に厳
密に調節する必要がある。

なお、実験の結果、焼鈍前の強加工圧延の加工度が９７
％を超えると、焼鈍再結晶したとき均一な細粒にならな
いことがあるのが分かった。したがって、強加工圧延の
加工度の上限は９７％が望ましい。

さらに、結晶粒を均一に微細化するためには高温短時間
焼鈍（通常Ｆ　ａ　−Ｎ　ｉ系アンバーに行われる光輝
焼鈍は光輝焼鈍ラインで高温短時間で行われる）よりも
低温長時間焼鈍のほうが適していることも分かった。前
記のように結晶粒を均一に微細化するためには焼鈍条件
を厳しくコントロールする必要があるが、高温短時間焼
鈍ではわずかなラインスピードの違いによって結晶組織
が変化してしまうため、コントロールが困難である。

そして上記の焼鈍は６５０〜８５０℃の範囲で行うこと
が望ましい。

以下に実施例を示し、本発明の詳細な説明する。

（実施例） シャドウマスク材として３６Ｎｉ−Ｆｅアンバーを用い
た。これを第１表に示す工程により最終的に板厚０．２
閤の金属薄板とした。この金属薄板を供試材としてエツ
チング試験を行った。まず、圧延油及び防錆油を取除く
ため脱脂を行い、その後、両面に牛乳カゼイン酸アルカ
リと重クロム酸アンモニウムとからなる感光液を塗布し
て所定のレジスト膜を形成する。

次に両面の感光膜に大小マスク孔のネガ像を有するパタ
ーンを密着配置し、超高圧水銀ランプで露光することに
よりマスク孔の像を得る。その後。

現象、乾燥、バーニングを経てエツチング工程に進む。

エツチング工程では、エツチング液として塩化第２鉄を
用いた。

エツチングスピードは、従来の軟鋼のエツチングに要す
る時間と今回の試験において要した時間の比、従来の軟
鋼のエツチングに要する時間／本実験のアンバーのエツ
チングに要する時間で評価した。また、エツチングを終
えたマスクを暗室内で透過光によりｉｔ！ｍｕむら品位
を評価した。以上の実験結果を第１表に合せて示す。

本発明例１〜６は強加工圧延及び最終圧延の際の加工度
、表面粗さ、結晶粒度の全てが適切なため、エツチング
スピードは軟鋼の８０％以上あり。

また、むら品位の高い良好なマスクが得られている。特
に、本発明例１．３．４はＲａ、Ｓｍがさらに好ましい
範囲にあるため、むらの全くない特に良好なマスクが得
られている。本発明例７は結晶粒度が粒度番号８．０未
満なため、むらが少しあるが実用上問題ないレベルであ
る。

比較例８は強加工圧延の際の加工度が低すぎ、また、比
較例１０は最終圧延の際の加工度が高すぎるためエツチ
ング面への（１００）の集合が不十分で、エツチングス
ピードが軟鋼の６０％しかなく生産効率が悪い。比較例
９は最終圧延の際の加工度が低すぎるためダルロールの
凸凹が材料にうまくプリントできず、したがってＲａも
小さくなりむらが発生している。比較例１１〜１３はＲ
ａ、Ｓｍに本発明範囲を外れるものがあるためむらが発
生している。

以上の実施例ではシャドウマスク材として３６Ｎｉ−Ｆ
ｅ合金を用いたが１本発明はこれに限るものではなく、
４２Ｎ’１−Ｆｅ合金、３６Ｎｉ−４Ｃｒ−Ｆｅ合金、
３２Ｎｉ−５Ｃｏ−Ｆｅ合金。

３２Ｎｉ−４Ｃｏ−２Ｃｒ−Ｆｅ合金等のＦｅ及びＮｉ
を主成分とするアンバー型合金であれば同様に適用でき
ることは言うまでもない。

以下余白 第１表 傘エツチングスピード（％） 従来の軟鋼のエツチングスピード 本実験のアンバーのエツチングに要する時間ｍ−むら品
位 Ａ　むらは全くなく特に良好 Ｂ　むらはほとんどなく良好 Ｃむらが少しあるが実用上問題ない Ｄ　むらがあり実用不可 Ｅ　むらがかなり強い （効　果） 以上のように本発明によれば、孔径や孔形状のばらつき
を小さくシ、むらの発生しない高品質のシャドウマスク
を生産効率よく製造できるシャドウマスク用金属薄板を
製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は表面粗さＳｍの説明図、第２図（ａ）及び第２
図（ｂ）はＳｍの孔形状に及ぼす影響を概念的に説明す
るための説明図である。 Ｑ：　平均線 ＳｍＬ、Ｓｍ２：・・・凸凹の間隔 １：　粗さのあらい凸部 ２：　粗さの密な凸部 ３：孔 ４：　サイドエツチングが進み孔形状が点線のように脹
らんだ部位

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｆｅ及びＮｉを主成分とするＦｅ−Ｎｉ系合金シ
   ャドウマスク材を冷間加工度８０％以上で強加工圧延し
   、次いでこの強加工圧延したシャドウマスク材を再結晶
   温度以上の温度で焼鈍し、さらにこの焼鈍したシャドウ
   マスク材を冷間加工度３〜１５％でダルロールにより表
   面粗さがＲａ０．２〜０．７μｍ及びＳｍ１００μｍ以
   下となるように冷間圧延することを特徴とするシャドウ
   マスク用金属薄板の製造方法（但し、ＲａはＪＩＳ　Ｂ
   　０６０１の表面粗さ、Ｓｍは基準長さ内における表面
   粗さを示す断面曲線の凸凹の間隔の平均値である）。
2. （２）前記焼鈍に際し、焼鈍後の結晶粒度が粒度番号８
   ．０以上になるように行うことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載のシャドウマスク用金属薄板の製造方
   法。