KR100516410B1 - 컬러브라운관용 셰도우마스크 - Google Patents

Abstract

니켈을 함유하는 철기합금기재로 되는 저열팽창계수 셰도우마스크에 있어서, 철기합금기재는 0.2%내력이 220∼300N/㎟이고, JISG0551에 의한 결정입도가 7.5 이하이며, X선회절법에 의해 측정한 각 면의 집적도가 20% 이하이고, 각 면의 집적도의 차가 20% 이하여서 프레스성형전에 어닐링처리를 하지 않고 프레스성형을 하여 제조한 브라운관용 셰도우마스크.

Description

컬러브라운관용 셰도우마스크{SHADOW MASK FOR COLOR PICTURE TUBE}

본 발명은 컬러텔레비젼이나 컴퓨터의 컬러표시 장치용 셰도우마스크에 관한 것이다.

컬러텔레비젼이나 컬러표시 장치용 브라운관에는 소정의 형광체로 전자빔(beam)이 조사(照射)되도록, 다수의 소구멍을 설치한 금속판으로 된 셰도우마스크가 사용되고 있다. 가속된 전자는 개구부 이외에도 충돌하기 때문에 셰도우마스크는 가열되고 열팽창에 의해 찌그러져 차츰 형광면에 대한 전자선의 위치가 어긋나게 되어 화상에 색왜곡이 발생하는 일이 있었다.

그래서, 종래부터 사용되고 있던 저탄소강판 대신에 열팽창율이 작은 니켈철합금이 사용되고 있는데, 니켈 36중량%-철합금인 인바(invar)합금이 널리 사용되고 있다.

니켈철합금으로 된 셰도우마스크는 이하와 같이 제조되고 있다. 예를 들면, 소정성분의 금속재료를 배합한 합금을 용해해서 제작한 강철덩어리를 열간압연으로 소정의 두께로 압연한 후에 냉간압연, 어닐링(annealing) 등의 공정을 거쳐 박판(薄板)을 제조하고 있다. 그 다음으로, 박판에 레지스트(regist)를 도포한 후에 소정의 개구부형성용 패턴에 의해 노광하고, 에칭에 의해 개구부를 형성하여 셰도우마스크 원판을 제조하고 있다.

셰도우마스크 원판을 브라운관에 장치하기 위해서는 셰도우마스크 원판을 브라운관 내부의 형상에 맞추어 프레스성형하는 것이 필요하다. 그러나, 셰도우마스크 원판은 프레스성형성(成形性)이 나쁘므로 프레스성형성을 높이기 위해서 셰도우마스크 원판을 환원성(還元性)분위기의 700∼1000℃ 정도의 온도에서 어닐링한 후에 프레스성형을 하고 또한, 셰도우마스크의 녹의 방지, 전자빔이 충돌했을 때의 불필요한 반사 등을 감소시키기 위해서 산화성 분위기에서 열처리하여 산화막을 표면에 형성한 셰도우마스크를 얻고 있다.

그러나, 셰도우마스크 원판의 어닐링 공정은 브라운관의 제조 공정수를 증가시킬 뿐만 아니라 셰도우마스크 원판끼리 들러붙거나 열처리의 얼룩에 의해 비대칭(asymmetry) 현상이 발생하는 문제가 있어, 브라운관의 화상표시 품질이 저하하는 문제가 있었다.

그래서, 니켈철합금으로 된 셰도우마스크용 원판의 내력(耐力,proof stress)과 연신율(延伸率,elongation)을 소정 범위 내의 값으로 함으로써 프레스성형 전의 어닐링 처리가 불필요한 셰도우마스크용 소재가 JP5065598A에서 제안되어 있다.

그러나, 내력과 연신율을 소정치로 하는 것만으로는 충분한 특성을 가진 셰도우마스크를 얻을 수 없었다.

본 발명은 개구(開口)처리를 한 후, 프레스성형성을 높이고 어닐링 처리가 불필요한, 특성이 뛰어난 셰도우마스크를 제공하는 것을 그 과제로 하는 것이다.

본 발명은 니켈을 함유하는 철기합금기재(鐵基合金基材)로 되는 저열팽창계수 셰도우마스크에 있어서, ASTM E112(JIS G0551)로 규정된 입도측정방법에 의한 결정입도가 7.5 이하인 브라운관용 셰도우마스크이다.

철기합금기재는 0.2%내력이 220∼300N/㎟인 상기의 브라운관용 셰도우마스크이다.

또한, 철기합금기재는 X선 회절법(回折法)에 의해 측정한 각 면의 집적도(集積度)가 20% 이하이고, 각 면의 집적도의 차가 20% 이하인 상기의 브라운관용 셰도우마스크이다.

철기합금기재에 소정 패턴의 개공(開孔)을 한 후에 어닐링 처리를 하지 않고 프레스성형을 한 상기의 브라운관용 셰도우마스크이다.

또, 니켈을 함유하는 철기합금기재로 되는 저열팽창계수 셰도우마스크에 있어서, 철기합금기재는 0.2%내력이 220∼300N/㎟이고, ASTM E112(JIS G0551)에 의한 결정입도가 7.5 이하이며, X선회절법에 의해 측정한 각 면의 집적도가 20% 이하이고, 각 면의 집적도의 차가 20% 이하이며, 철기합금기재에 소정 패턴의 개공을 한 후에 어닐링 처리를 하지 않고 프레스성형이 가능한 브라운관용 셰도우마스크이다.

본 발명은 셰도우마스크용의 니켈철합금으로 된 금속박판으로서, 특정의 내력과 함께 결정입도(結晶粒度) 및 X선회절법에 의해 측정한 집적도가 소정치를 갖고, 각 면을 이방성(異方性)이 없는 재료를 사용함으로써 프레스성형 전의 어닐링 처리를 하지 않고도 특성이 뛰어난 셰도우마스크를 제조할 수 있는 것을 발견한 것이다.

본 발명의 셰도우마스크에 사용하는 니켈철합금은 니켈을 35.0∼37.0중량%를 함유한 것이 사용되고, 니켈 이외의 첨가금속으로서는 크롬 등을 함유하고 있어도 좋다.

본 발명의 셰도우마스크에 사용하는 금속박판은 소정 성분으로 조정한 합금성분을 용해, 주조하여 얻어진 강철덩어리를 열간압연하고, 소정 두께로 압연한 후에 냉간압연과 어닐링의 조작을 반복함으로써 제조할 수 있다.

그리고, 본발명의 셰도우마스크용 금속재료는 ISO 6892(JISZ 2241)로 규정된 금속재료 시험방법에 의한 0.2%연신시의 내력인 0.2%내력이 220∼300N/㎟의 범위인 것이 바람직하며, ASTM E112(JIS G0551)로 규정된 입도측정방법에 의한 오스테나이트(austenite)결정입도를 7.5 이하로 하는 것이 바람직하다.

또, X선회절법에 의해 측정한 집적도는 각 면이 20% 이하인 것이 바람직하고, 각 면의 집적도의 최대격차가 20% 보다도 적고 이방성이 없는 것이 바람직하다. 결정의 배향성(配向性)이 높으면 프레스성형에 의한 가공시에 방향성이 생겨서 균일한 프레스 가공을 할 수 없다.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 설명한다.

실시예 1

니켈 36중량%-철로 된 금속재료를 용해, 주조한 후, 열간압연 후에 냉간압연 및 어닐링을 반복하여 두께 0.13mm의 니켈철합금판을 제조하였다.

얻어진 니켈철 합금판의 양면에 수용성 카세인(casein)레지스트를 도포하고, 건조후에 소재의 양면 레지스트를 한쌍의 표리 패턴을 그린 유리건판(乾板)을 사용하여 레지스트를 노광하여 패터닝을 하였다. 경막(硬膜)처리, 베이킹처리를하고난 후, 패터닝된 레지스트의 양면에 액온 60℃, 비중48。Beh(Baume degree for heavy liquid)의 염화제2철용액을 에칭액으로서 노즐로부터 분무하여 에칭을 하였다. 에칭 후에 물로 씻고 알칼리수용액으로 레지스터를 박리(剝離)하고 세정, 건조하여 셰도우마스크용 원판을 제조하였다.

얻어진 셰도우마스크용 원판의 인장강도, 0.2%내력, 연신율, 경도 및 결정입도를 측정하였다.

인장강도, 0.2%내력은 도 1에 나타낸 형상의 시험편을 사용하여 ISO 6892(JISZ 2241)로 규정된 인장시험방법에 의해 측정했다.

도 1에 있어서 각부의 길이는 이하와 같다.

L (평점거리, Gauge Length) : 50mm

P (평행부의 길이, Parallel Length) : 60mm

R (필릿의 반경 Radius of fillet) : 20mm

T (두께 Thickness) : 재료의 두께

B (손잡이부의 폭 Gripped ends) : 30mm

경도는 비커즈 경도(Vickers hardness)0.3kg에 의해 측정했다. 또, 결정입도는 ASTM E112(JIS G0551)로 규정된 오스테나이트 결정입도에 의해 측정하고, 측정결과를 표 1에 나타냈다.

또, 각 면의 방향마다 집적도를 측정하여 그 결과를 표 2에 나타냈다. 또한, 집적도의 최대격차로써 나타냈다.

또한, 얻어진 셰도우마스크용 원판을 200℃에서 17인치형 브라운관용 프레스 형성금형을 사용하여 성형하고, 금형대로 성형된 것을 성형성이 양호한 것으로 하고, 금형대로 성형되지 않은 것이나 셰도우마스크 원판이 변형되거나 잘려서 셰도우마스크로서 사용할 수 없는 것은 불량으로 하였다.

비교예 1

실시예 1과는 열간압연, 냉간압연 및 어닐링의 조건을 변경하여 두께 0.13mm의 니켈철합금판을 제조했다.

얻어진 니켈철 합금판의 양면에 실시예 1과 같이 하여 에칭용 패턴을 형성한 후에 에칭을 하고, 200℃에서 프레스성형했다.

실시예 1과 동일하게 하여 측정하여 얻어진 결과를 표 1에 나타냈다.

또, 7면의 각 면의 방향마다 비율 및 집적도를 측정하여 그 결과를 표 2에 나타냈다.

비교예 2

인장강도 650N/㎟, 연신율 2%의 소재에서 얻어진 셰도우마스크용 원판을 수소를 함유한 질소분위기의 810℃에서 20분간 유지하여 어닐한 후에 200℃에서 프레스성형하였다.

실시예 1과 같이 측정하여 얻어진 결과를 표 1에 나타냈다.

또, 각 면의 방향마다 집적도를 측정하여 그 결과를 표 2에 나타냈다.

	인장강도(N/㎟)	0.2%내력(N/㎟)	연신율(%)	경도	결정입도	성형성
실시예 1	443	275	32	123	7.5	양호
비교예 1	450	272	31	123	8.0	불량
비교예 2	465(650)	305	30(2)	129(200)	8.5	불량

표에서 ( ) 안은 어닐처리 전의 값이다.

	면방향과 7면의 비율과 집적도	최대격차
	(111)								(200)	(220)	(311)	(331)	(420)	(422)
실시예 1	12	16	15	16	14	14	13	4
비교예 1	12	38	12	11	10	9	8	30
비교예 2	13	20	18	15	13	12	9	11

본 발명의 컬러브라운관용 셰도우마스크는 양호한 프레스성형성을 갖는 니켈철합금을 사용하였기 때문에 프레스성형전의 열처리를 하지 않고도 프레스 금형대로의 성형이 가능함과 동시에, 특성이 뛰어난 고품질의 컬러브라운관을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 브라운관용 셰도우마스크의 인장(引張)시험에 사용한 시험편(片)의 형상을 설명하는 도.

Claims (8)

1. 니켈을 함유하는 철기합금기재로 이루어지는 저열팽창계수 셰도우마스크에 있어서, ASTM E112(JIS G0551)로 규정된 입도측정방법에 의한 결정입도가 7.5 이하이고, 상기 철기합금기재에 소정의 패턴으로 개구를 형성한 후에 어닐링 처리를 하지 않고 프레스 성형을 한 것이고, 상기 철기합금기재는 0.2 % 내력이 220 내지 300 N/mm²이고, X선 회절법에 의해 측정한 각 면의 집적도가 20 % 이하이고, 각 면의 집적도의 차가 20 %이하인 것을 특징으로 하는 브라운관용 셰도우 마스크.
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