KR900001496B1 - 컬러수상관 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

컬러수상관

제1도는 본 발명의 한 실시예의 단면도.

제2도는 본 발명의 한 실시예의 새도우 마스크의 일부 확대단면도.

제3도는 본 발명을 설명하기 위한 어니일링 온도와 0.2% 내력의 관계를 나타낸 것.

제4도는 본 발명을 설명하기 위한 크롬 첨가량과 0.2% 내력 및 열 팽창 계수의 관계를 나타낸 것.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 외부를 감싸는 그릇 2 : 넥크(neck)

3 : 전자총 4 : 앞면

5 : 형광면 6 : 새도우 마스크

6a : 합금 판체 6b : 크롬이 풍부한 층

6c : 흑색 피막 7 : 플레임

8 : 걸어 멈춤게 9 : 내부 실드

10 : 편향장치 11 : 전자 비임

본 발명은 성형성이 좋고, 열적인 특성이 우수한 새도우 마스크, 프레임, 내부 실드(inner shield) 바이메탈등의 관내부재(管內部在)를 사용해서 구성되는 표시 화상 품질이 높은 컬러 수상관에 관한 것이다.

컬러 수상관은 보통유리로 외부를 에워 싼 그릇의 일단을 구성하는 넥크(neck)에는 예를 들면 인라인(inline) 배열의 전자총이 설치되고 이 전자총에 대향하는 유리 외위기(外圍器)의 다른쪽끝의 앞면부에 적, 청, 녹의 형광체를 구획 배열한 형광면을 설치하고 있다. 이 형광면에 근접해서 다수의 비임 구멍이 있는 새도우 마스크가 대향 배치되어 있다. 이 새도우 마스크는 프레임에 그 주위를 용접해서 일체화되고 프레임은 바이메탈이 있는 걸림기구로 앞면에 부착된 것으로서 이 프레임에는 또한 땅의 자기의 영향을 차단하기 위해서 내부 실드가 부착되어 있다.

그리고 이와 같이 구성된 컬러 수상관에 있어서는 전술한 전자총으로부터 사출된 전자비임은 전술한 넥크의 뿌리밑에 설치된 편향 장치로 인한 편향 제어를 받아서 편향되고 전술한 새도우 마스크의 구멍을 통과해서 형광면에 사돌(射突)하여 형광이 생겨서 컬러 화상을 형성한다.

그런데, 상술한 새도우 마스크, 프레임, 내부실드는 종래의 것보다 부식성 및 성형성이 좋으며 또한 전자비임의 반사 경감에 기여하는 산화막을 그 표면에 용이하게 형성하고 림드강이나 알루미늄 킬드강등을 소재로해서 형성되어 있다.

그러나, 최근 각종 새로운 매체에 대응하기 위해서 컬러수상관의 고품질화, 결국 표시 화상의 소위 보기 쉬운것이나, 매우 섬세한 것이 요구되어 상술한 림드강이나, 알루미늄 킬드강으로서 구성되는 새도우 마스크, 프레임, 내부실드를 사용하는데는 불편이 생기게 되었다.

즉, 컬러 수상관이 동작시에는 상술한 각 부재의 온도가 30-100℃로 상승하고 예를 들면 그 열팽창으로 인한 새도우 마스크의 성형 형상에 뒤틀림에 기인한 소위 도밍(doming)이 생긴다. 이 결과 새도우마스크와 형광면과의 사이의 상대적 위치 관계에 차이가 생겨서 퓨리티 드리프트(PD)라고 불리우는 색차이가 발생한다.

특히 고품위 컬러 수상관에서는 전술한 새도우마스크의 구멍 지름 및 그 구멍 피치(pitch)가 매우 작으므로 그 상대적 차이의 량의 비율이 매우 크게되며 상술한 림드강이나 알루미늄 킬드강을 소재로하는 관내의 부품에서는 실용적으로 견디지 못하게 된다.

특히 영상의 비트러짐이나 외광의 반사를 적게 하기 위해서 앞면부와 새도우 마스크를 평면에 가깝게 한 고곡률 반지름형의 컬러 수상관에 있어서는 상술한 문제가 현저하게 생긴다.

그래서 종래의 그와 같은 종류의 관내부품 즉, 부재를 형성하는 소재로서 열 팽창계수가 작은 니켈-철합금, 예를 들면 인바(Invar) (36 Ni-Fe)를 사용하는 것이 미국 특허 제4,420,366호에 기술되어 있다.

이와 같은 종류의 니켈-철 합금은 열 전도성이 나쁘고 축열(蓄熱)이 용이할 뿐만아니라 통상의 새도우 마스크 구면으로부터 전자총 족으로의 움푹 패인 소위 스프링 백(Spring back)이 생기기 쉽다. 또한 새도우 마스크의 구멍을 식각(蝕刻)형성하였을 때 구멍의 지름의 얼룩이 생기기 쉬운등 식각성이나 성형성의 점에서 불편하다. 또한 일본 특 개소50-58977호와 같이 표면에 형성하는 α-Fe₂O₃흑화막(黑化膜)도 벗겨지기 쉬워서 이로 인하여 컬러 수상관의 고급화를 도모하는데 한계가 있었다.

본 발명의 목적은 열 팽창 계수가 작고 또한 가공성이 좋으며 방열(放熱)에 우수한 관내부재가 있으며 고품질의 화상을 얻을수 있는 컬러 수상관을 제공하는데 있다.

본 발명은 니켈을 25-45중량% 함유하는 철을 주성분으로 하는 합금으로 된 관내부재를 구비하여 이 관내부품이 적어도 0.3-10중량%의 크롬을 포함하고 일부를 망간으로 치환 할 수가 있는 철-니켈 합금으로 되어 있으며, 관내부재의 표면을 크롬이 풍부한 영역으로 하고, 이 표면에 흑색피막으로 된 컬러 수상관이 있다. 흑색 피막은 상술한 합금의 산화물이며, 스피넬(Spinel)구조이다.

흑색 피막의 산화물은 Cr_xNi_yFe_(3-x-y)O₄(O＜_x,y＜₃)로 되며 크롬을 망간으로 일부 치환하였을 경우는 Cr_x1Mn_x2Ni_yFe_3-x1-x1-y-zO₄(o＜x₁, x₂, y＜3)인 화학식으로 나타낸다.

또한 관내부재에는 코발트를 0.2-10중량% 첨가할 수 있다.

이 경우에 생기는 흑색 피막 산화물의 조성은 또한 Cr_xNi_yFe_(3-x-y-z)O₄(o＜x, y, z＜3) 또는 Cr_x1Mn_x2Ni_yFe_3-x1-x2-y-zO₄(o＜x₁, x₂, y, z＜3)의 화학식으로 나타내며 스피넬 구조로 된다. 관재부재의 흑색 피막이 형성되는 표면에는 크롬이 풍부한 층이 생성되며 이것이 피막 고착 강도에 기여하고 있다.

이 크롬이 풍부한 층의 두께를 a로 하게되면 흑색 피막의 두께 b에 대해서 0＜a≤3/4b로 되도록 하는 것이 좋다. 관내 부재 판체의 결정입도는 과소하게 하면 판체의 가공성으로부터 그 범위가 제약을 받게 되지만 표면에 형성되는 흑색 피막은 결정 입도의 평균 지름이 작을수록 표면이 조잡한 면으로 되어 방열상 바람직하다. 그러나, 지²

여기서 상술한 니켈의 조성을 25-45중량%로 한 것은 그 열 팽창계수를 90×10^-7/℃이하로 위해서 이며 니켈의 첨가량이 상술한 범위를 벗어나게되면 본 발명이 목적하는 열 팽창율이 낮은 관내부품용 소재를 얻을 수 없게 된다. 즉, PD값이 낮은 아름다운 화상을 얻을 수 없게된다. 또한, 니켈의 첨가량이 45중량%를 초과하게 되면 그 성형성이 좋고 나쁜지를 가늠하는 0.2%내력(耐力)의 증가가 생겨서 그 성형성이 크게 뒤떨어지게 된다. 그리고, 예를 들면 새도우 마스크에 있어서는 스프링 백이 발생해서 아름다운 화상을 얻기 어렵게 된다. 동시에 그 내 산화성의 향상에 의해서 통상 그 표면에 실시되는 흑화처리가 매우 곤란하게 된다.

또한, 식각(蝕刻)성에 관해서도 니켈량이 많아지게 되면 미세한 식각이 곤란하게 되어 그 식각구멍의 내부벽이 소위 우산모양의 구멍으로 되거나 식각액 속으로 니켈이 다량으로 녹아 들어가므로서 그 식각 속도의 저하를 초래하는 등의 문제가 생긴다.

또한 크롬은 철-니켈합금의 열 팽창계수를 상승시키지만 그 반면 상술한 0.2% 내력을 감소시켜서 그 성형성의 향상에 크게 기여한다. 그러므로 크롬의 첨가에 의해서 그 PD값이 종래의 인바와 비교해서 나빠지는 일이 없다. 이와 같은 사실은 특히 높은 곡율의 새도우 마스크를 얻을 경우등 그 성형성의 향상을 도모 하는데에 중요한 역할을 달성한다. 단, 크롬 첨가량 0.3중량% 미만에서는 0.2% 내력이 22kg/mm²이하까지의 실용적 영역까지 내려가지 않고 크롬, 필요에 따라서 망간의 첨가량이 10중량%를 초과할 경

본 발명을 실시예로 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

제1도에 나타낸 바와같이 본 발명의 한 실시예는 유리로 만든 외부를 감싸는 그릇(1)의 일단을 구성하는 넥크(2)에는 예를 들면 인 라인 배열의 전자총(3)이 설치되어 이 전자총(3)에 대향하는 전술한 유리로 만든 외부를 감싸는 그릇(1)의 타단부의 앞면(4)에 적, 청, 녹의 형광체를 구획 배열한 형광면(5)을 설치하고 있다. 이 형광면(5)에 근접해서 다수의 비임 구멍이 있는 새도우 마스크(6)가 대향 배치되어 있다. 이 새도우 마스크(6)는 그 주위를 프레임(7)에 스폿트 용접되어 이 프레임이 바이메탈이 있는 걸어 멈추게(8)를 사이에 끼워서 앞면(4) 내벽의 파낼핀(Panel pin) (4a)에 부착된 것으로써 그 프레임(7)에는 지자기(地磁氣)의 영향을 차단하도록 내부 실드(9)가 부착되어 있다.

그리고 이와 같이 구성된 컬러 수상관에 있어서는 전술한 전자총(3)으로부터 사술된 3개의 전자 비임(11)은 전술한 넥크(2)의 뿌리 부분에 설치된 편향장치(10)에 의한 평향 제어를 받아서 편향되고, 전술한 새도우 마스크(6)의 구멍을 통과해서 형광면(5)에 사돌(射突)해서 형광이 생겨서 컬러 화상을 형성한다.

그리고, 새도우 마스크(6)는 다음과 같이 제조된다. 즉, 우선36% 니켈과 철을 주성분으로 하고 크롬을 6중량% 포함하며 부수적 성분으로서 탄소 및 규소를 각각 0.01

그 다음 이 플래트 마스크를 세정(洗淨)하여 전단가공(剪斷加工)한 다음 10^-4torr 1000℃로 진공 어니일링하고 프레스 가공하여 곡을 반지름 1000㎜의 포옴드 마스크(foamed mask)를 얻었다. 이 포옴드 마스크를 산처리 트리크렌(triclene) 세정, 수세처리한 다음 30% O₂-N₂습윤(濕潤) 분위기 67℃속에서 30분간 가열 산화하였다.

얻어지는 마스크의 결정입(結晶粒)의 수는 1mm²당 300개였다. 또한, 크롬이 풍부한 층의 크롬 농도는 10중량%, 두께는 0.6μm였다.

제2도에 나타낸 바와 같이 새도우 마스크(6)는 철-니켈 합금으로된 판체(6a)의 표면쪽에 크롬의 풍부한 층(6b)이 형성되고 그 표면위에 흑색 피막(6c)이 형성된다. 흑색피막(6c)은 판체(6a)의 어니일링 및 산화로 인해서 얻어진다.

Cr_xNi_yFe³ _(-x-y)O₄(O＜x, y＜3)로 표시되는 스피넬구조이다.

또한 그 위에 α-Fe₂O₃(6d)가 매우 얇게 형성(피막(6c)의 1/5이하)될때가 있으나, 흑색피막(6c)위 이므로 박리되는 일 없이 흑색도에서 영향을 끼치지 않는다.

판체(6a)의 결정 입계(結晶粒界) (6e)위의 흑색 피막(6c)은 산(山)형상 같이 부풀어 오르지만 이것이 피막의 표면적을 증가시키므로 방열이 유리하게 된다. 이 흑색 피막의 결정입은 습윤 수소중에서 어니일링 하지않는 합금 내부의 결정입에 의존한다. 흑색 피막에서 보게되면 잘다란 편이 좋으나 성형성에서 보게 되면 거치른 편이 좋다. 결정입자는 처리 온도로 변화하지만 새도우 마스크에 대해서는 결정입자수가 1mm²당 10-9000개 바람직하게는 1mm²당 50-5000개로 하는 것이 좋으며, 생성하는 흑색 피막의 요철을 높힐 수가 있다.

크롬이 풍부한 층(6b)은 두께를 a로 한다면 흑색 피막(6c)의 두께(b)에 대해서 0≤a≤3/4b로 되도록 마스크 어니일링과 산화처리를 실시하게 되면 흑색 피막을 보다 견고하게 부착할 수가 있다.

크롬이 풍부한 층(6b)의 생성은 상술한 처리에 의한 것이지만 그 크롬의 평균 농도 n₂은 합금판체(6a)중의 크롬 첨가량 n₁에 대해서 10n₁≥n₂≥1.2n₁이며 n₂를 50중량%이하로 한다.

이와 같이 해서 제작된 새도우 마스크를 스포트 용접으로 동일한 수법으로 제작된 프레임에 부착하여 이것을 바이메탈을 통해서 파넬을 부착하였다. 그 다음, 상술한 새도우 마스크이 구멍에 맞춰서 적, 청, 녹의 형광체를 도포하고, 알루미늄 증착(蒸着 다그(dag)도포한 다음 내부실드를 부착해서 전자총이 붙어 있는 외부를 감싸는 후부의 파

제3도에는 본 실시예에 관한 소재인 크롬을 6중량% 첨가한 36 니켈-철 합금의 어니일링온도에 대한 0.2% 내력(耐力)의 변화를 특성(A)로서 나타낸 것이다. 0.2% 내력은 스트레쳐-스트레인 커브(stretcher-strain curve)의 0.7% 스트레인시의 스트레쳐를 나타낸 것으로서 소재의 강도를 나타낸 기준으로 된다.

특성(B)은 비교를 위하여 나타낸 크롬을 첨가하지 않은 36 니켈-철 합금에 있어서의 어니일링 온도에 대한 0.2% 내력의 변화이다.

이 도면에 나타낸 바와 같이 그 0.2% 내력은 실온에 있어서는 본 발명에 있어서는 본 발명에 관한 관내 부품용 소재의 편이 높지만 500℃이상에서 어니일링 하게 되면 종래의 것에 비교해서 그 0.2% 내력이 충분히 낮아진다.

예를 들면 1000-1200℃에서 진공 어니일링하였을 경우, 본 발명에 관한 관내 부품용 소재의 0.2% 내력은 12Kg/mm²로 되지만 종래의 크롬을 첨가하지 않는 것에 있어서는 그 0.2% 내력이 22Kg/mm²정도로 크다.

따라서 이 사실로서도 전술한 크롬의 첨가가 어니일링시에 있어서의 0.2% 내력의 저감(低減)에 크게 기여하고 있는 것을 알 수 있다. 더구나, 이 크롬과 동일한 작용을 나타내는 것으로서 망간이 있다. 따라서 크롬의 일부를 망간으로 치환할 수도 있다. 이때, 생성되는 산화막은 Cr_x1Mn_x2Ni_yFe_(3-x1-x2-y)O₄(o＜x₁, x₂, y＜3) 또한 이 크롬의 첨가는 30-85%의 니켈과 17%까지의 코발트를 포한하는 수퍼인바(Superinver)에 대해서도 유효하다.

덧붙여서 상술한 특성 A에서 나타내는 소재로 형성된 20인치형 플레트 마스크를 800℃로 수소어니일링하여 이것을 수증기 산화해서 표면에 흑색산화막을 형성한 새도우마스크를 사용해서 컬러수상관을 조립해서 그 3분간에 있어서의 PD값을 측정하였던바 95m란 작은 값을 나타냈다. 이것에 대해서 동일한 열처리를 한 종래의 인바를 사용한 새도우 마스크를 사용해서 동일한 측정을 하였던바 새도우 마스크의 스프링 백이 현저하며 그 색의 얼룩이 심하므로 그 PD값을 측정할 수가 없었다.

그런데, 크롬의 첨가량이 0.3중량% 미만이면 크롬을 첨가하지 않은 36 니켈-철 합금과 같이 어니일링 온도를 1200℃로 높게 하여도 그 0.2% 내력이 20Kg/mm²이하로 되는일은 없다. 또한 그 첨가량이 10중량%를 초과하였을 경우 열팽창 계수가 90×10^-7/℃이상으로 되어 색이 맞지 않게 되므로 고정밀 세밀도의 컬러 수상관에 채택 하기에는 부적당하다. 또한 크롬의 첨가량이 10중량%를 초과하였을 경우 그 표면에 Cr₂O₃의 보호막이 용이하게 형성되고 표면 흑화속도의 저하를 초래하는 등 흑화처리에 불편이 생긴다.

즉, 제4도에 본 발명에 관한 관내 부품용 소재를 사용해서 형성된 플레트 마스크를 수소 속에서 1000℃로 어니일링하였을 때의 0.2% 내력의 변화 특성(C)와 그 열팽창 계수의 변화 특성(D)을 상술한 크롬의 첨가량을 변수로서 나타내도록 크롬의 첨가량을 0.5-15중량%로 하게 되면 그 어니일링으로 인해서 0.2% 내력을 22Kg/mm²이하로 억제해서 스프링백을 방지할 수 있는 것을 알게 된다.

또한 크롬의 첨가량이 10중량%를 초과하게 되면 0.2% 내력이 상승할 뿐만아니

더구나, 종래의 관내 부품용 소재의 고강도화를 목적으로 해서 36 니켈-철 합금에 크롬을 첨가하는 예로서 일본 특개소 59-58977호가 있다. 그러나, 저 내력화를 도모하려는 연구는 전혀되어져 있지 않았으며, 그 소재는 단순히 고강도인 것 뿐이며, 0.2% 내력의 저감은 도모되어 있지 않다. 또한 다음에 설명하는 바와 같이 그 표면의 흑화막도 α-Fe₃O₃로 되어서 박리하기 쉬운 막이다. 이와 같은 점을 고려한다면, 본 발명에 관한 관내 부품용 소재와는 전혀 다르다고 할 수 있다.

그리고, 상술한 소재 표면에 형성되는 흑화막(6C)은 그 열 방산성을 향상시키는 데에서 중요한 역할을 다하여서 컬러수상관의 PD값을 내리는데에 커다란 작용을 한다. 이 열방산성을 결정하는 것은 그흑색의 정도와 표면의 거칠음이며 본 발명에 관한 흑화막(6C)은 다음과 같은 점에서 우수하다.

즉, Cr_xNi_yFe_3-x-yO₄(O＜x,y＜3)로된 흑화막은 종래의 알루미늄 킬드강이나 림드강 위에 생성되어 있던 흑화막과 달라서 철족의 일부를 크롬 또는 니켈로 치환한 스피넬형의 산화물 구조를 지니고 있다.

이 Cr_xNi_yFe_3-x-yO₄는 막내부에 가스나 비어있는 구멍으로 인한 보이드(void)를 포함하기 어렵고 그 소재와의 밀착성이 우수하다. 또한 그 경도도 높으므로 진동으로 인한 하우링방지에도 효적이다. 더구나, 컬러수상관 내부에 있어서 상술한 흑화막(6C)은 금속/산화물 계면에 크롬이 응축해서 박리되기 어렵고, 전자총을 박리편으로 손상시킬 염려도 없다. 또한, 바늘 형상의 결정임 마스크면에 수직으로 되기 쉬우므로 표면 산화

또한,Cr_xNi_yFe_3-x-yO₄속에 그 불가피한 성분이 침입 또는 용해되어도 그 특성이 변화되는 일이 없다. 이와 같은 사실은 30-35%의 니켈과 7%까지의 코발트를 포함하는 슈퍼인바에 크롬을 첨가하였을 경우, 그 흑화막 속에 코발트가 용해되지만 그 특성이 변화하지 않는다는 사실로도 알수 있다.

또한 소재가 크롬의 일부를 망간으로 치환할 것일 경우에는 흑화막은 Cr_xMn_xNi_zFe_3-x-y-zO₄인 스피넬구조로 되어서 이와 같은 경우라 하더라도 동일한 작용을 나타낸다. 그러나, 망간은 크롬과 달라서 산화막속에 고르게 분산하고 있을 경우가 많다. 더구나 이 흑화막의 형성시에는 공기 산화나 수증기 산화법을 채택하였을 경우 그 표면에 α-Fe₂O₃이 생기지만 그 막의 두께가 얇아서 문제로 되는 일은 없다. 이와 관련해서 상술한 조성을 지닌 흑화막을 표면에 형성한 상술한 소재의 새도우마스크와 흑화막을 형성하지 않은 새도우마스크를 사용해서 조립된 각 20인치형의 컬러수상관에 관해서 그 PD값을 비교하였던바 흑화막이 없는 것의 3분간 PD값이 120∼130μm이었다는데 대해서 흑화막을 형성한 것에 있어서는 그 PD값이 80μm로 작은 것이 확인 되었다. 즉, 이 흑화막에 의해서 열 방산 효과가 높혀져서 PD를 억제하는 데에서 크다란/효과를 나타낼 수가 있다. 특히 이 흑화막에 의한 효과는 곡율이 900mm 이상의 평탄화 된 새도우마스크를 형성하는 경우에 현저하다.

[실시예 2]

36% 니켈과 철을 주성분으로 하고 크롬을 2중량% 포함하며 부수적 성분으로서

이 새도우마스크이 결정입은 1mm²당 400개였다. 또한 크롬이 풍부한 층이 크롬 농도는 5중량%, 두께는 0.8㎛이었다. 이것을 사용해서 컬러수상관을 완성시켰다.

[실시예 3]

36% 니켈과 철을 주성분으로 하고 크롬을 4중량% 포함하며, 부수적 성분으로서 탄소와 규소를 각각 0.01중량% 및 인과 황을 각각 0.005중량%식 포함하는 합금의 잉고트를 사용하여서 실시예 1과 같이 플래트 마스크를 제작 하였다. 그리고, 이 플래트 마스크를 100℃로 수소 어니일링 해서 실시예 2와 동일한 조건으로 흑색 산화막을 붙이고 새도우마스크를 얻었다. 이 새도우마스크의 결정입은 1mm²당 5000개로서 크롬이 풍부한 층이 크롬 농도는 6중량%, 두께는 0.9㎛이었다. 이것을 사용해서 컬러수상관을 완성시켰다.

이와 같이 하여서 얻어진 실시예 1∼3의 각 컬러수상관에 관하여 그 네모서리의 PD값에 대해서 조사한 결과 종래의 것이 20인치 형으로서 120∼130μm 정도이었던 것에 대해서 약 80㎛∼90㎛ 정도로 작은 값을 나타냈다. 또한 PD가 생겨서부터 원래의 정상 상태로 되돌아 갈 때까지의 시간의 종래에 비교해서 약 1/2(2분30초 정도)이었다. 또한 그 화면 전체에 걸쳐서 색이 맞지 않는 일이 없이 매우 섬세한 고품질의 화상이 얻어졌다.

[실시예 4]

32% 니켈과 철을 주성분으로 하고 코발트를 5중량%, 크롬을 2중량% 포함하고 부수적 성분으로서 탄소 및 규소를 각각 0.01중량%, 인 및 황을 각각 0.005중량% 식 포함하는 합금이 잉고트를 준비하고 이 잉고트를 반복 어니일링, 냉간 가공해서 두께 0.13mm의 판재를 제작하였다.

그 다음에 이 판재에 감광성 내식막을 도포하고, 이것을 건조한 다음 그 양면에 슬로트 또는 도트형상의 기준 패턴을 형성한 필름을 밀착시켜서 전술한 감광성 내식막을 노광, 현상하였다. 이 현상에 의해서 미 노광부분의 감광성 내식막이 용해 제거된다.

그렇게 한 다음, 남아 있는 감광석 내식막을 버어닝 해서 경화시킨다음 염화 제2철 용액으로 식각 처리하고 그 다음에 잔존하는 내식막을 열 알카리에 의해서 제거하여 새도우마스크이 원판으로 되는 플래트 마스크를 만들었다.

그 다음에 이 플래트 마스크를 세정하고, 전단 가공한 다음 10^-4torr 1150℃에서 진공 어니일링 하였다.

이때의 열 팽창계수는 22×10^-7/℃, 0.2% 내력은 21/mm²로 되었다. 그 다음 프레스 가공해서 곡율 반경 1000mm의 포옴드 마스크를 얻었다. 이 포옴드 마스크를 산처리 드리크렌 세정, 수세처리한 다음 30%O₂-N₂습윤 분위기 670℃속에서 30분간 가열 산화 하였다.

이때 결정 입자수는 1mm²당 100개로서 크롬이 풍부한 층의 크롬 농도는 5.7중량% 두께는 1.0μm이었다.

이와 같이 하여서 제작된 새도우마스크의 주위를 스포트 용접으로 동일한 수법에 의해서 제작된 프레임에 부착하고 이것을 바이메탈을 통해서 파넬에 부착하였다. 그후에 상술한 새도우마스크의 구멍에 맞추어서 적,청, 녹의 형광체를 도포하고 알루미늄 증착, 타크트 도포한 다음, 내부실드를 부착해서 전자총이 붙어있는 외부를 감싸고 있는 용기 후부의 파넬과 이파넬을 접속하며 또한, 그 내부를 진공 배기해서 컬러수상관을 제작하였다. 더구나, 상술한 내부 실드도 동일한 소재를 사용해서 제작하였다.

크롬 첨가에 대하여서 코발트 첨가는 식각성을 향상시키는 효과와 열 팽창계수를 저하시키는 효과가 있다. 크롬 농도가 증가하면 결정 입자수를 1mm²당 2000-40000개로 규정하지 않으면 식각은 어려우나 코발트를 첨가하였을 경우 입자도 규정에 반드시 부합되지 않아도 식각이 가능하다. 더구나 또한, 압연면의 결정 방위를 반드시{100}으로 집합시키지 않아도 식각이 가능하다. 또한, 열 팽창계수는 코발트의 증가로 인해서 작아져서 5중량%의 첨가로 최소값을 취한다.

더구나 코발트의 함유량을 0.2∼10중량%로 한 것은 이 범위를 벗어나게 되면 상술한 바와같은 효과를 얻을 수 없게 되기 때문이다.

그리고, 상술한 소재의 표면에 형성되는 흑화막은 그 열 방산성을 향상시키는 데에서는 중요한 역할을 하며, 컬러수상관의 PD값을 내리는 데에는 큰 작용을 한다. 이 열 방산성을 결정하는 것은 그 흑색의 정도와 표면의 거칠음이며 본 발명에 관한 흑화막은 다음과 같은 점에서 우수하다. 즉 Cr_xNi_yCo₂Fe_(3-x-y-z)O₄(O〈x,y,z〈3)로된 흑화막은 종래의 알루미늄 킬드강이나 림드강위에 생성되어 있던 흑화막과 달라서 철의 사이드의 일부를 코발트, 크롬, 또는 니켈로 치환한 스피넬 형의 산화구조물을 가지고 있다.

이 Cr_xNi_yCo₂Fe_3-x-y-zO₄는 막 내부에서 가스나 빈구멍으로 인한 보이드를 포함하기 어렵고 그 소재의 밀착성에 우수하다. 또한 그 경도도 높으므로 진동으로 인한 하우링 방지에도 효과적이다.

더구나, 컬러수상관 내부에 있어서 상술한 흑화막은 금속/산화물계면에 크롬이 응축해서 박리되기 어렵고 전자총을 박리편으로 손상시킬 염려도 있다. 또한 바늘 형상의 결정이 마스크면에 수직으로 되기 쉬우므로 표면산화물의 표면적이 증가하여 그 열 복사율이 더 한층 향상한다. 또한 코발트는 흑화막속에 고르게 고용(高聳)되어 흑화막의 경도를 높이는 데에 쓰여지게 된다.

소재가 크롬의 일부를 망간으로 치환한 것으로 좋고, 이 경우에는 흑화막은 Cr_x1Mn_x2Ni_yCo₂Fe_3-x1-x2-y-zO₄(0＜x₁,x₂,y,z＜3)로된 스피넬 구조로 되며, 이와 같은 경우에 있어서도 동일한 작용을 나타낸다.

그러나 망간은 크롬과 달라서 산화막속에 고르게 분리되어 있는 경우가 많다. 더구나, 이 흑화막의 형성에 있어서 공기 산화나 수증기 산화법을 채용하였을 경우, 그 표면에 α-Fe₂O₃가 되지만 그 막의 두께가 얇으므로 문제 될 것은 없다.

이와 관련해서 상술한 조성을 지닌 흑화막을 표면에 형성한 전술한 소재의 새도우마스크와 흑화막을 형성하지 않은 새도우마스크를 사용해서 조립된 각 컬러수상관에 관해서 그 PD값을 비교하였던 바, 흑화막이 없는 것의 3분간 PD값이 120∼130μm이었던데 대해서 흑화막을 형성한 것에서는 그 PD값이 80μm로 작다는 것이 확인 되었다. 즉, 이 흑화막에 의해서 열 방산 효과가 높여져서 PD를 억제하는 데에 커다란 효과

[실시예 5]

30% 니켈과 철을 주성분으로 하고 코발트를 2중량%, 크롬을 2중량% 포함하며 부수적 성분으로서 탄소와 규소를 각각 0.01중량%, 및 인과 황을 각각 0.005중량% 식 포함하는 합금의 잉코트를 사용하여서 실시예 4와 같이 플래트 마스크를 제작하였다. 그리고, 이 플래트 마스크를 1150℃로 수소 어니일링 하였다. 그때의 팽창계수는 45×10^-7/℃, 0.2% 내력은 19kg/mm²로 된다. 이와 같은 특성은 지닌 플래트 마스크를 형성하고 새도우마스크를 얻었다. 결정입자수와 크롬의 풍부한 정도는 실시예 4와 대략 동일하였다. 이것을 사용하여서 컬러수상관을 완성 시켰다.

[실시예 6]

32% 니켈과 철을 주성분으로 하여 코발트를 5중량% 크롬을 4중량% 포함하며 부수적 성분으로서 탄소와 규소를 각각 0.01중량%, 및 인과 황을 각각 0.005중량% 식 포함하는 합금의 잉고트를 사용하여서 실시예 4와 같이 플래트 마스크를 제작하였다. 그리고, 이 플래트 마스크를 900℃로 수소 어니일링 하였다. 이때에 열팽창계수는 35×10^-7/℃, 0.2%내력은 16.0kg/mm²로 되었다. 이와 같은 특성을 지니는 플래트 마스크를 성형하고 새도우마스크를 얻어 이것을 사용해서 컬러수상관을 완성시켰다.

[실시예 7]

우선 36중량% 니켈과 철을 주성분으로하여 부수적성분으로서 탄소, 규소, 인,_{2 2} ²

[실시예 8]

31중량% 니켈과 철을 주성분으로 하고 부수적 성분으로서 탄소, 규소, 황, 인, 아연, 구리, 산소, 붕소, 칼슘을 각각 중량%로 1% 이하를 포함하며, 또하 망간을 1중량% 크롬을 3중량% 코발트를 5중량% 포함하는 합금 잉고트를 준비하였다.

이 하금 잉고트를 사용하여서 전술한 실시예 1과 동일한 공정에 의해서 컬러수상관을 구성한 PD치는 70μm이었다.

이와 같이 하여서 얻어진 실시예 4∼6의 각 컬러수상관에 관해서 그 네모서리의 PD치에 관해서 조사한 결과 종래의 것이 20인치형 컬러수상관이며, 120∼130μm정도 이었는데 대해서 약 70∼80μm정도로 작은 값을 나타냈다. 또한 PD가 생겨서부터 원래의 정상적인 상태로 되돌아 갈 때까지의 시간은 종래에 비교해서 약 1/2(2분 30초 정도) 이었다. 또한, 이 화면에 전체에 걸쳐서 색이 엇갈리는 일없이 매우 섬세한 고 품질의 화

더구나, 여기에서는 새도우마스크의 형성을 실시예에서 설명하였으나 내부 실드나 프레임, 바이메탈 등을 동일하게 제작하여서 컬러수상관을 얻을수도 있다.

이론적으로 니켈을 25∼45중량%, 적어도 크롬을 0.3∼10중량% 첨가한 철 합금으로된 관내부재, 예를 들면 새도우마스크를 지닌 컬러수상관에 있다. 이 관내부재의 이면에 크롬이 풍부한 층을 형성하고 또한 이 층표면에 크롬을 포함하는 스피넬 구조의 흑색 산화피막을 형성하는 것이다.

Claims (9)

1. 니켈을 25-45중량% 포함하는 철을 주 성분으로 하는 철 합금으로 된 관내부재를 구비해서 된 컬러수상관에 있어서, 상기 관내부재가 0.3-10중량% 크롬을 포함하며, 표면에 크롬이 풍부한 층을 형성하여서 되었으며, 이 표면에 Cr_xNi_yFe_(3-x1-x2-y)O₄(0＜x,y＜3)로된 화학식으로 나타내는 스피넬 구조의 흑색 피막이 형성되어서 된 것을 특징으로 하는 컬러수상관.
2. 제1항에 있어서, 크롬의 일부가 망간으로 치환되어서 된 것을 특징으로 하는 컬러수상관.
3. 제2항에 있어서, 관내부재의 표면에 Cr_x1Mn_x2Ni_yFe_(3-x1-x2-y)O₄(0＜x₁,x₂,y＜3)로된 화학식으로 나타내는 스피넬 구조의 흑색 피막이 형성되어서 된 것을 특징으로 하는 컬러수상관.
4. 제1항에 있어서, 크롬이 풍부한 층은 관내부재의 본체의 크롬 첨가량 보다 크롬 농도가 높은 층이며, 이 층의 두께(a)는 흑색 피막의 두께(b)에 대하여 0＜a

   

   3/4b인 것을 특징으로 하는 컬러수상관.
5. 제1항에 있어서, 크롬이 풍부한 층이 평균 크롬 농도 n₂가 관내부재 본체중의 크롬첨가량 n₁에 대하여 1.2n₁≤n₂≤10n₁이며, n₂는 50중량% 이하인 것을 특징으로 하는 컬러수상관.
6. 니켈을 25-45중량% 포함하는 철을 주성분으로 하고 크롬을 0.3-10중량% 함유하는 철 합금으로 된 관내부재를 구비하여서 된 컬러수상관에 있어서, 관내부재가 0.2-10중량%의 코발트와 0-10중량%의 망간을 함유하여서 된 것을 특징으로 하는 컬러수상관.
7. 제6항에 있어서, 관내부재의 표면에 피착되는 흑색 피막이 스피넬구조를 지니며 Cr_xNi_yCo_zFe_(3-x-y-z)O₄(0＜x,y,z＜3) 또는 Cr_x1Mn_x2Ni_yCo_zFe_{(3-x1-x2-y-z)}O₄(0＜x₁,x₂,y,z＜3)의 화학식으로 표시된 것을 특징으로 하는 컬러수상관.
8. 제1항에 있어서, 관내부재의 결정 입자수가 1mm²당 10-9000개의 철 합금으로 된 것을 특징으로 하는 컬러수상관.
9. 제1항에 있어서, 관내부재가 새도우마스크, 프레임, 내부실드, 바이메탈중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 컬러수상관.

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