NL8600141A - Werkwijze voor het vervaardigen van een schaduwmasker, schaduwmasker vervaardigd volgens zulk een werkwijze en kleurenbeeldbuis voorzien van zulk een schaduwmasker. - Google Patents

Description

‘ #- - 4 PHN 11.619 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven “Werkwijze voor het vervaardigen van een schaduwmasker, schaduwmasker vervaardigd volgens zulk een werkwijze en kleurenbeeldbuis voorzien van zulk een schaduwmasker."

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een schaduwmasker vervaardigd uit een schaduwmaskerblad van een ijzer-nikkel legering, waarbij het schaduwmaskerblad wordt gegloeid, in vorm getrokken tot schaduwmasker en vervolgens wordt 5 geoxideerd.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een schaduwmasker vervaardigd volgens de werkwijze volgens de uitvinding.

Verder heeft de uitvinding betrekking op een kleurenbeeldbuis voorzien van een schaduwmasker volgens de uitvinding.

10 Een kleurenbeeldbuis is gevoelig voor uitwendige magneetvelden, die de werking van de kleurenbeeldbuis nadelig kunnen beïnvloeden. Eén van deze magnetische stoorvelden is het aardmagnetische veld. De kleurenbeeldbuis dient daarom van een effectieve afscherming te worden voorzien. Een omhulling van zacht-15 magnetisch materiaal kan ten aanzien van dwarsmagneetstoorvelden in de kleurenbeeldbuis een effectieve afscherming leveren. Om axiale velden in de kleurenbeeldbuis onwerkzaam te maken kan zulk een omhulling echter niet vóór het beeldvenster van de kleurenbeeldbuis worden aangebracht. Het schaduwmasker dat uit zacht-magnetisch materiaal 20 bestaat levert een redelijke afscherming voor axiale velden. Niettemin vormt de beïnvloeding van de werking van de kleurenbeeldbuis door axiale velden een groot probleem bij de optimalisatie van de magnetische afscherming van de kleurenbeeldbuis. Een zacht-magnetisch materiaal dat een redelijke magnetische afscherming biedt is bijvoorbeeld een legering 25 van in hoofdzaak ijzer en nikkel. Een werkwijze voor het in vorm trekken van een schaduwmasker bestaand uit een ijzer-nikkel legering wordt beschreven in de eerder ingediende nog niet vóórgepubliceerde Nederlandse octrooiaanvrage 8402958 (PHN 11.167). Voorafgaand aan het eigenlijke trekproces wordt het schaduwmaskerblad aan een 30 gloeibehandeling onderworpen. Deze gloeibehandeling vindt plaats in een reducerende gasatmosfeer en bewerkstelligt rekristallisatie van het materiaal, waardoor inwendige mechanische spanningen worden weggenomen.

èc 0 01 4 1 S' ^ PHN 11.619 2

Bovendien wordt door diffusie het koolstofgehalte van het materiaal verlaagd. Na deze gloeibehandeling wordt het schaduwmaskerblad door mechanische deformatie in vorm getrokken. Dit trekproces, welke in het geval dat het schaduwmasker vervaardigd is uit een ijzer-nikkel 5 legering, plaatsvindt bij een temperatuur tussen 150°C en 250°C, beïnvloedt de aanvankelijk gunstige magnetische afschermeigenschappen van het schaduwmaskermateriaal nadelig.

Om verscheidene redenen is het in het algemeen gebruikelijk een schaduwmasker nadat het in vorm is getrokken aan een 10 oxiderende behandeling te onderwerpen, waarbij het schaduwmasker een gloeibehandeling ondergaat in een oxiderende gasatmosfeer. Zo voorkomt het oxideren bijvoorbeeld ongecontroleerd roesten van het schaduwmasker. Door het oxideren ontstaat er een oxide-laag op het schaduwmasker die een zwarte kleur bezit. Om deze reden noemt men het 15 oxideren ook wel zwarten. Deze geoxideerde laag levert een verbetering van de warmteafgifte van het schaduwmasker door middel van straling.

Wordt een schaduwmasker bestaande uit een ijzer-nikkel legering aan zo een oxiderende gloeibehandeling onderworpen dan bezit het schaduwmasker nog niet die gunstige magnetische 20 afschermeigenschappen welke het schaduwmasker voor het in vorm trekken bezat.

Het is een doel van de uitvinding een werkwijze voor het vervaardigen van een uit een ijzer-nikkel legering bestaand schaduwmaskerblad te verschaffen, welke werkwijze een schaduwmasker 25 met verbeterde magnetische afschermeigenschappen verschaft.

Een werkwijze van de in de aanhef vermelde soort is volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat na het in vorm trekken en voorafgaand aan het oxideren het schaduwmasker aan een aanvullende gloeibehandeling in een niet-oxiderende gasatraosfeer wordt onderworpen 30 bij een temperatuur tussen de 700°C en 1200°C. Deze aanvullende gloeibehandeling bewerkstelligt rekristallisatie van het materiaal, waardoor de inwendige mechanische spanningen ontstaan door het trekproces worden weggenomen. De magnetische afschermeigenschappen die het schaduwmasker na het trekproces heeft verkregen worden hierdoor 35 verbeterd. Het is gebleken dat voor een althans gedeeltelijke rekristallisatie van een schaduwmasker vervaardigd uit een ijzer-nikkel legering, de aanvullende gloeibehandeling bij temperaturen hoger dan ^ .j / Λ , ' 'j /1 . * PHN 11.619 3 ongeveer 700°C moet worden uitgevoerd. Aanvullende gloeibehandelingen die plaatsvinden bij temperaturen boven de 1200°C leveren een verbetering van de magnetische afschermeigenschappen, die economisch niet interessant is.

5 Een uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat de aanvullende gloeibehandeling plaatsvindt bij een temperatuur die althans nagenoeg gelijk is aan de temperatuur waarbij het schaduwmaskerblad wordt gegloeid. Vindt de aanvullende gloeibehandeling plaats bij nagenoeg dezelfde temperatuur 10 waarbij het schaduwmaskerblad wordt gegloeid, dan kan men bij de aanvullende gloeibehandeling van dezelfde oven gebruik maken welke ook bij de gloeibehandeling van het schaduwmaskerblad wordt gebruikt.

Bij het plaatsen van het schaduwmasker in de kleurenbeeldbuis wordt in het algemeen gebruik gemaakt van een draagraam 15 waarop het schaduwmasker wordt bevestigd. Voordat dit draagraam in de kleurenbeeldbuis wordt geplaatst ondergaat het evenals het schaduwmasker een oxiderende gloeibehandeling. Daar het draagraam zich op nagenoeg dezelfde plaats in de kleurenbeeldbuis bevindt als het schaduwmasker, kan het draagraam ook bijdragen tot de afscherming van magnetische 20 stoorvelden welke zich in de axiale richting van de buis bevinden.

Een verdere uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding waarbij het schaduwmasker na het oxideren op een draagraam wordt bevestigd, welk draagraam aan een oxiderende gloeibehandeling wordt onderworpen, heeft het kenmerk, dat het draagraam van een 25 ijzer-nikkel legering vervaardigd is en het draagraam voorafgaand aan het oxideren aan een aanvullende gloeibehandeling in een niet-oxiderende gasatmosfeer wordt onderworpen bij een temperatuur tussen de 700°C en 1200°C. De aanvullende gloeibehandeling van het draagraam in een niet-oxiderende atmosfeer bewerkstelligt een rekristallisatie van het 30 materiaal waaruit het draagraam vervaardigd is. De mechanische spanningen in het materiaal nemen hierdoor af wat de magnetische afschermeigenschappen van het materiaal verbetert. Het temperatuurgebied van de aanvullende gloeibehandeling is volgens dezelfde overwegingen gekozen als besproken bij de aanvullende gloeibehandeling van het 35 schaduwmasker. In combinatie met het schaduwmasker, dat door de aanvullende gloeibehandeling betere magnetische afschermeigenschappen heeft verkregen, zorgt een draagraam dat aan een aanvullende * · ·\ i / .1 ..:1 t PHN 11.619 4 gloeibehandeling is onderworpen, voor een verbeterde magnetische afscherming van axiale magneetstoorvelden in een kleurenbeeldbuis. Dientengevolge vertoont de kleurenbeeldbuis een betere werking.

Een uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt thans 5 toegelicht aan de hand van de tekening. In de figuur wordt een kleurenbeeldbuis voorzien van een schaduwmasker en een draagraam in perspectief weergegeven. De schematisch weergegeven kleurenbeeldbuis bevat in een glazen omhulling 1, welke is samengesteld uit een beeldvenster 2, een konus 3, een hals 4 en drie electronenkanonnen 5, 6 10 en 7 voor het opwekken van drie electronenbundels 8, 9 en 10. Het beeldvenster 2 is aan de binnenzijde van een groot aantal trio's van fosforlijnen voorzien. Elk trio bevat een lijn 11 bestaande uit een blauw oplichtende fosfor, een lijn 12 bestaande uit een groen oplichtende fosfor en een lijn 13 bestaande uit een rood oplichtende 15 fosfor. Alle trio's vormen samen het beeldscherm 14. Tussen de electronenkanonnen 5, 6 en 7 en het beeldscherm 14 is een schaduwmasker 15 gepositioneerd, waarin een zeer groot aantal openingen 16 is aangebracht, waardoor de electronenbundels 8, 9 en 10 treden, die ieder slechts fosforlijnen van één kleur treffen. Het schaduwmasker 15 is 20 op een draagraam 17 aangebracht, dat in de kleurenbeeldbuis wordt opgehangen. Uitwendige magneetvelden beïnvloeden het verloop van de electronenbundels 8, 9 en 10, waardoor storende fouten optreden, zoals bijvoorbeeld kleuronzuiverheid ten gevolge van mislanding en convergentiefouten. Om de invloedswerking van uitwendige magneetvelden 25 na te gaan, is het zinvol zulk een veld ten opzichte van de kleurenbeeldbuis te ontbinden in drie onderling loodrechte componenten. Eén van die componenten, de axiale component, werkt langs de buisas.

Een schaduwmasker 15 uit zacht-magnetisch materiaal kan ten aanzien van dit axiaal stoorveld een effectieve afscherming leveren. Een zacht-30 magnetisch materiaal met goede magnetische afschermeigenschappen is een legering van ijzer en nikkel, waarbij het gehalte aan nikkel bijvoorbeeld ligt tussen de 35 en 37%. De vervaardiging van een schaduwmasker uit zo een legering geschiedt als volgt. Een schaduwmaskerblad bestaande uit een ijzer-nikkel legering wordt aan een 35 gloeibehandeling onderworpen bij een temperatuur bijvoorbeeld tussen de 700°C en 820°C, gedurende een tijd voldoende om een volledige rekristallisatie van het materiaal van het schaduwmaskerblad te j j ♦ r PHN 11.619 5 bewerkstelligen. Door deze rekristallisatie worden de mechanische spanningen in het materiaal verminderd. De gloeibehandeling vindt plaats in een niet-oxiderende atmosfeer, zoals bijvoorbeeld in een waterstofhoudende stikstofatmosfeer (6% H2 rest N2). Door het 5 waterstof wordt het koolstofgehalte in de ijzer-nikkel legering gereduceerd. Bij een schaduwmasker vervaardigd uit een ijzer-nikkel legering dient de gloeibehandeling ook voor het verlagen van de trekspanning waarbij de 0.2 % rekgrens van het materiaal een zodanige waarde bereikt dat men een reproduceerbaar trekproces verkrijgt, 10 Omwille van deze reproduceerbaarheid wordt het schaduwmaskerblad niet bij kamertemperatuur doch bij een verhoogde temperatuur in vorm getrokken, bijvoorbeeld bij een temperatuur tussen de 150°C en de 250°C. De magnetische afschermeigenschappen van het in vorm getrokken schaduwmasker zijn door het trekproces nadeling beïnvloed mede doordat 15 er weer mechanische spanningen in het materiaal aanwezig zijn. Een aanvullende gloeibehandeling in een niet-oxiderende atmosfeer, gedurende een tijd om althans gedeeltelijke rekristallisatie te bewerkstelligen zonder dat er een wezenlijke korrelgroei optreedt, vermindert deze mechanische spanningen in het materiaal, waardoor de magnetische 20 afschermeigenschappen hersteld worden. De temperatuur waarbij deze aanvullende gloeibehandeling plaatsvindt, ligt tussen de 700°C en 1200°C. Bij temperaturen beneden de 700°C treedt geen volledige rekristallisatie op, terwijl boven de 1200°C de verbetering van de afschermeigenschappen niet opweegt tegen de inspanningen om zulk een 25 hoge temperatuur in stand te houden. De niet-oxiderende atmosfeer kan bijvoorbeeld zijn een reducerende waterstofhoudende stikstofatmosfeer (6% H2 rest N2) of een stikstof atmosfeer. Vindt de aanvullende gloeibehandeling bij dezelfde temperatuur plaats waarbij het schaduwmaskerblad wordt gegloeid, bijvoorbeeld bij 760°C, dan kan men 30 voor deze twee gloeibehandelingen één en dezelfde oven gebruiken.

Een gloeibehandeling van bijvoorbeeld gedurende 10 minuten bij een temperatuur van 760°C levert een voldoende rekristallisatie op, waarbij de mechanische spanningen in het materiaal een acceptabel nivo bereiken. De duur van de aanvullende gloeibehandeling om volledige 35 rekristallisatie te verkrijgen hangt af van de gebruikte temperatuur.

Tijdens de werking van de kleurenbeeldbuis treft een . : ΐ 1 ♦ PHN 11.619 6 groot gedeelte van de electronenstroom op de weg naar het beeldscherm 14 het schaduwmasker 15 waardoor er een verwarming van het schaduwmasker 15 optreedt. Om verscheidene redenen dient deze verwarming zo gering mogelijk te zijn, en/of de afvoer van warmte dient zo groot als 5 mogelijk te zijn. Binnen de glazen omhulling 3 van de kleurenbeeldbuis heerst een vacuum, zodat warmtetransport door straling het belangrijkst is. De warmteafstraling van een oppervlak is zoals bekend het hoogst bij een zogenaamd zwart lichaam. Metalen die niet aan extra bewerkingen onderworpen zijn, bezitten een reflecterend oppervlak 10 waardoor, het aandeel van warmtetransport door straling ondergeschikt blijft. Wil men dit aandeel vergroten dan dient men het metaaloppervlak te voorzien van een deklaag welke de eigenschappen heeft van een zwart lichaam. Door het schaduwmasker aan een gloeibehandeling in een oxiderende atmosfeer te onderwerpen ontstaat een deklaag waardoor de 15 warmteafgifte door middel van straling wordt vergroot. Dit oxideren van het schaduwmasker wordt algemeen toegepast.

Voor het ophangen van het schaduwmasker 15 in de kleurenbeeldbuis wordt gebruik gemaakt van een draagraam 17 waarop het schaduwmasker 15 wordt bevestigd. Om de afscherming van de axiale 20 magneetstoorvelden te verhogen is het van voordeel het draagraam 17 te vervaardigen uit een materiaal dat goede magnetische afschermeigenschappen bezit, zoals bijvoorbeeld het geval is voor een legering van ijzer en nikkel. Voordat het draagraam 17 in de kleurenbeeldbuis wordt opgehangen, wordt het aan een oxiderende 25 gloeibehandeling onderworpen, waardoor het aandeel van warmtetransport door straling wordt vergroot. Voorafgaand aan dit oxideren wordt het draagraam onderworpen aan een aanvullende gloeibehandeling in een niet-oxiderende gasatmosfeer bij een temperatuur tussen de 700°C en 1200°C. De magnetische afschermeigenschappen worden door deze 30 aanvullende gloeibehandeling verbeterd. Vinden de niet-oxiderende gloeibehandelingen van het draagraam en het schaduwmasker bij dezelfde temperatuur plaats, bijvoorbeeld bij 760°C, dan heeft men slechts één oven voor de niet-oxiderende gloeibehandelingen nodig. De uiteindelijk verkregen schaduwmasker-draagraam combinatie (of 35 schaduwmasker alleen), biedt niet alleen een goede afscherming van de axiale magneetstoorvelden in de kleurenbeeldbuis, maar doordat de schaduwmasker-draagraam combinatie als doos beschouwd kan worden, *·\ -v. ** \ I r j\ C . , J j :i i PHN 11.619 7 waarvan de wanden zich in de lengterichting van de kleurenbeeldbuis uitstrekken, worden ook loodrecht op de axiale magneetstoorvelden staande magneetstoorvelden afgeschermd.

-s - · · · l • 1

Claims (6)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een schaduwmasker vervaardigd uit een schaduwmaskerblad van een ijzer-nikkel legering, waarbij het schaduwmaskerblad wordt gegloeid, in vorm getrokken tot schaduwmasker en vervolgens wordt geoxideerd, met het kenmerk, dat na 5 het in vorm trekken en voorafgaand aan het oxideren het schaduwmasker aan een aanvullende gloeibehandeling in een niet-oxiderende gasatmosfeer wordt onderworpen bij een temperatuur tussen de 700°C en 1200°C.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de aanvullende gloeibehandeling plaatsvindt bij een temperatuur die althans 10 nagenoeg gelijk is aan de temperatuur waarbij het schaduwmaskerblad wordt gegloeid.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2 waarbij het schaduwmasker na het oxideren op een draagraam wordt bevestigd, welk draagraam aan een oxiderende gloeibehandeling wordt onderworpen, met het 15 kenmerk, dat het draagraam van een ijzer-nikkel legering vervaardigd is en het draagraam voorafgaand aan het oxideren aan een aanvullende gloeibehandeling in een niet-oxiderende gasatmosfeer wordt onderworpen bij een temperatuur tussen de 700°C en 1200°C.

4. Werkwijze volgens conclusie 1 of 3, met het kenmerk, dat 20 de ijzer-nikkel legering 35 tot 37 gewichtsprocent nikkel bevat.

5. Schaduwmasker vervaardigd volgens een der voorgaande conclusies.

6. Kleurenbeeldbuis voorzien van een schaduwmasker volgens conclusie 5.