JPH01124940A - カラー陰極線管用シャドーマスク - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、カラー陰極線管用の改良されたシャドーマ
スクに関するもので、さらに詳しく言えば改良された成
形性および酸化特性を呈する鉄−ニッケル合金で作られ
たシャドーマスクに関する。

〔従来技術およびその問題点〕

通常のシャドーマスク形式の陰極線管は、一般に同期的
な順序で配列された３つの異なる色を放射する螢光体素
子のアレーからなるスクリーンを有する排気された外囲
器と、ターゲットに向けて導かれる３本の集中電子ビー
ムを発生する手段と、上記ターゲットと電子ビーム発生
手段との間に配置された開孔マスクプレートを含む色選
択構体とからなっている。マスクプレートはターゲット
を陰で覆うものであることから通常シャドーマスクと称
される。電子ビームの集中角の違いにょシ。

送シ出された電子ビームの一部分が所望の色を発光する
螢光体素子を衝撃じてこれを励起する。シャドーマスク
のほぼ中心部では、マスクプレートはビーム電流の約１
８％を通過させ、残シをさえぎる。すなわちシャドーマ
スクは約１８％の透過率をもっていると言われている。

従って、マスクプレ−トの開孔の面積はマスク全体の面
積の約１８％である。マスクプレートに衝突する各電子
ビームの残シは送シ出されないから、これによってシャ
ドーマスクを約３５３°にの温度に局部的に加熱する。

その結果、シャドーマスクは局部的に膨張し、シャドー
マスクがスクリーンに向けて膨張するドーミングを生じ
させる。ドーミング現象が生じると。

陰極線管の色純度は低下する。通常、シャドーマスク用
として使用されている材料はアルキルド鋼（ＡＫ）のよ
うな殆んど１００％の鉄からなるもので、２７３０に乃
至３７３０にノ温度範［ｅ約１２Ｘ１０　１０Ｋの熱膨
張係数をもっている。この材料は容易にドーミング現象
を生ずる。

最近のカラーテレビジョン映像管は対角線寸法で２５イ
ンチ乃至２フインチの大形寸法に２作られておシ、また
少数ではあるが対角線寸法が３５インチの管も作られつ
つある。これらの管の多くは殆んど平旦なフェースプレ
ートをもち、熱膨張係数の非常に小さい殆んど平旦なシ
ャドーマスクを必要とする。

鉄−ニッケル合金のアンバー（Ｉｎｖａｒ）は２７３０
に乃至３７３°にの範囲の温度で約Ｉ×１０１０に乃至
２　Ｘ　１０＝１０Ｋの低熱膨張係数をもっているが、
通常のアンバーは普通の鉄に比べて焼なまし後の・弾性
が高く、また抗張力も大である。さらに通常のアンバー
・シャドーマスク上に付着力の強い低反射酸化物被膜を
形成するのが困難であることが判った。映像のコントラ
ストを高くするためには黒酸化物が望ましい。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明によるカラー陰極線管用シャドーマスクは１本
質的に重量パーセントで、Ｃ＜　０．０４　。

Ｍｎ＜ｏ、１、Ｓｔ　り０．０４　、　Ｐ＜　０．０１
２　、　Ｓり０．０１２　。

Ｎｉ：３２−３９　、　ＡＩ　＜　０．０８．　Ｙ≦０
．６．残シが鉄とその製造工程中に上記の組成からなる
鉄−ニッケル合金中に不可避的に入り込む不純物とから
なる鉄−ニッケル合金シートで構成されている。そして
。

鉄−ニッケル合金シート上には酸化物層が形成され、こ
の酸化物層は合金シートの格子全体にわたって割込み位
置に分散されたイツトリウムの酸化物によって安定化さ
れ且つ上記鉄−ニッケル合金シート上に拘束されている
。

〔実施例の詳細な説明〕

以下、図を参照しつつこの発明の詳細な説明する。− 第１図は長方形のフェースプレート・パネルすなわちキ
ャップ状パネル１２と、長方形のファネル１６によって
これに接続された管状ネック１４とからなるガラス製外
囲器を有する長方形のカラー陰極線管１０の一部断面平
面図である。パネル１２は観察フェースプレート１８と
ファネル１６に封着された周辺７ランジすなわち側壁２
０とからなる。フェースプレート１８の内面上にはモザ
イク状の３色螢光体スクリーン２２が設けられている。

スクリーン２２は管の高周波数ラスタ線走査（水平走査
）の方向と実質的に直角の方向（＠１図の面に垂直の方
向）に伸びる螢光体線をもった線状スクリーンであるこ
とが望ましい。あるいは、スクリーンは従来から知られ
ているドツト・スクリーンであってもよい。スクリーン
２２に対して予め定められた間隔を保って多孔カラー選
択電極すなわちシャドーマスク２４が通常の手段によっ
て着脱自在に取付けられている。シャドーマスク２４は
ｇ２Ａ、２Ｂ、２０図に示すようなスリットマスク、あ
るいは第３　Ａ。

３Ｂ図に示すような円形開孔マスクであることが望まし
い。第１図に点線で概略的に示すインライン電子銃２６
はネック１４内に中心を合わせて組込まれており、この
電子銃２６はマスク２４を通ってスクリーン２２に至る
間隔を保った共通平面集中路に沿う３本の電子ビームを
発生して導く。

管１０は、ネック１４とファネル１６との接合部付近に
これらを囲んで概略的に示されたヨーク３０のような外
部磁気偏向ヨークと共に使用されるものとして示されて
いる。ヨーク３０は付勢されると、３本のビーム２８に
対して垂直磁束および水平磁束を作用させ、それによっ
てビームをスフ！Ｊ　−ｙ２２上に長方形のマスクを描
くように水平および垂直に走査させる。偏向の初期面（
ゼロ偏向時）はヨーク３０のほぼ中心部で第１図のＰ−
Ｐ線で示されている。図を簡単にするために、偏向領域
における偏向ビーム通路の実際の曲りは第１図には示さ
れていない。

シャドーマスク２４は通常のアンバーに比して改善され
た成形性および酸化特性を示す改良された鉄−ニッケル
合金シートで作られている。アンバーは登録番号第６３
　、９７０号の商品名である。

表工はこの発明で使用される改良された合金と゛　通常
のアンバー合金の重量パーセン）（ｗｔ％）で示す組成
物の比較を示す。

表　　Ｉ シャドーマスク材料の組成物範囲（ｗｔ％）畳印のアン
バーは１９８５年８月２０日付けの米国特許第４，５３
６．２２６号の発明に係るもの改良された合金は通常の
アンバー合金に比してマンガンおよびシリコンの含有濃
度が低く、少量のアルミニウムを含んでいる。これらの
組成上の違いにより得られたシャドーマスク２４のエツ
チング性と成形性が改善されるものと信じられる。さら
に冶金学上充分の量のイツトリウムが加えられ−ており
、これによって改良された合金のマトリックスすなわち
格子の割込み位置にイツトリア（イツトリウム酸化物Ｙ
２Ｏ３）がきめ細かく分散し、これが続いてシャドーマ
スク２４の表面上に形成される酸化物を安定化させ、こ
れに結合させる。酸化物については後程詳しく説明する
。

約１０ｃ＋＋＋　Ｘ　ｆｏｃｉ　（４インチ×４インチ
）の幾つかの合金サンプルと、アルキルド鋼（ＡＫ）の
対我色サンプルについてエツチング試験を行なった。表
１はＡＫ対照サンプルと１通常のアンバー（ＩＮＶ、１
）と、イツトリウムを含む改良された合金（Ｖ９１）と
、イツトリウムを含まない改良された合金（ＶＯ３）の
組成物の比較を示す。

エツチング試験は、第４Ａ図に示すようにシャドーマス
ク・シート３３の両面に適当な感光性フィルム３１を゛
形成して行った。第１および第２のプレート３５および
３７は感光性フィルム３１と共に被覆されて、シャドー
マスク・シートに接触して配置されている。プレート３
５および３７を光に露光することにより、感光性フィル
ム３１の両面にそれぞれパターンが印刷される。次に第
４Ｂｌｌに示すように、露光されたフィルムの部分は除
去されて、シャドーマスク・シート３３の表面を部分的
に露出させる露出された表面の形状および面積はプレー
ト３５および３７のパターンに対応している。

シャドーマスク・シート３３の露出面は両側からエツチ
ングされ、ある期間後、開孔３９（スリット開孔あるい
は円形開孔）がシートを貫通して形成される。表１はエ
ツチングのパラメータのリストを示す。エツチング温度
は約７ＣＦ　（１５７°Ｆ’）、　−Ｚツチング溶液の
比重は４７．２°Ｂ’ｅ　（ボーメ）であった。第４Ｃ
図において、サンプルの０側はシャドーマスクの電子銃
に面する側を示し、Ｒ側は管の螢光体スクリーンに面す
る側を示す。すべての寸法はミクロン（μ）テアル。

表　　Ｉ ＡＫ鋼、アンバーおよび改良された合金のエツチング・
ファクター 表■で、アンダーカットは感光性フィルム３１の下のシ
ャドーマスク・シートの横方向のｖ素置を示ス。エツチ
ング・ファクターはエツチング深さをアンダーカット量
で割った値と定義される。通常のアンバー（ＩＮＶ、１
）やアルキルド（ＡＫ）制御鋼よりもマノガンおよびシ
リコンの含有濃度の低い改良された合金材料（ＶＯ２お
よびＶＯ３）は、上記通常のアッパーやアルキルド鋼に
匹敵するエツチング・パラメータを示している。

鉄−ニッケル合金の６つのサンプル・シートについて別
の試験を行った。合金サンプルの組成は表■に示されて
おシ、これらはイツ）　ＩＪウムの量を除けば互いに実
質的に同じである。

イツトリウム含有サンプル（ｖ６３乃至Ｖ２Ｃ）とイツ
トリウムを含有しないサンプル（ＶＯ１およびｖ６３）
の双方について、　０．１５朋（０，００６インチ）の
厚みの条片状サンプルの数値によるスプリングバックに
よって成形性を試験した。スプリングバックは冷間圧延
サンプルと８６００（１５８０”Ｆ　）で焼なました後
のサンプルについて測定した。試験は条片の一端を保持
し、自由端を９０°偏移させて行った。条片を釈放し、
釈放点からの偏移角度を測定した。大抵の例では３つの
サンプルを測定シ、その測定結果を平均した。試験結果
は表■および■にまとめて示した。

表　　Ｖ 鉄−ニッケル冷間圧延合金 表■ 鉄−ニッケル合金（８６０℃で焼なまし）骨２つの焼な
ましサンプルについてのみ試験した。

イツトリウム含有サンプル（ｖ６３乃至Ｖ６６）のスプ
リングバックはイツトリウムを含有しないサンプル（ｖ
６１およびｖ６３）のスプリングバックに匹敵する。予
想されたように、イツトリウム含有サンプルおよびイツ
トリウムを含有しないサンプルのスプリングバックは焼
なまし後は一般に減少した。

合金サンプルおよびアルキド対Ｐ罠サンプルの酸化特性
を測定するために別の試験を行った。すべてのサンプル
材料を６００℃の蒸気にさらして、すべてのサンプルを
蒸気で黒色化した。酸化物の厚みはピーク酸化物の厚み
で、すべてのサンプルは見えない酸化物の領域をもって
いる。好ましい酸化物は約１．５ミクロンである。酸化
物の厚みが厚すぎると剥離し、穴があく傾向があり、薄
すぎる酸化物層では映像のコントラストが低下する。酸
化試験は表■を示す。

表ｖ１ ６００℃の蒸気で酸化 畳表面の粗さは測定せず。

＊畳ＡＫ鋼については、上記のパラメータを用いた蒸気
黒色化で厚すぎる酸化物が生成された。その結果、約１
．５μの厚みの酸化物を得るために温度を低下させるか
、天然ガス雰囲気を使用した。

アルキド鋼には、いずれの鉄−ニッケル合金サンプルよ
りも約３倍の厚みのピーク酸化物が形成される。各サン
プルの表面の粗さ（Ｒａ）は約０．５μであった。別の
合金サンプル表面を電解研摩して実質的に平旦な（０ミ
クロン）の表面を形成した。

電解研摩された合金サンプルは６００Ｃで蒸気で黒色化
して、再び酸化物の厚みを測定した。イツトリウム含有
電解研摩サンプル（ｖ６３乃至ｖ６６）は１．３２ミク
ロン乃至１．４４　ミクロンの範囲の酸化物の厚みを有
し、これは満足すべきものと考えられる。一方、イツト
リウムを含有しない電解研摩サンプルＶ６１はピークで
僅か０．４７　ミクロ／の酸化物の厚みであり、イツト
リウムを含有しない電解研摩サンプルＶ６２は電解研摩
された表面上に測定可能な酸化物は形成されなかった。

イツトリウム含有電解研摩合金サンプルの酸化物のピー
ク厚みはイツ）　ＩＪウムを含有しない電解研摩合金サ
ンプルのそれの約３倍であった。イツトリウム含有合金
サンプル・シート上に形成された酸化物層は大部分のマ
グヘマイト（磁赤鉄鉱）　（ｒ　　Ｆｅ２Ｏ３）　トマ
グネタイト（磁鉄鉱）　（Ｆｅ５０．　）と、小部分の
へマタイト（赤鉄鉱）　（ａ　　Ｆｅ２０３）とイット
リア（イツトリウム酸化物、Ｙ２Ｏ３）とからなってい
る。イツトリウム含有合金サンプル（ｖ６３乃至Ｖ６６
）では１合金シートの格子全体にわたって割込み位置に
分散されたイツトリア（Ｙ２Ｏ３）によって酸化物層が
安定化され且つサンプルの表面に拘束されると信じられ
ている。前記した各種の試験の結果に基いて、０．１乃
至０．２重量パーセントの範囲のイツトリウム組成分が
好ましいことが判った。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施したカラー陰極線管の一部を軸
に沿う断面で示した平面図、 第２Ａ図はスリット形式のシャドーマスクの一部の平面
図。 第２Ｂ図は第２Ａ図の２　Ｂ−２Ｂ線に沿うシャドーマ
スクの断面図。 °第２Ｃ図は第２Ａ図の２Ｃ−２Ｃ線に清うシャドーマ
スクの断面図。 第３Ａ図は円形開孔を有するシャドーマスクの一部分の
平面図、 第３Ｂ図は第３Ａ図の３Ｂ−３Ｂ線に沿うシャドーマス
クの断面図、 第４Ａ図、第４Ｂ図および第４Ｃ図はシャドーマスクを
製造する工程を示す断面図である。 １０・・・カラー陰極線管、２４・・・シャドーマスク
。 特許出願人　　　アールシーニー　ライセンシングコー
ポレーション

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）カラー陰極線管において使用するための複数の貫
   通孔を有するシャドーマスクであつて、このシャドーマ
   スクは本質的に重量パーセントでＣ≦０．０４、Ｍｎ≦
   ０．１、Ｓｉ≦０．０４、Ｐ≦０．０１２、Ｓ≦０．０
   １２、Ｎｉ：３２−３９、Ａｌ≦０．０８、Ｙ≦０．６
   、残りが鉄と製造工程中に不可避的に入り込む不純物と
   からなる改良された鉄−ニッケル合金シートと、この鉄
   −ニッケル合金シート上に形成された酸化物とからなり
   、該酸化物層は上記合金シートの格子全体にわたつて割
   込み位置に分散されたイットリウムの酸化物（Ｙ＿２Ｏ
   ＿３）によつて安定化され且つ上記鉄−ニッケル合金シ
   ートに拘束されている、カラー陰極線管用シャドーマス
   ク。