JPH0320007B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は開口パターンを有するシヤドウマスク
素材を具える、カラー受像管の色選択電極を製造
するに当り、写真蝕刻法により鋼箔に開口パター
ンを設ける工程と、この鋼箔から各々が開口パタ
ーンを有するマスク素材を切り取る工程と、この
ようなマスク素材を積み重ねたものをマスク素材
どうしが接着し合う温度よりも高い最高温度でア
ニーリングする工程と、各マスク素材を皿状形態
に深絞りする工程とを含むカラー受像管用色選択
電極の製造方法に関するものである。

カラー受像管は普通ガラス容器内に３本の電子
ビームを発生するための電子銃系と夫々赤色、緑
色及び青色で発光する螢光体層の三つ組を有する
表示スクリーンとを具える。そしてこの表示スク
リーンから短い距離離して多数の開口を有する色
選択電極を、各電子ビームが一色の発光螢光体と
関連するように設ける。この色選択電極には通常
スロツト状の開口列を有するシヤドウマスクが含
まれる。

冒頭に記載したのと類似のタイプではあるが、
異なるアニーリングプロセスを用いる製造方法が
米国特許第4210843号明細書に開示されている。
而してそこでは厚さ0.15mmないし0.20mmの鋼箔を
出発材料として用いる。この鋼箔はインタースタ
イスフリー鋼（interstice−steel；隙間のない鋼）
から造る。こゝでインタースタイスフリー鋼（隙
間のない鋼）といつたのは比較的硬度が高く、炭
素含有量が低く、これにチタン、ニオブ、ジルコ
ニウム及びアルミニウムのような元素を一つ又は
複数個少量加えた鋼を意味する。而して後者の元
素は鋼中に存在する炭素原子や窒素原子と一緒に
なつて炭化物や窒化物を形成する。ホトエツチン
グ（写真蝕刻法）によりこの鋼箔に開口パターン
を形成し、次にこの鋼箔を一枚一枚切り離して開
口パターンを有する平坦なマスク素材を得る。こ
れから先の工程中に機械的損傷を受け、そのため
はねざるをえないマスク素材ができるのを防ぐた
めに出発材料として可成り硬い材料を使うのであ
る。

しかし、この平坦なマスク素材は深絞りして究
局の皿形形状にするには硬すぎる。そこで深絞り
できるようにするべくマスク素材の硬さを下げる
ためにマスク素材を可成り低い温度で所定の時間
アニーリングしている。この目的のためマスク素
材を例えば20枚重ねて炉の中で１ないし２時間最
高アニーリング温度を600゜と850℃との間にとつ
てアニーリングする。而してこの最高アニーリン
グ温度は熱分子溶着（thermalmolecul−
arwelding；焼結）によりマスク素材どうしが互
に接着しはじめる温度よりも低い。このような条
件下でマスク素材をアニーリングするため鋼材料
の再結晶化が起こり、粒子の大きさが直径にして
高々0.04mm程度のものが得られる。このように結
晶粒子が成長するためマスク素材の硬さが下り、
深絞りして究局の形状に加工できるようになるの
である。

上述した製造方法でインタースタイスフリー鋼
（隙間のない鋼）を使う利点はこのタイプの鋼は
ほとんど降状点の伸張を示さず、マスクの深絞り
時にストレツヤーストレインが起きないことであ
る。この結果普通の製造方法でよりも低い温度で
アニーリングを行なうことができ、アニーリング
後のマスク素材にローラをかけて平滑化する処理
を施す必要がないのである。

しかし、この既知の製造方法には欠点もあつ
て、マスク素材どうしが接着し合う温度よりも低
い最高温度でアニーリングしているため平均粒度
が低いものしか得られないことである。而してこ
のように平均粒度が低いとシヤドウマスクにした
時磁気しやへい効果が低くならざるをえない。し
かしカラー受像管ではミスランデイングによる色
欠陥を防ぐため電子ビームを地磁気からしやへい
する必要があるのであつて、このためカラー受像
管では通常受信管内に設けられる強磁性材料のし
やへいキヤツプとこれまた強磁性材料から作られ
るシヤドウマスクとにより電子ビームを地磁気か
らしやへいしているのである。前述したように既
知の方法で作られたシヤドウマスクの磁気しやへ
い効果が低いことは殊に例えば表示スクリーンの
対角線の長さが56cmとは66cmというサイズの大き
な受像管で問題となる。蓋し、サイズの小さな受
像管の場合はマスク素材にマスクリングを連結す
ることにより妥当な磁気しやへいが得られるから
である。磁気しやへい効果を良くするにはマスク
素材の平均粒度を大きくする必要がある。このよ
うな大きな平均粒度はマスク素材どうしが熱分子
溶着により互に接着しはじめる温度よりも高い最
高温度でマスク素材をアニーリングすれば得られ
る。しかし、この場合アニーリング後重なり合つ
たマスク素材の山から一枚づつマスク素材をはが
すことができない。蓋し、こうするとマスク素材
にひつかき傷や引き裂き傷や折れ曲りが生じ、マ
スク素材が使いものにならなくなるおそれがある
からである。結論を云えば、マスク素材をマスク
素材が接着しはじめる温度よりも高い最高温度で
アニーリングする時マスク素材どうしが接着する
ことは一つの解決を要する問題である。

これに対し、前記米国特許第4210843号明細書
に従来技術として記載されている普通の製造方法
では降状点の伸張を呈するタイプの鋼を用いてい
る。この場合マスクを深絞りする際この降伏点の
伸張によるストレツチヤーストレインが生ずるの
を避けるために、深絞りするのに先立つて上記降
伏点の伸張をできるだけ取り除く必要がある。そ
こで可成り高温度（900〜950℃）で可成り長時間
（3.5〜5.5時間）マスク素材をアニーリングし、
その後でアニーリングされたマスク素材をローラ
で平滑にする。しかし、このように高温でマスク
素材をアニーリングすると、熱分子溶着のためマ
スク素材どうしが互に接着してしまう。そこでこ
の積み重ねられたマスク素材どうしの接着を減ら
すため何枚かのスペーサをマスク素材どうしの間
に入れる。例えば２枚のスペーサの間に５枚のマ
スク素材をはさむ。しかし、こうするとスペーサ
が新しい問題を起こす。即ちスペーサは通常ガラ
スで作られるが、これがマスク素材にひつかき傷
をつけるのである。また、時間の経過と共にスペ
ーサがもろくなるのでスペーサを頻煩に交換しな
ければならず、スペーサ代がかさむ。更にスペー
サを入れた分だけマスク素材を減らさねばなら
ず、単位時間当りアニーリングできるマスク素材
の枚数が減る。これはアニーリング工程のコスト
を高いものにする。このようにスペーサを入れて
もマスク素材どうしの接着の問題を解決できな
い。

そこで本発明の目的はアニーリング時にマスク
素材どうしが接着する問題を簡単に解決できるカ
ラー受像管用の色選択電極を製造する方法を提供
するにある。

この目的を達成するため、本発明によればアニ
ーリングに先立つて、彎曲した型の上にマスク素
材を積み重ね、アニーリング後、この積み重ねら
れたマスク素材を平らな基台上に置くことを特徴
とする。

このようにするとアニーリングの結果重ねられ
たマスク素材の形状がほぼ彎曲した型の形状と一
致する。そしてアニーリング後積み重ねられたマ
スク素材を型からはずして平らな基台上に置く
が、こうすると積み重ねられたマスク素材の自重
のためマスク素材は平らな基台に押しつけられ
る。その際マスク素材どうしが互いに滑るが、こ
のためマスク素材に裂傷がついたり、折れ曲つた
りその他の損傷を生ずることなく熱分子溶着部が
はがれる。次にマスク素材の山からマスク素材を
一枚一枚とり出すが、とり出された各マスク素材
は再び彎曲した型の彎曲形状をとる。次にこのよ
うな彎曲したマスク素材を例えば球面状の型の上
にのせ、これをダイスで深絞りしてマスク素材に
究局の皿状の形状を与える。

このような本発明製造方法の一実施例は前記の
彎曲した型の形状を半径が深絞り後のマスク素材
の半径にほぼ等しい円柱の一部とすることを特徴
とする。このようにするとアニーリングを終つた
後の段階でマスク素材はほぼ前記の彎曲した型の
彎曲形状をとるから、マスク素材は深絞り用の型
と一層良好に係合することになる。このため深絞
りをする際マスクの隅にしわがよるのを防げる。
従来技術では深絞り時に大きなマスク素材を凸面
状の型にのせる際アニーリング後と云えどもマス
ク素材は完全に平らではなく、このためマスク素
材の隅に不均一な歪みが生ずることがあることが
判明していた。またマスク素材が簡単に深絞り用
の型と係合しないため、深絞り時にマスク素材の
外周の位置が再現性良く決まらない。更にこのた
め一つ又は複数個の隅にマスク材料が余ると深絞
り時に簡単に絞り込むことができない。そして深
絞り後これは目に見えるしわとして当該隅に残
る。

もう一つの実施例は前記鋼箔を隙間のない鋼か
ら作り、アニーリング時の最高温度を約600℃と
850℃との間とし、約45分ないし120分間アニーリ
ングを行なうことを特徴とする。インタースタイ
スフリー鋼（隙間のない鋼）で作つたマスク素材
をこのような条件下でアニーリングするとマスク
素材の粒子の大きさが約0.015mmと0.040mmとの間
に入り、シヤドウマスクとした時の磁気しやへい
効果が良くなる。

好適な一実施例はアニーリング時の最高温度を
約760℃とすると共に、約15分間は温度を約750℃
以上に保つことを特徴とする。このようにすると
平均粒度が0.025mmとなることが判明している。

実施例を挙げて図面につき本発明を詳細に説明
する。

第１図に示したカラー受像管１は長方形の表示
窓２、コーン３及びネツク４を有するガラス容器
による形成する。そして表示窓２に赤色、緑色及
び青色で発光する螢光体パターン５を設ける。表
示窓２から短い距離離して色選択電極、即ちシヤ
ドウマスク６を設けるが、このシヤドウマスク６
は多数の開口７を有し、略式図示した懸垂部材８
でつり下げる。受像管のネツク４内に電子銃９を
設け、３本の電子ビーム１０，１１及び１２を発
生させる。これらの電子ビーム１０，１１及び１
２は受像管の周りに設けられた偏向コイル系１３
により偏向させられ、ほぼシヤドウマスク６の当
りで互に交わり、その後で各々表示窓２に設けら
れている３個の螢光体層の一つに射突する。ま
た、受像管内に円鍾台状のしやへいキヤツプ１４
を設けるが、このしやへいキヤツプ１４はシヤド
ウマスク６と組んで電子ビーム１０，１１及び１
２を地磁気からしやへいする。

第２ａ図は第１図に示した受像管のシヤドウマ
スク素材６の平面図である。この長方形のシヤド
ウマスク６は何列ものスロツト状の開口７を有す
る。開口７は例えば長さを0.665mmとし、幅を
0.188mmとする。２個の開口間の距離を例えば
0.110mmとし、開口列間のピツチを例えば0.755mm
とする。スロツト状開口の代りに円形、楕円形そ
の他の形状の開口を設けることもできる。またオ
ランダ国特許願第7904653号（特開昭56−3951号）
明細書に開示されているように所謂四極後段集束
を行なわせる色選択電極の製造に当りこのような
シヤドウマスクを用いることもできる。

第２ｂ図は第２ａ図の−線で切つた断面図
である。シヤドウマスク６はシヤドウマスク素材
１５に開口７を設け、縁１６を直立させて作る。
シヤドウマスク素材１５は表示窓の形状に合わせ
て彎曲させる。そして直立縁１６にシヤドウマス
クを補強するマスクリング１７と直立縁１６で電
子が反射するのを防止するためのフランジ１８と
を取り付ける。

以下第３図につきこのようなシヤドウマスクの
製造方法を詳細に説明する。出発材料はシヤドウ
マスクの厚さがどの程度欲しいかによるが、厚さ
が約0.10mmと0.20mmとの間に入る鋼箔２０とする
（第３ａ図）。この鋼箔２０は隙間のない鋼（イン
タースタイスフリー鋼）から作る。この隙間のな
い鋼は炭素含有量が低く、できれば約0.004％炭
素と0.01％炭素の間に入るようにし、これに予じ
め少量の元素ニオブ、チタン、バナジウム及びジ
ルコニウムの一つ若しくは複数個並びに元素アル
ミニウム、シリコン若しくはりんの一つ若しくは
複数個又はそのいずれか一方を添加しておく。こ
れらの添加物に鋼内に存在する炭素原子や窒素原
子が結合して炭化物や窒化物を作る。而して鋼内
に存在する転位は自由な炭素原子や窒素原子と異
なりこれらの炭化物や窒化物で止められることは
ない。この結果このタイプの鋼はほとんど降伏点
の伸張を呈さない。従つて後にマスク素材を深絞
りする際ストレツチヤー・ストレインやリユーダ
ース帯を作るような不均等な塑性変形は起こらな
い。このような隙間のない鋼の好適な組成は例え
ば下記の通りである。但し、これは重量パーセン
トの数値である。

Ｃ≦0.01 Ｓ≦0.02 Al約0.02〜0.08 Mn≦0.4 Ｐ
＋Ｓ≦0.03 Cr約0.01 Ｐ≦0.02 Si≦0.015 Fe残り もう一つの好適な組成物は下記の通りである。

Ｃ≦0.01 Ｓ≦0.02 Al約0.03 Cr約0.02 Mn≦
0.2 Ｐ＋Ｓ≦0.03 Ti約0.1 Fe残り Ｐ≦0.02 Si
≦0.03 Nb約0.01 上述した隙間のない鋼の他の特性については前
述した米国特許第4210843号明細書を参照された
い。

開口のパターンは既知の写真蝕刻法で鋼箔２０
をエツチングして設ける。この目的のためホトレ
ジストラツカー２１を散布して鋼箔２０の両側に
ホトレジスタ層を設け、次にマスク２３を介して
ホトレジスタ層に光源２２から光をあて、現像剤
２４で現像して露光されなかつた場所だけにホト
レジスト層を残す（第３ｂ図）。次に炉２５で残
つているホトレジスタ層を硬化させる（第３ｃ
図）。次に鋼箔の両側にエツチヤント２６を散布
してエツチングし、鋼箔２０に開口パターンを形
成する（第３ｄ図）。こうして開口をエツチング
した後残つているホトレジスト層を除去する。次
に鋼箔２０を切断して各々が開口パターンを具え
るマスク素材２８を得る（第３ｅ図）。鋼箔２０
は可成り硬く、写真蝕刻（ホトエツチング）工程
時にマスク素材に傷がつき廃棄しなければならな
くなるのを防げるようにする。しかし、深絞りを
して究局の形状にするには硬すぎる。そこでマス
ク素材を軟くするためこうして得られたマスク素
材をアニーリング（焼なまし）する。そして軟く
なつた平らなマスク素材を例えば25枚スペーサを
介さずに重ね合わせ、こうして重ね合わされたマ
スク素材２９を次に形状がほぼ円柱の一部で、そ
の円柱の半径がほぼ深絞りした後のマスク素材の
半径に等しい彎曲した型３０上に重ねて彎曲させ
る。この際マスク素材が長手方向に沿つて彎曲す
るようにマスク素材を型３０上にのせる（第３
ｆ，３ｇ図）。次に、型３０上に重ねられたマス
ク素材２９を炉３１に入れてアニーリング（焼な
まし）する（第３ｈ図）。このシヤドウマスクに
より良好な磁気しやへい効果を得るために、マス
ク材料の結晶粒の大きさが0.015mmと0.040mmの間
に入り、その平均粒度が0.020mmと0.030mmの間に
納まるようにする。しかし、結晶粒の大きさをこ
のようにするにはアニーリング時の最高温度をマ
スク素材が熱分子溶着により互に接着してしまう
温度よりも高くする必要がある。このためマスク
素材は例えば75分炉３１を通すが、その際最高ア
ニーリング温度は760℃とし、しかも約15分間は
750℃以上に保つ。この結果マスク材料の平均粒
度は約0.025mmとなる。なお、アニーリング温度
は約600〜850℃の間にし、アニーリング時間を約
45分〜120分とする。

こうしてアニーリング炉３１を通した後マスク
素材を重ねたもの２９を型からはずす（第３ｉ
図）。アニーリングした結果重ねられたマスク素
材２９は彎曲した型３０の形状をとる。次に重ね
られたマスク素材２９を平らな基台３２上に置く
（第３ｋ図）。そうすると積み重ねられたマスク素
材２９の自重でマスク素材は基台３２に押しつけ
られる（第３ｌ図）。この際マスク素材は部分的
に互にすべり、熱分子溶着していた箇所もマスク
素材に損傷を与えることなくはがれる。次に各マ
スク素材を積み重なつている山からはがす。する
とそのマスク素材は再度彎曲した型３０の形をと
る。

次にマスク素材を型３３上にのせて深絞りす
る。この時マスク素材３４は一方向に既にほぼ型
の彎曲度と同程度に彎曲しているからマスク素材
３４はほぼ完全に型３３と係合する（第３ｍ図）。
このためダイ３５で深絞りをする際マスク素材の
隅にしわがよることはない。上述した方法によれ
ばアニーリング時に形成される熱分子溶着や深絞
りにより生ずるしわのため製造工程中ではねられ
るものがなく受像管に取り付けた時磁気しやへい
効果が良好な直立縁３７を有するマスク素材３６
が得られる。

本発明は上述した実施例に限定されるものでは
なく、マスク素材をマスク素材どうしが接着して
しまう温度以上の最高温度でアニーリングするシ
ヤドウマスクの製造方法の全てに適用できるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は色選択電極を具えるカラー受像管の略
式縦断面図、第２ａ図は第１図に示したカラー受
像管内の色選択電極の正面図、第２ｂ図は第２ａ
図の−線で切つた略式横断面図、第３図は色
選択電極の製造工程の説明図である。 １…カラー受像管、２…表示窓、３…コーン、
４…ネツク、５…螢光体パターン、６…シヤドウ
マスク（色選択電極）、７…開口、８…懸垂部材、
９…電子銃、１０〜１２…電子ビーム、１３…偏
向コイル、１４…しやへいキヤツプ、１５…（シ
ヤドウ）マスク素材、１６…直立縁、１７…マス
クリング、１８…フランジ、２０…鋼箔、２１…
ホトレジストラツカー、２２…光源、２３…マス
ク、２４…現像剤、２５…炉、２６…エツチヤン
ト、２８…各マスク素材、２９…マスク素材を積
み重ねたもの、３０…彎曲した型、３１…炉、３
２…平らな基台、３３…型、３４…１枚のマスク
素材、３５…ダイス、３６…マスク素材、３７…
直立縁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 開口パターンを有するシヤドウマスク素材を
   具えるカラー受像管の色選択電極を製造するに当
   り、 ａ 写真蝕刻法により鋼箔に開口パターンを設け
   る工程と、 ｂ この鋼箔から各々が開口パターンを有するマ
   スク素材を切り取る工程と、 ｃ アニーリングに先立つて、彎曲した型の上に
   切り取つたマスク素材を積み重ねる工程と、 ｄ 積み重ねたマスク素材を、マスク素材どうし
   が接着し合う温度よりも高い最高温度でアニー
   リングする工程と、 ｅ アニーリング後、積み重ねたマスク素材を平
   らな基台上に置く工程と、 ｆ 各マスク素材を皿状形態に深絞りする工程 とを含んでなることを特徴とするカラー受像管用
   色選択電極の製造方法。 ２ 前記の彎曲した型の形状を半径が深絞り後の
   マクス素材の半径にほぼ等しい円柱の一部とする
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカ
   ラー受像管用色選択電極の製造方法。 ３ 前記鋼箔を隙間のない鋼から作り、アニーリ
   ング時の最高温度を600℃と850℃との間とし、45
   分ないし120分間アニーリングを行なうことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載
   のカラー受像管用色選択電極の製造方法。 ４ アニーリング時の最高温度を760℃とすると
   共に、15分間は温度を750℃以上に保つことを特
   徴とする特許請求の範囲第３項記載のカラー受像
   管用色選択電極の製造方法。