JPH03208225A - シャドウマスクの製造方法 - Google Patents

シャドウマスクの製造方法

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JPH03208225A
JPH03208225A JP2002845A JP284590A JPH03208225A JP H03208225 A JPH03208225 A JP H03208225A JP 2002845 A JP2002845 A JP 2002845A JP 284590 A JP284590 A JP 284590A JP H03208225 A JPH03208225 A JP H03208225A
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shadow mask
treatment
electrons
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alloy
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JP2002845A
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Hiroyuki Teramoto
浩行 寺本
Kimio Hashizume
橋爪 公男
Tetsuya Watanabe
徹也 渡辺
Hideya Ito
英也 伊藤
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/02Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof
    • H01J29/06Screens for shielding; Masks interposed in the electron stream
    • H01J29/07Shadow masks for colour television tubes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/001Heat treatment of ferrous alloys containing Ni
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
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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、例えばカラーテレビ用受像管などに用いら
れるシャドウマスクの製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
第1図は、カラー受像管の主要部分の構成を示す断面図
である。電子銃から射出された赤、緑、青に対応する電
子ビーム(1)、+2)、+3)はシャドウマスク(4
)の規則正しく配列された色選別電極である微細な開孔
(5)を通過する。この後パネルαO内面に形成された
蛍光面(9)の赤、緑、青に発光する蛍光体く6)、(
7)、(8)に各電子ビーム(1)、{2)、(3)が
正しく対応して射突することにより、カラー映像を映出
する構成となっている。
コノヨうなカラー受像管に用いられるシャドゥマスク(
4)の素材としては、従来は一般に高純度のFeを主成
分とする低炭素AJ7−#ルド鋼が用いられていた。こ
れは素材の加工性、強度、及びコストなどを総合的に勘
案して決定されるものである。
しかしながら、従来のカラー受像管におけるシャドウマ
スク(4)は、加工性などの面で優れてはいるものの、
ドーミングと呼ばれる現象によって色純度が劣化すると
いう問題を残している。これは、カラー受像管の動作時
に、シャドウマスクの開孔(5)を通過する電子ビーム
が全体の173以下であり、残りの電子ビームはシャド
ウマスク(4)に射突して、映像内容によりシャドウマ
スク(4)が80℃以上に加熱される。その結果、シャ
ドウマスク(4)に熱膨張が生じシャドウマスク(4)
が熱歪を起こして零子ビ−Aが正しく蛍光面に射突しな
くなるため色純度が劣化する。このようなことは従来の
シャドゥマスク(4)の素材であるklキルド鋼の熱膨
張係数が0〜】00℃で12 X 10  ’/ de
g程度と大きいことに起因しており、高精細化を目指す
シャドウマスクにおいて重要な問題となっていろ。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来は上記のような問題を解決するために、熱膨張係数
がAlキルド鋼に比較して小さい、Fe −Ni系のア
ンバー合金(Fe−35%Ni ) f(どを素材とし
たシャドウマスクが、例えば特開昭42−25446号
公報、特開昭50−58977号公報及び特開昭50−
68650号公報などで提案されている。しかしながら
アンバー製のシャドウマスクは耐振動に対してAlキル
ド鋼製のシャドウマスクに劣るという問題がある。これ
はシャドウマスクの成形性を改善するために高温焼鈍が
施されるが、これによりシャドウマスク自体のヤング率
が低下することなどが最も大きな原因となっている。す
なわちアンバー合金のヤング率は元々14 000 k
gf / mm’と従来(DAlキルド鋼の20000
 kef / m[Q!と比較して低い上に成形性を改
善するための高温焼鈍により結晶粒が粗大化して、さら
に低下してしまうという欠点を有していた。このヤング
率の低下は共振周波数を低下させ、カラー受像管にシャ
ドウマスクを組み込んだ際に、スピーカーなどの音声に
よる外部振動によってシャドウマスク自体が共振してゆ
れ動いてしまう、いわゆるハウリングという現象を起こ
すようになる。その結果、シャドウマスクの開孔と電子
ビームの微妙な位置ずれを起こし、色純度が低下してし
まう。高精細度が要求される今日のシャドウマスクにあ
っては、このようなことが実用化の大きな障害となって
いた。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、昇温時の熱膨張による色純度の劣化がなく、
かつ外部振動によってシャドウマスク自体が共振するこ
とによる色純度の劣化が生じないシャドウマスクの製造
方法を得ることを目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係るシャドウマスクの製造方法は、Fe及び
Niを主成分とするFe−Ni系合金で形成されるシャ
ドウマスク本体の表面を、イオン窒化する工程を施すよ
うにしたものである。
〔作用〕
この発明では、シャドウマスクとして表面をイオン窒化
処理したFe−Ni系合金を用いることにより、シャド
ウマスク素材が有する低熱膨張の特性を生かして昇温時
の熱膨張による色純度劣化が無L)。しかも表面をイオ
ン窒化するのでヤング率が向上し、スピーカなどの音声
による外部振動によってシャドウマスク自体が振動して
しまうことによってひき起こされる色純度劣化が生じな
い。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例によるシャドウマスクの製造
方法について説明する。製造されたシャドウマスクを用
いたカラー受像管の構成は従来と同様、第1図にその断
面図を示す。図中、各部は従来と同一又は相当のもので
ある。このシャドウマスク(4)の製造方法を以下に説
明する。Fe及びNiを主成分とするFe−Ni系合金
からなる金属板に多数の開孔を設けてシャドウマスク本
体とする。このシャドウマスク本体を高温で焼鈍し、プ
レス成形する。この後、表面をイオン窒化処理し、続い
て従来と同様に黒化処理を施す。
ここで一般的なイオン窒化処理について説明する。低圧
の窒素ガス雰囲気中で炉体を陽極.被処理物を陰極とし
、この間に直流電圧を印加すると、グロー放電が起こる
。この時炉内の窒素ガスは電離して電子を放出し、窒素
イオンとなって陰極の被処理物に向って移動して衝突す
る。その結果一部は直接イオン注入し、一部は表面から
電子及びFe,C,0などを叩き出す。叩き出されたF
e原子はグロー放電によって生成されたプラズマ中の原
子状窒素と結合して窒化鉄(Fe−N)を形成し、被処
理物表面に吸着される。この窒化鉄(Fe−N)は被処
理物の温度上昇とイオン衝突によって順次低位の窒化物
に分解し、窒素の一部は被処理物の内部に侵入拡散する
。この窒素の侵入拡散のため、被処理物の素材の表面硬
さ、ヤング率等が向上する。特に、ヤング率の向上は、
シャドウマスクの剛性改善となり、スピーカの音声など
による外部振動が原因で生ずるハウリング現象が著しく
少などなる。
一般の窒化法では、表面に形成される化合物に脆いもの
が多く、表面層の厚さの調節も難しいなどの問題があっ
たが、イオン窒化の場合、プロセスにおけるいくつかの
ファクターの調節により、再現性の高い表面層状態のコ
ントロールが可能である。
この実施例におけろ供試材は第1表に示す成分からなる
、Fe−35%Ni  (アンバー合金)で、板厚0.
1 5 m [1+ のものである。まず素材としての
特性を調べろため、真空中において1150℃で焼鈍を
行い、その後イオン窒化処理を処理温度を380℃、4
20℃、450℃、480℃、580℃、600℃の6
条件で保持時間1時間、処理圧力4,Qtorr , 
N2とH2の比率が1:1の処理雰囲気で行ない、特性
として硬度とヤング率を調べた。また、比較材としてイ
オン窒化処理しないものの特性も合わせて測定した。そ
の結果を第2表に示す。この表から、イオン窒化により
、いずれの処理温度においても硬度、ヤング率共に上昇
していろことがわかる。なかでも420℃で処理したも
のは、未処理のものに対して、硬度は2.5倍、ヤング
率は約20%上昇している。
次に、マスクとしての特性を調べるため、上記供試材に
フォトエッチングにより多数の開孔を設け、真空中にお
いて1150℃で焼鈍した後プレス成形した。イオン窒
化処理は素材の場合と同条件で、処理温度を変えて行な
った。第3表にイオン窒化処理が終了した段階でのシャ
ドウマスクの変形量を評価した結果、これらのイオン窒
化処理条件の異なるシャドウマスクを、約600℃の水
素雰囲気あるいはDXガス雰囲気中で黒化処理を行なっ
た後に実際のカラー受像管に組込み、ハウリングにより
発生する電子ビームの移動量と振動の減衰時間を未処理
のものを100 (%)として表した結果を示す。また
、第2図はイオン窒化処理温度(℃)と電子ビームの移
動量の割合C%)の関係を示すグラフ、第3図は同じく
イオン窒化処理温度(℃)と振動の減衰時間の割合c%
)の関係を示すグラフである。
第3表からわかる通り、高温側でイオン窒化処理したシ
ャドウマスクには、イオン窒化処理によりやや変形を生
じた。また電子ビームの移動量および減衰時間に関して
は、素材で評価した結果とほぼ同様の傾向が見られ、4
20℃で処理したものが電子ビームの移動量、振動の減
衰時間ともに最も小さく、未処理のシャドウマスクと比
較してハウリングの影響が相当低減されていることがわ
かる。
この実施例によれば、Fe−Ni系合金を素材として成
形したシャドウマスクの表面をイオン窒化し、シャドウ
マスクの剛性を向上させることによりシャドウマスクの
素材が有する低熱膨張の特性を生かして、昇温時の熱膨
張による色純度劣化や、スピーカーからの音声などによ
る外部振動によって生じろ色純度劣化が極めて少ないカ
ラー受像管を得られる効果がある。また、メッキ、蒸着
等の他の被膜コーティングでは、コーティングの種類に
よってエッチング、黒化処理の工程で問題が生じる場合
もあるが、上記実施例によるイオン窒化法は他の物質で
表面が覆われることがないため、未処理のFe−Ni系
合金と遜色なくエッチングや黒化処理が可能である。
なお、上記実施例では、イオン窒化処理条件が420℃
で最も大きな効果が得られたが、保持時間、処理圧力、
処理雰囲気や黒化処理温度等が変れば新たに処理温度を
選ぶ必要があり、この処理温度の範囲を350〜500
cの間に選ぶことによりシャドウマスク特性の優れたも
のを得ることができろ。
また、シャドウマスクの素材として、アンバー合金に限
らず、他のF a −N i系合金にもこの発明を適用
することが可能である。
第1表 第2表 第3表 〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、Fe及びNiを主成
分とするFe−Ni系合金で形成されるシャドウマスク
本体の表面をイオン窒化する工程を施すことにより、熱
膨張による色純度の劣化及びシャドウマスクの共振によ
る色純度の劣化を防止でき、高精細なCRTを得るシャ
ドウマスクの製造方法を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は一般的なカラー受像管の主要部分の構成を示す
断面図、第2図はこの発明の一実施例に係り、イオン窒
化処理温度C℃)に対する電子ビーム移動量の割合を未
処理材を100%として示すグラフ、第3図はこの発明
の一実施例に係り、イオン窒化処理温度(′C)に対す
る振動の減衰時間の割合を未処理材を100%として示
すグラフである。 (4)・・・シャドウマスク。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. Fe及びNiを主成分とするFe−Ni系合金で形成さ
    れるシヤドウマスク本体の表面をイオン窒化する工程を
    施すシヤドウマスクの製造方法。
JP2002845A 1990-01-09 1990-01-09 シャドウマスクの製造方法 Pending JPH03208225A (ja)

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