JPH0359975B2

JPH0359975B2 -

Info

Publication number: JPH0359975B2
Application number: JP59107780A
Authority: JP
Inventors: Michihiko Inaba
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-05-28
Filing date: 1984-05-28
Publication date: 1991-09-12
Also published as: JPS60251253A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、カラー受像管の改良に関する。

（従来の技術）一般に、カラー受像管は第１図に示す構成とな
つている。即ち、図中の１はガラス外囲器であ
る。この外囲器１の一端のネツク部２には、例え
ばインライン配例の電子銃３が設けられ、かつ該
電子銃３と対向する他端部のフエース部４には多
数の赤、青、及び緑に区分されたけい光面５が配
設されている。このけい光面５に近接して多数の
ビーム開孔を有するシヤドウマスク６が配設され
ている。このシヤドウマスク６は、フレーム７に
係止具８を介して取り付けられており、かつ該フ
レーム７には前記電子銃３側に地磁気を遮断する
ためのインンナーシールド９が取付けられてい
る。こうした構成のカラー受像管において、電子
銃３から射出された電子ビーム１１は集束、加速
され、偏向装置１０によつて偏向され、シヤドウ
マスク６の開孔を通つてけい光面５に射突し、カ
ラー映像を再現する。

ところで、前記カラー受像管に用いられるシヤ
ドウマスク、フレーム及びインナーシールドの部
材は、従来よりエツチング性、成形性がよく、電
子ビーム反射の軽減に寄与する酸化膜を簡単に作
り易い鉄材Feで形成されていた。しかしながら、
最近、パソコンのデイスプレイ、文字多重放送、
衛星放送、キヤプテンシステム等が一部実用化さ
れるに伴ないテレビ画面の“見やすさ”や“きめ
細やかさ”が重視されるようになるにつれて、前
記リム鋼やAlキルド鋼からなるシヤドウマスク
等の部材を使用することは次のような理由から困
難であつた。

即ち、一般にカラー受像管を動作させると、各
部材温度は30〜100℃に上昇し、例えばシヤドウ
マスクに関しては熱膨脹により成形形状がゆが
む、いわゆるドーミングが生じる。その結果、電
子ビーム軌道上に有するべきシヤドウマスクの開
孔部とけい光面のけい光層との相対位置関係がず
れ、ピユリテイードリフト（PD）と呼ばれる色
ずれ現象が発生する。上述したきめ細やかで見や
すいカラー受像管では、シヤドウマスクの開孔部
ピツチ及び孔径が非常に小さいため、ドーミング
によるシヤドウマスクの開孔部とけい光面のけい
光層との相対位置のずれ量に対する色ずれ程度は
民生用に比較して著しく大きく、従来の鉄材
（Fe）からなるシヤドウマスクでは実用に耐えな
い。

このようなことから、熱膨脹係数に小さいFe
−Ni合金、例えばアンバー（36Ni−Fe）で形成
したシヤドウマスク等のカラー受像管用部材を形
成することが提案されている。しかしながら、ア
ンバーの成形性は従来の鉄材に比べて著しく悪
く、通常シヤドウマスク球面から電子銃方向にへ
こみを生ずる。これをシヤドウマスクのスプリン
グバツクと称され、アンバー材を使用した場合、
特にマスク周辺のへこみが大きく、フエース面か
らの相対的位置がずれ、カラー受像管としての使
用が困難となる。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、上記従来の問題点を解決するために
なされたもので、高品位テレビ画像を容易に実現
し得るカラー受像管を提供しようとするものであ
る。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、シヤドウマスク、フレーム及びイン
ナーシールドのうちの少なくとも１つの部材を、
30〜37重量％Ni、残部が実質的に鉄からなるFe
−Ni合金にリン，砒素，アンチモンから選ばる
１種又は２種以上を0.002〜0.1重量％、好ましく
は0.005〜0.03重量を含む材料より形成すること
を特徴とするカラー受像管である。

上記Fe−Ni合金のNi量を限定した理由は、そ
の量が30〜37重量％の範囲を逸脱すると熱膨脹係
数の小さいシヤドウマスク等のカラー受像管を得
ることができなくなるためである。

上記リン，砒素、アンチモンの元素はいずれも
焼鈍により粒界に偏析する傾向を有し、粒界脆化
を起こし易いため、耐力や引張り強度を低下させ
る均等的な作用を有する。こうした元素の含有割
合を上記範囲に限定した理由は、該元素の含有割
合を0.002重量％未満にすると、この元素を添加
した材料をいかなる条件で熱処理しても粒界脆化
現象が顕著に生じず、引張り強度の大巾な減少化
が困難となる。かといつて該元素の含有割合が
0.1重量％を越えると、鍛造時に割れを起こし易
くなり、たとえ鍛造時に割れが発生しなくともシ
ヤドウマスク等の成形時に割れを生じ、しかも逆
に、0.2耐力の増加がはじまり、スプリングバツ
ク現象がかえつて著しくなる。このためシヤドウ
マスク等の部材には不適当である。

上記Fe−Ni合金にリン、砒素、アンチモンか
ら選ばれる１種又は２種以上含む素材を焼鈍（熱
処理）することにより、結晶粒界における平均元
素Ｐ，As，Sb）濃度を粒内の平均元素濃度より
も高くでき、0.2％耐力の低い材料を得ることが
可能となる。かかる熱処理おしては、例えば(イ)前
記素材をFe−Niの状態図においてオーステナイ
ト領域まで加熱した後、室温まで戻す方法、(ロ)前
記素材をFe−Niの状態図においてオーテナイト
領域まで加熱した後、その温度より低い温度まで
時効処理して室温まで戻す方法がある。具体的に
は、リンを含む素材を800℃で焼鈍した場合には
リン添加量と0.2％耐力の関係を示す第２図の曲
線Ａとなり、1100℃で焼鈍した場合には同第２図
の曲線Ｂとなる。この第２図より焼鈍温度により
0.2％耐力の値に変化が生じる。但し、リンの添
加量による0.2％耐力値の傾向は同じである。特
に、リン添加量が0.1重量％以上になると、熱膨
脹係数も素材を950℃の焼鈍を行つた後に測定し
た場合、25×10^-7〜50×10^-7になり、0.01重量％
のリンを含み同様な焼鈍を行つた素材の15×10^-7
に比べて２〜３倍大きくなつてシヤドウマスクと
しての色ずれ増加の原因となる。

なお、前記熱処理方法においては昇温速度、保
持温度や時間、降温速度により材料の結晶粒径や
粒界に濃縮される元素濃度に差が生じるので、元
素の含有量に対応してそれらの条件を選定する必
要がある。但し、中間の強加工を加えない場合の
方が効果的に材料の耐力や引張り強度を下げられ
る傾向にある。

（作用）本発明に用いる30〜37重量％Ni、残部が実質
的に鉄からなるFe−Ni合金にリン、砒素、アン
チモンから選ばれる１種又は２種以上を0.002〜
0.1重量％含む材料は、耐力や引張り強度の低い
性質を有し、成形性に優れているため、これをカ
ラー受像管に適用すれば、高精度の成形が可能と
なる。特に、シヤドウマスクの形成に利用する
と、スプリングバツクの少ない正常な球面をもつ
シヤドウマスクを実現できる。

（実施例）以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

実施例１まず、Ni35.6重量％、Si0.02重量％、Mn0.1重
量％、P0.005重量％及び残部Feからなる合金
（インバー）のインゴツト用意し、焼鈍、熱間、
冷間加工を繰り返して厚さ0.15mmの板材を作製し
た。つづいて、この板材に感光剤を塗布、露光、
現像、バーニングによるエツチングを施して多数
の穴を有するフラツトマスク素材を作製した。ひ
きつづき、フラツトマスク素材を950℃で真空焼
鈍を行ない、炉冷した後、700℃で１時間保持し、
更に不活性ガス中に封入し、室温まで冷却した。
次いで、プレス加工も施し、脱脂、酸洗、水洗し
た後、空気中にて600℃で30分間黒化処理してシ
ヤドウマスクを製造した。

実施例２ Ni36.1重量％、Si0.03重量％、Mn0.12重量、
P0.05重量％及び残部FeからなるNi−Fe合金を用
いた以外、実施例１と同様な方法によりシヤドウ
マスクを製造した。

実施例３ Ni35.8重量％、Si0.04重量％、Mn0.15重量％、
P0.07重量％及び残部FeからなるNi−Fe合金を用
いた以外、実施例１と同様な方法によりシヤドウ
マスクを製造した。

比較例１Ｐを0.0005重量％含む以外は実施例１と同様な
組成のNi−Fe合金を用い、同実施例１と同様な
方法によりシヤドウマスクを製造した。

しかして、本実施例１〜３及び比較例１のシヤ
ドウマスクの状態を調べた。その結果、比較例１
のシヤドウマスクはスプリングバツクを生じ、マ
スク周辺がへこむ現象が認められた。これに対し
本実施例１〜３のシヤドウマスクはスプリングバ
ツク現象はほとんど認められないか、或いは比較
例１より少なく、良好な特性を有していた。

また、本実施例１〜３及び比較例１において、
プレス前のフラツトマスク素材を打ち抜いて試験
片を作製し、これら試験片の引張り強さ及び破断
強さを測定した。その結果、実施例１〜３の試験
片は比較例１の試験片に比べて引張り強さ及び破
断強さがそれぞれ２Kg／mm²、1.5Kg／mm²、1.0Kgmm²
程度低下していた。

更に、実施例２のＰを0.05重量％含むNi−Fe
合金から作成されたフラツトマスク素材の試料に
ついて粒内及び粒界の状態をオージエ電子分光装
置を用いて調べたところ、第３図ａ，ｂに示す結
果を得た。この第３図より、粒界にはＰが検出さ
れるが、粒内においてはＰが検出限界以下である
ことから、Ｐは粒界に濃縮して粒界脆化を起こし
ていることがわかる。なお、実施例１、３のNi
−Fe合金から作製されたフラツトマスク素材は
ともに第３図とほぼ同様な結果が得られた。

実施例４ Ni36.1重量％、Si0.01重量％、Mn0.2重量％、
As0.005重量％及び残部FeからなるNi−Fe合金
を用いた以外、実施例１と同様な方法によりシヤ
ドウマスクを製造した。

実施例５ Ni36.2重量％、Si0.01重量％、Mn0.15重量％、
As0.02重量％及び残部FeからなるNi−Fe合金を
用いた以外、実施例１と同様な方法によりシヤド
ウマスクを製造した。

実施例６ Ni35.7重量％、Si0.02重量％、Mn0.22重量％、
As0.05重量％及び残部FeからなるNi−Fe合金を
用いた以外、実施例１と同様な方法によりシヤド
ウマスクを製造した。

比較例２ Asを0.0005重量％含む以外は実施例４と同様
な組成のNi−Fe合金を用い、前記実施例１と同
様な方法によりシヤドウマスクを製造した。

しかして、本実施例４〜６及び比較例２のシヤ
ドウマスクの状態を調べた。その結果、比較例３
のシヤドウマスクはスプリングバツクを生じ、マ
スク周辺がへこむ現象が認められた。これに対
し、本実施例４〜６のシヤドウマスクはスプリン
グバツク現象はほとんど認められないか、或いは
比較例３より少なく良好な特性を有していた。

また、本実施例４〜６及び比較例２において、
プレス前のフラツトマスク素材を打ち抜いて試験
片を作製し、これら試験片の引張り強さ及び破断
強さを測定した。その結果、実施例４〜６の試験
片は比較例２の試験片に比べて引張り強さ及び破
断強さがそれぞれ2.0Kg／mm²、1.5Kg／mm²、1.0Kg／
mm²程度低下していた。

実施例７ Ni36.0重量％、Si0.01重量％、Mn0.3重量％、
Sb0.007重量％及び残部FeからなるNi−Fe合金を
用いた以外、実施例１と同様な方法によりシヤド
ウマスクを製造した。

実施例８ Ni36.0重量％、Si0.01重量％、Mn0.2重量％、
P0.007重量％、As0.005重量％及び残部Feからな
るNi−Fe合金を用いた以外、実施例１と同様な
方法によりシヤドウマスクを製造した。

実施例９ Ni36.9重量％、Si0.01重量％、Mn0.15重量％、
S0.007重量％、P0.01重量％及び残部Feからなる
Ni−Fe合金を用いた以外、実施例１と同様な方
法によりシヤドウマスクを製造した。

実施例 10 Ni36.3重量％、Si0.01重量％、Mn0.1重量％、
Sb0.01重量％、P0.005重量％及び残部Feからな
るNi−Fe合金を用いた以外、実施例１と同様な
方法によりシヤドウマスクを製造した。

しかして、本実施例７〜10のシヤドウマスクの
状態を調べたとろ、スプリングバツク現象はほと
んど認められないか、或いは前記比較例１より少
なく良好な特性を有していた。

また、本実施例７〜10において、プレス前のフ
ラツトマスク素材を打ち抜いて試験片を作製し、
これら試験片の引張り強さ及び破断強さを測定し
た。その結果、実施例７〜10の試験片は前記比較
例１の試験片に比べて引張り強さ及び破断強さが
それぞれ1.8Kg／mm²、2.0Kg／mm²、1.6Kg／mm²、1.1
Kg／mm²程度低下していた。

一方、前記実施例１〜10のシヤドウマスクを組
み込んだ第１図図示のカラー受像管に映像を写し
出したところ、いずれも安定した画像が得られ
た。特に、シヤドウマスク面周辺のへこみがない
ため、シヤドウマスク６とけい光面５の密着性が
保持され、電子ビーム１１が所望のマスク孔を通
過してけい光面５に正確に衝突した。こうした作
用は、マスク孔径が0.2mm程度の高品位カラー受
像管に有効であり、きめこまやかな画像が得られ
る。

また、前記実施例１〜10のシヤドウマスクを組
込んだカラー受像管は、いずれもPD値が90μm以
下と極めて低い値を示した。更に、実施例１〜13
のシヤドウマスクを組込んだカラー受像管はハウ
リング防止に効果的である。しかも瞬間的な衝撃
を受けても色ずれは生じず、特に可聴低周波数域
の音波を多量に加えてもシヤドウマスクの振動が
少ないため、色ずれを防止できるばかりか、画像
のゆれも防止できる。

［発明の効果］以上詳述した如く、本発明によれば30〜37重量
％Ni、残部が実質的にFeからなるFe−Ni合金に
Ｐ，As，Sbから選ばれる１種又は２種以上を所
定量含み、成形加工が良好な材料によりシヤドウ
マスク等を形成することによつて、スプリングバ
ツク等のない高精度のシヤドウマスクを実現で
き、色ずれ、画像のゆれなどが少なく衛星放送等
の“きめ細やかさ”、“見やすさ”が重視される高
品位テレビ画像を容易に実現し得るカラー受像管
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はカラー受像管を示す断面図、第２図
は、36重量％Ni、残部が実質的にFeからなるNi
−Fe合金中のＰ添加量と焼鈍後の0.2％耐力との
関係を示す図、第３図ａ，ｂは本発明の実施例２
のフラツトマスク素材から得られた試料における
粒内及び粒界の状態をオージエ電子分光装置で分
析した図である。１……外囲器、３……電子銃、５……けい光
面、６……シヤドウマスク、７……フレーム、９
……インナーシールド、１１……電子ビーム。

Claims

【特許請求の範囲】１シヤドウマスク、フレーム及びインナーシー
ルドのうちの少なくとも１つの部材を、30〜37重
量％Ni、残部が実質的に鉄からなるFe−Ni合金
にリン、砒素、アンチモンから選ばれる１種又は
２種以上を0.002〜0.1重量％含む材料より形成し
たことを特徴とするカラー受像管。２前記部材のうちの少なくとも１つを、焼鈍に
より結晶粒界の平均元素濃度を粒内の平均元素濃
度よりも高くした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。