JPH04334850A - シャドウマスク用板材 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、カラーテレビ受像管
等に用いられるシャドウマスクを製造するのに使用され
るシャドウマスク用板材に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラーテレビ受像管は、３本の電子ビー
ムを放射する電子銃、この電子銃から放射された電子ビ
ームを受けて三原色に発光する螢光体、及び、これらの
螢光体と電子銃との間に配置され、各電子ビームのうち
の必要な方向の電子ビームだけを選択的に通過させて不
要な方向の電子ビームを遮断するための透孔が多数形成
されたシャドウマスクを備えて構成されている。

【０００３】上記したシャドウマスクの多数の電子ビー
ム通過孔は、フォトエッチング法を利用して以下のよう
な工程を経ることにより形成されている。すなわち、ま
ず、板厚が０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の低炭素アルミ
キルド鋼等の金属薄板（シャドウマスク用板材）を脱脂
し水洗して整面処理した後、その金属薄板の表裏両面に
感光液を塗布し、それを乾燥させて、厚みが数μｍのフ
ォトレジスト膜を被着形成する。次に、金属薄板の両面
に被着形成された各フォトレジスト膜の表面に、形成し
ようとする電子ビーム通過孔に対応した所要の画像を有
するマスターパターンを、表・裏で画像位置を一致させ
てそれぞれ密着させ、露光を行なう。続いて、現像し、
無水クロム酸の溶液中へ浸漬した後バーニングすること
により硬膜処理を施し、金属薄板の表裏両面に所要のパ
ターン状画像の耐食性皮膜（レジスト膜）をそれぞれ形
成する。そして、塩化第二鉄水溶液を用いてスプレイエ
ッチングを行なって金属薄板に多数の透孔を形成した後
、その表裏両面からレジスト膜を剥離する。

【０００４】そして、以上のエッチング穿孔工程が終了
すると、多数の透孔が形成された金属薄板にプレス成形
性を付与する目的で焼鈍を行なった後、プレス成形によ
って金属薄板に球面加工を施す。その後、熱輻射性の向
上並びに電子ビームの乱反射性の低減を目的として黒化
炉中で金属薄板に黒化処理を施し、その表面に酸化皮膜
を形成することにより、シャドウマスクが完成される。

【０００５】ところで、上記したエッチング工程では、
通常、スプレイエッチング（本エッチング）を行なう前
に面出しが行なわれる。この面出し工程は、現像後に金
属薄板の被エッチング面（金属露出部）に数１０Åの厚
みで被着している酸化皮膜や極く薄く残っているレジス
ト膜等を被エッチング面から除去し、被エッチング面と
なる金属面を均一に露出させる目的で行なわれるもので
あり、金属薄板を蓚酸（（ＣＯＯＨ）２）等の酸の希薄
溶液中に浸漬することにより行なわれる。

【０００６】ここで、近年においてはカラーテレビ受像
管が大型化、高精細化する傾向があり、これに伴ってド
ーミング現象と呼ばれるシャドウマスクの熱変形が大き
な問題となってきた。すなわち、電子銃から放射されて
螢光体の方へ向かう電子ビームの多くが不要な方向の電
子ビームとしてシャドウマスクに衝突し吸収されて温度
が上昇し、その際の熱膨張によってシャドウマスクが螢
光体側へ膨らみ、この結果、螢光体への電子ビームのラ
ンディングの位置がずれて色ずれ現象が起こることにな
る。そして、この場合、カラーテレビ受像管が大型化す
ると、その奥行き寸法を減少させるために、カラーテレ
ビ受像管の全体形状を扁平にすることになるが、カラー
テレビ受像管が扁平形状になると、画面の周辺部では、
シャドウマスクに対し電子ビームが入射する角度が小さ
くなって、シャドウマスクに形成された透孔を通過せず
にシャドウマスク面に衝突する電子ビームの割合が大き
くなり、ドーミング現象による影響が強く出るようにな
る。また、カラーテレビ受像管が高精細化されると、隣
り合う異なる色の螢光体同士のピッチも小さくなるため
、それだけ色ずれを生じ易くなる。

【０００７】このように、カラーテレビ受像管の大型化
、高精細化に伴い、ドーミング現象によるシャドウマス
クの熱変形の問題が大きくなってきている。そこで、こ
のシャドウマスクの熱変形を少なくするため、最近では
シャドウマスク用板材として、従来から使用されてきた
アルミキルド鋼に比較して熱膨張係数が極めて小さい、
例えば３６％のニッケル（Ｎｉ）を含有した合金である
アンバー（Ｉｎｖａｒ）材が使用されるようになってき
た。

【０００８】ところが、アンバー材をシャドウマスク用
板材として用いるようになったことに伴い、従来の、鉄
板（アルミキルド鋼）や銅板をシャドウマスク用板材と
して用いた場合と同じ面出し液を使用し同様の方法によ
り面出し操作を行なっても、被エッチング面となる金属
面が露出しないといった現象がしばしば起こるようにな
った。この結果、面出し工程に続いて行なわれる本エッ
チング工程において、エッチングの進行速度にばらつき
を生じ、形成されるべき透孔の孔径や孔形状が一定にな
らず、結果として良品が得られないといった問題が新た
に発生した。そして、面出し液である蓚酸の濃度や組成
を変えたり、使用する酸の種類自体を変えたりすること
により、シャドウマスク用板材の材質変化に対応しよう
としても、処理時間や製造コスト、工程数の増加等を来
たす一方、若干の歩留まりの改善がみられる程度に過ぎ
ず、それらの対応方法は実用面から採用し難いものであ
った。

【０００９】この発明は、以上のような事情に鑑みてな
されたものであり、面出し液の組成や濃度等を変更する
対応方法によらないで、安定した面出しを行なうことが
できる、ニッケルを含有したアンバー型合金により形成
されたシャドウマスク用板材を提供することを技術的課
題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明では、アンバー
型合金におけるニッケル含有量を３５〜３７重量％とし
、かつケイ素及びリンの各含有量をそれぞれ０．０２重
量％以下（Ｓｉ≦０．０２ｗｔ％）、０．００２重量％
以下（Ｐ≦０．００２ｗｔ％）とし、そのような成分組
成のアンバー型合金によりシャドウマスク用板材を形成
した。

【００１１】ニッケルを含有した合金からなる板材では
、ニッケル含有量が３５重量％未満であるか３７重量％
を越えると熱膨張係数が急激に大きくなってドーミング
現象の発生を十分に抑制することができなくなるが、こ
の発明のシャドウマスク用板材は、ニッケル含有量が３
５〜３７重量％のアンバー型合金により形成されている
ので、熱膨張係数が極めて小さく、ドーミング現象によ
る熱変形が少ないといったアンバー型合金の特質が十分
に発揮される。

【００１２】そして、合金中のケイ素含有量が多いと、
そのケイ素が材料表面に偏析し、Ｓｉ−Ｏの緻密な酸化
皮膜を形成し易くなり、この結果、その酸化皮膜がＮｉ
−Ｏの酸化皮膜と共に材料の腐食を妨げることになり、
また、合金中のリン含有量が多いと、リンが結晶粒界中
で酸化膜を形成し、それが結晶介在物となって材料の腐
食進行の妨げとなるが、この発明のシャドウマスク用板
材は、上記したようにケイ素及びリンの各含有量がそれ
ぞれ少なくされているので、その表面腐食が妨げられる
ことがない。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の好適な実施例について説明
する。

【００１４】最初に、図１に示した装置を使用し、種々
の成分組成を有するアンバー型合金からなる各板材をそ
れぞれ面出し液中で電位走査して求めた電位−電極曲線
（アノード分極曲線）について説明する。

【００１５】まず、図１に示した測定装置は、ポテンシ
ョスタット（定電位電解装置）１と、ファンクションジ
ェネレータ（電位走査装置）２と、Ｘ−Ｙレコーダ３と
、試験電極５、比較電極（Ａｇ／ＡｇＣｌ）６及び対極
（白金）７を有し、面出し液８が入った電解槽４とから
構成されている。ポテンショスタット１は、これを使用
すると、種々な電位に設定して電流値を求めることがで
き、また、ファンクションジェネレータ２は、ポテンシ
ョスタット１及びＸ−Ｙレコーダ３と連結させることに
より、電位走査を行なって短時間で連続的な電位−電流
曲線を描くことができる。尚、ポテンショスタット１に
は、電位表示用のデジタル表示板９が設けられており、
操作モード（電位を印加する状態）及び休止モード（電
位を印加しない状態）の２つのモードを切り換えるため
の切換えスイッチ１０が備えられ、それぞれのモードに
対応する電位をデジタル表示板９に表示するようになっ
ている。そして、後者のモードに切り換えられたときの
デジタル表示板９によって示された値が、自然電極電位
の測定値である。面出し液８は、２％蓚酸溶液である。 また、試験極５となる各板材の電極面積はいずれも、２
ｃｍ×２ｃｍ×２（面）＝８ｃｍ２であり、電位走査速
度はいずれも３ｍＶ／ｓｅｃに設定した。サンプルとし
ては、表１に示したＡ〜Ｅの各成分組成の板材を用意し
た。

【００１６】

【表１】

【００１７】まず、サンプルＡ〜Ｅについてそれぞれの
自然電極電位を測定したところ、全てのサンプルにおい
て＋０．４Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／ＡｇＣｌ）の値を示した。 尚、木片、ガラス等の不導体についても自然電極電位を
測定したが、同じく＋０．４Ｖであった。

【００１８】次に、電位を陰分極方向（正から負への方
向）に変化させて、サンプルＡ〜Ｅの電位−電流特性を
測定した。その測定結果を図２に示す。

【００１９】図２に示すように、電位を＋０．４５Ｖか
ら３ｍＶ／ｓｅｃの速度で徐々に下げていくと、サンプ
ルＡ〜Ｅのいずれにおいても、電位が＋０．３Ｖ付近に
なるまでは電流値がほぼ０のままで変化しないが、電位
が＋０．３Ｖ付近でサンプルＡのみにおいて、急激に（
＋）電流が増加する。引き続いて、電位をさらに下げて
いくと、次にサンプルＢにおいても（＋）電流の急激な
増加がみられる。他方、サンプルＣ〜Ｅについては、電
位が＋０．２Ｖ付近になるまで電流値はほぼ０のままで
変化せず、＋０．２Ｖ付近の低い電位になって初めて（
＋）電流が増加するようになる。

【００２０】電位が高い領域で電流が流れないのは、サ
ンプル板材（試験電極）の表面に酸化皮膜（絶縁皮膜）
が生成して不働態化現象が起きているためである。この
電流が流れない不働態領域では、板材のエッチングが進
行しない。電位が低くなると急激に電流が増加するのは
、板材表面の腐食が進行して金属の溶解が始まり、それ
に伴って（＋）電流が流れるためである。そして、図２
より、アンバー型合金の腐食が十分に進行して一定値以
上の（＋）電流が流れる電位の範囲は、サンプルＡが最
も広く、次いでサンプルＢであり、また、ピーク電流の
値も、サンプルＡ、Ｂの順に大きく、これらでは腐食が
より活発に進行することが分かる。

【００２１】一方、サンプルＡ〜Ｅと同じ成分組成を有
する各フープ材（長尺帯状金属薄板材）を、シャドウマ
スク用板材として鉄板（アルミキルド鋼）を用いた従来
から行なわれている方法及び条件と同様のシャドウマス
ク製造工程にそれぞれ投入すると、サンプルＡ及びサン
プルＢと同一組成のアンバー型合金からなる各フープ材
は、面出し工程において極めて面が出易く、２％蓚酸溶
液からなる面出し液によって常に被エッチング面である
金属面が露出した。これに対し、サンプルＣ、Ｄ、Ｅと
同一組成のフープ材では、この順に金属面が露出しにく
くなり、サンプルＤ及びサンプルＥと同一組成の各フー
プ材では、一旦金属面が露出していても途中から金属面
が露出しなくなるといったことも起こる。

【００２２】以上の結果より、実際の面出し工程では、
板材の露出すべき表面部分もレジスト皮膜によって薄く
被覆されているが、面出し結果の良否には、板材自体の
表面の不働態化現象による影響が大きく作用し、板材の
電位−電流特性と面の出易さとの間には、密接な関係が
あることが分かった。

【００２３】従って、図２及び表１から分かるように、
板材の成分組成のうち、特にケイ素及びリンの含有量を
少なく抑え、ケイ素含有量を０．０２重量％以下、リン
含有量を０．００２重量％以下とすることにより、安定
した面出しを行なうことができるアンバー型合金が得ら
れる。また、ニッケル含有合金では、ニッケル含有量が
３５重量％未満であるか３７重量％を越えると熱膨張係
数が急激に大きくなるので、アンバー型合金におけるニ
ッケル含有量は３５〜３７重量％とする。以上のような
組成のアンバー型合金を使用し、それを薄板状に成形し
てシャドウマスク用板材を製作する。

【００２４】

【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
かつ作用するので、この発明に係る板材を使用してシャ
ドウマスクを製造するときは、本エッチングに先立って
行なわれる面出し工程において、金属面の露出が安定し
て行なわれ、シャドウマスクの生産歩留りが向上する。 また、面出し液の組成や濃度等を変更するといった対応
方法によらないので、実用性が高い。そして、この発明
に係る板材は、ニッケル含有量が３５〜３７重量％のア
ンバー型合金により形成されているので、それを使用し
て製造されるシャドウマスクは、ドーミング現象による
熱変形が少なく、そのシャドウマスクを用いたカラーテ
レビ受像管では色ずれ現象が起こりにくく、この発明は
、近年におけるカラーテレビ受像管の大型化、高精細化
に寄与し得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】電位−電流曲線を求めるために使用される装置
の構成の１例を示す概略図である。

【図２】種々の成分組成のアンバー型合金からなる各板
材について求めた電位−電流曲線を示す図である。

【符号の説明】

１　　ポテンショスタット ２　　ファンクションジェネレータ ３　　Ｘ−Ｙレコーダ ５　　試験電極 ６　　比較電極（Ａｇ／ＡｇＣｌ） ７　　対極 ８　　面出し液

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ニッケルを含有したアンバー型合金に
   より形成されたシャドウマスク用板材において、ニッケ
   ル含有量を３５〜３７重量％、ケイ素含有量を０．０２
   重量％以下、リン含有量を０．００２重量％以下とした
   ことを特徴とするシャドウマスク用板材。