JPH04504185A - ニッケルをベースとするｆｔｍシャドウマスクの黒色化 - 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】 ニッケルをベースとするＦＴＭシャドウマスクの黒色化この発明は、概して、平 らなフェイスプレートをもつ陰極線管に関係し、更に詳細には、ニッケル及び鉄 を含む合金から作られた緊張箔シャドウマスクを持つこのタイプの陰極線管に関 する。本発明は、この種マスクの製造プロセスにも関係し、マスクを強還元酸と 接触させ、ニッケルよりも速く鉄を溶解させてニッケル成分の豊かな表面層をつ くり、続いて、シャドウマスクを燐酸化塩と接触させることにより、高い電子ビ ームエネルギーに適応する改良されたシャドウマスク放射率を供給することにも 関係する。

更に、この種マスクを含む陰極線管アセンブリについても開示する。平らなフェ イスプレート及び平らな緊張箔シャドウマスクを持つ陰極線管は、曲面フェイス プレート及び曲面シャドウマスクを持つ従来の陰極線管よりも多くの利点を持つ ことが知られている。

緊張マスクを持つ平らなフェイスプレート陰極線管の主要な利点は、電子ビーム 電力対処能力が大きく、画像の輝度を更に大きくすることができる。従来の曲面 マスクを持つ陰極線管の電力対処能力は、マスクの厚さく０．１ｍｍから０．２ ｍｍ、５ミルから７ミル）、及び、マスクに張力がかかった状態で取り付けられ ていないという事実によって制限される。その結果、電子ビーム衝撃が強く、輝 度が高く、従って熱発生の最も大きい画像の部分においてマスクが膨張ないし「 ドーミング」（半球形変形）する傾向を生ずる。マスクがフェイスプレートに向 かって膨張すると色不純を生じ、ビームが通過するマスクの孔が移動して、孔に 対応するフェイスプレート上の蛍燐光体の点または線との見合わせがずれる。

先行技術 曲面マスク、曲面スクリーンタイプの標準のカラー陰極線管の製造に際して、マ スクをドーム形に形成する前にマスクを熱処理することは周知である。従来の（ 非緊張）マスクは、通常、典型的にそれを指定された濃度、典型的に一般に約６ ミルである所定の厚さまで鋼材を薄くするために数回の圧延作業を行うので、加 工硬化した状態で陰極線管メーカーに届けられる。

マスクをドーム形に打ち抜き加工するには、一般に７００から８００℃まで程度 の温度に焼なまし熱処置して、マスクを柔らかくしなければならない。焼なまし は、電子ビームの磁気遮蔽の観点から望ましい性質であるマスクの保磁力も強化 する。打ち抜き加工、および、これに続く打ち抜き作業の結果としてマスクを硬 化する穏やかな加工の後で、先行技術においては、マスクを再度焼鈍し、ドーム 形のままで、その磁気遮蔽特性をさらに強化することは周知である。

緊張マスクとして使用するための箔の場合にも、箔は硬化した状態でとどけられ る。事実、例えば　２１０９ｋｇ／ａｍ２　（３０，０００ｐｓ　１）（１）よ うな必要高張力レベルを維持するために必要な非常に高い引張強さを供給するた めに、標準マスクよりはるかに硬い状態でとどけられる。先行技術における焼鈍 工程では、焼鈍温度は比較的高いので、平らな緊張マスクにこの工程を適用すれ ば、マスクは絶対的に使用不可能となるはずである。

理由は、この工程を適用した結果として、マスクの引張強さが大幅に低下する、 即ち、大幅に柔化することに因る。

米国特許Ｎｏ、４．２１０．８４３は、従来のカラー陰極線管シャドウマスク、 即ち、対応する曲面フェイスプレートと共に使用のために設計された、厚さ約６ ミルの曲面シャドウマスクを作成する改良された方法を示す。

この方法は、間入結晶無し鋼製の多数のマスク素材片（ブランク）を提供する。

ブランクは、厚さが６から８ミルまでの全便状態まで精密冷間圧延した鋼箔を裁 断したものであり、各ブランクには、写真エツチングによってあけられた孔の模 様が作られている。積み重ねたブランクは、比較的低い最高温度で、さほどの粒 子成長を引き起こすことなく材料の再結晶化を達成するだけに十分な比較的短い 期間にわたり、限定焼鈍処理する。各ブランクは、締め付は及び引き抜き加工に より、振動或いはローラーのレベリング作業の影響を受けることなく、皿形マス クを形成し、これにより、一般にこれらの作業に関連して起きるブランクの不要 な皺、ローラーの痕、刻み目、裂は目または加工硬化を回避する。

最終製品としてのマスクは、間入結晶無し鋼材を使用しているので、マスクブラ ンクを一層均等に引伸すことが可能であり、その結果として、孔模様の精密度が 改善される。焼鈍作業は、このタイプの鋼材の磁気特性には殆ど影響せず、材料 の保磁力は、成形後で、約２．０エルステツドである。

箔シャドウマスクは、陰極線管の中で高緊張状態に保たれ、マスクは、管製造中 に、所定の比較的高い温度に曝される。

初期の箔マスク材料は、ここで説明する機械的性質と磁気的性質の必要な組み合 わせの観点から制限される。

平らなフェイスプレート陰極線管のマスク用として、一般にｒＡＫスチール」と 称するアルミニウムーキルド（ＡＫ）ＡＩＳＩ　１００５冷間圧延キャップド鋼 が使用される。ＡＫスチールの組成は、０．０４パーセントのシリコン、０．１ ６パーセントのマンガン、０．０２８パーセントの炭素、０．０２０パーセント の燐、０．０１８パーセントの硫黄、及び、０．０４パーセントのアルミニウム 、残りは鉄と付随不純物である。

こごでは、明細書及び特許請求の範囲全体を通して、全てのパーセンテージ、及 び、パートは、別途指定されない限り、重量パーセンテージ、及び、重量パート であるとみなす。公称組成が３６パーセントのニッケルと残りが鉄であるアンド も、緊張箔シャドウマスク用材料として使用可能であることが示唆されている。

ただし、アンドは、その熱膨張係数が、一般に陰極線管フェイスプレートとして 使われるガラスの場合よりもはるかに小さいので、一般には、使用出来ないとみ なされている。

充分使用に耐える箔シャドウマスクに形成できるＡＫスチールには、ある重要な 特質が欠けている。例えば、厚さ１ミルのＡＫスチールの降伏強度は、一般に、 ７５から８０ｋｓｉまでの範囲にある。これは、強度の観点からすれば限界ぎり ぎりで使用可能である。更に重要なことは、ＡＫスチールの透磁率が著しく低い ことであり、例えば厚さ０．０２ｍ　（Ｉミル）のＡＫスチール箔の透磁率は５ ．０００である。

材料が磁束を通す能力は断面積の減少と共に低下するので、厚さが約１ミルより も薄いＡＫスチール製のマスクを使用する陰極線管は、内部外部両方の磁気遮蔽 を必要とすることがあり得る。内部遮蔽だけの場合には、地球磁場に起因するビ ーム到達位置の見合わせ違い（ミス−レジストレーション）、すなわち、軸場成 分が反転した場合のビーム到達位置のの変化は、一般に、０．０２５ｍ　（１， ５ミル）であり、一般に最大許容限界とみなされる約０．０２ｍ　（１ミル）よ りも遥かに大きい。

更に、ＡＫスチールは、冶金学的に汚れており、介在物、欠陥、及び、転位を持 っているので、箔の圧延工程及び箔の孔の光抵抗エツチングの両方を妨害し、ス クラップ率を高め、結果として生産を低下させる。

ＡＫスチール製緊緊張シャドウマスクの別の重大な欠点は、マスクにかかる張力 が大きくなるにつれて、透磁率が減少し、保磁力は増大するするという事実であ る。

画像の性能の観点から考察すると、ビーム流の増大を可能にし、ひいては画像の 輝度強化を可能にするためにＡＫ箔シャドウマスクの引張り力を大きくすると電 子ビームを地球磁場から遮蔽するマスクの能力が低下し、結果として、ビームの ミスレジストレージジンが大きくなることを意味する。

米国特許Ｎｏ、３，８６７．２０７は、例えば孔あきマスクのような、陰極線管 の鋼製部品を黒色化する方法について開示する、即ち、当該部品を、非電着性金 属析出を伴うニッケルまたはコバルトめっき浴に浸して部品にニッケルまたはコ バルトの表面層を作り、続いてすすぎ、その後で、当該部品を強酸化酸に浸し、 次に、当該部品を空気中で約４５０℃で焼き、部品表面に、黒色の錯ニッケルま たはコバルト燐酸化物を形成させる。

本発明は、平らなフェイスプレートを持つカラー陰極線管において使用するシャ ドウマスクを供給することによって先行技術の持つ前述の制限を克服する。前記 のシャドウマスクは、ニッケルー鉄をベースとする孔あき箔、即ち、その放射率 を増大するための燐化ニッケル化合物の薄い表面層によって特徴づけられ、燐化 ニッケルの前記表面層の前記ニッケルは前記の箔の鉄を除去した表面領域のニッ ケルから供給される。

薄い表面層は、シャドウマスクの放射率を大幅に増大し、温度上昇速度を遅らせ ることにより高い電子ビームエネルギーにおける色純度損失（シャドウマスクの ドーム状変形）を減少させ、しかも、簡単なプロセスによって供給される黒色化 されたニッケル化合物で構成されることが好ましい。

発明の目的 本発明の他の特徴は、平らな緊張箔シャドウマスクを組み込んだ陰極線管を製造 する改良されたプロセスを提供することである。

本発明の更なる特徴は、改善された機械的特性および放射率特性を持つ平らな緊 張箔シャドウマスクを供給することである。

本発明の更に他の特徴は、それらの熱放射特性、及び、現在の扱い能力を大幅に 増大するために、先行技術による平らな緊張箔シャドウマスクの熱放射特性およ び電流対処能力を大幅に強化するような先行技術による平らな緊張箔シャドウマ スクの処理を提供することである。

図面に関する簡単な記述 新規であると確信される本発明の特徴は添付特許請求の範囲に詳細に記述されて いる。本発明は、前記以外の更なる目的及び利点と共に、次に示す添付図面（比 例縮尺しない）と関連して以下の記述を参照することにより最もよく理解できる はずであり、この場合、構成要素を識別するために図面および記述において同じ 参照番号が用いられる： 図１は、他の主要な管部品に対するフェイスプレート及び緊張箔シャドウマスク の位置関係を示すための切断面を備えた平らなフェイスプレート及び緊張箔シャ ドウマスクを持つカラー陰極線管の透視側面図である。

図２は、インプロセス箔シャドウマスクの平面図である。

図３は、蛍燐光スクリーン用部分及び箔シャドウマスク支持構造体を示す平らな インプロセスガラスフェイスプレートの平面図である。

図４は、図に示すように漏斗及びフェイスプレートを取り付ける基準及びフリッ ト用固定装置の透視図である。

図５は、漏斗をフェイスプレートに取り付ける方法を示す立面及び部分的な詳細 断面図を示す。

図６は、本発明に従って緊張箔シャドウマスクを製造する際に実施される工程段 階を簡易化された形で示すフローチャートである。

好ましい実施例についての記述 本発明に基づくプロセス及び材料、さらに、緊張箔シャドウマスクを持つカラー 陰極線管の製造と本発明の関係を理解し易くするために、このタイプのチューブ 及びその主要構成部要素について、次に簡単に記述する。

緊張箔シャドウマスクを持つカラーブラウン管２０を図１に示す。フェイスプレ ートアセンブリ２２は、実質的には、平らなフェイスプレートと、これに隣接し て取り付けられた平らな緊張箔シャドウマスクから成る。矩形として図示される フェイスプレート２４の内側の表面２６には、その上に蛍燐光体の模様を図形的 に描写して図示された蛍燐光スクリーン２８が中心に配置される。

アルミニウム３０の膜は、蛍燐光１体の模様を覆う状態で図示される。漏斗３４ は、界面３５においてフェイスプレートアセンブリ２２に取り付けられるように なっており、フェイスプレート２４の漏斗密封面３６はスクリーン２８の周囲に 配置される。フレーム状のシャドウマスク保持構造体４８は、漏斗密封面３６と スクリーン２８の間のスクリーンの対面する面上に配置され、フェイスプレート ２４に隣接して取り付けられる。保持構造体４８は、スクリーン２８から距離Ｑ だけ離れた位置に、金属箔シャドウマスク５０を受け入れて、緊張した状態で取 り付けるための表面を提供する。

蛍燐光体の模様は、マスク５０に設けられた孔の模様に対応する。孔は、説明し 易くするために、非常に誇張して図示されており、例えば、高解像度のカラーチ ューブでは、そのマスクに平均直径が約０．０１ｃｍ　（５ミル）の孔を７５０ ，０００個程６備える。

当該技術分野では周知のように、箔シャドウマスクは、色選択電極または「バラ ラックス障壁」として作用し、３つのビームによって形成されるビームリットの 各々がスクリーン上の各々に割り当てられた蛍燐光物質デポジットだけに到達す ることを保証する。

チューブ２０の前−後軸を参照番号５６によって示す。

漏斗３４内に含まれる状態で磁気遮蔽５８が施される。

チューブを作動させるための高電圧は、一方では高電圧導体６４に接続された陽 極ボタン６２を通って漏斗３４の内側の表面の電導性被覆６０に印加される。

チューブ２０のネック６６には、スクリーン２８上に配置された赤色発光、緑色 発光および青色発光それぞれの蛍燐光性エレメントを励起するために整列配置さ れた３つの個別電子ビーム７０．７２、及び、７４を供給するための整列配置さ れた電子銃６８が封入される。ヨーク７６は走査信号を受け取り、スクリーン２ ８を横断してビーム７０．７２、及び、７４を走査させる。電気導体７８は、シ ールド５８の開口部に位置し、電導性被覆６０と接触して、被覆６０、スクリー ン２８、及び、シャドウマスク５０の間を高電圧接続する。

「インプロセス」と称する２つの主要部品について、次に説明する。その１つは 、図２に図形的に示すシャドウマスクである。インプロセスシャドウマスク８６ は、マスクを光学ステンシルとして使うことにより、フェイスプレートのスクリ ーン上に光堆積させた蛍燐光物質の模様に対応した中央部分１０４を持つ孔を備 える。中心部分１０４は孔のおいていない部分１０６で囲まれ、その周囲部分は 、マスクの引張り及び締め付は工程中に引張り枠によって利用され、後の手順で 除去される。

図３に示すように、インプロセスフェイスプレート１０８の内側表面１１０の中 心部分は、継続する作業中に、所定の蛍燐光物質の模様を設けるためのスクリー ン用部分１１２である。図に示すように、漏斗密封表面１１３はスクリーン１１ ２の周囲部分を構成する。

フレーム様シャドウマスク保持構造体１１４は、スクリーン１１２の対面する面 に固定され；保持構造体の面１１５は、スクリーンから距離Ｑだけ離れた位置に 、緊張状態で箔シャドウマスクをこの面に取り付けるために用いられる。

本発明に基づくプロセスは、ニッケルー鉄合金から成る孔あき箔シャドウマスク ８６を提供すること、及び、マスク８６を、緊張状態で、フェイスプレート１０ ８のマスク保持構造体１１４に固定することから成ることが好ましい。当プロセ スは、更に、最初にマスク８６を強還元酸に接触させ、ニッケルより速く鉄を溶 解させることによりニッケル成分の多い表面層を作り、次に、強還元酸と次亜燐 酸塩の混合物にマスクを接触させて表面層を黒化し、燐化ニッケルと燐化モリブ デンの黒化された・表面層を作ることを特徴とする。

ニッケルー鉄合金のクラスは、ある種の合金剤を極く少量だけ添加することが望 ましく、熱処理した後で調節した状況の下で冷却することにより、ある材料を作 る。

この材料は、薄い箔にすると、既知合金には見られない機械的及び磁気的性質を 備え、緊張箔シャドウマスクとしての用途に比類なく適した材料となる。

合金組成に言及すれば、ニッケルー鉄合金は、約３０から８５重量パーセントま でのニッケル、約０から５重量パーセントまでのモリブデン、０から２重量パー セントまでのバナジウム、チタン、ハフニウム、及び、ニオビウムの中の１つ又 はそれ以上から成り、更に、残りの成分として、鉄、及び、例えば炭素、クロム 、シリコン、硫黄、銅、及び、マンガンのような付随的な不純物を含む。

一般に、化合した付随的不純物は１．０パーセントを越えない。この合金は、約 ７５から８５重量パーセントまでのニッケル、約３から５重量パーセントまでの そりブデン、残りの成分としての鉄及び付随的な不純物から成ることが好ましい 。この合金の最も好ましい組成は、約８０重量パーセントのニッケル、約４重量 パーセントのモリブデン、残りが鉄及び付随的不純物である。一般に、この種の 箔マスク材料をモリパーマロイと称する。

フリットサイクル中のマスクの熱処理 以下の文節は、陰極線管をフリット密封する工程段階及び製造工程における漏斗 とフェイスプレートの密封作業におけるマスクの熱処理について極めて近似的に 述べたものである。

図３に示すように、シャドウマスク保持構造体１１４は、漏斗密封表面１１３と しての周辺密封面とスクリーン用部分１１２の間のフェイスプレート１０８の内 側の表面１１０に固定される。マスク保持構造体１１４は、緊張状態にある箔シ ャドウマスクを取り付けて、保持するための表面１１５を提供する。マスク保持 構造体１１４は、例えば、ステンレス鋼金属合金、又はその代わりに、セラミッ ク構造体であっても差し支えない。保持構造体の取り付けには、失透フリットを 用いることが好ましい。

本発明に基づく合金は、厚さが約０．　０２ｍ（０，００１インチ）未満の箔に 形成される。箔の中央部分１１２には孔があけられ、カラー選択のためのスクリ ーニング１１２と寸法的に合致する箔マスク１０８を形成する。マスクの孔あけ には写真エツチングプロセスが用いられ、この工程において、感光レジストが箔 に塗布される。このレジストは、孔をあける所定部分以外の部分が、光に曝され て硬化する。孔あけに指定された部分の光に曝された金属はエツチングにより除 去される。

次に、箔マスクは、約２５Ｎ／ｃｍ以上の引張り力が働くように引張りフレーム で緊張させる。要約すると、箔は、２つのプラテンの間に入れ、１分間だけ３６ ０℃に加熱し、引張り枠に締め付け、空気冷却することによって膨張させること が可能であり、長さと幅が取り付けようとするフェイスプレートよりも大きな箔 を作ることができる。

赤色発光、緑色発光及び青色発光蛍燐光性堆積体の模゛様は、スクリーン用部分 １１２上に順次にフォトスクリーンされる。フォトスクリーニングプロセスは、 周知の・見当合わせ技法により、蛍燐光体のスクリーニング部分に箔を繰り返し て見当合わせすることを意味する。

マスク８６を含む箔は、マスクの孔がスクリーニング部分１１２上の蛍燐光性堆 積体の模様と見当合わせされるように、マスク保持構造体１１４に固定される。

レーザービーム溶接によりマスクをマスク保持体構造に固定することが可能であ り、同じビームによって過剰なマスク材料を除去することができる。フェイスプ レート１０８と緊張箔シャドウマスク８６は、それらの相互取り付は具によって マスク保持構造体に堅固に相互結合されるので、合金箔の熱膨張係数は、フェイ スプレートの熱膨張係数に近い値でなくてはならず、フェイスプレートには、一 般に、膨張係数が約１２ｘｌＯ’ｔ　ｎ／ｉ　ｎ／℃程度のガラスが用いられる 。その理由は、陰極線管製造中に、フェイスプレートとマスクは比較的高い温度 に曝されることに因る。マスクの膨張係数は、フェイスプレートのそれよりも幾 分大きいことは許容されるが、フェイスプレートの膨張係数よりも実質的に小さ い場合には、製造工程中にマスクが破損する原因になることがあるので、避けな ければならない。

フェイスプレート−漏斗アセンブリを形成するために漏斗１８８とフェイスプレ ート１０８を結合させるための漏斗位置決め及びフリット化固定装置１８６の用 法を図４及び５に示す。固定装置１８６の表面１９０にフェイスプレート１０８ を俯せに取り付けた状態を図に示す。

漏斗１８８は、その上に、漏斗密封表面１１３と接触して配置され、漏斗密封表 面が周辺部分を構成するスクリーニング部分１１２には、前工程におけるスクリ ーニング作業の結果として、蛍燐光体１８７の模様が配置済みである。

図４に示すように、漏斗とフェイスプレートの心合わせをするために、３つのボ スト１９２．１９３、及び、１９４が配置される。ボスト１９４、フェイスプレ ート１０８、及び、漏斗１８８の間の界面の詳細を図５に示す。フェイスプレー ト１０８の平らな部分１１７Ｃは、漏斗１８８の基準部分子ｃＪと心合わせされ る。緊張状態にあるシャドウマスク８６は、シャドウマスク保持構造体１１４に 取り付けられており：シャドウマスク保持体構造のこの配置は、米国特許Ｎｏ、 ４，６８６．４１６の主題である。

ボスト１９４は、フェイスプレート１０８に対して漏斗１８８を位置決めするた めの２つの基準点１９６及び１９８を備える。基準点は、フリットサイクル中に 起きるオーブンの高温度の影響を受けないような炭素製ボタンであることが好ま しい。

漏斗１８８を接触させるための漏斗密封部分１１３と称するフェイスプレート１ ０８の周囲密封部分に、糊状の失透可能なフリットを塗布する。次に、フェイス プレート１０８が漏斗１８８と結合される。これは、フェイスプレート−漏斗ア センブリを形成するためである。図５に参照番号２００で示すフリットは、例え （ｆ１オハイオ州トレド所在のオーエンスーイリノイ社製のフリットＮｏ、ＣＶ −１３０であっても差し支えない。

次に、フェイスプレート−漏斗アセンブリは、フリットを失透させることのでき る温度まで加熱し、漏斗をフェイスプレートに恒久的に取り付け、その後でアセ ンブリを冷却する。フェイスプレートへ漏斗を溶融させるブロセスは、一般に、 フリットサイクルと称する状態の下で実施される。典型的なフリットサイクルに おいて、緊張状態の箔マスクを付着させるフェイスプレート及び漏斗は、徐々に ４３５℃まで加熱してから、３時間ないし３時間半にわたって、室温または室温 より僅かに高い温度まで冷却する。

箔は、合金が実質的に再結晶する温度まで、１分当たり約５℃、好ましくは、１ 分当たり約３℃、更に最も望ましくは１分当たり約２℃から約３℃の間の冷却速 度で冷却しなければならない。アセンブリ及び箔を加熱すると、以下に詳しく述 べるように、本発明に従って箔マスク上に配置したニッケル化合物の薄い表面層 を効果的に黒化または酸化することができる。

本発明の原理に従って箔マスクを処理する手順の簡易化されたフローチャートを 図６に示す。ブロック２１０に示すプロセスの第１段階は、緊張箔マスク（ＦＴ Ｍ）の脱脂に関係する。ＦＴＭは、熱いアルカリ性溶液に１０分間程度浸せば、 脱脂できる。ブロック２１２に示す次の段階では、脱脂したＦＴＭを超音波洗浄 する。脱脂及び超音波洗浄工程では、そのまま残せば後続工程の効率を低下させ る汚染物質をＦＴＭの表面から除去する。

段階２１４では、強い還元酸浴にＦＴＭを浸す。ニッケルの電気化学的電位−２ ５０ｍＶに比較して鉄の電気化学電位は一４４０ｍＶであるので、ＦＴＭの表面 から選択的に鉄を除去し、ニッケル成分の豊富な表面層を作ることができる。強 還元酸は、約３８％から約５０％までのＨＣＬを含む、できれば濃縮した塩酸で あることが好ましい。ＦＴＭは、約１分から約１０分間にわたって、約２５から 約７５℃までの温度に保持した強還元酸と接触した状態に維持されることが好ま しい。強還元酸による処理の後で、厚さ約０．０２５ｃｍ　ｃ、０１ミル）から 約０．２５ｃｍ　（０，１ミル）までのニッケル成分の豊富な表面層が形成され 、この層の平均ニッケル成分は約７５％から約９６％までであり、残りは主とし てモリブデンである。ＦＴＭは、強還元酸で処理された後で、段階２１６におい て水で洗浄される。

段階２１８において、充分なレベルの次亜燐酸イオンの強還元酸にＦＴＭを浸す 。適切な還元酸は、約３８％から約５０％までのＨＣＬを含む濃縮された塩酸で ある。

還元酸は、例えば次亜燐酸ナトリウムまたは次亜燐酸カリウムなどのような適切 な次亜燐酸塩の効果的な量と混合する。２５℃の水に約７５グラム以上溶解する あらゆる次亜燐酸塩を使用できる。次亜燐酸塩は、リットル当たり約５０グラム から約２５０グラムまでのレベルで強還元酸に添加することが好ましい。

ＦＴＭは、酸を約２５から約８５℃までの温度に保ち、約５分から約３０分間だ け、酸と次亜燐酸塩の混合物と接触した状態に維持することが好ましい。酸と次 亜燐酸塩の混合物で処理した後で、ニッケル成分の豊富な層のニッケル（及び、 含まれているかもしれないモリブデン）は、例えばＮｉ３Ｐ２のような黒色の錯 ニッケル又はモリブデン次亜燐酸化合物に転化される。

酸装置の後で、ＦＴＭは、段階２２０において水道水で洗浄し、あらゆる過剰酸 性溶液を除去し、次に、段階２２２において、鉄被覆されたＦＴＭを空気吹き付 は乾燥する。この段階で、ＦＴＭは、平らなフェイスプレートの陰極線管の製造 工程においてシャドウマスクとして使用するために必要とされる時まで、貯蔵し ておくことができる。

段階２１４及び２１８は、別個の段階としては必要でないことが理解される筈で ある。即ち、段階２１４に示すニッケル成分の豊富な表面層の形成、及び、段階 ２１８に示すニッケル（及び、含まれている場合にはモリブデン）の錯燐化々合 物への転換は、充分な次亜燐酸イオンレベルの強還元酸にＦＴＭを浸すことによ り、１つの単一段階において達成することができる。燐化ニッケル及び燐化モリ ブデン化合物の黒化表面層を形成するための代替法を断続線の経路によって図６ に示す。

錯燐化ニッケル化合物の黒化表面層を作るための本発明に従った処理を実施した 後で、ＦＴＭの錯燐化ニッケル化合物表面層は、使用前に段階２２４に示す熱処 理によって安定化するか、或いは、陰極線管の製造に使われる第１のサイクルの 間に、この種の安定化を実施することもできる。これに関連して、ＦＴＭの表面 上に形成された錯燐化ニッケル化合物は容易に擦り剥がされるので、安定化熱処 理前のＦＴＭ取り扱いには充分注意しなければならない。

本発明の１つの例では、箔マスクは、安定化を実施するために５５分間にわたっ て４３５℃の温度に加熱される。安定化され、黒色化されたＮｉ３Ｐ２表面層は 、箔マスクの放熱能力を大幅に増大し、蓄積される熱を能率的かつ効果的に放散 することにより、電子ビームによる衝撃に際してマスクの温度上昇速度を遅らせ 、マスクの熱ひずみを著しく小さくする。

箔マスクの加熱は、箔マスクを陰極線管のフェイスプレートに固定する以前また は以後いずれかに加熱すればよい。固定以後に加熱する場合には、前記のように 、箔マスク加熱は、従来のフリット−レアサイクルの間に実施できる。フリット −レアサイクルの間に箔マスクを加熱する場合には、組み立てられたフェイスプ レートと漏斗は、箔マスクと共に、毎分９インチの速度で動くベルト上に配置さ れ、オープン炉を通過させ、４３５℃のピーク温度に５５分間だけ曝された。箔 マスクを、４００℃から６００℃までの温度に１／２時間から１時間にわたって 曝しても、箔マスクを安定化し、マスクの放射率を大幅に上げることができた。

箔マスクの放射率測定の結果を表１に示す。エミツタンスに関するデータは、一 般的なＩＲ分光計を用いて４０℃で採取したものである。上列のデータは、Ｎｉ ３Ｐ２表面層を作るために、本発明に従って処理された箔マスクに関するもので ある。表に示すように、種々の波長における赤外線スペクトルで測定された。

レアサイクル後における種々金属マスクの放射率材料　放射率 ５Ｍ　８Ｍ　１４Ｍ モリ−パーマロイ＊ Ｎｉ　Ｐ　表面層　０．８７８　０．７８２　０．３０６ＡＫスチール−黒色化 　０．７５７　０．６４５　０．５２８＊モリ−パーマロイは、８０％ニッケル 、４％モリブデン、２０％鉄、残り不純物を成分とするニッケル合金の商標であ る。

下列のデータは、酸化熱処理による黒色化の後の非被覆ＡＫ鋼シャドウマスクの 熱放射率の測定値を示す。本発明に従って処理されたモリパーマロイの放射率が 先行技術によるＡＫ鋼マスクの熱放射率に極めて近いということが、測定データ から理解できる。

シャドウマスクの放射率を大幅に増大する錯燐化ニッケル化合物の黒色化または 酸化された薄い表面層を持つカラー陰極線管に用いられるニッケルー鉄をベース とする平らな緊張箔シャドウマスクは、更に、温度上昇速度を遅らせ、シャドウ マスクの半球形の膨らみを減少させることにより、シャドウマスクを高い電子ビ ームエネルギーで作動させることを可能にし、経済的かつ簡単な製造を可能にす ることが、好ましい実施例によって実証された。

更にエネルギーの高い電子を使用すると、陰極線管のフェイスプレート上で見え るビデオ画像の輝度を上げることができる。錯燐化ニッケル化合物の薄い表面層 は、強還元酸及び平らな緊張箔シャドウマスクを持つ陰極線管の大規模商用製造 に容易に適用可能な手順に用いられる効果的レベルの次亜燐酸塩を含む強還元酸 の連続浴に箔を曝すことにより、平らな緊張箔シャドウマスク上に形成される。

次に、錯燐化ニッケル化合物の薄い表面層は、陰極線管のフリット密封工程中ま たは個別の段階においてシャドウマスクを高温に曝すことにより安定化される。

本発明の特定の実施例について説明したが、本発明の広範な特徴を保有したまま で、変更および修正を実施できることは、当該技術分野での習熟者にとって明白 な事柄である。従って、付記された特許請求の範囲は、本発明の趣旨及び有効範 囲に該当するこの接金ての変更及び修正が特許対象にふくまれることを意図する ものである。前述の記述および添付図面で取り扱われた事柄は、説明のみを目的 としたものであり、限定的な意味をもつものではない。本発明の実際的な有効範 囲は、先行技術に基づいて大局的に検討した場合に、次の請求の範囲において規 定されることを意図するものである ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、５ 特表千４−５０４１８５　（８） 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．平らなフェイスプレート（１０８）を持つカラー陰極線管（２０）で使用す るためのシャドウマスクであって、このシャドウマスクはニッケルー鉄をベース とする孔あき箔（５０）により特徴づけられ；放射率を増大するための燐化ニッ ケル化合物の薄い表面層、燐化ニッケルの前記表面層の前記ニッケルは前記箔（ ５０）の鉄を除去した表面領域のニッケルから供給されるようになっているシャ ドウマスク。 ２．前記箔（５０）が、約７５から８５重量パーセントまでのニッケル、約３か ら５重量パーセントまでのモリブデン、残りは鉄及び付随不純物から成ることを 特徴とする請求項１に記載のシャドウマスク。 ３．前記箔（５０）が、約３０から約８５重量パーセントまでのニツケル、約０ から５重量パーセントまでのモリブデン、約０から２重量パーセントまでのバナ ジウム、チタン、ハフニウム、及び、ニオビウムのうちの１つか又はそれ以上の 元素、残りは鉄及び付随不純物から成ることを特徴とする請求項１又は請求項２ に記載のシャドウマスク。 ４．前記の薄い表面層の厚さが約０．００００２５ｍから約０．０００２５ｍ（ ０．０１ミル−０．１ミル）までであることを特徴とする請求項１に記載のシャ ドウマスク。 ５．前記の薄い表面層が実質的にニッケル及びモリブデンの燐酸化物であること を特徴とする請求項１又は請求項４に記載のシャドウマスク。 ６．平らなフェイスプレート（２４）を持つカラー陰極線管（２０）に使用する ためのシャドウマスクの配置方法であって、このシャドウマスクの配置は、孔の あいた中心部分と中実周辺部分を持つ薄いニッケルー鉄をベースとする箔（５０ ）及び前記箔（５０）の周辺部分を結合し、引張り力をかけて前記箔（５０）を 緊張状態に維持するための引張り手段（４８）によって特徴づけられ、前記箔（ ５０）は、その放射率を増大するために、燐酸化ニッケル化合物の薄い表面層を 持ち、前記表面層の前記ニッケルは、前記ニッケルー鉄をベースとする孔あき箔 の鉄を除去した表面層のニッケルから供給されるものであるシャドウマスクの配 置方法。 ７．前記の薄い表面層が実質的にニッケル及びモリブデンの燐酸化物であること を特徴とする請求項６記載のシャドウマスクの配置方法。 ８．カラー陰極線管（２０）で使用するためのニッケルー鉄をベースとする改良 された箔シャドウマスク（５０）であり、多数の孔を持つタイプであって引張り 力の下で平らな緊張状態に保たれ、前記の箔（５０）がその放射率を増大するた めに燐酸化ニッケル化合物の薄い表面層を持つことを特徴とするシャドウマスク 。