JPH0549727B2 - - Google Patents

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JPH0549727B2
JPH0549727B2 JP58072935A JP7293583A JPH0549727B2 JP H0549727 B2 JPH0549727 B2 JP H0549727B2 JP 58072935 A JP58072935 A JP 58072935A JP 7293583 A JP7293583 A JP 7293583A JP H0549727 B2 JPH0549727 B2 JP H0549727B2
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JP
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shadow mask
iron
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JPS59200721A (ja
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Yasuhisa Ootake
Yutaka Tanaka
Koichiro Oka
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/02Manufacture of electrodes or electrode systems
    • H01J9/14Manufacture of electrodes or electrode systems of non-emitting electrodes
    • H01J9/142Manufacture of electrodes or electrode systems of non-emitting electrodes of shadow-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
    • C21D8/00Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips

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Description

【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕 本発明はカラー受像管用シヤドウマスクの製造
方法に関するものである。 〔発明の技術的背景と問題点〕 一般のカラー受像管は第1図に示すように、電
子銃(図示せず)から射出された赤、緑及び青に
対応する3本の電子ビームを1,2及び3がシヤ
ドウマスク4の規則正しく配列された微細な開孔
5を介してパネル6の内面に被着された赤、緑及
び青に発光する蛍光体7,8及び9に正しく対応
射突発光させることによつてカラー映像を映出す
る構成を有している。 このようなカラー受像管のシヤドウマスクは、
規則正しく配列される微細な開孔を正確に穿設す
ること、パネル内面と相似の曲面状に形状歪のな
いように成形すること及びパネル内面との間隔
(以下q値と称す)を所定の値に正しく保持する
こと等が要求される。このようなシヤドウマスク
の素材としては一般に高純度の鉄を主成分とす
る、例えば0.10mm乃至0.3mm程度の厚さのアルミ
キルド脱炭鋼が用いられている。これは素材の供
給能力、コスト、加工性及び強度等から総合的に
決定されるものである。 ところがカラー受像管のシヤドウマスクは管内
組み込みまでの各工程で上記の条件を全て許容範
囲内に管理しても、なおいくつかの問題点を有し
ている。その内の一つにシヤドウマスクの温度上
昇に伴う加熱膨張の問題がある。すなわち、カラ
ー受像管を動作させた場合、シヤドウマスクの開
孔を通過する電子ビームは全体の1/3以下であ
り、残りの電子ビームはシヤドウマスクに射突
し、シヤドウマスクは時として80℃にも達する程
加熱される。この結果、シヤドウマスクは熱膨張
を生じ、正しいq値からずれてしまういわゆるド
ーミング現象を生じ色純度を劣化させる。従来一
般に用いられている鉄を主成分とする素材はその
膨張係数が0〜100℃で約12×10-6/degと相当大
きいため、このドーミング現象を生じ易く重要な
問題となつている。そこで従来からこのドーミン
グ現象によるピユリテイドリフト、即ち色純度の
劣化を軽減するために種々の提案がなされている
が、特に受像管の動作初期及び局部的なドーミン
グに対しては有効な手段は見出されていない。そ
こでシヤドウマスクの素材自体に熱膨張係数の小
さいもの、例えば鉄−ニツケル系合金を用いる例
が特開昭42−25446号公報、特開昭50−58977号公
報及び特開昭50−68650号公報等で提案されてい
るが未だ実用条件を満足するには到つていない。
この原因の一つとして鉄−ニツケル合金からなる
金属板の加工の困難さが挙げられる。すなわち、
q値を許容範囲内とするためにはシヤドウマスク
の曲面は高精度が要求され、1000mmの曲率半径R
に対し許容公差は±5mmと非常に厳しいものであ
る。しかしながら、鉄−ニツケル系合金は従来の
鉄を主成分とするものに比べて焼鈍にかなりの弾
性が残るため、プレス等による球面成形性が劣る
欠点を有している。例えば第2図に示すように、
厚さ0.2mmの鉄−ニツケル板を金球面成形時に、
鉄−ニツケル板が標準Rに対して局部的な凹みを
生じた場合、この凹み量dは20μm以下であれば
実質的に色純度の劣化は許容し得ることが確認さ
れている。そしてこの凹み量dとシヤドウマスク
素材の降伏点強度について、例えば14吋型のシヤ
ドウマスクの場合、第3図に示すような特性を示
す。すなわち、凹み量を20μm以下とするために
は降伏点強度は20Kg/mm2以下に抑える必要があ
る。しかしながら、鉄−ニツケル系合金を素材と
するシヤドウマスクを従来のアルミキルド脱炭鋼
を素材とするシヤドウマスクと同様に水素中のマ
スクアニール炉で焼鈍した場合の降伏点強度は、
第4図に示すように、アルミキルド脱炭鋼の特性
(a)に比べて鉄−ニツケル系合金の特性(b)は非常に
高い。すなわち、900℃もの高温で焼鈍しても降
伏点強度はなお29〜30Kg/mm2までにしか低下しな
い。なお、第3図において、鉄−ニツケル系合金
の降伏点強度は明確な境界が得られないため、
0.2%伸びた時の引張強度を対応するものとして
代用している。このように、鉄−ニツケル系合金
を素材とするシヤドウマスクは、特に有効部周辺
の変形と凹みが大きいため、膨張係数が小さいこ
とによるマスクの加熱膨張から生ずる色純度劣化
は殆んど問題ないが、変形による色純度劣化が大
きな問題とされている。 〔発明の目的〕 本発明は、鉄−ニツケル系合金を主成分とする
シヤドウマスクの曲面成形性を向上し、変形を防
止した高精度のシヤドウマスクの製造方法を得る
ことを目的とする。 〔発明の概要〕 本発明は鉄−ニツケル系合金を主成分とする金
属板に多数の開孔を穿設し焼鈍し、しかる後温間
プレス成形することによつて、降伏点強度を低下
させ変形のない高精度のシヤドウマスクとし色純
度の劣化を防止するものである。 〔発明の実施例〕 鉄−ニツケル系合金を主成分とするシヤドウマ
スク用素材としてアンバー合金を用いて実施例に
ついて以下説明する。第1表に実施例として用い
たアンバー合金と従来のアルミキルド脱炭鋼の重
量組成比を示す。
【表】 上記組成の36Niアンバー合金を素材とする金
属板に通常のフオトエツチングにより開孔を穿設
し、シヤドウマスクを作製した。フオトエツチン
グ技術によるシヤドウマスクの作製は、次のよう
に行う。まず、所望の板厚を有するアンバー合金
薄板を脱脂などの工程を通して清浄にした後、薄
板の両主面に数ミクロンの厚みのフオトレジスト
膜を形成する。次に、目的とする開孔のパターン
が形成された焼き付け版を両主面に密着配置し、
紫外線などの光源を用いてフオトレジスト膜に開
孔のパターンを焼き付ける。その後、温水などを
使用して現像し開孔を穿設すべき非露光部のフオ
トレジスト膜を溶解除去し、乾燥、ベーキング処
理を施す。次に、塩化第二鉄溶液を薄板の両主面
にスプレーして目的の開孔寸法が得られるまでの
時間、エツチングを施す。エツチング終了後、水
洗、フオトレジスト膜除去、乾燥処理を施すこと
により目的とするシヤドウマスクが得られる。こ
のシヤドウマスクについて、まず従来の水素雰囲
気中でのマスクアニール炉の焼鈍工程の」を「ま
ず露点が20〜25度のwet水素を、数Nm/Hrを供
給し、空気が入るのを防止するため出入口が窒素
ガスで遮断された水素雰囲気中のマスクアニール
炉で焼鈍を行う従来の焼鈍工程で、温度を上げた
時の降伏点強度を第5図に示す。図から明らかな
ように、1200℃もの高温度で焼鈍しても降伏点強
度は24Kg/mm2までしか低下しない。従つて、降伏
点強度を成形性に問題のない20Kg/mm2以下とする
には、第5図から外挿して焼鈍温度を1500℃〜
1700℃とする必要がある。しかしながら、このア
ンバー合金の融点は1440℃〜1455℃であるので、
単純に温度のみを上げる方法は実行不可能であ
る。 まず、本発明者等は焼鈍による金属板を観察し
た結果、焼鈍温度の上昇に伴い断面の結晶粒はよ
く成長するのに対し、表面の結晶粒は殆んど成長
していないことを見出した。この表面結晶粒の成
長不足は降伏点強度と関連があり、この結晶成長
の偏奇は合金板厚さ方向の特に表面近傍とその内
側間の不純物の微妙な偏析によるものと考えられ
る。そこで蒸気圧の高いMn,P及びS等を結晶
粒界より蒸発させ結晶粒の成長を容易にするこ
と、また大気中の焼鈍で生じがちなこれら不純物
の酸化物を表面層内に形成されにくくするために
真空中での焼鈍を実施した。真空度は10-3Torr、
温度は900℃乃至1200℃で夫々10分間の焼鈍を行
つた。第2表は厚さの1/20以下の表面層の不純物
の分析結果を示すもので、Mn,P及びS等の不
純物が大幅に減少していることがわかる。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、鉄−ニツケル系
合金を主成分とするシヤドウマスクの曲面成形性
を向上し変形を防止した高精度の曲面品位とする
ことができ、色純度の問題のないカラー受像管を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はカラー受像管の動作を説明するための
模式図、第2図はシヤドウマスクの変形を説明す
るための要部の概略図、第3図はシヤドウマスク
素材の変形量と降伏点強度との関係を示す特性
図、第4図及び第5図はシヤドウマスクの焼鈍温
度と降伏点強度との関係を示す特性図、第6図は
真空焼鈍温度と降伏点強度との関係を示す特性
図、第7図は引張り試験温度と降伏点強度との関
係を示す特性図、第8図は温間プレス温度とシヤ
ドウマスクの凹み量との関係を示す特性図であ
る。 4…シヤドウマスク、5…開孔。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 鉄及びニツケルを主成分とする薄板状金属板
    に多数の開孔を穿設する工程と、前記多数の開孔
    の穿設された金属板を焼鈍する工程と、前記焼鈍
    された金属板を成形する工程とを少くとも備えた
    シヤドウマスクの製造方法において、前記成形
    が、シヤドウマスクを100℃以上にして温間プレ
    スにより行なわれることを特徴とするシヤドウマ
    スクの製造方法。
JP58072935A 1983-04-27 1983-04-27 シヤドウマスクの製造方法 Granted JPS59200721A (ja)

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