JPH0687398B2 - シヤドウマスクの製造方法 - Google Patents

シヤドウマスクの製造方法

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JPH0687398B2
JPH0687398B2 JP16020686A JP16020686A JPH0687398B2 JP H0687398 B2 JPH0687398 B2 JP H0687398B2 JP 16020686 A JP16020686 A JP 16020686A JP 16020686 A JP16020686 A JP 16020686A JP H0687398 B2 JPH0687398 B2 JP H0687398B2
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康久 大竹
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【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、例えばカラー受像管に用いられるシャドウマ
スクの製造方法の改良に関する。
(従来の技術) カラー受像管のシャドウマスクは、従来よりエッチング
性及び成形性がよく、かつ電子ビームの反射軽減に寄与
する酸化膜をその表面に形成し易い材料であるリムド鋼
やAlキルド鋼等により形成されている。しかしながら、
近年、各種のニューメディアに対応すべくカラー受像管
の高品質化、つまり表示画像の所謂見易さや極め細かさ
が要求され、上述したリムド鋼やAlキルド鋼にて形成さ
れるシャドウマスクを用いるには不具合があった。
即ち、カラー受像管の動作時には前記シャドウマスクの
温度が30〜100℃に上昇して熱膨張を起こすため、シャ
ドウマスクの成形形状の歪みに起因した、所謂ドーミン
グが生じる。その結果、シャドウマスクと蛍光面との間
の相対位置関係にずれが生じ、ピュリティードリフト
(PD)と称される色ずれが発生する。特に、高品位カラ
ー受像管では前記シャドウマススの電子ビーム通過孔の
径及びそのピッチが非常に小さいので、該電子ビーム通
過孔の相対的ずれ量の割合が大きくなり、上述したリム
ド鋼やAlキルド鋼を素材とするシャドウマスクでは実用
に耐えなくなる。
このようなことから、従来、シャドウマスクを形成する
素材として熱膨張係数の小さいNi-Fe合金、例えばアン
バー(36Ni-Fe)を用いることが特公昭42-25446号、特
開昭50-58977号、特開昭50-68650号等に提案されてい
る。しかしながら、この主のNi-Fe合金は熱伝導性が低
く、蓄熱し易いことのみならず、通常のシャドウマスク
級面から電子銃側に窪む、所謂スプリングバックを生じ
易い。また、シャドウマスクの電子ビーム通過孔をエッ
チングにより形成する際に、該電子ビーム通過孔の径に
むらが生じ易い。
即ち、前記スプリングバックはその素材の0.2%耐力値
との関係で、例えば第1図に示すような相関関係を有し
ている。そして、この0.2%耐力値が低い程、スプリン
グバックが小さくなり、その成形性が良好となる。反対
に、前記0.2%耐力が20kg/mm2以上になると、その成形
が非常に困難になる。
そこで、従来では前記素材の0.2%耐力を下げるべく、1
000℃以上で焼鈍していた。しかしながら、シャドウマ
スクの種類によっては1000℃以上の焼鈍を行なうと、素
材の結晶粒径が大きくなり過ぎることに起因する電子ビ
ーム通過孔の縦、横方向での伸びむらが発生する問題が
あった。また、焼鈍温度が高いため、金属拡散結合によ
り素材同志のくっつき現象を起こす問題があった。
(発明が解決しようとする問題点) 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、リムド鋼やAlキルド鋼よりも熱膨張率が低く、
かつこれら各鋼に近い良好なエッチング性と成形性を有
するシャドウマスクの製造方法を提供しようとするもの
である。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明は、Fe及びNiを主成分とする金属板を再結晶温度
以上で焼鈍する工程と、前記金属板を所望の厚さに圧延
する工程と、この圧延された金属板をその結晶粒度がJI
SG0551に規定される鋼のオーステナイト結晶粒度の8〜
12の範囲となるように焼鈍する工程と、この焼鈍金属板
にフォトエッチング法により電子ビーム通過孔を穿孔す
る工程と、この電子ビーム通過孔を有する金属板を焼鈍
することなく、室温以上の温度領域でプレス成形する工
程と、プレス成形された金属板に黒色皮膜を形成する工
程とを具備したことを特徴とするシャドウマスクの製造
方法である。
上記Fe及びNiを主成分とする金属板としては、例えば36
Ni-Fe、30Ni-5Co-Fe、その他Fe-Niを主成分とし、2%
以下のCr、Mn、Cuを添加したもの等を挙げることができ
る。
上記圧延工程での最終圧延率は、40%以上、好ましくは
80%以上で行なうことが望ましい。また、前記焼鈍の後
に圧延率30%以下で調整圧延を行なってもよいが、所定
形状に保たれている場合には該調整圧延を省略してもよ
い。更に、調整圧延によって金属板に歪みが発生した場
合には歪み除去のための焼鈍を行なう必要がある。この
温度は、350〜550℃にすることが望ましい。また、かか
る調整圧延はエッチング後に行なっもよい。
上記焼鈍による結晶粒度をJISG0551に規定する鋼のオー
ステナイト結晶粒度の8〜12に限定した理由は、該粒度
を8未満にすると粒径が大き過ぎて成形後のシャドウマ
スクに肌荒れが生じたり、黒色皮膜形成時の速度が低く
なり、一方該粒度が12を越えると粒径の差が圧延方向と
その直角方向で異なり、エッチング時に電子ビーム通過
孔を均一に開孔できなくなる。より好ましい粒度範囲
は、9〜11である。こうした粒度調整は、例えば400〜1
500℃の焼鈍温度で行なうと共にその焼鈍時間をコント
ロールすることにより行なうが、N、C、O等の非金属
元素を予め金属板に添加して粒度調整を行なってもよ
い。
上記金属板へのフォトエッチングにあたっては、通常、
塩化第二鉄溶液をエッチング液として用いる。
上記プレス成形は金属板への電子ビーム通過孔の穿孔
後、焼鈍を行なわずに実効され、かつ該成形の良否は材
料の0.2%耐力と相関する。つまり、0.2%耐力が低い材
料ほど、プレス成形性は良好となる。第2図は、夫々結
晶粒度がJISG0551に規定される鋼のオーステナイト結晶
粒度の8、9、10、11、12の粒度番号を持つ36Ni-Feに
おける試験温度と0.2%耐力の関係を示したものであ
る。この第2図より明かなように、粒度番号12の36Ni-F
eでは約200℃以上、粒度番号11の36Ni-Feでは150℃以
上、粒度番号10の36Ni-Feでは100℃以上、粒度番号9の
36Ni-Feでは90℃以上、粒度番号8の36Ni-Feでは室温以
上、に夫々温度を上げれば0.2%耐力は20kg/mm2以下に
下げることができる。プレス成形時には、強加工がなさ
れる部分以外では成形前の結晶粒度が略保持される。ま
た、金属板の中にはC、N、O、P、S等の非金属元素
や各種金属成分が混入することがあるが、微量である場
合には問題にならない。
上記黒色皮膜の形成方法は、通常の高温酸化、例えば空
気、炭酸ガス、蒸気のいずれの雰囲気中で500〜900℃の
温度範囲で行なえばよい。形成された酸化皮膜は、α-F
e2O3とNixFe3-xO4(0<x<3)であるが、不純物が
含まれている場合には酸化膜中に固溶する場合がある。
なお、かかる黒色皮膜の形成はプレス成形前に行なって
もよい。
(作用) しかして、本発明によればFe及びNiを主成分とする金属
板を再結晶温度以上で焼鈍し、所望の厚さに圧延し、更
に圧延された金属板をその結晶粒度がJISG0551に規定さ
れる鋼のオーステナイト結晶粒度の8〜12の範囲となる
ように焼鈍することによって、フォトエッチング法によ
り均一な電子ビーム通過孔を穿孔することができる。ま
た、焼鈍により金属板を前記粒度番号の範囲に設定する
ことによって、電子ビーム通過孔の穿孔後に焼鈍せずに
室温以上の温度領域で0.2%耐力の低い状態(スプリン
グバックの小さい状態)でプレス成形でき、成形性を格
段に向上できる。従って、均一な電子ビーム通過孔を有
し、かつ高精度の形状を持つシャドウマスクを得ること
ができる。
(発明の実施例) 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
実施例1 まず、36%Ni-Feを主成分とし、附随的成分としてCを
0.005重量%、Siを0.01重量%及びPとSを夫々0.001重
量%含む合金のインゴットを真空溶解で作製したる。つ
づいて、このインゴットを繰返し圧延した後、酸洗して
1次及び2次冷延を施した。この処理における圧延率は
80%とした。
次いで、箱型の焼鈍炉において10-4torr、800℃で前記
圧延処理された合金板を焼鈍した後、圧延率3%で調整
圧延を行なった。更に、歪み取り焼鈍を400℃で行なっ
た。こうした工程によって、JISG0551に規定される結晶
粒度が10のオーステナイト組織を有するシャドウマスク
素材を得た。
このようにして製作されたシャドウマスク用素材を用い
て次のような工程によりシャドウマスクを製造した。
まず、素材の両面にフォトレジストが塗布し、これを乾
燥した後、各レジスト膜表面にスロット又はドット形状
の基準パターンが形成されたフィルムを密着させ、前記
レジスト膜を露光、現像した。この現像により未露光部
分のフォトレジストが溶解除去された。つづいて、現像
により形成されたフォトレジストパターンをバーニング
より硬化させた後、各レジストパターンをマスクとして
露出した素材を塩化第二鉄溶液でエッチングして電子ビ
ーム通過孔を開孔した。この後、レジストパターンを熱
アルカリにより除去してシャドウマスクの原板となるフ
ラットマスクを作製した。
次いで、前記フラットマスクを焼鈍することなくプレス
成形を行ない、所定の曲面を有するシャドウマスクを得
た。この時のプレス温度は150℃にした。また、この工
程において成形前に加熱処理しても、或いはプレス成形
機の金型温度を上げても大きな際は認めらなかったが、
事前に加熱する場合は150℃より高めに設定することが
必要である。金型を加熱する場合には、ヒータを金型に
埋込んで行なう。こうしたプレス工程において、0.2%
耐力が小さく、その成形性が良好であるため、スプリン
グバックが生じないことが確認された。同時にシャドウ
マスクの幅方向及び長手方向の特性が均一であり、特性
のばらつきに起因する成形不良の発生がないことも確認
された。
次いで、前記シャドウマスクをトリクロルエタンの蒸気
で洗浄し、690℃に保持された連続黒化炉で20分間加熱
して密着性の良好な黒色皮膜を厚さ1.5mm成長させてシ
ャドウマスクを完成した。
実施例2 まず、36Ni-Feを主成分とし、附随的成分としてCを0.0
5重量%、Siを0.02重量%及びPとSを夫々0.001重量%
含む合金のインゴットを真空溶解で作製したる。つづい
て、このインゴットを繰返し熱延した後、圧延と焼鈍を
繰返した。この時の最終焼鈍温度は680℃に設定した。
この処理における最終圧延率は50%とした。このように
してJISG0551に規定される結晶粒度が11のオーステナイ
ト組織を有するシャドウマスク素材を得た。
次いで、前記シャドウマスク素材を用いて実施例1と同
様な方法により電子ビーム通過孔を穿孔した後、金型に
埋込んだヒータにより200℃に設定してプレス成形し、
更に実施例1と同様に黒色皮膜を成長させてシャドウマ
スクを完成した。
実施例3 まず、実施例2と同様な組成のNi-Fe合金のインゴット
を真空溶解で作製したる。つづいて、このインゴットを
繰返し熱延した後、冷延と焼鈍を繰返した。この時の最
終焼鈍温度は980℃に設定し、最終圧延率は90%とし
た。かかる冷延、焼鈍後の合金板は僅かな歪みを有する
ため、5%以下の圧延率でスキンパスを行なった後、40
0℃で歪み取り焼鈍を行なった。このようにしてJISG055
1に規定される結晶粒度が8のオーステナイト組織を有
するシャドウマスク素材を得た。
次いで、前記シャドウマスク素材を用いて実施例1と同
様な方法により電子ビーム通過孔を穿孔した後、金型に
埋込んだヒータにより40℃に設定してプレス成形し、更
に実施例1と同様に黒色皮膜を成長させてシャドウマス
クを完成した。
しかして、本実施例2、3においてもスプリングバック
が発生することなく、その成形性が極めて良好であるこ
とが確認された。
なお、上記実施例では36%Ni-Feを主成分とするアンバ
ーをシャドウマスクの素材として用いた場合について説
明したが、他のNi-Feを主成分とする素材を用いても同
様な効果を達成できる。但し、例えばNi25〜35%、Co1
〜7%を含み残部がFeからなる合金においては、その0.
2耐力がアンバーに比べて2〜5kg/mm2程度高いため、プ
レス成形時の設定温度をアンバーの場合に比べて20〜30
℃高くする必要がある。また、Ni量がアンバーに比べて
多い合金ではNi量が5重量%高くなる毎にプレス成形時
の設定温度をアンバーの場合に比べて10℃高くし、逆に
少なくなる合金では同様な量(5重量%)毎にプレス成
形時の設定温度をアンバーの場合に比べて10℃低くする
必要がある。
[発明の効果] 以上詳述した如く、本発明によれば所定のNi-Fe系合金
の結晶粒度をJISG0551に規定される鋼のオーステナイト
結晶粒度の8〜12に設定することにより、電子ビーム通
過孔を開孔する際のエッチング性を改善でき、しかも焼
鈍せずに良好な温間プレスを行なうことができる。ま
た、素材の結晶粒度が小さいため、短時間の酸化処理に
より所定の厚さで密着性の良好な黒色皮膜を形成でき
る。更にNi-Fe系合金はリムド鋼やAlキルド鋼に比べて
熱膨張係数が小さいため、シャドウマスクのドーミング
を小さくすることができる。従って、色ずれのない高品
位カラー受像管に好適なヂャドウマスクを製造すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は0.2%耐力とスプリングバックとの関係を示す
線図、第2図は結晶粒度番号の異なる複数種のアンバー
における試験温度と0.2%耐力との関係を示す線図であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Fe及びNiを主成分とする金属板を再結晶温
    度以上で焼鈍する工程と、前記金属板を所望の厚さに圧
    延する工程と、この圧延された金属板をその結晶粒度が
    JISG0551に規定される鋼のオーステナイト結晶粒度の8
    〜12の範囲となるように焼鈍する工程と、この焼鈍金属
    板にフォトエッチング法により電子ビーム通過孔を穿孔
    する工程と、この電子ビーム通過孔を有する金属板を焼
    鈍することなく、室温以上の温度領域でプレス成形する
    工程と、プレス成形された金属板に黒色皮膜を形成する
    工程とを具備したことを特徴とするシャドウマスクの製
    造方法。
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BE1008028A4 (nl) * 1994-01-17 1995-12-12 Philips Electronics Nv Werkwijze voor het vervaardigen van een schaduwmasker van het nikkel-ijzer type.
KR102958879B1 (ko) 2017-11-14 2026-04-29 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 증착 마스크를 제조하기 위한 금속판 및 금속판의 제조 방법, 그리고 증착 마스크 및 증착 마스크의 제조 방법
DE102019007831A1 (de) * 2018-11-13 2020-05-14 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Metallplatte zur herstellung von dampfphasenabscheidungsmasken, verfahren zur herstellung von metallplatten, dampfphasenabscheidungsmaske, verfahren zur herstellung einer dampfphasenabscheidungsmaske, und dampfphasenabscheidungsmaskenvorrichtung aufweisend eine dampfphasenabscheidungsmaske

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