JPH0696685A - シャドウマスク - Google Patents

シャドウマスク

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JPH0696685A
JPH0696685A JP24371392A JP24371392A JPH0696685A JP H0696685 A JPH0696685 A JP H0696685A JP 24371392 A JP24371392 A JP 24371392A JP 24371392 A JP24371392 A JP 24371392A JP H0696685 A JPH0696685 A JP H0696685A
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JP
Japan
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shadow mask
hardness
surface layer
alloy material
alloy
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Pending
Application number
JP24371392A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirozo Sugai
普三 菅井
Fumio Mori
二美男 盛
Emiko Higashinakagaha
恵美子 東中川
Mitsuharu Hagiwara
満晴 萩原
Yasuhisa Otake
康久 大竹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Fe-Ni系合金の低熱膨脹という利点や成形性
を損うことなく、色ずれの発生を抑制することを可能に
したシャドウマスクを提供する。 【構成】 少なくともNiを30重量%〜45重量%の範囲で
含む Fe-Ni系合金材からなるシャドウマスクである。 F
e-Ni系合金材は、Fe4 N および/またはFe3 Ni Nを含む
表面層を有している。さらに、 Fe-Ni系合金材は、その
表面層の硬度がHv170以上と、表面層の硬度のみを上昇
させている。例えば、 Fe-Ni系合金板材の表面層硬度を
1 とし、内部の硬度をH2 としたとき、これらの比H
1 /H2 は1.05以上とする。これらにより、耐ハウリン
グ特性の向上が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、カラー用陰極線管(以
下、C−CRTと記す)に使用されるシャドウマスクに
関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、C−CRTでは、電子銃から射
出された電子ビ―ムを、多数の細孔が形成されたシャド
ウマスクによって選択的に通過させ、ガラス外囲器内面
に形成された蛍光体層の所定位置に電子ビ―ムを衝突さ
せることによって、カラ―映像を再現している。この
際、射出された電子ビームは、その全てが開孔を通過す
るわけではなく、開孔を通過する電子ビームは全体の約
1/3以下であり、残りの電子ビームはシャドウマスクを
直撃して、これを加熱する。その結果、シャドウマスク
が熱膨脹を起こすと、開孔の位置が設計基準からずれて
変位し、蛍光面における色ずれ現象を招くこととなる。
【0003】このようなことから、最近では、従来から
の低炭素リムド冷延鋼や低炭素アルミキルド冷延鋼等の
鋼材に代えて、低熱膨脹特性を備えた Fe-Ni系合金、例
えば36wt%Ni-Fe合金(アンバー合金)がシャドウマスク
素材として多用されるようになってきている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た Fe-Ni系合金は、熱膨脹係数が極端に小さいという利
点を有している半面、硬度が低いという難点を有してい
た。例えば、アンバ―合金の硬度は、焼鈍することによ
って軟化した場合、Hv 120〜Hv 140程度となってしま
い、外部からの振動例えばスピ―カの振動によって、シ
ャドウマスクの共振を招いてしまう。このように、シャ
ドウマスクが振動すると、シャドウマスクに形成された
電子ビ―ム通過孔と蛍光体層との位置ずれが生じ、色ず
れを招いてしまう。特に、近年のC−CRTにおいて
は、高精細高品位化を満足するべく、電子ビ―ム通過孔
の径や形成ピッチを小さくする傾向にあるため、よけい
に色ずれの度合が激しくなってしまう。
【0005】一方、C−CRT、特にディスプレー用等
の産業用のC−CRTに対する要求特性は年々高まって
きており、さらなる画像の高精細化や高品質化が求めら
れている。このようなC−CRTに対する要求特性の向
上に伴って、当然ながらシャドウマスクに対する要求特
性はより厳しくなってきている。例えば、シャドウマス
クのハウリングを押さえて色ずれを防止することは、画
像の高精細化を達成する上で、重要な要件となってい
る。
【0006】本発明は、このような課題に対処するべく
なされたもので、 Fe-Ni系合金の低熱膨脹という利点や
成形性を損うことなく硬度を向上させ、色ずれの発生を
抑制することを可能にしたシャドウマスクを提供するこ
とを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のシャドウマスク
は、少なくともNiを30重量%〜45重量%の範囲で含むFe
-Ni系合金材からなるシャドウマスクにおいて、前記 Fe
-Ni系合金材は、Fe4N および/またはFe3 Ni Nを含む表
面層を有することを特徴としている。さらに本発明は、
前記 Fe-Ni系合金材は、その表面層の硬度がHv 170以上
であることを特徴としている。
【0008】すなわち、本発明のシャドウマスクは、 F
e-Ni系合金材の表面部に、シャドウマスクの製造過程で
窒化層を形成し、表面層の硬度のみを上昇させることに
よって、耐ハウリング特性の向上を図ったものである。
【0009】ここで、鋳造当初から窒素量を増大させ、
Fe-Ni系合金材全体に窒化物を導入して、硬度を全体的
に上げた場合、耐ハウリング特性の向上は図れるもの
の、成形性が大幅に低下してシャドウマスクとしての形
状精度等の低下を招いてしまう。よって、本発明におい
ては、表面層にFe4 N および/またはFe3 Ni Nを含ませ
ること、さらには表面層のみの硬度をHv 170以上と高め
ることにより、耐ハウリング特性と成形性の双方を満足
させることを可能にしている。さらに、表面層のみの硬
度を高めることは、全体的に硬度を上げたものより、耐
ハウリング特性のより一層の向上が期待できる。ここ
で、Fe4 N および/またはFe3 Ni Nを含む表面層の厚さ
は、 0.5μm 以上であることが好ましい。また、表面層
の硬度とは、表面から 1〜20μm 程度の位置で測定した
値を指すものとする。
【0010】また、表面層と内部との硬度差としては、
Fe-Ni系合金材の表面層硬度をH1とし、内部の硬度を
2 としたとき、これらの比H1 /H2 を1.05以上とす
ることが好ましい。
【0011】本発明のシャドウマスクは、Niを30重量%
〜45重量%の範囲で含むFe基合金(Fe-Ni系合金)からな
るものであって、Niの含有量が上記範囲から外れると、
いずれも熱膨張係数の増大を招き、シャドウマスクとし
ての性能低下を招いてしまう。また、Ni以外の添加元素
としては、得ようとする特性に応じて各種元素を使用す
ることが可能である。例えば、脱酸、熱間加工性の向上
のために、Mn、Siを添加してもよい。また、Fe -Ni系合
金に限らず、Fe-Ni-Cr系合金、Fe-Ni-Co系合金、 Fe-Ni
-Cr-Co系合金等を使用することも可能である。さらに、
窒化物化容易元素として、 V、Cr、Nb、Ta、 W、Mo、Ti
およびAlから選ばれた少なくとも 1種の元素を0.01重量
%〜 0.5重量%の範囲で含有させることも可能である。
これにより、表面硬度をより容易に上昇させることがで
きる。上記した窒化物化容易元素は、その添加量が0.01
重量%未満では窒化性向上効果が充分に得られず、また
0.5重量%を超えて添加しても、それ以上の効果が得ら
れないばかりでなく、熱膨脹係数の増加を招いてしま
う。
【0012】本発明のシャドウマスクは、例えば以下の
ようにして製造される。すなわち、まず所定の合金組成
に調整された Fe-Ni系合金成分を溶解、鋳造し、この鋳
造材を中間板厚まで熱間圧延する。次いで、この熱間圧
延材に対して所望の板厚となるまで、冷間圧延と焼鈍と
を繰り返し施す。この後、所望の板厚とされた冷間板材
に、貫通孔をエッチング処理等によってマトリックス状
に形成し、必要に応じて焼鈍を行った後、この貫通孔が
形成された板材を所望のシャドウマスク形状に温間成形
することにより、所望とするシャドウマスクが得られ
る。この際、表面窒化層の形成、すなわち表面硬度の上
昇は、上記した冷間圧延後の焼鈍やエッチング後の焼鈍
を、窒素雰囲気中やアンモニア分解ガス雰囲気中で行う
ことによって達成される。この際の条件は、使用した合
金組成に応じて適宜設定するものとする。
【0013】このように、窒素雰囲気中やアンモニア雰
囲気中で焼鈍を行うことにより、表面層のみに窒素が導
入されて窒化物が析出し、表面層のみの硬度が上昇す
る。上記窒化の条件は、Fe4 N および/またはFe3 Ni N
が Fe-Ni系合金材の表面に生成するのであれば何等限定
されるものではない。しかし、窒化が激しく進み過ぎる
と、表面にFe3 N およびFe2 Ni Nが生成し、表面層の剥
離が生じる場合があるので、表面層に含まれる窒化層は
Fe4 N および/またはFe3 Ni Nであることが好ましい。
導入窒素量は、平均窒素含有量として 30ppm〜300ppmの
範囲とすることが好ましい。平均窒素含有量が 30ppm未
満では、表面層の硬度を十分に上昇させることができな
い。また、300ppmを超えると、全体的に硬度が上昇して
しまう。
【0014】
【作用】本発明のシャドウマスクにおいては、表面部に
窒化層を形成することによって、表面層のみの硬度をHv
170以上と高めている。これにより、成形性を低下させ
ることなく、耐ハウリング特性の向上を図ることができ
る。また、表面層のみの硬度を高めることによって、全
体的に硬度を上げる以上に耐ハウリング特性の向上を図
ることができる。さらに、 Fe-Ni系合金が本来有する低
熱膨張という特性は、そのまま維持される。
【0015】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。
【0016】実施例1〜10 表1にそれぞれ組成を示す Fe-Ni系合金成分をそれぞれ
溶解、鋳造し、 200mm× 800mm×Lの鋳造材をそれぞれ
得た。次いで、これら各鋳造材をホットロール間を通し
て、1100℃の温度で板厚が 3mmとなるように熱間圧延し
た。
【0017】次いで、得られた各熱間圧延材に対して、
コールドロールによる冷間圧延と焼鈍とを 2回繰り返し
施すことによって、厚さ0.25mmの板材をそれぞれ得た。
ここで、冷間圧延後の焼鈍工程は、窒素雰囲気中にて 9
00℃× 5〜20分の条件で行った。
【0018】次に、上記した各板材に対して、フォトエ
ッチング処理によって所定のマトリックス状の電子ビー
ム透過孔を形成し、次いでドライ水素雰囲気中にて 900
℃×10〜30分の条件で焼鈍を行った。この後、所定のマ
スク形状となるようにプレス成形を行い、それぞれシャ
ドウマスクを得た。
【0019】このようにして得た各シャドウマスクの平
均窒素濃度、表面から 1〜20μm の位置の硬度および板
厚中心での硬度をそれぞれ測定した。また、耐ハウリン
グ特性を以下に示す要領にて評価した。すなわち、各シ
ャドウマスクを実際にC−CRTに組込んで、外部から
100Hz〜 300Hzの振動を与え、色ずれの程度を測定し
た。これらの結果を併せて表1に示す。
【0020】なお、表中の比較例1は、冷間圧延後の焼
鈍工程をドライ水素中で行う以外は、上記実施例と同一
条件で作製したシャドウマスクであり、また比較例2は
鋳造時に窒素を導入し、全体的に窒化物を析出させたも
のである。
【0021】
【表1】 表1から明らかなように、各実施例によるシャドウマス
クは、それぞれ表面硬度のみ向上しており、これにより
外部からの振動による共振が低減され、色ずれ現象の発
生が抑制されていることが分かる。
【0022】実施例11〜20 上記した実施例1〜10と同様の組成の Fe-Ni系合金成
分をもちいて、実施例1〜10と同様な方法で、板厚0.
25mmの板ざいを得た。
【0023】次に、上記した各板材に対して、フォトエ
ッチング処理により所定のマトリックス状の電子ビーム
透過孔を形成し、次いでドライ水素雰囲気中にて 850℃
の焼鈍を行った。この後、所定のマスク形状となるよう
にプレス成形を行い、それぞれシャドウマスクを得た。
そして、上記シャドウマスクを 580℃のアンモニア雰囲
気中で30分および24時間の窒化処理を行い、引き続き水
蒸気中で黒化処理を行った。
【0024】このようにして得たシャドウマスクは、そ
れぞれ表面から 1μm 、20μm までが窒化しており、そ
の表面層を構成する結晶はFe4 N および/またはFe3 Ni
Nであった。
【0025】そして、これらのシャドウマスクの平均窒
素濃度、表面層の硬度および板厚中心での硬度をそれぞ
れ測定した。また、耐ハウリング特性を前記実施例1〜
10と同様の方法にて、色ずれ程度により測定した。そ
の際、いずれのものも、いわゆるハウリングは発生しな
かった。
【0026】
【表2】 表2から明らかなように、各実施例におけるシャドウマ
スは、それぞれ表面硬度のみ向上しており、これにより
外部からの振動による共振が抑制され、色ずれ現象の発
生が抑制されていることが分かる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、 F
e-Ni系合金板材の表面層のみの硬度を高めていることか
ら、成形性を損なうことなく、耐ハウリング特性に優れ
たのシャドウマスクを提供することが可能となる。
【0028】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 萩原 満晴 神奈川県横浜市鶴見区末広町2の4 株式 会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 大竹 康久 埼玉県深谷市幡羅町1丁目9番2号 株式 会社東芝深谷電子工場内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくともNiを30重量%〜45重量%の範
    囲で含む Fe-Ni系合金材からなるシャドウマスクにおい
    て、 前記 Fe-Ni系合金材は、Fe4 N および/またはFe3 Ni N
    を含む表面層を有することを特徴とするシャドウマス
    ク。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のシャドウマスクにおい
    て、 前記Fe4 N および/またはFe3 Ni Nを含む表面層の厚さ
    が 0.5μm 以上であることを特徴とするシャドウマス
    ク。
  3. 【請求項3】 少なくともNiを30重量%〜45重量%の範
    囲で含む Fe-Ni系合金材からなるシャドウマスクにおい
    て、 前記 Fe-Ni系合金材は、その表面層の硬度がHv 170以上
    であることを特徴とするシャドウマスク。
  4. 【請求項4】 請求項3記載のシャドウマスクにおい
    て、 前記 Fe-Ni系合金材の表面層硬度をH1 とし、内部の硬
    度をH2 としたとき、これらの比H1 /H2 が1.05以上
    であることを特徴とするシャドウマスク。
  5. 【請求項5】 少なくともNiを30重量%〜45重量%の範
    囲で含む Fe-Ni系合金材からなるシャドウマスクにおい
    て、 前記 Fe-Ni系合金材は、平均窒素含有量が 30ppm〜300p
    pmの範囲であることを特徴とするシャドウマスク。
  6. 【請求項6】 請求項5記載のシャドウマスクにおい
    て、 前記 Fe-Ni系合金材は、 V、Cr、Nb、Ta、 W、Mo、Tiお
    よびAlから選ばれた少なくとも 1種の元素を0.01重量%
    〜 0.5重量%の範囲で含有することを特徴とするシャド
    ウマスク。
JP24371392A 1992-09-11 1992-09-11 シャドウマスク Pending JPH0696685A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7169330B2 (en) 2004-02-25 2007-01-30 E. I. Du Pont De Nemours And Company Composition of conductive paste

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7169330B2 (en) 2004-02-25 2007-01-30 E. I. Du Pont De Nemours And Company Composition of conductive paste

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