JPH0945257A - シャドーマスクとその製造方法 - Google Patents

シャドーマスクとその製造方法

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JPH0945257A
JPH0945257A JP8165018A JP16501896A JPH0945257A JP H0945257 A JPH0945257 A JP H0945257A JP 8165018 A JP8165018 A JP 8165018A JP 16501896 A JP16501896 A JP 16501896A JP H0945257 A JPH0945257 A JP H0945257A
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shadow mask
layer
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manufacturing
steel
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JP8165018A
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Hwan-Chul Rho
煥 哲 盧
Dong-Hee Han
東 煕 韓
Jae-Myung Kim
載 明 金
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Samsung Electron Devices Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱的変形に従うドーミング現象を抑制し
てスクリーンの色純度を向上させることができ、それで
いて製造価格の低いシャドーマスクを提供する。 【解決手段】 鋼製のシャドーマスク本体の表面に形成
されたNi層15の下層に、このNi層15のNiがシ
ャドーマスク本体内に拡散されてFe−Ni合金拡散層
17が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はシャドーマスク、特
にカラー受像管用シャドーマスクとその製造方法に関
し、詳しくは、AK(アルミキルド)鋼などから形成さ
れたシャドーマスクの電子ビームによるドーミング現象
と色純度劣化とを抑制できるシャドーマスクとその製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、シャドーマスク方式を採用した
カラー受像管は、パネル、ファネル、及び、ネックから
構成されたバルブを有しており、前記ネック内には電子
銃が設けられている。前記パネルの内面にはR、G、B
の蛍光膜が塗布されており、この蛍光膜から一定距離を
離れてシャドーマスクが配置されている。このシャドー
マスクは、電子銃から放出された3個の電子ビームをパ
ネル内面に塗布されたR、G、Bのそれぞれ対応する蛍
光体にランディングするように割当てるものとして、フ
レームに結合されてシャドーマスク構造体を構成し、こ
の構造体はスプリングによってパネル内側に設けられ
る。
【0003】図3に、シャドーマスク構造体の概略的な
構造を示す。このようなシャドーマスク構造体において
は、電子ビームが通過するアパーチャを有しており、お
およそ矩形になっている有効部1と、この有効部1の周
縁に形成された補強用ビード2と、フレームとの溶接の
ためにほぼ垂直に折り曲がったスカート部3とを有する
シャドーマスク4と、前記スカート部3が溶接される直
立部5とスプリングが配置される湾曲部を有するフレー
ム6と、パネルの内側に配置されるコーナーピンにシャ
ドーマスク構造体を懸架するためのスプリング7とから
構成されている。
【0004】図4に、前述のシャドーマスク4の断面構
造を拡大して示す。電子ビーム通過孔、即ちアパーチャ
8は、電子ビームの入射側がスクリーン側より小さく形
成されている。この場合に、シャドーマスク4は通常A
K鋼で製造されており、最近は大形機種においてもIN
VAR(アンバー)材質を使用したものが公知である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】一方、電子銃から射出
された電子ビームはシャドーマスク4に形成されたアパ
ーチャ8を通過して蛍光面にランディングされるが、実
質的に前記アパーチャ8を通過するビームは15〜25
%に過ぎない。残余の電子ビームはシャドーマスク4面
に衝突して、シャドーマスクの温度をおおよそ80〜9
0℃まで上昇させるように作用する。その結果、前述の
シャドーマスク4は、スクリーン方向に熱膨張されるド
ーミング現象を表わすが、このようなシャドーマスク4
の熱的変形は、特に、熱膨張係数の大きい(12〜13
×10-6/℃)AK鋼材質のシャドーマスクで激しく生
じる。前述したドーミング現象は、スクリーン上で蛍光
体と電子ビームのミスランディングを誘発させ、これは
ピューリティー・ドリフトと呼ばれる色純度の劣化を招
来するので好ましくない。
【0006】一方、このような色純度の劣化は、大形
化、フラット化および高精細画面になればなるほど、よ
り深刻な問題点となるが、これを克服するために、最近
はAK鋼の1/10の熱膨張率を有するINVAR材質
(Fe−Ni合金)製のシャドーマスクが採用されてい
る。しかしながら、前記INVAR材質製のシャドーマ
スクは、アパーチャのエッチング及びスカート部のプレ
スなど加工が困難であるばかりではなく、材質自体が高
価であるためカラー受像管の製造原価を上昇させる要因
となる。
【0007】本発明は、前述した従来技術の問題点を克
服するために案出されたもので、その目的は、熱的変形
に従うドーミング現象を抑制してスクリーンの色純度を
向上させることができるようにしたシャドーマスク及び
その製造方法を提供することにある。さらに、本発明の
他の目的は、低熱膨張を維持でき、それでいて製造価格
を低くできるシャドーマスク及びその製造方法を提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題は、請求項記載
の発明により達成される。即ち、本発明にかかるシャド
ーマスクの特徴構成は、シャドーマスク本体の表面に形
成されたNi層の下層に、このNi層のNiが前記シャ
ドーマスク本体内に拡散されてFe−Ni合金拡散層が
形成された点にある。このようになっているので、シャ
ドーマスク本体を鋼、例えばAK鋼、のみで形成する場
合に比べて、熱膨張率を低く抑えることができ、熱的変
形に従うドーミング現象を抑制してスクリーンの色純度
を向上させることができる。しかも、シャドーマスク本
体に高価なアンバー材を用いないので、製造価格を低く
することができる。
【0009】また、本発明にかかるシャドーマスクの製
造方法の特徴構成は、鋼板から平板状のシャドーマスク
本体を形成し、このシャドーマスク本体の表面にNi層
を形成すると共に、無酸化雰囲気中1,000〜1,2
00℃の温度で加熱することにより前記Ni層のNiを
前記平板状のシャドーマスク本体内に拡散させ、前記平
板状のシャドーマスク本体内にFe−Ni合金拡散層を
形成し、ついで所定の形状に加工する点にある。このよ
うになっていると、シャドーマスク本体の表面にNi層
の下層にFe−Ni合金拡散層を形成することができ、
熱膨張率、かつ製造価格の低いシャドーマスクを製造す
ることができる。シャドーマスク本体の表面にNi層を
形成後、加熱する場合の温度が1,000℃よりかなり
低い温度であると拡散処理に時間がかかり、製造サイク
ルが長くなって好ましくない。1,200℃を大幅に越
えると、表面のNi層がシャトーマスク本体内部への拡
散が急激となって制御し難く、かつ酸化され易くもなり
好ましくない。従って、加熱温度は1,000〜1,2
00℃が好ましいが、多少の変動はあってもよい。又、
加熱する場合の雰囲気は、特に水素雰囲気が好ましい。
還元性であり、特にNiの酸化を抑制でき、材質の悪影
響を及ぼすことが少なく、経済的でもあるからである。
加熱時間は1〜2時間が好ましい。上記Ni層の厚み
は、少なくとも10μmであることが好ましい。シャド
ーマスク本体を低熱膨張化するFe−Ni合金拡散層の
形成が、確実であるからである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を、添付図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本実
施形態に係るシャドーマスクの一部断面構造を示してお
り、図番10はシャドーマスク全体を表す。図1より、
このシャドーマスク10は、電子ビームが通過するよう
に形成された多数個のアパーチャ11と、これらアパー
チャ11の間に形成される無孔部13とからなってお
り、おおよそ矩形状の有効部を形成する。この有効部の
外周には、図示は省くが、従来のシャドーマスクと同様
に、補強用ビードとスカート部が形成されている。前記
シャドーマスク10、即ち、無孔部13はAK鋼材質か
ら形成されている。また、前記無孔部13の外表面には
Ni層15が形成されており、そのNi層15とAK鋼
の無孔部13との間には、Fe−Ni合金層17が形成
されている。
【0011】この場合に、前記Fe−Ni合金層17は
Niがメッキされたシャドーマスクを、水素雰囲気の炉
内に投入して熱処理することによって、AK鋼本体とN
iとの間の物質拡散が生起するので、一定比率のNi
(36wt%)が含有されているINVAR材質と組成
上の差異はあるが、類似する金属組織を有するようにな
る。尚、この熱処理は、還元雰囲気、真空雰囲気、不活
性ガス雰囲気のような無酸化雰囲気でなされればよく、
必ずしも水素雰囲気での熱処理に限定されるものではな
い。より具体的には、この実施形態によるFe−Ni合
金層17の組成は、AK鋼本体とNiとの間の物質拡散
によって形成されるので、図2に示すように、AK鋼側
のNi含有量が少なく、Ni層側に行くほど、Ni含有
量が増加する連続的構造を形成している。尚、図2はシ
ャドーマスク10の断面を、表面側から10μm間隔毎
にEPMAによる点分析を行って得たものである。ここ
で、このFe−Ni合金層17を備えたシャドーマスク
本体の熱膨張係数は、本出願人により測定された結果、
おおよそ4〜5×10-6/℃の熱膨張係数を有するにい
たった。かかる熱膨張率は、従来のAK鋼より著しく減
少したものであることがわかる。この場合に、前記Fe
−Ni合金層17はAK鋼材質から形成されたシャドー
マスク10の無孔部13の外表面に低熱膨張皮膜を形成
するようになり、これはAK鋼材質の熱膨張を抑制する
ように作用する。より具体的には、このFe−Ni合金
層17を形成したシャドーマスク10は、本出願人が実
験を多数実施した結果、従来のAK鋼材質のみで形成さ
れたシャドーマスクに比べて40%以上の熱膨張率低減
効果を得られた。また、前述したようなドーミング防止
効果は、スクリーン上で蛍光体と電子ビームのミスラン
ディングを防止するようになり、実質的にカラー受像管
の色純度を向上させることができる。
【0012】次に、前記Fe−Ni合金層17の形成方
法を説明する。まず、AK鋼から製造されアパーチャが
形成されている平面シャドーマスク本体に、Ni層15
をメッキする。このとき、Niメッキは少なくとも10
μmの厚みに形成されることが好ましい。これは、前述
のFe−Ni合金層17の形成を考慮したものである。
前記Niメッキは、電気メッキ法もしくは無電解メッキ
法によって形成することができる。もっとも、AK鋼表
面のNiメッキは、これに限定されることなく、CVD
法、PVD法などにより行ってもよい。前述したよう
に、Ni層15がメッキされたシャドーマスク本体は、
水素雰囲気中1,000℃×1〜2時間保持して拡散処
理工程を行うが、これによって、前記Ni層15とAK
鋼本体との間に物質拡散を発生させてFe−Ni合金層
17を形成するようになる。尚、この加熱工程は、予め
1,000℃に設定された無酸化雰囲気のバッチ式炉に
シャドーマスク本体を投入して加熱してもよいし、予め
1,000℃に設定された連続式炉にシャドーマスク本
体を次々に投入して熱処理してもよい。もっともバッチ
式炉で熱処理する場合、炉内に多数のシャドーマスク本
体を配置してから水素雰囲気を形成した後、加熱するよ
うにしてもよい。要は、シャドーマスク本体に、好まし
い拡散カーブを形成したFe−Ni合金層が形成されれ
ばよい。ついで、このように形成された平面シャドーマ
スク本体に、通常のプレス工程を通じてスカート部及び
ビードを形成する。
【0013】
【発明の効果】上述したように、本発明によるカラー受
像管用シャドーマスクは、電子ビーム衝突による熱的変
形、即ちドーミング現象を抑制でき、究極的にはスクリ
ーンの色純度を向上させることができる。さらに、本発
明に係るFe−Ni合金層及びNi層はシャドーマスク
の厚板化はもちろん、それに従う構造的な安定性によっ
てハウリング現象を実質的に除去できる効果を有する。
さらにまた、本発明によるFe−Ni合金層はINVA
R材質と類似する組成及び熱膨張率を有するようになる
ので、高価なINVAR材質を代替でき、したがって製
造原価を節減できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】シャドーマスクの要部断面図
【図2】Fe−Ni合金拡散層を示す図
【図3】従来のシャドーマスク構造体の斜視図
【図4】従来のシャドーマスクの要部断面図
【符号の説明】
10 シャドーマスク 11 アパーチャ 13 無孔部 15 Ni層 17 Fe−Ni合金層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シャドーマスク本体の表面に形成された
    Ni層の下層に、このNi層のNiが前記シャドーマス
    ク本体内に拡散されてFe−Ni合金拡散層が形成され
    たシャドーマスク。
  2. 【請求項2】 前記Ni層の厚さは、少なくとも10μ
    mである請求項1記載のシャドーマスク。
  3. 【請求項3】 鋼板から平板状のシャドーマスク本体を
    形成し、このシャドーマスク本体の表面にNi層を形成
    すると共に、無酸化雰囲気中1,000〜1,200℃
    の温度で加熱することにより前記Ni層のNiを前記平
    板状のシャドーマスク本体内に拡散させ、前記平板状の
    シャドーマスク本体内にFe−Ni合金拡散層を形成
    し、ついで所定の形状に加工するシャドーマスクの製造
    方法。
  4. 【請求項4】 前記Ni層の厚みは、少なくとも10μ
    mである請求項3記載のシャドーマスクの製造方法。
JP8165018A 1995-07-27 1996-06-26 シャドーマスクとその製造方法 Pending JPH0945257A (ja)

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KR1019950022525A KR970008278A (ko) 1995-07-27 1995-07-27 칼라 수상관용 새도우마스크와 그 제조방법

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DE (1) DE19622407A1 (ja)
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MY (1) MY112329A (ja)
NL (1) NL1003652C2 (ja)
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