JPS6178033A - カラ−受像管 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、成形性が良く熱的特性に優れたシャドウマス
ク、フレーム、インナーシールド、バイメタル等の管内
部品を用いて構成される表示画像品質の高いカラー受函
管に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

カラー受像管は一般に第１図に示す構成を有している。

即ち、ガラス外囲器１の一端を構成するネック部２には
、例えばインライン配列の電子銃３が設けられ、この電
子銃３に対向する前記ガラス外囲器１の他端部のフェー
ス部４に、赤・青・緑の蛍光体を区画配列した蛍光面５
を設けている。

この蛍光面５に近接して多数のビーム開孔を有するシャ
ドウマスク６が対向配置されでいる。このシャドウマス
ク６はフレームＩに係止具８を介して取付けられたもの
で、該フレーム７には地磁気の影響を遮断するべくイン
ナーシールド９が取付けられている。

しかしてこのように構成されたカラー受像管にあっては
、前記電子Ｖｔ３から射出された電子ご一ム１１は、前
記ネック部２の根元部に設けられた偏向装＠１０による
偏向６１１１１０を受けて偏向され、前記シャドウマス
ク６の開孔を通過して蛍光面５に射突して蛍光を生起し
てカラー受像管形成する。

ところで、上記シャドウマスク６、フレーム７、インナ
ーシールド９は、従来よりエツチング性、および成形性
が良く、また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、リムド鋼やＡＱ、ギルド鋼等を
素材として形成されている。然し乍ら、近時各種のニュ
ーメディアに対応゛　するべく、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細かさが要求され
、上述したリムド鋼やＡ２キルド鋼にて構成されるシャ
ドウマスク６、フレーム７、インナーシールド９を用い
るには不具合が生じてきた。

すなわち、カラー受像管の動作時には、上記各部材の温
度が３０〜１００℃に上昇し、例えばその熱膨張による
シャドウマスクの成形形状に歪みに起因した、所謂ドー
ミングが°生じる。この結果、シャドウマスクと蛍光面
との間の相対的位置関係にずれが生じ、ピユリティード
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、前記シャドウマスクの開孔径およ
びその開孔ピッチが非常に小さいので、その相対的ずれ
量の割合いが大きくなり、上述したリムド鋼やＡ２キル
ド鋼を素材とする管内部品では実用に耐えなくなる。特
に、映像の歪みや外光の反射を少なくした裏白率型のカ
ラー受像管にあっては、上記問題が顕著に生じた。

そこで従来、この種の管内部品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（
３８Ｎｉ−Ｆｅ）を用いることが、例えば特公昭４２−
２５４４６号、特開昭５０−５８９７７号、特開昭５０
−６８６５０号等により提唱されている。ところが、こ
の種のＮ　ｉ−Ｆ　ｅ合金は熱伝導性が悪く、蓄熱し易
いことのみならず、通常のシャドウマスク球面から電子
銃側への凹み、所謂スプリングバックを生じ易い。また
シャドウマスクの開孔をエツチング形成した際、開孔径
のむらを生じ易い等、エツチング性や成形性の点で不具
合を有している。この為、カラー受像管の高品位化を図
るには限界があった。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、平坦に近い画面を有し、色ずれ
が少なく、極細やかで明るい高品質な画像を得ることの
できるカラー受像管を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、カラー受像管におけるシャドウマスク、イン
ナーシールド、フレーム、バイメタル等の管内部品の少
なくとも１つを、Ｎｉを２５〜４５Ｗ【％含むＦｅを主
成分とし、０．３〜１０ｗｔ％のＣｒ、またはその一部
をＩＶＩ　ｎで置換してなるＣｒとＭｎ、および不可避
不純物を含有した合金の表面に黒色被膜を被覆形成した
ものとし、これによってその成形性と熱放散性を改良し
たシャドウマスク、インナーシールド、フレーム、バイ
メタル等の管内部品を得、これを用いてＰＤ値が低く、
明るく、且つ平坦で見易い画像を得ることのできるカラ
ー受像管を実現したものである。

ここで、上記Ｎｉの組成」を２５〜４５Ｗ［％とじたの
は、その熱膨張係数を９０ｘ　１０−’／　”Ｃ以下に
する為であり、Ｎｉの添加量が上記範囲を外れると、本
発明が目的とする熱膨張率の低い管内部品用素材が得ら
れなくなる。つまり、ＰＤ値の低いきれいな画像が得ら
れなくなる。更にＮｉの添加ωが４５ｗｔ％を越えると
、その成形性の良否の目安であるＱ、２％耐力の増加が
生じ、その成形性が大幅に劣化する。そして、例えばシ
ャドウマスクにあってはスプリングバックが発生して、
きれいな画像が得られ難くなる。同時にその＃４酸化性
の向上によって、通常その表面に施される黒化処理が著
しく困難となる。

またエツチング性に関しても１．’、Ｉｉｌが多くなる
と微細エツチングが困難となり、そのエツチング孔の内
壁が所謂ガサ穴となったり、エツチング液中へのＮ１の
予信の溶は込みによって、そのエツチング速度の低下を
沼く等の問題が生じる。

またＣｒは、ｌ”ｅ］ｉ合金の熱膨張係数を上昇させる
が、その反面上記０．２％耐力を減少させ、その成形性
の向上に大きく寄与する。これ故、Ｃ「の添加によって
そのＰＤ値が従来のアンバーに比較して悪くなることが
ない。このことは、特に高曲率のシャドウマスクを得る
場合等、その成形性の向上を図る上で重要な役割を果た
す。

即ち一般に、３６Ｎｉ−Ｆｅ合金にＣｒを添加し、再結
晶温度以上で焼鈍しない場合、その結晶粒が微細である
のでｖａでの０．２％耐力の増大を１Ｂき、例えばシャ
ドウマスクとしての曲率を保ことか困難となり、上記Ｃ
ｒの添加によって、その素材の高強度化が図られるだけ
である。しかし本発明の如＜　’Ｃｒを添加した３６Ｎ
　ｉ−Ｆ　ｅ合金に特定の焼鈍処理を施した場合、その
０．２％耐力の減少量は、Ｃ「が無添加の３６Ｎｉ−Ｆ
ｅ合金（アンバー）に比較して著しく多くなる。つまり
素材に含まれるＣｒは、その焼鈍工程において素材の０
．２％耐力を大きく減少させる上で重要な作用を呈する
。

第２図は本発明に係る素材である、Ｃｒを６ｗｔ％添加
した３６Ｎｉ−Ｆｅ合金の焼鈍温度に対する０、２％耐
力の変化を特性Ａとして示すもので、特性８は比較の為
に示したＣｒ無添加の３６Ｎ　ｉ−Ｆ　ｅ合金における
焼鈍温度に対する０４２％耐力の変化である。この図に
示されるように、その０．２％耐力は、室温においては
本発明に係る管内部品用素材の方が高いが、５００℃以
上で焼鈍すると従来のものに比較してその０．２％耐力
が十分低くなる。

例えば１０００〜１２００℃で真空焼鈍した場合、本発
明に係る管内部品用素材の０．２％耐力は、１２Ｋｆｌ
ｌａ１１”となるが、従来のＣｒ無添加のものにあって
は、その０．２％耐力が２２Ｋｇ／ｍ２Ｐｊ度と大きい
。

従ってこのことからも、前記Ｃｒの添加が焼鈍時におけ
る０、２％耐力の低減に大きく寄与していることがわか
る。尚、このＣｒと同様な作用を呈するものとしてＭｎ
がある。従ってＣ「の一部を〜１ｎにて置換することも
可能である。またこのＣｒの添加は３０〜３５％のＮｉ
と７％までのＣＯを含むスーパーアンバーに対しても有
効である。

ちなみに上記特性Ａで示される素材で形成されたフラッ
トマスクを８００℃で水素焼鈍し、これを水蒸気酸化し
て表面に黒色酸化膜を形成したシャドウマスクを用いて
カラー受像管を組立て、その３分間におけるＰＤＩｉｉ
を測定したところ９５譚と小ざい値を示した。これに対
して同様な熱処理を行った従来のアンバーを用いたシャ
ドウマスクを用いて同様な測定を行ったところ、シャド
ウマスクのスプリングバックが著しく、その色むらが酷
い為にそのＰＯｌｉｉを測定することができなかった。

ところで、Ｃｒの添加量が０，３ｗｔ％未満であると、
Ｃｒ無添加の３６Ｎｉ−Ｆｅ合金と同様に焼鈍温度を１
２００℃と高くしても、その０．２％耐力が２０Ｋｇ／
”　ｊｌｌｌ　ｚ以下になることはない。またその添加
量が１０ｗｔ％を越えた場合、熱膨張係数が９０ｘ　１
０−７／　”Ｃ以上となり、色ずれの原因となるので高
精細度カラー受＠管への採用には不適当である。またＣ
ｒの添加量が１０ｗｔ％を越えた場合、その表面にＣｒ
　２０＊の保護膜が形成され易く、表面黒化速度の低下
を招く等、黒化処理に不都合を生じる。

即ち、第３図に本発明に係る管内部品用素材を用いて形
成されたフラットマスクを水素中で１０００℃で焼鈍し
た時の０．２％耐力の変化特性Ｃと、その熱膨張係数の
変化特性りとを、上記Ｃ「の添加量をパラメータとして
示すように、Ｃｒの添加量を０．５〜１　ｓｗｔ％とす
れば、その焼鈍によって０．２％耐力を２２に９／ｍｒ
２以下に抑えて、スプリングバックを防止し得ることが
わかる。またＣｒの添ｈ口舒が１０−ｗｔ％を越えると
、０．２％耐力が上昇することのみならず、熱膨張係数
の上昇をＩＧ来し、ＰＤ値のドリフト原因となる。故に
、上述したようにＣｒの添加量を０，３〜ｌｏｗｔ％と
１１限することが必要である。

尚、従来、管内部品用素材の高強度化を目的として３６
Ｎ　ｉ−Ｆ　ｅ合金にＣｒを添加する例として特開昭５
９−５９８６１号等がある。しかし、低耐力化を図るべ
く工夫は全くなされてなく、その素材は単に高強度なだ
けであり、０．２％耐力の低減は図られていない。更に
次に説明するように、その表面に黒化膜も形成しておら
ず、このような点を考慮すると、本発明に係る管内部品
用素材とは全く異なっていると云える。

さて、上述した素材表面に形成される黒化膜は、その熱
放散性を向上させる上で重要な役割を果し、カラー受像
管のＰＤｉｉを下げる上で大きな働きをする。この熱放
散性を決定するのは、その黒色の度合いと、表面の粗さ
であり、本発明に係る黒化膜は次の点で浸れている。

即ち、ＣｒｘＮ　ｉｙＦ　ｅｓ−１−＞０４　　（０＜
　ｘ　、　　ｙ　＜３）からなる黒化膜は、従来のＡＮ
キルド鋼やリムド鋼上に生成されていた黒化膜と異なっ
て、Ｆｅのサイトの一部を　Ｃｒまたは　Ｎ１で置換し
たスピネル型の酸化物構造を有する。この ＣｒｘＮ　ｉ、　Ｆ　ｅ、ｘ−ｐ　４は、膜内部にガス
や空孔によるボイドを含み難く、その素材との密着性に
優れている。更にその硬度も高い為、＠肋に起因するハ
ウリング防止にも効果的である。しかも、カラー受像管
内部にあって、上記黒化膜は金１　、／　酸化物界面に
Ｃｒが凝縮して剥離し難く、電子銃を剥離片で損めたる
虞れもない。また更に、針状の結晶がマスク面に垂直に
でき易い為、表面酸化物の表面積が増し、その熱輻射率
がより一層向上する。

また、ＣｒｘＮ　ｉ、　Ｆ　ｅ、ｘ、Ｑ　４中に、その
不可避成分が侵入または固溶しても、その特性が変化す
ることがない。このことは、３０〜３５％のＮ１と７％
までのＣＯを含むスーパーアンバーにＣｒを添加した場
合、その黒化膜中にＣＯが固溶するが、その特性が変化
することがないことからもわかる。

また素材がＣｒの一部をＭｎ″ｒ−置換したものである
場合には、黒化膜はＣｒｘ　Ｍ　ｎｙ　Ｎ　’ｚ　Ｆ　
ｅ、−ｘ−ｙ−２０４なるスピネル構造となり、このよ
うな場合であっても、同様な作用を呈する。しかし、Ｍ
ｎはＣｒと異なって、酸化薄中に一層に分散している場
合が多い。尚、この黒化膜の形成に際して、空気酸化や
水蒸気酸化法を採用した場合、その表面にα−Ｆｅ　２
０３ができるが、その膜厚が薄い為に問題となることは
ない。

ちなみに上記組成を持つ黒化膜を表面に形成した前記素
材のシャドウマスクと、黒化膜を形成しないシャドウマ
スクを用いて組立てられた、各カラー受像管についてそ
のＰＤ値を比較したところ、黒化膜のないものの３分間
ＰＤＩＩが１２０〜１３０譚であったのに対して、黒化
膜を形成したものにあってはそのＰＤｉｉ［が８０ＩＪ
ＩＩＩと小さいことがｆｉ！認された。つまり、この黒
化膜によって熱放散効果が高められ、ＰＤを抑える上で
大きな効果が奏せられる。特にこの黒化膜による効果は
、曲率が９００８以上の平坦化されたシャドウマスクを
形成する場合に顕著である。

〔発明の効果〕

かくして本発明によれば、所定のＮ　１−Ｆｅ系合金に
Ｃｒを添加して、その０．２％耐力を低減し、且つその
成形性を改善すると共に、その表面に黒色酸化膜を形成
したシャドウマスク等の管内部品を用いてカラー受像管
を形成しているので、その画像を明るくて極細かい高品
質なものとすることができる。しかも、その成形性が良
いので、画面の四隅においても色ずれの少ない画像を効
果的に得ることができ、長時間の白色画像に対しても色
変化を抑えることが可能となる。特に平坦な画面の形成
が可能なので、直線画像の曲りを抑えることができ、明
るくてコントラストの高い画像を表示する上で効果があ
る。一方、その強度も高い為、近接配置されるスピーカ
からの低周波数音波に起因する振動を招来することがな
く、機械的なショック等にも十分耐えて所謂ゆらぎのな
い画像が得られる等の効果が秦ぜられる。

（発明の実施例） 次に本発明の実施例につき説明する。

［実施例−１］ 先ず、３６％ＮｉとＦｅを主成分とし、ｃｒを６ｗｔ％
含み、附随的成分としてＣおよびＳｌをそれぞｎｏ、０
１ｗｔ％、ｐ、ａよびｓをそれぞれ０．Ｏ０５ｗｒ％づ
つ含む合金のインゴットをＩＰ−備し、このインゴット
を繰返し焼鈍・冷間加工して厚み０．１３ｍの板材を製
作した。しかる後、この板材にフォトレジストを塗布し
、これを乾燥した後、その両面にスロフト或いはドツト
形状の基準パターンを形成したフィルムを密着させて、
前記フォトレジストを露光・現像した。この現像によっ
て未露光部分のフォトレジストが溶解除去される。しか
る後、残されたフォトレジストをバーニングして硬化さ
せた後、塩化第二鉄溶液でエツチング処理し、その後そ
の残存レジストを熱アルカリによって除去してシャドウ
マスクの原板となるフラットマスクを作製した。

その後、このフラットマスクを洗浄し、剪断加工した後
、１０→ｔｏｒｒ、１０００℃で真空焼鈍し、プレス加
工して曲率半径１１０００ａのフォームドマスクを轡だ
。このフォームドマスクを酸処理、トリクレン洗浄、水
洗処理した後、３０％０２−Ｎ２湿潤雰囲気６７０℃中
で３０分間加熱酸化した。

このようにして製作されたシャドウマスクをスポット溶
接によって、同様な手法によって製作されたフ゛レーム
に取付け、これをバイメタルを介してパネルに取付けた
。その後、上記シャドウマスクの孔に合せて赤、青、縁
の蛍光体を塗布し、ＡＱ蒸看、ダグ塗布後、インナーシ
ールドを取付けて電子銃の付いた外囲器後部のファンネ
ルと、このパネルとを接続し、且つその内部を真空排気
してカラー受像管を製作した。尚、上記インナーシール
ドも同様な素材を用いて製作した。

［実施例−２］ ３６％Ｎ１とｌ”ｅを主成分とし、Ｃｒを２ｗｔ％含み
、附随的成分としてＣとＳｌをそれぞ０，０１ｗｔ％、
およびＰとＳとをそれぞれ０，００５ｗｔ％づつ含む合
金のインゴットを用いて［実施例−１］と同様にフラッ
トマスクを製作した。そして、このフラットマスクを１
０００℃で水素焼鈍して、シャドウマスクを得、これを
用いてカラー受像管を完成させた。

〔実施例−３１ ３６％ＮｉとＦｅを主成分とし、Ｃ「を４ｗｔ％含み、
附随的成分としてＣとＳｉをそれぞれ０．０１ｗｔ％、
およびＰと８とをそれぞれ０，００５ｗｔ％づつ含む合
金のインゴットを用いて［実施例−１］と同様にフラッ
トマスクを製作した。そして、このフラットマスクを１
００℃で水素焼鈍して、シャドウマスクを商、これを用
いてカラー受像管を完成させた。

このようにして得られた実施例１〜３の各カラー受Ｉｉ
管について、その四隅のＰＤ値について調べた結果、従
来のものが１２０〜１３０−程度であったの対して約８
０譚程度と小さい嬉を示した。またＰＤが生じてから、
元の正常な状態に戻るまでの時間は従来に比較して約半
分（２分３０秒程度）であった。またその画面全体に亙
っで、色ずれがなくＩ細かい５品質な画像が得られた。

尚、ここではシャドウマスクの形成を例に説明したが、
インナーシールドやフレーム、バイメタル等を同様に製
作してカラー受像管を得ることも可能である。その他、
本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はカラー受像管の概略構成を示す図、第２図は焼
鈍温度に対する０、２％耐力の変化を示す図、第３図は
Ｃｒの添加聞に対する熱膨張係数と０．２％耐力の変化
を示す図である。 １・・・外囲器、３・・・電子銃、６・・・シャドウマ
スク、７・・・フレーム、９・・・イ・ンナーシールド
。 出願人代理人　弁理士　鈴江式彦 ！￥　２　図 ０　　　　　　　８ＣＸ）　　　　　　　１０００　　
　　　　　＋２００規飢這７１　　（’Ｃ）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｎｉを２５〜４５ｗｔ％含むＦｅを主成分とし、
   ０．３〜１０ｗｔ％のＣｒ、またはその一部をＭｎで置
   換してなるＣｒとＭｎ、および不可避不純物を含有した
   合金からなり、その表面に黒色被膜を被覆形成した管内
   部品を用いてなることを特徴とするカラー受像管。
2. （２）管内部品は、シャドウマスク、インナーシールド
   、フレーム、バイメタル等からなるものである特許請求
   の範囲第１項記載のカラー受像管。
3. （３）黒色被膜は、合金の酸化物として形成されたもの
   である特許請求の範囲第１項記載のカラー受像管。
4. （４）黒色被膜をなす酸化物は、Ｃｒ＿ｘＮｉ＿ｙＦｅ
   ＿３＿−＿ｘ＿−＿ｙＯ＿４（０＜ｘ、ｙ＜３）、また
   は Ｃｒ＿ｘＭｎ＿ｙＮｉ＿ｚＦｅ＿３＿−＿ｘ＿−＿ｙ＿
   −＿ｚＯ＿４（０＜ｘ、ｙ、ｚ＜３）る化学式で示され
   るスピネル構造を有するものである特許請求の範囲第１
   項記載のカラー受像管。
5. （５）管内部品をなすシャドウマスクは、その曲率を９
   ００ｍｍ以上に成形したものである特許請求の範囲第１
   項記載のカラー受像管。