JPS6250937B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の技術分野〕 本発明は色ずれを抑え、極細かさや見易すさの
向上を図つたカラー受像管を実現し得るカラー受
像管用電子部品の黒化処理方法に関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 第１図はカラー受像管の概略構成を示すもので
ある。この種のカラー受像管は、ガラス外囲器１
のネツク部２に電子銃３を設け、この電子銃３に
対向するフエース部４に、赤・青・緑に区分した
螢光面５を設けた構造を有する。そしてこの螢光
面５に近接して多数のビーム開孔を有するシヤド
ウマスク６を、そのフレーム７に係止具８を用い
て固定配置している。またこのフレーム７には、
該カラー受像管における地磁気の悪影響を遮断す
る為のインナーシールド９が取付けられている。
尚、図中１０は、前記ネツク部２の根元部に設け
られた偏向器である。 しかして上記構成のカラー受像管では、電子銃
３から射出された電子ビーム１１が集束・加速さ
れ、前記偏向器１０によつて前記フエース部４に
対して偏向走査される。そして該電子ビーム１１
は前記シヤドウマスク６を介して螢光面５に衝突
して、所定の発色を呈することになる。 ところで、この種のカラー受像管に用いられる
シヤドウマスク６、フレーム７およびインナーシ
ールド９等の電子部品は、従来一般に成形性が良
く、且つ電子ビーム反射の軽減に寄与する酸化膜
を形成し易いことから鉄材（Fe）を用いて構成
されている。然し乍ら、所謂高品位テレビ化に対
する要求に伴つて、カラーテレビ画像の極細かさ
や、見易すさが重要視されるようになつてきてお
り、上述した鉄材からなるシヤドウマスク６等の
電子部品を用いて上記要求を満たすには限界があ
つた。 即ち、一般に上記カラー受像管を動作させる
と、上記電子部品の温度が30〜100℃程度上昇す
る。この結果、例えばシヤドウマスク６に関して
は、その熱膨張によつて成形形状に所謂ゆがみが
生じ、ドーミング現象が生じる。そして、シヤド
ウマスク６と螢光面５との相対位置関係がずれ、
ピユリテードリフト（PD）と称される色ずれが
発生する。このPDは、上述したようにカラーテ
レビ画像の高品位化を図るべく、シヤドウマスク
６のビーム開孔のピツチおよびその孔径を小さく
するに従つて顕著に生じるので、このシヤドウマ
スク６の素材として前記鉄材を用いるには限界が
あつた。 そこで最近では、熱膨張係数の小さいFe−Ni
合金、例えばアンバー（36Ni−Fe）を用いてシ
ヤドウマスク６を形成することが提唱されてい
る。然し乍ら、アンバー等のFe−Ni合金は熱伝
導率が低く、内部で発生した熱を蓄熱して熱膨張
するので、前述した色ずれに関してさほど効果が
期待できなかつた。そこで本発明者らは、Fe−
Ni合金の表面に黒色酸化膜を被覆形成してその
熱伝導性の改善を図ることを考えたが、Fe−Ni
合金は耐色性に優れている為に、その黒化処理が
非常に難しかつた。 〔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、高品位テレビ画
像を容易に得ることを可能ならしめる熱伝導性に
優れ、且つ低熱膨張率のシヤドウマスク等の電子
部品を簡易に得ることのできるカラー受像管用電
子部品の黒化処理方法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用の電子部品であるシヤ
ドウマスク、フレーム、インナーシールド等を、
FeおよびNiを主成分とする合金を基材とし、こ
の基材表面に黒色酸化膜を被覆形成して実現しよ
うとするものである。特に、上記黒色酸化膜を前
記基材の表面に良好に形成し得る電子部品の製造
方法を提供するものである。 即ち、本発明は、例えばシヤドウマスクとして
FeおよびNiを主成分とする基材を単に用いた場
合、その熱膨張係数が低いが、熱伝導率が悪い為
に、期待される程のPD値の改善が見られないこ
とに鑑み、その表面に密着性が良く、硬度の高い
Ni_xFe_3-xO₄等の黒色酸化膜を被覆形成し、前記
基材の熱伝導率の悪さを補つて、その熱放散性を
高めることを見出したものである。 また上記FeおよびNiを主成分とする合金は、
耐食性に優れており、その表面酸化（酸化膜の形
成）を容易ならしめる為には、種々の添加元素を
加えることが必要となる。然し、この添加元素を
前記Fe−Ni合金に加えると、その耐力が増大
し、シヤドウマスクとして成形加工するときに不
都合が生じることに鑑み、特に前記Fe−Ni合金
からなる基材表面層における添加元素の濃度を、
その基材内部の濃度よりも高くするようにしたも
のである。 しかして、この添加元素としては、Al、Si、
TiまたはＣの少なくとも一種が用いられる。前
記Fe−Ni合金がこれらの添加元素を10〜20wt％
以上含む場合、その表面に保護酸化膜が形成され
て耐食性の向上が図られる。これに対して上記添
加元素が２〜3wt％以下の場合には、その表面に
単一保護膜が形成されることはなく、上記添加元
素は炭化物、窒化物、或いは酸化物等として基材
表面の結晶粒界に集まることが多い。この為、該
基材を焼鈍したとしても結晶粒の粗大化が妨げら
れ、その結晶粒は微細化する。このように微細な
結晶粒ができると、その粒界面積が増え、これを
酸化処理すると前記粒界を通して基材内に酸素が
拡散し、その酸化速度が速くなると云う傾向があ
る。この傾向は、前記基材が鉄材からなる場合、
酸化膜の粗大化や、その剥離を招来し易いと云う
不具合を招くが、前述した耐食性の良いFe−Ni
合金にあつては、黒色酸化膜の形成に極めて好都
合であると云える。 然し乍ら実際には、２〜3wt％もの添加元素
Al、Si、Ti、Ｃを含むと、その結晶粒が非常に
細かくなり、これを1200℃の温度で真空焼鈍を行
つても、その耐力が27Kg／mm²を下回ることがな
い。これ故、このような大きい耐力を有する基材
を用いてシヤドウマスクを成形した場合、所謂ス
プリングバツクを起し易く、実用上不都合が生じ
る。このような観点に立脚して、基材内部におけ
る添加元素が、1wt％以下、好ましくは0.1wt％
程度とした基材をカラー受像管用の電子部品を形
成する素材とした。 また前記基材におけるAl、Si、Ti、Ｃの表面
濃度は、これ自体による被覆酸化膜ができない程
度に高いことが望ましく、約10wt％程度が好ま
しい。また、その表面に黒色酸化膜を形成する為
には、上記添加元素の表面濃度が、0.1wt％以上
であれば良い。 以上のように、FeおよびNiを主成分とし、
Si、Al、TiまたはＣを1wt％以下の範囲で添加し
た合金からなる基材の、表面における添加元素濃
度を高くした上で、その表面和にNi_xFe_3-xO₄等
の黒色酸化膜を形成するようにすれば、その酸化
速度を高めて良好な酸化膜を得ることが可能とな
る。またこのとき、Al、Si、Ti、Ｃ等の添加元
素は、上記酸化膜と基材との界面に濃縮すること
もあるが、該酸化膜中に拡散することもある。こ
のような現象は、前記基材が前述した鉄材等の酸
化され易いものであるときには、酸化膜の剥離等
の不具合が生じる虞れがあるが、本発明のように
FeとNiとを主成分とする耐食性の良い合金を基
材とする場合には、その酸化膜が硬くなり、剥離
を生じる虞れがないことから極めて具合が良い。
更には、このようにして形成される酸化膜は、そ
の成長が速く、また凹凸が大きく表面積も多いの
で、高い輻射率を有する。従つて、その熱放散性
が非常によい。 これ故、Fe−Ni合金が有する低い熱膨張係数
による効果を活かしつつ、その熱放散性を高める
ことが可能となるので、高品位テレビ画像を得る
為のシヤドウマスク等の電子部品として、多大な
効果を奏することになる。 〔発明の実施例〕 以下、本発明の実施例につき説明する。 ここでは、第１図に示す構造のカラー受像管に
おけるシヤドウマスクの黒化処理について説明す
るが、フレームやインナーシールドに対しても適
用可能なことは云うまでもない。 先ず、36％NiとFeとを主成分とし、1wt％以下
のAl、Si、Ti、Ｃと不可避元素成分を含む合金
（アンバー）のインゴツトを準備する。このイン
ゴツトを焼鈍、冷間加工を繰返して、厚さ0.15mm
の板材を得る。接いて、この板材に感光材を塗布
し、露光現象、バーニングによるエツチングを施
して、多数のビーム開孔を有するフラツトマスク
素材を作製する。しかる後、このフラツトマスク
素材を洗浄し、剪断したのち、水素気流中で1200
℃で焼鈍を行い、添加元素であるSiをその基材表
面に濃縮させる。そして、このフラツトマスク素
材をプレス加工してマスク素材とした。 しかるのち、このマスク素材を空気中において
600℃、10分間の加熱処理を施し、上記マスク素
材表面に黒色酸化膜を成長させて、シヤドウマス
クとした。 尚、上記の如くして製作されるシヤドウマスク
について検討する為に、前記アンバーのインゴツ
トから得られたマスク素材を真空焼鈍して、Cr
を表面に濃縮させた比較品を試作した。第２図お
よび第３図は上記比較品と、本発明品の表面濃縮
元素をイオンマイクロアナライザ（IMA）で分
析した結果を示すもので、第２図に示す分析結果
は比較品を、また第３図に示すものは本発明品を
示している。また第４図および第５図は上記比較
品および本発明品の表面状態を示す500倍の顕微
鏡写真である。これらの分析結果から明らかなよ
うに、比較品はCrが表面に濃縮し、また本発明
品はSiが表面に濃縮している。そして、本発明品
の方が第５図に示すように、表面結晶粒度が小さ
くなつている。 また次表は、上記比較品と発明品について、そ
の耐力、表面に形成された黒化膜の厚み、その輻
射率について調べた結果を示すものである。

〔発明の効果〕

このように本発明によれば、Fe−Ni合金に含
まれるSi、Al、Ti、Ｃ等の添加元素をその表面
に濃縮させたのちに黒化処理（酸化膜形成）を行
うので、その酸化速度を速めてその輻射率を高く
することができる。この結果、Fe−Ni合金が有
する低熱膨張率の性質を十分活かした上で、その
表面酸化膜によつて熱放散性を良好ならしめるこ
とができる。従つて、このような基材をシヤドウ
マスク等のカラー受像管用の電子部品として用い
て、上記カラー受像管を組立てれば、そのPD値
の大幅な減少を図ることができ、極細かく、見易
いカラー画像を高品位に得ることのできるカラー
受像管を実現することが可能となる。 つまり本発明によれば、熱膨張率の小さいFe
−Ni合金の長所を損うことなしに、その表面に
黒色酸化膜を急速に成長させることができる。そ
して、この黒色酸化処理の低温化、時間短縮をも
図り得る等の効果を奏し、その実用的利点は絶大
である。

【図面の簡単な説明】

第１図はカラー受像管の概略構成図、第２図お
よび第３図は比較品と本発明品の表面濃縮元素の
分析結果をそれぞれ示す図、第４図および第５図
は比較品と本発明品の基材表面状態を示す金属組
織の顕微鏡写真である。 ６……シヤドウマスク、７……フレーム、９…
…インナーシールド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ FeおよびNiを主成分とし、Al、Si、Tiまた
   はＣの少なくとも一種を1wt％を越えない範囲で
   添加した合金からなる基材の上記添加元素を該基
   材の表面層に濃縮させたのち、該基材の表面に黒
   色酸化膜を被覆形成してカラー受像管用の電子部
   品としてなることを特徴とするカラー受像管用電
   子部品の黒化処理方法。 ２ 基材の表面層に添加元素を濃縮させたとき、
   該基材表面の平均結晶粒度を該基板中よりも細か
   くしてなる特許請求の範囲第１項記載のカラー受
   像管用電子部品の黒化処理方法。 ３ カラー受像管用の電子部品は、シヤドウマス
   ク、フレーム或いはインナーシールドからなる特
   許請求の範囲第１項または第２項記載のカラー受
   像管用電子部品の黒化処理方法。