JPS6273531A - 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像
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スー
ｐｏ　−１−、、ガラス外開呂１の一端や朦膚十スネッ
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・緑の螢光体を区画配列し
た螢光面５を設けている。

この螢光面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が対向配置されている。このシャドウマス
ク６はフレーム７ｖｃ係止具８を介して取付けられたも
ので、核フレーム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
、前記を子銃３から射出された電子ビーム１１は、前記
ネック部２の根元部に設けられた偏向装置１０による偏
向制御を受けて偏向され、前記シャドーマスク６の開孔
を通過して螢光面５に射突して螢光を生起してカラー画
像を形成する。

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Ａｌキルド鋼等を素
材として形成されている。

然し乍ら、近時６付のニュ、−メディアに対応するべく
、カラー受像管の高品質化、つまり表示画像の収謂見易
ざや極細かさが要求され、上述したリムド鋼やＡｌ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’Ｃ！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、シャドウマスクと螢光
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Ａｌ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高曲率型の
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、この糧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７ｙバー（
３６Ｎｉ−Ｆｅ　）を用いぬことが、例えば特公昭４２
−２５４４６号、特開昭５０−５８９７７号、特開昭５
０−６８６５０号等により提唱されている。ところが、
この糧のＮｉ−Ｆｅ合金は熱伝導性が悪く、蓄熱し易い
ことのみならず１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。このた
め従来１０００’Ｏ以上で真空焼鈍をする必要があった
。ところが、この処理をすると結晶粒が粗大化し、通常
の曲面に成形す″る時のびむらが発生しやすい欠点があ
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、平担に近い画面を有し、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、Ｎ１を２５〜４５ｗｔ％含むＦｅを主
成分とし、０．０３〜１０ｗｔ％のＣｒ。

０．００２〜０．０１ｗｔ％のＮ及び不可避的不純物か
らなる合金で形成したことを特徴とするものである。

さらに黒色酸化被膜を被覆形成することによってその成
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ること
ができる。これを用いてＰＤ値が低く、明るく、且つ平
担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Ｎ１の組成量を２５〜４５ｗｔ％としたの
は、その熱膨張係数を９０Ｘ１０　　／”Ｏ以下にする
為であり、Ｎｌ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’ｈ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の添加量が４５ｗｔ％を越
えると、その成形性の良否の目安である０、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。同時にその耐酸
化性の向上によって１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、　Ｎｌ　：ｉｌｌ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りたり、エツチング液中へのＮ
１の多量の溶は込みによりて、七のエツチング速度の低
下を招く等の問題が生じる。

またＣｒは、　Ｆｅ−Ｎｉ合金の熱膨張係数を上昇させ
るが、その反面上記０．２１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、　Ｃｒ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。こめことは、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
あるので室温での０．２％耐力の増大を招き、例えばシ
ャドウマスクとしての曲率を保ことカニ困難となり、上
記Ｃｒ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。しかし本発明の女口（Ｃｒを添加し゛た３
６Ｎｉ−Ｆｅ合金に特定の焼鈍処理を施しだ場合、その
０．２チ耐力の減少量は、Ｃｒが無添加の３６　Ｎｉ−
Ｆｅ合金（アンツク−）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チ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６ｖｔ’ｌｌ
ｐ添加した３６Ｎｉ−Ｆｅ合金の焼鈍（温度に対する０
、２チ耐力の変化を特性Ａとして示すもので、特性Ｂは
比較の為に示したＣｒ無添加の３６Ｎｉ−Ｆｅ合金にお
ける焼鈍温度に対する０、２チ耐力の変化である。

この図に示されるように、その０．２チ耐力は、室温に
おいては本発明に係る管内部品用素材の方汐；高いが、
ＳＯＯ″Ｃ以上で焼鈍すると従来のものに比較してその
０．２％Ｖ力が十分低くなる。例えば１０００〜１２０
０°Ｃ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チ耐力は、１２＃／ＩＩ（となるが、従来の
Ｃｒ無添加のものものＫあっては。

その０．２チ耐力が２２１ｔ９／−程度と大きい。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を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廊がおる
。従ってＣｒの一部を凧にて置換することも可能である
。この場合Ｃｒの４０チ程度までである。

ところで、　Ｃｒの添加量が０．０３ｗｔ％未満である
と、　Ｃｒ無添加の３６　Ｎｔｌ−Ｆｅ合金と同様に焼
鈍温度を１２００℃と高くしても、その０．２チ耐力が
２２に９／−以下になることはない。またその添加量が
１０ｗｔチを越えた場合、熱膨張係数が９０ＸｌＯ−７
／℃以上とｉす、色ずれの原因となるので高精細度カラ
ー受像管への採用には不適当である。またＣｒＱ添加量
がＩＱｗｔ慢を越えた場合、その表面にＣｒ２Ｏ３の保
護膜が形成され易く、表面黒化速度の低下を招く等、点
化処理に不都合を生じる。

尚、従来、管内部品用素材の高強度化を目的として３６
Ｎｉ−Ｆｅ合金にＣｒを添加する例として特開昭５９−
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チ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。

Ｎは、結晶粒の粗大化を防ぎ、部品成形時におけるのび
むらを少なくする重要な元素である。すなわち１合金中
に含まれる不可避成分、Ａｌ、Ｓｉ、Ｖ。

ＴＩ　、Ｚｒ　、Ｃａ　ｌ？ＩＪ′ｂ、Ｔａ　、Ｂある
いは、耐力を下げる成分として加えたＣｒ　、Ｍｎとち
っ化物を形成し、焼鈍時における結晶粒の粗大化を防ぐ
。下限を０．００２ｗｔこれ以上の含有量では、結晶粒
が細かくなりすぎ耐力の増加や、成形時の延びの減少が
おきるためである。このＮの添加により１０００’Ｏの
焼鈍時においても結晶粒度は％　ＪＩＳ−０５５１で示
されるところの粒度番号６〜１０となっている。

本発明においてはさらにＣｏを含有させることもできる
Ｄｏはエツチング性を向上させる効果と熱膨張係数を低
下させる効果がある。Ｃｒ＋１１度が増加してくると、
結晶粒度をＪＩＳＧ０５５１で示される／ｆ６８〜１２
に規定しなければエツチングはむつかしい力ζＣｏを添
加した場合この粒度規定に必ずしもあてはまらなくても
エツチング可能である。さらにまた圧延面の結晶方位を
必ずしも（ｉｏｏ）に集合させなくてもエツチングが可
能である。また熱膨張係数はＣｏの増加により小きくな
り５ｗｔチの添加で最小値をとる。このＣｏの含有量は
１０ｗｔ１が上限であシ、好ましくは０．２〜ＩＱｖｒ
ｔチでらる。この範囲をはずれると上記の如き効果が得
られなくなる為である。

０の含有も有効である。ＯはＮと同様不可避金属元、素
と酸化物をつくり結晶粒の粗大化を防ぐばかりでなく、
黒色酸化皮膜作成時に密着性のよい酸化膜を与える。上
限は０．００８ｖｔＳであり、これより多い含有量では
耐力の増加をまねくばかりでなく、エツチング時に介在
物としてでる酸化物がエツチング性を損害するからであ
る。好ましくは０．００１〜０．００８ｗｔ％である。

Ｃの含有も有゛効である。Ｃは、Ｎと同様炭化物をつく
り結晶粒の粗大化を防ぐ。上限は０．０３８ｗｔ％であ
り、これ以上では炭化物が多くなり、エツチング性を損
害するとともに耐力を増加させ、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ＰＤ値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１表面の
粗さであり、本発明に係る悪化膜は次の点で優れている
。

すなわち１表面の黒色皮膜の粗さは合金内部の結晶粒径
に依存する。黒色皮膜断面を第４図に示したが、図から
明らかな様に合金の結晶校外（１柔では酸化皮膜かもり
あかつている。つまり、このもりあがった部分の面積が
広いほど黒化膜表面積が増加するわけである。本発明で
は、Ｎ、Ｃ，０を激化する事により合金の結晶粒を細か
くし５最終的には黒化膜の熱放散性を向上させる事にな
る。黒化膜組成は、５５０〜９００°０で蒸気、空気、
炭酸ガス中において酸化した場合、ＮｔｘＣｒｙＦｅ３
−ｘ−ｙｏ４のスピネル型酸化膜となる（−ｏ　＜　Ｘ
　＃　）’　＜　３　）。本発明においては、Ｎ更には
Ｃ１０の添加により黒化膜が速やかに成長し、黒化膜厚
が厚くなり、熱放散性が向上する。表面にわずかのα−
Ｆｅ３０４　ＲαＤができるが大部分はＮｔ　ｘＣｒｙ
Ｆｅ　３−Ｘ−ｙｏ４のスピネル型の層α３となる。こ
の膜はＣｒ濃縮層叫を介してＮｉ−Ｆｅ合金層（１５と
密着性良く接合している。

また素材がＣｒの一部ｔＭｎで置換したものである場合
には、黒化膜はＣｒｘＭｎｙＮｉｚＦｅａ−）ｚ−ｙ−
ｚＯ４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。尚、この黒化膜の形成に際
して、空気酸化や水蒸気酸化や炭酸ガス酸化法を採用し
た場合、その表面にα−Ｆｅ２０３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Ｎを０．００６ｗｔ　％　、　０を０．００５
ｗｔ　’ｌｙ　、　Ｃを０−０１５ｗｔ％添加した３　
６　Ｎｉ−Ｆｅ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％Ｎを０．００１％、０
を０．０００７ｗｔ％　、Ｃを０．００４ｖｔ・チ添加
した３６Ｎｉ−Ｆｅ上に悪化膜を形成したシャドウマス
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、Ｃ，Ｎ、０の少ないものの３
分間ＰＤｆ直が９０μｍであったのに対して、Ｃ，Ｎ、
０の多いものにあってはそのＰＤ値が７５μｍと小さい
ことが確認された。

つまり、この黒化膜の表面積があがり熱放散効果が高め
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１曲率が９００朋以上の平担
化された７ヤ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Ｎｉ−Ｆｅ系合金にＣ
ｒを添加して、その０．２チ耐力を低減し、Ｎを添加し
結晶粒の粗大化をおさえてのびむらをふせぎ、その成形
性を改善すると共に、表面積の大きい黒色酸化膜を形成
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１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。特に平担な画面の形成
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、結晶粒が小さいためその強度も高い事から、
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、機械的なシラツク等にも十
分耐えて所謂ゆらぎのない画像が得られる等の効果が奏
せられる。

〔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、３６ＮｉとＦｅを主成分とし、Ｃｒを３ｗｔ％含
み、Ｎを０．００５ｗｔ％、０を０．００４ｖｔ％、Ｃ
を０．０１２ｗｔ％、ＰおよびＳをそれぞれ０．０５ｗ
ｔ％づつ含む合金のインゴットを準備し、このインゴッ
トを繰返し焼鈍・冷間加工して厚み０４１３朋の板材を
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、その両面にスロット或いはドツ
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°Ｃで真空焼鈍し、
プレス加工して曲率半径１０００１．１の７オームドマ
スクを得た。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、緑の
螢光体を塗布し、Ｍ蒸着、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２−７〕 ３６ｖｔ％Ｎ１とＦｅを主成分とし、Ｃｒを２〜４　ｗ
ｔ−含みＯｂ又はＣｏを一部含んで埴る場合もある）表
１に示されるＮを含む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作製した。そしてこのフレッ
トマスクを１１００℃で真空焼鈍して、６８０℃で３０
分間黒化し、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。

以下余白 表にはあわせてＪＩＳ−ＧＯ５５１で示される結晶粒度
番号と黒化膜の熱輻射率（完全黒体を１．０とする）を
示した。

このようにして得られた実施例１〜７の各カラー受像管
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９０４程度で多ったのに対して約７５踊程度と
小さい値を示した。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３／４（２分
３０秒程度）であった、またのびむらのない成形ができ
たためその画面全体に互って１色すれかなく極細かい高
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
作して力２−受像管を得ることも可能である。その他、
本発明はリードフレームやガラス封着材料等その要旨を
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５第２図は焼
鈍温度に対する０、２チ耐力の変化を示す図、第３図は
Ｃｒの添加量に対する熱膨張係数と０゜２チ耐力の変化
を示す図、第４図は黒化膜断面の構造を示す図である。 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、
１１　・・・α−Ｆｅ２０３層、　Ｌ　２−　ＮｔｚＣ
ｒｙＦｅａ−ｚ−ｙ０４層ｓ１３・・・Ｃｒａ縮層、１
４・・・合金粒界、１５−−−　Ｆｅ−Ｎｉ合金。 出願人代理人　弁理士　　鈴　江　武　彦第　　１　図 メ・尭托温浅（・Ｃ） 第２図 懲り旬張傭放（×ＩＯ−グ’ｃ） ０．２’／Ｊ１士力＜Ｋｇ／ｍｍ２） 第　　４　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）２５〜４５ｗｔ％のＮｉ、０．０３〜１０ｗｔ％
   のＣｒ、０．００２〜０．０１ｗｔ％のＮ及び残部実質
   的にＦｅからなる合金で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）合金表面に黒色酸化膜が形成されたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のカラー受像管。