JPS6231925A - カラ−ブラウン管 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシャドウマスクを具備するカラーブラウン管に
関するものである。

〔従来の技術〕

′カラーブラウン管のシャドウマスクは規則正しく配列
された微細孔を多数有するが、この微細孔を通過する電
子ビームは全体の約！／３以下であり、残シの電子ビー
ムはシャドウマスクに射突するため、シャドウマスクが
加熱され、熱膨張を生じて色純度を劣化させてしまうと
いう問題があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

とのため、シャドウマスクを有するカラーブラウン管で
は、熱膨張に起因するビーム移動量の抑制が必要とされ
、その手段としてシャドウマスク自体の構造、シャドウ
マスクとマスクサポートとの組立体構造の改善、さらに
はシャドウマスク用材料の検討などが行われているが、
いまだ問題の解決に至っていない。

特にシャドウマスク用材料としては、従来一般には軟鋼
が素材として使用されているが、軟鋼はプレス成形性は
良好であるが、熱膨張係数が約１２ＸＩＯ−’／”Ｃと
大きく、電子ビームの照射により加熱され熱膨張を生じ
て色純度を劣化させてしまうという問題があった。また
熱膨張による変形を防止するため、熱膨張係数の小さい
Ｆｅ−Ｎｉ系のインバー合金の使用が提案されており、
近時例えば特開昭５９−５９８６１号公報によってもそ
れらが開示されている。

しかしこれらのＦｅ−Ｎｉ合金を素材とするシャドウマ
スクは熱膨張係数は小さいが機械的強度が十分でなくシ
ャドウマスク製造およびカラーブラウン管製造中のマス
クの取扱い時や使用時にマスク変形を生じ色純度の劣化
が問題とされている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は前記の問題点を解決するため、Ｆｅ−Ｎｉを主
成分とし、これにさらに添加元素を含む合金で、かつ析
出強化処理後の析出強化相がＮｉｘＸｙ（但しＸ：Ａｌ
、Ｔ　Ｉ　、Ｎｂ　、Ｔａ　。

Ｚｒ、等の一種もしくは複数の元素、ｘ：２〜４、Ｙ：
０．５〜１．５）であり、しかも２０℃−１００℃の平
均熱膨張係数が６　Ｘ　ｌ　０６／”Ｃ以下である析出
強化型インバー系合金からなり、使用時には機械的強度
が高く、かつ低膨張係数を有した析出強化型インバー系
合金からなるシャドウマスクを具備したカラーブラウン
管を提供するものである。

〔作用〕

本発明は、Ｆｅ−Ｎｉを主成分とし、これにさらに添加
元素會含む合金で、かつ析出強化処理後の析出強化相が
ＮｉｘＸｙ（但しＸ　：　Ａ　ｔ、　Ｔ　ｉ　。

Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒ、等の一種もしくは複数の元素、ｘ：
２〜４、ｙ　：　０．５〜１．５　）であわ、しかも２
０”Ｃ−１００℃の平均熱膨張係数が６　Ｘ　ｌ　Ｏ−
６／“Ｃ以下である析出強化型インバー系合金からなる
もので、析出強化することにより、プレス成形性、低膨
張係数及び機械的強度を所望のものとすることができる
。

〔実施例〕

次に本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明になるカラーブラウン管の一部　４　
一 実施例を示す一部切欠断面図で、図において菫はバルブ
、２は電子銃、３は浅皿状のシャドウマスクで、このシ
ャドウマスク３は後述するような組成の析出強化型イン
バー系合金から構成されている。４は蛍光面、５はマス
クサポートで、このマスクサポートうで前記シャドウマ
スク３ｆ保持している。６は複数個の支持体、７はパル
プ１に植設されたバネルピンで前記支持体の自由端がこ
れと係合する構造である。また第２図は第１図の要部拡
大図、第３図は第１図の蛍光面４側からみた一部切欠平
面図である。第２図及びｆｇ３図において、シャドウマ
スク５はそのスカート部３ａをマスクサポート５の縦７
ランジ５ａの外側面５ａ１に溶接等によシ固定しておシ
、また支持体６もその一端を外側面５ａｌに固定し、自
由端はバネルピン７に係合する構成と力っている。また
３ｂはマスク孔である。ざらに、シャドウマスク３は一
点鎖線で示すように、マスクサポート５の内側面５ａ２
に固定してもよい。５ｂはマスクサポート５０検フラン
ジで管軸（図示せず）方向へ延在している。

次に、第４図は本発明のカラーブラウン管の他の実施例
を示す要部断面図で、この実施例では前述したと同様々
析出強化型インバー系合金からなるシャドウマスク１３
を有し、このシャドウマスク１３はマスクサポート１５
の縦フランジ１５ａに直接固定せず両者が間隔ｔを有し
て中間部側１８を介して固定している。この固定方法に
よればマスクサポート１５とシャドウマスク１３とが例
え熱膨張係数の異々る材料で構成されていても、マスク
サポート１うによってシャドウマスク１３が変形を受け
ることを軽減できる。

捷た、第５図は本発明のカラーブラウン管のさらに他の
実施例を示す要部断面図で、この実施例では前述と同様
な析出強化型インバー系合金からなるシャドウマスク２
３のスカート部２３ａの開放端側に突起２３ａ、を複数
個設け、この突起２３ａ１によってシャドウマスク２３
をマスクサポート（図示せず）に固定したものである。

このような構造によれば、前述したようなマスク変形を
同様に防止できる。

また、第６図は本発明のカラーブラウン管のさらに他の
実施例を示す要部断面図で、この実施例では前述と同様
なインバー系合金材がらガるシャドウマスク３３のスカ
ート部３３ｍに開放端側がら切込み３３ａ１を設け、切
込み３３８１にはさまれた舌片３３ａ２部分で図示しな
いマスクサポートと固定したものである。このような構
造によればシャドウマスクとマスクサポートとが同一材
料でもマスク変形を防止できる。さらにまた、シャドウ
マスクのスカート部から有孔面の周縁の無孔領域にかけ
て例えば実公昭５５−５２６１０号公報に示すような機
械的強度の調整可能な構成とすることも可能である。

次に、前述したような本発明のカラーブラウン管のシャ
ドウマスクに使用する材料について説明する。々お、説
明の便宜上シャドウマスクの製造からカラーブラウン管
完成迄の製造工程を簡単に説明する。

咄ず、シャドウマスクは原板に多数のマスク孔をエツチ
ングによって穿設する。この場合原板の性状がマスク孔
の形状９寸法の均一性１作業性等に大きな影響を与える
。次に、多数のマスク孔を有するマスク原板をプレス成
形するが、プレスに先立ち高温熱処理と必要であれはレ
ベラかけを行いプレス性を向上させる。換言すればマス
ク原板の０．２％耐力をプレスに適合する程度に低下さ
せる。この高温熱処理は通常的８００℃程度もしくはそ
れより高い温度で行う。次に、成形されたジ　　ヤドウ
マスク全洗浄した後、黒化処理を行う。この処理により
シャドウマスク表面に酸化膜が生成され防錆が可能とな
る。次にシャドウマスクをマスクサポートと固定し、さ
らに必要な数の支持体をマスクサポートに固定すること
によりシャドウマスク組立体を形成する。

一方、パネル内面に蛍光体と感光性結合剤等を含む薄膜
を形成したのち、前記シャドウマスク組立体をパネル内
に仮装着し、前記薄膜を光源からの光でこのシャドウマ
スクを介して露光したのち、シャドウマスク組立体を取
外し、パネル内面を現像して所望の配列からなる蛍光体
ドツト（スト２イブ）をパネル内面に形成する。との塗
布−露光−現像工程は蛍光体の各色毎に行われ、ざらに
必要であればブラックマトリックスの形成も行われる。

続いて必要な蛍光体配列、更に登すればブラックマトリ
ックス膜を備えた蛍光膜上にメタルバック層を被着する
。このメタルバック層は一般にはアルミニウムの蒸着膜
が用いられる。メタルバックが終了したパネル部はパネ
ルベークと呼称される熱処理（温度約３５０〜４５０℃
）を施し、続いてパネル部内に前記露光で使用したシャ
ドウマスク組立体を装着した状態でネック部を有するフ
ァンネル部を組合わせて両者間ンフリットガラスを介し
て封緘する。続いてネック部内に電子銃を挿入したのち
封止を行い、排気（温度３００〜４００”Ｃ）を行って
カラーブラウン管を製造する。

カラーブラウン管は、前述から明らか力ようにシャドウ
マスクを蛍光面露光時のマスクとして使用し、かつ完成
味においては同じシャドウマスクを電子ビーム選択手段
として用いることから、露光時と完成味におけるマスク
孔の位置は常に不変であることが最低条件となる。また
このため、製造工程中に変形が生じないことは勿論のこ
と、カラーブラウン管の動作中においても熱変形しない
ことが要求されており、シャドウマスクの強Ｋ　Ｔａ保
は極めて重要である。寸だ、蛍光面の精細度の高い例え
ば端末用カラーブラウン管では、ドツトピッチが小さい
ため、ドーミングによるビーム移動量は特に問題となる
。

このような観点から本発明のシャドウマスクに使用する
材料は次の条件を満足するものである。

すなわち、（１）熱膨張係数は従来のシャドウマスク材
である軟鋼板の約半分の６　Ｘ　Ｉ　Ｏ−６／”Ｃ以下
であり、（２）プレス成形時は従来のインバー合金製シ
ャドウマスクと同等以上の加工性をもち、（３）シかも
使用時のシャドウマスク強度は従来のインバー合金製シ
ャドウマスクより飛躍的に改善するという三つの条件を
同時に満足するものである。これらの条件を満足する思
想は前述した公開公報及び従来技術には開示されていな
い。

従って、これら三つの条件全同時に満足する材料として
は、本発明者等の長年に亘る東験、研究の結果、インバ
ー合金またはスーパーインバー合金として知られる低膨
張合金を析出強化型に改善することによって達成できる
ことが明らかとなり、特にシャドウマスクのプレス成形
前の高温熱処理で軟化し、しかもプレス成形後に行われ
る熱処理、例えば前述した黒化処理あるいはスタビラズ
処理等の低温熱処理で析出強化し、かつそれ以降のカラ
ーブラウン管の製造工程、さらＫはカラーブラウン管の
使用時の雰囲気温度などによって強度劣化が生じないも
のである。

本発明のカラーブラウン管に用いるシャドウマスクは、
Ｆｅ−Ｎｉを主成分（これらの合計が８０重ｉ＃Ｓ以上
）とし、Ａｌ、Ｔ’Ｉ、Ｎｂ、Ｔａ。

Ｚｒ　　Ｃｏ　　Ｓｉ　　Ｍｎ　　Ｗ　　Ｏｒ　　Ｍｏ
の１種もしくは複数の添加元素を含む合金で、かつ析出
強化処理後ＮｉｘＸｙ　　（但しＸはＡｌ、’Ｉ’ｌ、
Ｎｂ。

’ｔ”ａ、ｚｒから選ばれる＋　８！もしくけ複数の元
素、Ｘは２〜４ｙは０．５＝１．５）の析出強化相を形
成させたものである。上記析出強化相はインパーオだは
スーパーインバーの基地のオーステナイト相と整合性が
高いので、容易に析出が生じ、また析出強化の度合も大
きい。そこで、インパーオたけスーパーインバーの組成
に上記析出強化相の組成を組み合わせることＫよって、
２０″Ｃ〜１００″Ｃの平均熱膨張係数が６　Ｘ　Ｉ　
Ｏ−’　／’Ｃ以下望ましくは４　Ｘ　ｌ　Ｏ”−６／
”Ｃ以下で、かつ機械的強度を飛躍的に改善したもので
ある。

本発明のカラーブラウン管に用いるシャドウマスク材料
において各合金元素は下記の作用を有する。

ＮｉはＦｅとともに基地組成を形成し、その含有量が重
ｔ％（以下同じ）で３０〜５０チ、望ましくは３５〜４
５％において合金の熱膨張係数を最小にする作用がある
。

Ｔｉ　＋　Ａ　Ｚ　＃　Ｎｂ　＋　Ｔａ　オよびｚｒは
いずれもＮｌの一部と結合し、Ｎｉ３Ｘを基本型とする
ＮｉｘＸｙ型の金属間化合物を析出させ、合金の強度を
高める作用がある。これらの元素のうち析出強化作用の
顕著なものはＴｉであシ、本発明のカラーブラウン管に
用いるシャドウマスク用の合金はＴｉを１％以上含むこ
とが望ましいが、ＴｉＯ量が５％を越えると熱膨張係数
が大きくなり合金の加工性が劣化するので好ましくない
。Ａｌ。

Ｎｂ、ＴａおよびＺｒはそれぞれ単独またはＴｉの一部
を代替して合金を析出強化する作用があるので適尚量添
加することができるが、４％を越えるＡＺＳ　１０％を
越えるＮｂあるいはＴａ１　ｌチを越えるＺｒは合金の
加工性を劣化させるので好　゛ましくない。

Ｃｒ、Ｍｏ、およびＷは本発明のカラーブラウン管に用
いるシャドウマスク材料においてＴｉ。

Ａｌ、Ｎｈ、Ｔａ、Ｚｒ等の析出強化元素の固溶度を低
め、ＮｉｘＸｙ型金属間化合物の析出を促進させる作用
があるので、若干量添加できるが、いずれも１０％を越
えると合金の熱膨張係数を高めるので好ましく々い。特
にＣｒは固溶化処理状態の耐力を低め、プレス成壓性を
改善するのに効果を奏する。

８１、Ｍｎは脱酸剤としての作用があり、さらにＭｎは
脱硫剤としての作用もあるので、若干部・添加すること
ができるが、１％以上の８ｉ、２％以上のＭｎは合金の
熱膨張係数を高めるので好ましくない。

Ｎｉを除くこれらの合金光素（Ｔｉ、Ａｔ。

Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｏｒ、Ｍｏ、Ｗ、８ｉ、Ｍｎ）は総
量が１０％を越えると合金の熱膨張係数を高めるので好
ましくない。

Ｃｏは１０％以下の範囲で等量のＮ　ｉを置換すること
により合金の熱膨張係数を下げる作用がある。しかし１
０％をとえるＣｏは熱膨張係数を下げる作用がないばか
υでなく、合金の価格を過度に高めるので好ましくない
。

第１表に組成例と析出強化処理後の特性を示す。

いずれの例でも比較用のインバー合金（２７）に比べて
０．２％耐力およびかたさが格段に高く、また平均熱膨
張係数は軟鋼（２８）に比べて格段に小さい。

第１表 次に具体例を説明する。

（具体例１） 資料４１〜６の組成で、板厚０．１３ｍの原板を用い、
Ｑ、４０ｍピッチ、孔径０．０９０Ｍの孔あきシャドウ
マスク原板をエツチングにより製造したのち、１０００
℃で１時間、窒素と水素の混合ガス雰囲気中で溶体化処
理を兼ねた焼鈍を行い孔あきシャドウマスク原板を製造
する。ついでこの原板をプレス成形して＋５’用シヤド
ウマスクを各３個合計１８個形成した。これらのシャド
ウマスクを６５０℃″ｔ’　０．５時間析出強化処理ｔ
かねた黒化処理後、本願第４図に示すようなシャドウマ
スク組立体を形成した。この場合、中間部材としては０
．１５ｓｓＸ　３０ＩＩＸ　ｌ　８１１１！ｉのスｆ：
／Ｖス板’ｌｒ長辺では２枚／辺、短辺では１枚／辺と
して使用しまたマスクサポートは！、６鮎厚の軟鋼材を
使用し１＝０として両者を固定した。

このような工程管継て形成されたシャドウマスク組立体
を使用して公知の方法でカラーブラウン管を製造したの
ち、このカラーブラウン管をパネルの外面を上向きとし
て木箱内に固定し、これを高ざ３０ｃｒｎの位置から落
下させシャドウマスク強度を試験した。その結果、本具
体例１になるカラーブラウン管では、汐の仕様からなる
従来のカラーブラウン管と比較した結果、シャドウマス
クの変形はおこらなかった。

とれに対し、仕様２のインバー材を用いたものではしわ
状の永久変形が残りカシ−ブラウン管の画面に大きな欠
陥が生じ実用できなかった。軟鋼を用いた仕様１のもの
は、シャドウマスクの変形は本具体例１のものとほぼ同
等であった。が、電気的特性、特にドーミングによるビ
ーム移動量が所望の範囲内におさまらず、この点で問題
があった。

本発明のシャドウマスクはビーム移動量が少なく、従来
の仕様■のものを１００とすれば本発明になるものは５
０以下となり、極めて良好な特性を得ることかできた。

仕様２のものは、ビーム移動廿は４０以下と良好であっ
たが、シャドウマスク変形が大きく、問題があった。し
たがって本発明のものは、シャドウマスク変形防止とド
ーミング対策の両方を兼ね備えたものである。

第７図は本発明によって特徴づけられたシャドウマスク
と従来のシャドウマスクとを用いた場合におけるドーミ
ング特性、すなわち時間経過にともなってシャドウマス
ク中心がどの程度ドリフトするかを示している。同図に
おいて特性ａは仕様１の軟鋼材よυ製造したシャドウマ
スクを用いた場合、特性すは試料２７の従来のインバー
合金より製造したシャドウマスクを用いた場合、特性Ｃ
は本発明の範囲内であるＮｉ：３９．８％、’Ｉ’ｉ：
１、７％、Ａｔ：０１３％　Ｃｒ　：　２％残部は不回
避の不純物以外はＦｅよシなるものを用いた試料であっ
て、析出強化処理をしない場合、特性ｄは特性Ｃを得る
ために用いた試料を７００℃で析出強化処理を行った場
合を示す。

これらの特性から明らかな通り、本発明になる＝１９− シャドウマスクはドーミング特性の優れたものである。

（具体例２） 具体例Ｉと同様な材料を用い、本願第５図に示すような
舌片の幅を長辺（Ｉ１１１８β、短辺側！４鵡、長さ５
，５悲を各辺の中心に各１個設け、かつ角部は直付けの
組立構造とした。

なお、比較用としては具体例１の仕様１．２と同一とし
た。

これらにつきシャドウマスク変形お・よびドーミングに
よるビーム移動量を調べた結果、具体例！と同様ガ結果
を得ることができた。

従って、前述した各質料の組成でしかもプレス前の熱処
理及び成形後の析出強化熱処理を施した本発明のものは
プレス成形も従来のインバー材と同等以上に行うことが
でき、しかも完成したシャドウマスクの強度は従来のイ
ンバー材を用いたものよシ飛躍的に向上し、ざらには２
０℃−１００℃の平均熱膨張係数が軟鋼の約半分の６ｘ
＋ｏｙ″Ｃ以下であるので、ドーミングによるビーム移
動量を軟鋼製の従来法に比べＩ／２以下におさえるとと
ができるという優れた特徴を有している。この熱膨張係
数が６　Ｘ　１０−６／”Ｃをこえるとビーム移動量を
所望の範囲内におさめることができない。

址たプレス成形前に望首しくけ８５０℃以上で溶体化処
理したのちプレス成形後は別に設けた熱処理、または管
球の製造プロセスである黒化処理、スタビライズ処理な
どにより、望ｔＬ＜は４００℃〜７００℃で析出強化さ
せることができる。

捷た試料Ａ７のＡ／＝添加のものは穿孔エツチング性が
特に優れている。

また、前述の具体例ではシャドウマスクとマスクサポー
トとを異種の金属として説明したが両者が共に前述した
ような本発明に用いる組成からなる析出強化型インバー
系合金であれば熱変形を更に軽減でき色純度の向上が一
層期待でき、さらに前述のマスクサポート材も薄板とし
、例えば特公昭５９−１３８２４号公報に示すような構
造としてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明はプレス成形前後で強度を制御でき
るシャドウマスクを使用することを特徴とするブラウン
管を提供するものであり、カラーブラウン管の製造工程
、ざらにカラーブラウン管の使用時のシャドウマスクの
強度が高く、変形を防止できると共に熱膨張も小さい為
、ドーミングによるビーム移動量が少ないので色純度の
向上がはかれ、ざらには精細な表示を可能にすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明のカラーブラウン管の実施
例を示す要部断面図及び平面図、第７図はドリフト特性
を示す図である。 ｌ・・・・バルブ、２・・・・電子銃、３，１３，２３
゜３３・・・・シャドウマスク、４・・・・蛍光面、５
．１５・・・・マスクサポート、６・・・・支持体。 第３図 特開口ＨＧ２−３１９２５　　（８） 第５目 第７図 −の 乙 ４二≧≦

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｆｅ−Ｎｉを主成分とし、これにさらに添加元素を
   含む合金で、かつ析出強化処理後の析出強化相がＮｉｘ
   Ｘｙ（但しＸはＡｌ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒから選ば
   れる一種もしくは複数の元素、ｘは２〜４、ｙは０．５
   〜１．５）であり、しかも２０℃〜１００℃の平均熱膨
   張係数が６×１０＾−＾６／℃以下である析出強化型イ
   ンバー系合金からなるシャドウマスクを具備したことを
   特徴とするカラーブラウン管。 ２、析出強化処理後のかたさが、ビッカースかたさで１
   ８０以上であるシャドウマスクを具備したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のカラーブラウン管。 ３、重量％で３０〜５０％のＮｉと添加元素として１〜
   ５％のＴｉを含むシャドウマスクを具備したことを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載のカラーブラウン管。 ４、重量％で３０〜５０％のＮｉと添加元素として１〜
   ５％のＴｉを含み、さらに１％以下のＭｎ、４．０％以
   下のＡｌ、１０％以下のＮｂ、１％以下のＺｒ、１０％
   以下のＭｏ、１０％以下のＷ、１０％以下のＣｒ、１０
   ％以下のＴａのうちの１種または２種以上を合計で１０
   ％以下含むシャドウマスクを具備したことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のカラーブラウン管。 ５、重量％で３５〜４５％のＮｉと、添加元素として１
   〜３％のＴｉと、さらに１〜４％のＣｒ、０．５％以下
   のＳｉ、０．５％以下のＡｌ、１％以下のＭｎを含むシ
   ャドウマスクを具備したことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のカラーブラウン管。 ６、Ｎｉのうちの１０％以下を等量のＣｏで置換した特
   許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５項
   のいずれかに記載のカラーブラウン管。