JPS6176651A

JPS6176651A - 受像管

Info

Publication number: JPS6176651A
Application number: JP59196851A
Authority: JP
Inventors: Emiko Higashinakagaha; 東中川　恵美子; Michihiko Inaba; 道彦稲葉; Masaharu Kanto; 関東　正治; Yasuhisa Otake; 大竹　康久
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-09-21
Filing date: 1984-09-21
Publication date: 1986-04-19
Also published as: JPH0379422B2; US4827178A; EP0175370B1; EP0175370A2; KR900006168B1; KR860002854A; DE3580883D1; EP0175370A3

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恒弾性合金か
らなるシャドウマスク、フレーム、インナーシールド、
等の管内部品を用いて構成される表示画像品質の高い受
像管に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

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（二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。

このノヤドクマスク６はフレーム７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受像管（＝あっては、前
記電子銃３から射出された電子ビーム１１は、前記ネッ
ク部２の根元的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、前記シャドウマスク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（：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、近時各種のニュ
ーメディアに対応するべく、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ｈｌギ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を用いルニは不具
合が生じてきた。

すなわち、受像管の動作時には、上記各部材の温度が３
０〜１００°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−ドリフ）
　（ＰＤ）と称される色ずれが発生する。特に高品位受
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人ｌキルド鋼を素材
とする管内部品では実用Ｃ二耐えなくなる。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Ｎ１−Ｆｅ合金、例えばアンバー（
３６Ｎｉ　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５
０−６８６５０号等により提唱されている。ところが、
この種のｒｅ−Ｎｉ合金と言えども、電子の射突により
その温度が上昇し色ずれが起き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簡略化され
た構造で得ることのできる受像管を提供することにある
。

〔発明の概要〕

本発明は、受像管１；おけるシャドウマスク、インナー
シールド、フレーム、等の管内部品の少なくとも１つを
、熱弾性係数が±２０　Ｘ　１０−’　／’Ｃの範囲に
入る特定のＷｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系合金を使用する事により
極めて簡略化された構造でＩ’Ｄ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受像管を実現し
たものである。

例えば本発明においては、恒弾性合金の薄板からなるシ
ャドウマスクに対し、常温状態（２０℃）で一定の応力
がｒ「用する如くシャドウマスクを保持したことを特徴
としている。

即ち、シャドウマスク材に線膨張係数の極めて少ない材
料を逃走したとしても、使用状態がある高度幅を有して
いる限り、熱膨張による寸法変動分を零に抑えることに
は限界がある。そこで、本発明では、上記熱膨張（二よ
る寸法変動分と材料に作用する応力の変動による歪み量
定化分とを相殺゛させている。これにより、温度に起因
した寸法変動をほぼ零に抑えている。

即ち、今、シャドウマスク板の長手力量に対して、一様
に応力σが作用していると考える。２０　’Ｃを基準と
した場合、温度Ｔにおけるシャドウマスクの長手方向寸
法変動分８は、で表せる。ここでＪｌは寸法変動量、ｊはシャドウマス
クの長手方向長さ、αはシャドウマスク材の温度Ｔにお
ける線膨張係数、Ｔｏ＝２０℃、Ｅは温度Ｔ５二おける
弾性係数である。つまり、（１）式右辺第１項は熱膨張
による寸法変動分であり、同第２項は応力σ１：よる歪
み分である。つまり、（１）式についてＣを一定にする
ため（−は、右辺第１項の温度上昇による寸法増加分が
同第２項の応力減少によ　　　゛る歪み減少分と等しく
なれば良い。しかしながら、一般の鉄合金では、α、Ｂ
とも温度依存性を持っていることから、ある温度範囲内
ｊ二おける全ての温度に対し、８を一定１：保つことは
不可能であった。そこで、本発明では恒弾性合金に着目
した。

恒弾性合金即ちＮｌを３０〜４５　ｗ　ｔ％、　Ｃｒを
３〜１５ｗｔ％を含むＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系合金であって
、更に０．５〜４ｗｔ％Ｔｉ　、　０．１〜３ｗｔ％ｋ
ｌ　、　０〜１　ｗｔ％Ｃ、０〜５　ｗｔ％ｃｏ、０〜
１２ｗｔ％Ｍｏ　、　０〜５　ｗｔ％Ｗ、０〜４ｗｔ％
Ｍｕ、０〜３ｗｔ％Ｓｉ、０〜２ｗｔ％Ｂｅ　、　０〜
０．５ｗｔ％Ｃｕ　、　０〜０．１ｗｔ％Ｓをうち少な
くとも１つ以上の成分を含む合金からなりかつ、熱弾性
係数が±２０　ｘ　ｉＯ−’／　’Ｃの範囲内（＝ある
合金である。なお熱弾性係数とは、弾性係数Ｅの温度変
化率ｅと、熱膨張係数αの温度変化率α′との和をいう
。

熱弾性係数は７　％　ＴＥＣで表示しＴＥＣ＝２（ｅ＋α′） ΔＥＩＴである。

恒弾性合金はα′（熱膨張係数）とｅ（弾性係数）とが
プラスとマイナスで８互いに相殺し合ってＴＥＣカミ数
零の値（±２０Ｘ１０−’／’Ｃ以下）になるのであり
、温度が上昇しても弾性係数が不変で引張力がかかって
いると伸び長さが不変である。この恒弾性合金は■熱じ
張係数の温度変化率が少ない■弾性係数の温度変化率か
ほぼ層りであるというう２つの大きな特徴を有している
。従って（１）式を恒弾性合金に限って考えれば、（１
）式の右辺第１項の温度上昇による寸法増加、同第２項
の応力減少による歪み減少ともに、線形変化となる。つ
まり、上記増加および減少の度合いを同じにすれば（１
）式の６は一定となる。そこで、今、シャドウマスクの
通常動作温度を２０〜９０℃とした場合、（１）式の右
辺第１項の寸法変動分＃、はＣｔ（Ｔ＝２０°）＝０　　　　・・・・・・・・・・
・・（２）す（Ｔ＝　９０’）　＝　７０α　　・・・
・・−・・・・・・（３）となる。従って、（１）式の
右辺第２項の歪み量りちり（Ｔ＝２０°）＝７０α　　
・・・・・・・・・・・・（４）ｔＰ（Ｔ＝９０°）＝
０　　　・・・・・・・・・・・・（５）となる。かく
して、Ｔ＝２０℃における応力σ。はσｏ＝７０α・Ｅ
　　　　　・・・・・・・・・・・・（６）となる。

換言すれば、通常動作温度で考えられる熱膨張による寸
法変動分が最低温度において歪みとして与えられるよう
Ｃ＝、シャドウマスクの長手方向及びその直角方向に張
力を与えておけば良い。

次に、本発明の恒弾性合金を構成する各成分の作用及び
その添加量の限定理由について説明する。

ニッケル（Ｎｉ）は恒弾性特性を維持するために最も効
果的な元素であり、その添加量が３０．０％未満及び４
５％を越えると、有効な恒弾性特性が得られない。

コバルト（ｃｏ）はニッケルと同様に恒弾性特性を維持
するために有効な元素であり、とりわけ合金の磁気変態
点を上昇させるので、恒弾性特性の温度範囲の向上に寄
与する。こうしたコバルトの添加量は５．０％を越える
と、充分な効果が得らない。

クロム（Ｃｒ）はニッケルと同様に恒弾性特性を維持す
るため（二有効な元素で、その添加量が３．０％未満及
び１５％を越えると、十分な恒弾性特性が得られない。

また、クロムの添加は合金の耐食性の向上の点からも有
効である。

チタン（Ｔｉ）は時効処理により析出して合金強度、を
向上させるのに有効な元素であり、その添加量が０．５
％未満では十分な強度が得られず、かといって４．０％
を越えると、恒弾性特性の劣化を招く。

アルミニウム（Ａｌ　）はチタンと同様に合金強度を向
上させるのに有効な元素であり、その添加量が０．１％
未満では十分な強度向上を達成できず、かといって３．
０％を越えると、恒弾性特性の劣化を招く。

モリブテン（Ｍｏ）を１２ｗｔ％以下としたのはＭｏが
これ以上では恒弾性特性が得られないばかりでなく、耐
食性および冷間加工性も悪くなるからである。

タングステン（Ｗ）を５ｗｔ％以下としたのはＷがこれ
以上では恒弾性特性が得られないばかりでなく硬度も低
下し冷間加工性も悪くなるからである。

マンガン（Ｍｎ）シリコン（Ｓ＋）は、加工性の改良と
脱酸の為に添加したもので夫々４ｗｔ％以下、３ｗｔ％
以下の添加で目的を達成することができる。

ベリリウム（Ｂｅ）及び銅（Ｃｕ）の添加は硬さを高め
る為のものであり、夫々最大２ｗｔ％、０．５ｗｔ％で
目的を達成する事ができる。

また本発明において熱弾性係数を±２０　Ｘ　１０−＠
／℃の範囲内としたのは、±２０　Ｘ　１０−’／’Ｃ
を超えるか又は−２０Ｘ１６−’／’Ｃ未満の場合は、
引張力をかけておいても温度上昇につれて、熱膨張を起
したり弾性係数が増加し、例えばシャドウマスクの電子
孔の位置づれ等の変位が大きくなる。さらに実用上は熱
弾性係数を±１５　Ｘ　１０−’　／　℃とする事が好
ましい。

なお本発明に係る管内部品は例えばり、下の如く製造さ
せる。

所定組成の合金からなる素材の熱間圧延上りの板厚を５
０％以上、好ましくは７０〜１９５％程度の圧延率で冷
間圧延し、その後、再結晶温度以上の高温、好ましくは
８００℃以上の温度で焼鈍し、例えばシャドウマスク材
を得る。次にレベラーで平滑にするか、あるいは圧延率
４０％以下好ましくは５８４以下の調整圧延を行った後
、通常のフォトエツチング法（二より電子孔を開孔する
。

以上の如く製造した場合、製造工程（二おいて、表面部
の結晶面が（１００）のＦ値として０．３５以上、好ま
しくは０．４２以上に揃い、この結果、エツチング性等
が極めて優れたものとなる。

ちなみに３７　ｗｔ％Ｎｉ　−９ｗｔ％Ｃｒで熱弾性係
数が−６Ｘ　１０−’／’Ｃである合金で形成された恒
弾性合金でフラットマスクのシャドウマスクを作り受像
管を組立ててその３分間におけるＦＤ値を測定したとこ
ろ２０μｍと小さい値を示した。これに対して従来のア
鞄バーを用いてシャドウマスクを作りｓｏｏ’ｃで水素
焼鈍し、これを水蒸気酸化して表面１＝黒色酸化膜を形
成したシャドウマスクを用いてカラー９上受像管を袖て、３分間のＦＤ値を測定したところ、１２
０〜１３０μｍと大きな値を示した。なお黒色酸化膜は
輻射熱を放射させて、ＦＤ値を下げる為に行うもので、
必要とあれば本発明の合金にも黒色被膜が形成されても
良い。

〔発明の効果〕

かくして本発明の合金によるシャドウマスク等の管内部
品と、張力を与えて固定し受像管を形成すると、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、画面の四隅においても色ずれの少ない画像を
効果的ｊ二得ることができ、長時間の白色画像（：対し
ても色変化を抑えることが可能となる。特ｊ二平坦な画
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釆する
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せられる。

さらに、その構成は、シャドウマスクに、張力を与えて
固定するという、極めて簡単な方法でシャドウマスクを
固定する構造とすることが出来る。

即ち、熱膨張による変動が無いので、従来使用していた
バイメタルが不用である。従って、受像管の構造が簡単
になる。　　　　　　　　　　゛パｐさらに、これに伴
なってシャドウマスクの高い取付精度が確保できる。ま
た、シャドウマスクを完全な平面とすることができるの
で、平面の受像管を提供することができる。一方、ンヤ
ドウマスクの温度変化による寸法変動は殆んどないので
、画質の安定した受像管を提供できる。

〔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〕先づ４３ｗｔ％ＮｉとＦｅを主成分とし、Ｃｒを５ｗｔ
％含み、ＴＩを３　ｗｔ％含む合金のインゴットを準備
し、このインゴットを１２５０℃で熱間鍛造、１１００
℃で熱間圧延し、その後２回の圧延で０．８ｎｔｐｒ厚
の薄帯とし、１０５０℃で水素中光輝焼鈍し、更に８０
％の圧下率の冷間圧延で肉厚０．１６　ＭＩＫの薄帯を
得、更１”−１０００℃水素中光輝焼鈍を行い最終調整
圧延と６２０℃の最後焼鈍で０．１道厚で熱弾性係数が
、＝６．３　Ｘ　１０−’であるシャドウマスク材を得
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・現象した。

こノ現像＋＝ヨ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
除去してシャドクマスクを作製した。

その後、このフラットマスクを洗浄し、剪断加工した後
、ＩＱ−’（ａｒｒ　、　１０００℃で焼鈍し、プレス
加工してシャドウマスクを得た。

上記、合金の熱膨張係数はα＝　７．５　Ｘ　ＩＦ’で
ある。

今、シャドウマスクの長手力向長さｌ　＝　３００關と
すると、１２２０〜９０℃に至る間の熱膨張による寸跋
笈動分Δｌは（３）式に基づき、 Δｌニア０・α・ｌ　＝＝０．１５８　Ｃ朋〕となる。

そこで、管にシャドウマスクを取り付けた後、２０℃に
おいて、約０．１５８ｍｍの歪みが発生するように、シ
ャドウマスクには張力が与えられる。

このような収り寸は方法を可能にするカラーテレビ受１
３；管の構造として、例えば第２図〜第４図に示すもの
が考えられる。第２図〜第４図において、カラーテレビ
受像管２０は、シャドウマスク２１の両短辺を支持手段
２２によって支持した構造を有する。

上記支持手段２２は、管２３の内面側壁に上中下の３ケ
所にかけて固着された取付台２４と、上記シャドウマス
ク２１の両短辺を全体に亘って挾持する支持枠２５と、
上記取付台２４、支持枠２５の両者を連結するボルト２
６とで構成されている。上記支持枠２５は角形断面を有
する管体に長手方向に一本のスリットを設けた形状とな
っている。そして、上記シャドウマスク２１は鉤形にプ
レス成形された両短辺を、上記支持枠２５のスリットか
ら管体内部に収納して支持枠５に支持される。

このように構成されたカラーテレビ受像管は、前記ボル
ト２６の締め付け一程度を適度に調整すること（二より
、シャドウマスク２１に前述した歪み量が与えられる。

ちなみに、前述の０．１５８ｍの歪み量によってシャド
ウマスクに作用する応力σ。は（４）式よりσｏ＝７０
α−Ｅ：　７０　Ｘ　７．５　Ｘ　１０−６　Ｘ　１８０００
＝９．４５　（ＫＰ／ｍｌ）となる。これは、前述組成の恒弾性合金の最大許容応力
１２７ＫＰ／−を十分に下回る数字であるので塑性変形
することはない。

以上の本実施例によれば、シャドウマスクの温度上昇に
よる長手方向の寸法変化は皆無である。

従って前述した効果を十分に発揮することが可能である
。これは他の陰極線管についても同様に適用し得ること
はいうまでもない。

なお螢光面の形成は通常の如く、シャドウマスクの孔に
合せて赤、宵、緑の螢光体を塗布し、ｈｌ蒸着、ダグ塗
布後インナーシールドを取り付は電子銃のついた外囲器
後部のファンネルとこのパネルを接続し、内部を直空排
気して受血管を製作した。

尚、本実施例では、シャドウマスクの上下方向に対する
寸法変動については説明を省略したが、・本発明の考え
方を展開すれば、同様に上下左右４方向の寸法変動を抑
えることも可能である。

また、前記したシャドウマスクの支持手段２２は、特に
この形式に限定されるものではない。即ち、シャドウマ
スクを一定の長さに固定して取付けられる構造のもので
あれば郡々の変形例が考えられる。

〔実施ビフリー　２　〕３６％Ｎ１とＦｅを主成分とし、Ｃｒを９ｗｔ％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１
１００℃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−３〕４２％ＮｉとＦｅを主成分とし、Ｃｒを５　ｗｔ％含み
、Ｔｉを１．０ｗｔ％、　ＡＪＩ’　０．５　ｗｔ％、
　Ｚｒ　１．５　ｗｔ％、Ｃｏ１ｗｔ％含む合金のイン
ゴットを用いて〔実施例−１〕と同様（ユフラットマス
クを製作した。そして、このフラットマスクを１０００
℃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。

この上うにして得られた実施例１〜３の各カラー受像管
について、その四隅のＦＤ値について調べた結果、従来
のものが１２０〜１３０μｍ程度であったのに対して約
２０μｍ程度と小さい値を示した。またＦＤが生じてか
ら、元の正常な状態に戻るまでの時間は従来（：比較し
て約半分（２分３０秒程度）であった。またその画面全
体に互って、色ずれが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拙々変形
して実施することができる。

【図面の簡単な説明】第１図は従来の受像管の榴造を示す概略的な断面図、第
２図は本発明の一実施例に係る受像管の一部切欠した斜
視図、第３図は第２図のＢ方向から見た同概略断面図、
第４図は第３図の０部を詳細に示す断面図である。２：・・電子銃　　　　　　　７・・・フレーム８・・
・インナーシールド　　３．２１・・・シャドウマスク
１．２３・・・外囲器（管）２０・・・カラーテレビ受像管２２・・・支持手段　　　　　　２４・・・取付台２５
・・・支持枠　　　　　　　２６・・・ボルト代理人　
弁理士　則　近　恩　佑（ほか１名）第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）０．５〜４ｗｔ％Ｔｉ、０．１〜３．０ｗｔ％Ａ
ｌ、０〜１ｗｔ％Ｃ、０〜５ｗｔ％Ｃｏ、０〜１２ｗｔ
％Ｍｏ、０〜５ｗｔ％Ｗ、０〜４ｗｔ％Ｍｎ、０〜３ｗ
ｔ％Ｓｉ、０〜２ｗｔ％Ｂｅ、０〜０．５ｗｔ％Ｃｕ、
０〜０．１ｗｔ％Ｓをうち少なくとも１種およびＮｉを
３０〜４５ｗｔ％、Ｃｒを３〜１５ｗｔ％、残部が実質
的にＦｅからなり、かつ熱弾性係数が±２０×１０＾−
＾６／℃の範囲内にある合金から成る管内部品を用いて
なることを特徴とする受像管。
（２）管内部品が、シヤドウマスク、インナーシールド
、フレームの少なくとも１種である事を特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の受像管。