DE19919812A1

DE19919812A1 - Gestreckte Maske für Farbbildröhre

Info

Publication number: DE19919812A1
Application number: DE19919812A
Authority: DE
Inventors: Akira Makita; Yutaka Matsumoto
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1998-04-30
Filing date: 1999-04-30
Publication date: 1999-11-04
Also published as: TW568954B; KR19990083600A; JPH11310853A; SG85642A1; GB9910097D0; GB2336941B; CN1236970A; US6512324B1; GB2336941A; CN1203513C; KR100642693B1

Abstract

Eine gestreckte Maske für eine Farbbildröhre und ein Material für die gestreckte Maske. Die gestreckte Maske ist aus einem Nickel-Eisen-Legierungsstahlblech aus einer Nickel-Eisen-Legierung ausgebildet, die 35,0 bis 37,0 Gew.-% Nickel und 0,01 bis 0,06 Gew.-% Kohlenstoff enthält. Das Nickel-Eisen-Legierungsstahlblech wird durch Ätzung unter Verwendung eines auf dem Blech vorgesehenen Musters mit Löchern versehen. Die gestreckte Maske ist frei von Bildbeeinträchtigung infolge eines Temperaturanstiegs.

Description

Die Erfindung betrifft eine gestreckte Maske für eine Farbbildröhre, die für jeden Typ von Farbbildröhre, z. B. eine Schattenmaskenröhre oder eine Lochgitterröhre, in Farbfernseh- oder Computerfarbbildschirmgeräten verwendet werden kann.

In Farbbildröhren für Farbfernseh- und Farbbildschirm geräte wird eine Maske für Farbselektion verwendet, so daß Elektronenstrahlen auf vorbestimmten Leuchtstoffen auftreffen. Als Farbselektionsmaske wird eine Schattenmaske verwendet, die aus einem Blech ausgebildet ist, das mit einer großen Anzahl von kleinen Löchern oder einem Lochgitter versehen ist, das mit einer großen Anzahl von Schlitzen versehen sind. Wenn eine Farbbildröhre für eine lange Zeitdauer kontinuierlich verwen det wird, wird die Schattenmaske des Lochgitters, da beschleu nigte Elektronen auf ihr auftreffen, erwärmt und durch Wärme dehnung deformiert. Dies kann bewirken, daß die Elektronen strahlen relativ zum Leuchtstoffschirm allmählich verschoben werden, was zu einer Farbverschiebung im Farbbild führt.

Eine Farbselektionsmaske für eine Farbbildröhre, eine gestreckte Farbunterscheidungsmaske, wie ein Lochgitter, das auf einem festen Rahmen gestreckt wird, wird auch als gepreß tes Teil verwendet, wie eine Schattenmaske.

Die gestreckte Farbunterscheidungsmaske wird folgender maßen ausgebildet. Ein warmgewalztes kohlenstoffarmes Stahl band, das Kohlenstoff in Einheiten von 0,0001% enthält, wird zu einem Band mit einer Dicke von 0,02 bis 0,30 mm kaltge walzt. Nachdem eine große Anzahl von Gitterelementen im Stahl blech durch Ätzen ausgebildet worden ist, wird das Stahlblech auf einen Rahmen geschweißt, der unter Druck steht, der in ei ner Richtung entgegen der Streckrichtung wirkt. Dann wird der Druck gelöst, um die Spannung durch Rückstellkräfte des Rah mens entstehen zu lassen. Um die Erzeugung von Sekundärelek tronen, Wärmestrahlung, Ausbildung von Rost usw. zu verhin dern, wird das Maskenausgangsmaterial danach für 10 bis 20 min in einer oxidierenden Atmosphäre bei 450°C bis 470°C einer Wärmebehandlung unterzogen, wobei die Oberfläche der Maske ge schwärzt wird.

In einer Farbbildröhre wird die Temperatur der Farbun terscheidungsmaske durch Bestrahlung mit Elektronenstrahlen erhöht. Die Farbunterscheidungsmaske erreicht jedoch etwa zwei Stunden nach Beginn der Energiezuführung annähernd thermisches Gleichgewicht. Bei einer Farbunterscheidungsmaske aus einem kohlenstoffarmen Stahlblech tritt Wärmedehnung in beträchtli chem Maß auf, wenn die Temperatur steigt. Daher muß die Farb unterscheidungsmaske unter hoher Spannung gestreckt werden, so daß das gestreckte Farbunterscheidungsteil während der Verwen dung nicht schlaff wird. Zur Streckung unter hoher Spannung wird ein Teil mit hoher Festigkeit benötigt, und ein Rahmen zum Anordnen der gestreckten Maske muß auch hohe Festigkeit aufweisen.

Unter diesen Umständen ist ein Verfahren ausgedacht worden, bei dem Verformung oder dgl., die durch die Tempera turerhöhung bedingt ist, durch Verwendung eines metallischen Materials mit einem niedrigen Wärmedehnungskoeffizienten ver hindert wird. Ein Invar-Material, das aus einer Nickel-Eisen-Legie rung besteht und das ein typisches metallisches Material mit niedrigem Wärmedehnungskoeffizienten ist, das für Schat tenmasken von Farbbildröhren verwendet wird, hat jedoch keine ausreichend hohe Festigkeit, und ist daher zur Bereitstellung eines Blechs ungeeignet, das einer bei der Streckung erforder lich Spannung standhält. Demzufolge kann kein zufriedenstel lendes Blechausgangsmaterial zur Herstellung einer gestreckten Farbunterscheidungsmaske hergestellt werden.

Mittlerweile muß das gestreckte Farbunterscheidungsteil die Dicke des metallischen Materials im Vergleich zu einem Farbunterscheidungsteil reduzieren, das in Anpassung an die gekrümmten Oberfläche einer Farbbildröhre einer Preßformung unterzogen wird. Daher kann das Farbunterscheidungsteil aus einem kohlenstoffarmen Stahlblech keinen ausreichenden magne tischen Abschirmeffekt bereitstellen.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine gestreckte Farbselektionsvorrichtung für eine Farbbildröhre bereitzustel len, die einen hohen magnetischen Abschirmeffekt und einen niedrigen Wärmedehnungskoeffizienten hat und es daher ermög licht, daß die Streckspannung reduziert werden kann. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche gelöst.

Eine einzige Figur, Fig. 1, ist eine Zeichnung, die die Konfiguration eines Probestücks darstellt, das in einer Zugprobe mit der gestreckten Maske für eine erfindungsgemäße Farbbildröhre verwendet wird.

Außerdem stellt die Erfindung ein Material zur Herstel lung einer gestreckten Maske für eine Farbbildröhre bereit. Das Material besteht im wesentlichen aus einer Nickel-Eisen-Legie rung, die 35,0 bis 37,0 Gew.-% Nickel und 0,01 bis 0,06 Gew.-% Kohlenstoff enthält.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, das eine ge streckte Maske, die einen niedrigen Wärmedehnungskoeffizienten hat und eine ausreichend hohe Festigkeit aufweist, auch wenn die Dicke reduziert ist, durch Verwendung einer Nickel-Eisen-Legie rung mit einer spezifischen Legierungszusammensetzung an stelle des herkömmlichen kohlenstoffarmen Stahls hergestellt werden kann.

Insbesondere wird die erfindungsgemäße gestreckte Maske unter Verwendung einer Nickel-Eisen-Legierung ausgebildet, z. B. einer Invar-Legierung, die als dehnungsarme Legierung bekannt ist. Die Nickel-Eisen-Legierung hat einen Kohlenstoff gehalt, der auf einen Wert von 0,01 bis 0,06 Gew.-% erhöht ist, um dadurch eine gestreckte Maske herzustellen, die eine hohe Festigkeit hat und einen ausreichenden magnetischen Ab schirmeffekt aufweist, auch wenn die Dicke reduziert ist.

Da die erfindungsgemäße gestreckte Maske eine dehnungs arme Legierung mit hoher Festigkeit im Vergleich zum kohlen stoffarmen Stahl verwendet, kann außerdem die Anfangsdehnung reduziert werden.

In der erfindungsgemäßen gestreckten Maske ist der Nic kelgehalt vorzugsweise im Bereich von 35,0 bis 37,0%. Wenn der Nickelgehalt nicht in diesem Bereich ist, erhöht sich der Wärmedehnungskoeffizient ungünstig.

Es ist notwendig, daß die erfindungsgemäße gestreckte Maske eine spezifische Menge Kohlenstoff enthält, um die Fe stigkeit zu erhöhen. Ein Kohlenstoffgehalt kleiner als 0,01 Gew.-% macht es unmöglich, eine ausreichend hohe Festigkeit zu erreichen. Ein Kohlenstoffgehalt größer als 0,06 Gew.-% beein trächtigt die Ätzeigenschaften und bewirkt, daß sich die Menge der Karbideinschlüsse ungünstig erhöht.

Silicium bildet Silikateinschlüsse, z. B. MnO-SiO₂ und MnO-FeO-SiO₂, aus und beeinträchtigt infolgedessen die Ätzei genschaften. Daher ist der Siliciumgehalt vorzugsweise nicht größer als 0,30%.

Der Mangangehalt ist in Anbetracht der deoxidierenden Wirkung und der Verhinderung der Warmbrüchigkeit im Stahlher stellungsprozeß vorzugsweise im Bereich von 0,10 bis 0,60%.

Wenn sich der Phosphorgehalt erhöht, wird der Stahl härter und die Walzfähigkeit des Stahls verschlechtert sich.

Daher ist der Phosphorgehalt vorzugsweise nicht größer als 0,020%.

Schwefel bildet Sulfideinschlüsse und beeinträchtigt folglich die Ätzeigenschaften. Daher ist der Schwefelgehalt vorzugsweise nicht größer als 0,020%.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen beschrieben.

Beispiel 1

Das Nickel-Eisen-Legierungsblechausgangsmaterial von 0,1 mm Dicke aus einem Material A, dessen chemische Zusammen setzung (Gew.-%) in Tabelle 1 unten dargestellt ist, wurde auf beiden Seiten mit einem wasserlöslichen Kaseinresist überzo gen. Nach dem Trocknen wurden die Resistüberzüge auf beiden Seiten des Blechausgangsmaterials unter Verwendung eines Paa res von Glastrockenplatten mit jeweils darauf aufgezeichneten vorderseitigen und rückseitigen Mustern in Form von Schlitzen strukturiert.

Als nächstes wurden Belichtungs-, Härtungs- und Ein brennprozesse durchgeführt. Danach wurden die strukturierten Resistoberflächen mit einer Eisenchloridlösung mit einer Tem peratur von 60°C und einem spezifischen Gewicht von 48° Be (Baumescher Schwerflüssigkeitsgrad) als Ätzflüssigkeit unter Verwendung eines Sprühmittels besprüht, um eine Ätzung durch zuführen.

Nach dem Ätzprozeß erfolgte eine Spülung, und der Re sist wurde mit einer alkalischen wäßrigen Lösung entfernt, ge folgt von Waschen und Trocknen, um eine Farbunterscheidungs maske herzustellen.

Jede derartig hergestellte Farbunterscheidungsmaske wurde nach dem folgenden Bewertungsverfahren bewertet. Die Er gebnisse der Bewertung sind in Tabelle 2 unten dargestellt. In Tabelle 2 ist der Durchlaßgrad das Verhältnis (ausgedrückt in Prozent) zwischen der Lochfläche und der Fläche eines Be reichs, die an beiden Enden zwischen den Löchern liegt.

Tabelle 1

(Bewertungsverfahren) 1. Gleichmäßigkeit

Nachdem der Lochdurchmesser so angepaßt worden war, daß der Durchlaßgrad der gleiche wie der der Maske war, wurde eine Sichtprüfung durchgeführt, ob Schwankungen im Lochdurchmesser vorhanden waren oder nicht. Ferner wurden Schwankungen im Durchmesser von 25 benachbarten Löchern gemessen. Wenn der Schwankungswert 0,80 µm oder größer war, wurde die Lochdurch messergleichmäßigkeit als schlecht beurteilt.

2. Zugfestigkeit

Die Zugfestigkeit wurde nach dem Zugprüfverfahren nach ISO 6892 (JIS Z2241) unter Verwendung eines in Fig. 1 gezeig ten Probestücks gemessen.

In Fig. 1 ist die Länge jedes Abschnitts folgende:
L (Meßlänge): 50 mm
P (Parallellänge): 60 mm
R (Rundungsradius): 20 mm
T (Dicke): Materialdicke
B (eingespannte Enden): 30 mm.

3. Koerzitivkraft Hc

Nachdem das Originalblech durch Wärmebehandlung in ei ner Atmosphäre von 670°C für 30 min geschwärzt worden war, wurde die Koerzitivkraft nach dem Koerzitivkraftmeßverfahren nach JIS C2531 (Eisen-Nickel-Magnetlegierungsbleche und -bänder) gemessen. Das heißt, die magnetische Feldstärke, bei der die magnetische Flußdichte im Material null wurde, wenn ein äußeres Magnetfeld von 1000 A/m, das an das Material ange legt wurde, entfernt wurde und das Material in entgegengesetz ter Richtung magnetisiert wurde, wurde in Einheiten von A/m (Ampere pro Meter) gemessen.

Vergleichsbeispiel 1

Ein Nickel-Eisen-Legierungsblech von 0,1 mm Dicke mit einer Zusammensetzung, die, bezogen auf das Gewicht, im we sentlichen aus 0,003% C, 0,01% Si, 0,25% Mn, 0,006% P, 0,008% S, 36,0% Ni und dem Rest Fe und zufälligen Verunrei nigungen bestand, wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 geätzt, um eine Farbunterscheidungsmaske herzustellen. Die Farbunterscheidungsmaske wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 bewertet. Die Ergebnisse der Bewertung sind in Ta belle 2 dargestellt.

Vergleichsbeispiel 2

Ein Nickel-Eisen-Legierungsblech mit einer Dicke von 0,1 mm und mit einer Zusammensetzung, die, bezogen auf das Ge wicht, im wesentlichen aus 0,002% C, 0,01% Si, 0,20% Mn, 0,015% P, 0,007% S und dem Rest Fe und zufälligen Verunrei nigungen bestand, wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 geätzt, um eine Farbunterscheidungsmaske herzustellen. Die Farbunterscheidungsmaske wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 bewertet. Die Ergebnisse der Bewertung sind in Ta belle 2 dargestellt.

Tabelle 2

Die gestreckte Maske für eine erfindungsgemäße Farb bildröhre hat eine hohe Festigkeit im Vergleich zu der her kömmlichen dehnungsarmen Nickel-Eisen-Legierungsmaske und ist daher geeignet, in Form eines Nickel-Eisen-Legierungsstahl blechs gestreckt zu werden. Da die gestreckte Maske einen niedrigen Wärmedehnungskoeffizienten hat, kann außerdem die Anfangsspannung, die auf die Maske wirkt, wenn sie gestreckt wird, reduziert werden. Auch wenn das Nickel-Eisen-Legierungs material zu einem Blech geformt ist, weist es einen hohen ma gnetischen Abschirmeffekt auf, und dadurch wird eine hohe Bilddarstellungsqualität erreicht. Ferner hat das Nic kel-Eisen-Legierungsstahlblech eine hohe Rekristallisationstempe ratur im Vergleich zum kohlenstoffarmen Stahlblech. Daher kann die Schwärzungstemperatur erhöht werden. Demzufolge kann ein geschwärztes Blech mit einem höheren Korrosionswiderstand als bei einem kohlenstoffarmen Stahlblech ausgebildet werden.

Claims

1. Gestreckte Maske für eine Farbbildröhre, wobei die gestreckte Maske ein Nickel-Eisen-Legierungsstahlblech aus ei ner Nickel-Eisen-Legierung aufweist, die 35,0 bis 37,0 Gew.-% Nickel und 0,01 bis 0,06 Gew.-% Kohlenstoff enthält, wobei das Nickel-Eisen-Legierungsstahlblech durch Ätzung unter Verwen dung eines auf dem Nickel-Eisen-Legierungsstahlblech vorgese henen Musters mit Löchern versehen ist.

2. Gestreckte Maske nach Anspruch 1, wobei das Nickel- Eisen-Legierungsstahlblech, bezogen auf das Gewicht, 35,0 bis 37,0% Nickel, 0,01 bis 0,06% Kohlenstoff, nicht mehr als 0,30% Silicium, 0,10% bis 0,60% Mangan, nicht mehr als 0,020% Phosphor, nicht mehr als 0,020% Schwefel und unver meidbare Verunreinigungen als andere Komponenten als Eisen enthält.