DE3322250C2

DE3322250C2 - Verfahren zur Herstellung einer Schattenmaske mit Schlitzmuster für eine Farbbildröhre

Info

Publication number: DE3322250C2
Application number: DE3322250A
Authority: DE
Inventors: Henry William Ephrata Pa. Kuzminski
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1982-06-22
Filing date: 1983-06-21
Publication date: 1986-02-06
Also published as: DE3322250A1; IT8321294A0; US4429028A; IT1170145B; FR2529011A1; JPS598245A

Abstract

Durch Verwendung besonders geformter Elemente des Musters (54) einer der photographischen Muttermasken wird das photographische Verfahren zur Herstellung von Schattenmasken (34) mit Schlitzmuster für Farbbildröhren (18) verbessert. Insbesondere weist die photographische Muttermaske (50) trapezförmige Elemente (64, 68, 72, 72Δ, 68Δ, 64Δ) an den Stellen (B, C, D, F, G, H) auf, die außerhalb des Bereiches der Nebenachse (Y-Y) des Musters liegen, wobei die längere Grundseite des Trapezes die von der Nebenachse des Musters abgewandte Seite ist.

Description

trennen.

Ein Inline-Elektronenstrahlerzeugungssystem 36 (durch ein gestricheltes Rechteck dargestellt) ist im Röhrenhals 24 angeordnet, um drei Elfcktronenstrahlbündel 3SB, 3SR und 3SG zu erzeugen und entlang koplanarer, konvergenter Bahnen durch die Maske 34 hindurch auf den Leuchtschirm 32 zu richtea

Die Bildröhre 18 ist zur Verwendung mit einer ex'ernen magnetischen Ablenkeinheit 40 konzipiert, die in einem die Verbindung von Röhrenhals 24 und Röhrentrichter 26 umgebenden Bereich angeordnet ist Beim Anlegen geeigneter Spannungen an die Ablenkeinheit 40 werden die drei Strahlenbündel 3SB, 3SR und 38G durch die erregten vertikalen und horizontalen magnetischen Felder in einem rechtwinkligen Raster horizontal und vertikal über den Leuchtschirm 32 geführt Der Einfachheit halber ist in Fig. 1 nicht die tatsächliche Krümmung der Strahlbahnen in der Ablt.ikzone gezeigt Stattdessen werden die Strahlenbündel schematisch mit momentaner Richtungsänderung in der Ablenkebene P-/»gezeigt

In F i g. 2 ist ein Teil des Leuchischirmes 32 mit teilweiser Überdeckung durch die Maske 34 dargestellt Der Leuchtschirm 32 weist abwechselnd Linien 42 mit rot-, grün- und blauemittierenden Leuchtstoffelementen auf. In F i g. 2 sind noch vier Maskenrahmenhalterungen 44 (zwei von diesen sind in F i g. 1 gezeigt), dargestellt, die der Aufhängung der Anordnung aus Maske 34 und Rahmen 35 in der Bildschirmwanne 22 dienen. Auch wenn in der beschriebenen Ausführungsform vier Haiterungen 44 verwendet werden, können es bei anderen Ausführungsfonnen beispielsweise drei Halterungen sein.

F i g. 3 zeigt eine photographsiche Muttermaske 50, die bei der Herstellung der Schattenmaske für die Belichtung lichtempfindlichen Materials einer metallischen Folie verwendet wird. Die photographische Muttermaske 50 umfaßt eine Glasplatte 52 mit einem aufgetragenen Schattenmaskenmuster 54. Das Schattenmaskenmuster 54 weist eine äußere Umrandung 56 auf, durch die die distalen Kanten des Maskensaumes bestimmt werden. Eine innere Umrandung 58 begrenzt den mit den Lochöffnungen versehenen Teil der Maske. Die Formen der Lochelemente des Musters an den mit A —H bezeichenten Stellen innerhalb der inneren Umrandung 58 sind der Reihe nach in den F i g. 3A bis 3H mit durchgezogenen Linien dargestellt. Die gestrichelten Linien in den F i g. 3A bis 3H zeigen die Formen der Lochelemente des Musters auf einer entsprechenden, ausgerichteten photographsichen Muttermaske, mit deren Hilfe das lichtempfindliche Material auf der entgegengesetzten Seite der Metallfolie belichtet wird.

Im Zentrum des Lochmusters 54 befindet jich die Stelle A. F i g. 3A zeigt, daß die großen Elemente 60 an der Stelle A des Lochmusters rechteckförmig sind. Die kleineren Elemente 62 des Lochmusters auf der entgegengesetzten, zweiten Muttermaske sind kleinere Rechtecke, die vertikal und horizontal mit den größeren Elementen 60 mittig ausgerichtet sind.

Die Stelle B liegt in der unteren, linken Ecke des Lochmusters 54. Wie F i g. 3B zeigt sind an der Stelle B die großen Elemente 64 Trapeze oder Trapezdiode, deren längere Grundseite die von der Nebensache Y-Y abgewandte Seite ist. Die kleinen Elemente 66 auf der entgegengesetzten, zweiten Muttermaske sind kleinere Trapezdiode, die in horizontaler Richtung bezüglich der großen Elemente 64 mittig ausgerichtet sind, aber in vertikaler Richtung auf die Hauptachse X-X zu verschoben sind.

Die Stelle C liegt auf der Hauptachse X-X auf der linken Seite des Lochmusters 5. Fig.3C zeigt daß an der Stelle C die großen Elemente 68 Trapeze sind. Die kleinen Elemente 70 auf der entgegengesetzten, zweiten Muttermaske sind kleinere Trapeze, die in vertikaler und horizontaler Richtung inittig bezüglich der großen Elemente 68 ausgerichtet sind.

Die Stelle D liegt in der oberen linken Ecke des Lochmusters 54. F i g. 3D zeigt daß an der Stelle D die großen Elemente 72 Trapeze oder Trapezoide sind, deren längere Grundseite die von der Nebenachse Y- Y abgewandten Seite ist Die kleinen Elemente 54 auf der entgegengesetzten, zweiten Muttermaske sind kleinere Trapeze oder Trapezdiode, die in horizontaler Richtung bezüglich der großen Elemente 72 zentriert sind, aber in vertikaler Richtung auf die Hauptachse X-X zu verschoben sind.

Die Stelle E liegt in der Nähe der oberen Kante des Lochmusters 54 auf der Nebenachse Y-Y.Fi g. 3E zeigt daß bei der Stelle £die großen Elemente 75 Rechtecke sind Die kleinen Elemente 76 auf der entgegengesetzten, zweiten Muttermaske sind kleinere Rechtecke, die in horizontaler Richtung bezüglich der großen Elemente 75 zentriert sind, aber auf die Hauptachse X-X zu verschoben sind. Die Stellen F, G und H liegen oben rechts, Mitte rechts bzw. unten rechts im Lochmuster 54. An diesen Stellen sind die Formen und Ausrichtungen der Elemente des Musters, so wie sie in den F i g. 3F, 3G und 3H gezeigt sind, Spiegelbilder der Formen und Ausrichtungen der Elemente aus den Fig.3D, 3C bzw. 3B bezüglich der Nebenachse Y-Y. Die Bezugszeichen der mit diesen korrespondierenden Elemente sind in den Figuren mit gleichen, aber gestrichenen Bezugszahlen versehen.

Aus den F i g. 3 und 3A bis 3H kann man ersehen, daß die trapezoiden Elemente der Muttermaske mii: den größeren Elementen in einem Bereich außerhalb der Nebenachse Y-Fliegen und ihre längere Grundseite die von der Nebenachse Y- Y abgewandte Seite ist Im Bereich der Nebenachse Y-Ysind die größeren Elemente Rechtecke. Außerdem kann man sehen, daß die kleineren Elemente auf der entgegengesetzten, zweiten Muitermaske in horizontaler Richtung bezüglich der größeren Elemente zentriert sind, aber an den Stellen außerhalb des Bereiches der Hauptachse A'-A'zur Hauptachse Λ-ΛΊιίη verschoben sind.

Bei einem optimierten Lochmuster auf der Muttermaske mit großen Elementen werden die spitzen Winkel der Trapezoide für zunehmenden Abstand von der Nebenachse Y-Y kontinuierlich kleiner. Leider ist jedoch zur Zeit die Verwirklichung einer derartigen graduellen Winkeländerung sehr schwierig. Als ein Kompromiß wird daher der zentrale Teil des Musters im Bereich der Nebenachse durch rechteckige große Elemente, und die rechten und linken Teile durch tv apezförmige große Elemente in nur einer Größe gebildet Die betreffende Abmessung ergibt sich aus dem Extremfall möglicher Elektronenstrahlwinkel in einer betriebsfertigen Bildröhre. In einer Ausführungsform der Farbbildröhre, bei der die äußere diagonale Abmessung 67 cm und die maximale Ablenkung 110° beträgt haben die Innenwinkel der trapezförmigen Elemente die Werte 87,5° und 923°. Die rechnerische Verbesserung in der Elektronenstrahldurchlässigkeit in den Eckbereichen einer derartigen Bildröhre mit der vorliegenden Erfindung beträgt 3,4%, d. h. die Durchlässigkeit steigt von 19% ohne die Erfindung auf 19,65% mit der Erfindung.

Die beschriebene Technik kann unter Verwendung bekannter Verfahren und Materialien durchgeführt werden, die u.a. aus den Patentschriften US-PS 36 69 770, 36 74 488, 38 34 905 und 40 61 529 bekannt sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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25

30

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40

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50

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Schattenmaske mit Schlitzmuster für eine Farbbildröhre, bei dem beide Seiten einer Metallfolie mit einem lichtempfindlichen Material beschichtet werden, das lichtempfindliche Material auf den beiden Seiten der Metallfolie durch zwei gegeneinander ausgerichtete photographische Muttennasken mit Elementmustern belichtet wird, die eine lange Haupt- und eine kurze Nebenachse und im Bereich der Nebenachse rechteckige Elemente aufweisen, wobei das EIementmuster der zweiten photographischen Muttermaske schmalere Elemente an Stellen aufweist, die den Stellen der Elemente des EHnentmusters der ersten photographischen Muttermaske entsprechen und die Mittelpunkte der schmaleren Elemente außerhalb des Bereiches der Hauptachse näher an der Hauptachse des Musters liegen als die Mittelpunkte der entsprechenden Elemente der ersten photographsichen Muttermaske, und bei dem das lichtempfindliche Material entwickelt wird und an den Stellen der Elemente Schlitzöffnungen in die Metallfolie eingeätzt werden, dadurch gekenn- zeichnet, daß das Elementmuster der ersten photographischen Muttermaske trapezförmige EIemente (64,64', 68,68', 74,74') an Stellen aufweist die außerhalb des Bereiches der Nebenachse (Y- Y) des Musters liegen, wobei die längeren Seiten der trapezförmigen Elemente die von der Nebenachse (Y- Y) abgewandten Seiten sind, und daß die EIemente (62,66,66', 70,70', 74,74', 76) des Elementmusters der zweiten photographischen Muttermaske kürzer als die Elemente des Elementmusters der ersten photographischen Muttermaske sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Elemente («6,66', 70, 70', 74, 74') des Elementmuf iers der zweiten photographischen Muttermaske außerhalb des Bereichs der Nebenachse (Y-Y) des Musters ebenfalls trapezförmig sind

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, wie es im Hinblick auf die DE-OS 29 14 839 als bekannt vorausgesetzt wird.

Bei diesem bekannten Verfahren zum Herstellen ei- so ner Schattenmaske mit Schlitzmuster für eine Farbbildröhre werden die beiden Seiten einer Metallfolie mit einem lichtempfindlichen Material beschichtet und das lichtempfindliche Material auf den beiden Seiten der Metallfolie durch zwei gegeneinander ausgerichtete photographische Muttermasken mit Elementmustern belichet, die eine lange Haupt- und eine kurze Nebenachse und im Bereich der Nebenachse rechteckige EIemente aufweisen. Das Elementmuster der zweiten photographischen Muttermaske weist schmalere Elemente an Stellen auf, die den Stellen der Elemente des EIementmusters der ersten photographischen Muttermaske entsprechen und die Mittelpunkte der schmaleren Elemente außerhalb des Bereiches der Hauptachse liegen näher an der Hauptachse des Musters als die Mittel- punkte der entsprechenden Elemente der ersten photographischen Muttermaske. Das lichtempfindliche Material wird dann entwickelt und an den Stellen der EIe- mente werden Schlitzöffnungen in die Metallfolie eingeätzt Durch die angegebene Konfiguration und Anordnung der Elemente der Muttennasken ergeben sich schräg zur Flächennormale der Metallfolie verlaufende Stege zwischen den Schlitzöffnungen, wodurch die Elektronendurchlässigkeit der Schattenmaske verbessertwird.

Aus der DE-OS 25 11 205 ist ein Verfahren zum Herstellen einer Schattenmaske mit Schlitzmuster für eine Bildröhre bekannt, bei dem eine Muttermaske Elemente aufweist, die schmaler und kürzer sind als die Elemente der anderen Muttermaske und gegenüber den Elementen der anderen Muttermaske versetzt sind.

Schließlich sind auch aus der DE-OS 27 17 295 und der DE-OS 22 64 122 Schattenmasken bekannt, bei denen die Elemer. - der Muttermasken einseitig versetzt und unterschiedlich breit sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugründe, das eingangs genannte Verfahren hinsichtlich einer weiteren Verbesserung der Elektronendurchlässigkeit der resultierenden Schattenmaske weiterzubilden.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst

Der Unteranspruch betrifft eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens gemäß Anspruch 1.

Das vorliegende Verfahren liefert Schattenmasken, die insbesondere in den Randbereichen eine höhere Elektronenstrahldurchlässigkeit haben als die bekannten Schattenmasken.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine axiale Schnittzeichnung einer Kathodenstrahlröhre mit Schattenmaske,

Fig. 2 eine Rückansicht der Bildschirmwanne und Maskenrahmenanordnung der Bildröhre nach F i g. 1 entlang der Linie 2-2,

F i g. 3 einen Grundriß einer photographischen Muttermaske, und

Fig.3A-3H vergrößerte Ausschnitte aus dem EIementmuster auf der photographischen Muttermaske der Fig.3, und zwar für die entsprechenden Stellen A-H.

Fig. 1 zeigt eine rechteckförmige Farbbildröhre 18 mit einem evakuierten Glaskolben 20, der eine BiIdschirmwanne 22 und einen runden Röhrenhals 24 aufweist, die durch einen Röhrentrichter 26 verbunden sind. Die Wanne 22 enthält eine Bildschirmplatte 28 und eine äußere Flansch- oder Seitenwand 30, die ein Frittematerial 27 vakuumdicht mit dem Röhrentrichter 26 verbindet Ein mosaikartiger, in drei Farben lumineszierender Bildschirm 32 mit Linienmuster ist auf der inneren Oberfläche der Bildschirmwanne 28 aufgebracht Der Bildschirm 32 weist ein Feld aus Leuchtstoffstreifen auf, die sich im wesentlichen parallel zur Vertikalachse der Bildröhre erstrecken. Teile des Leuchtschirmes 32 können mit einem lichtabsorbierenden Material nach einem bekannten technischen Verfahren beschichtet werden. Eine Farbauswahlelektrode oder Schattenmaske 34, die eine große Anzahl von Öffnungen aufweist und an einem Rahmen 35 mit L-förmigem Querschnitt befestigt ist, ist in der Bildschirmwanne 22 mit vorgegebener Lage bezüglich des Leuchtschirmes 32 herausnehmbar eingebaut. Die Maske 34 enthält eine Vielzahl von schlitzförmigen Öffnungen, die in im wesnetlichon parallelen, vertikalen Spalten angeordnet sind und Versteifungsstegteile, die die Schlitze einer jeden Spalte