DE1920735B2 - Verfahren zum fotographischen Drucken der Leuchtstoffpunkte eines Bildschirms einer Farbbildröhre - Google Patents

Description

herausgeätzt werden sollen, ausgespart bleiben und
auf der anderen Seite der Metallplatte wird ein Schutzüberzug an den Stellen aufgetragen, an denen die Löcher entstehen sollen, wobei die abgedeckten Stellen lagemäßig mit den zu ätzenden Stellen übereinstimmen, aber kleiner sind als diese;

dann wird die lichtundurchlässige Schicht auf den nicht abgedeckten Stellen der anderen Seite aufgalvanisiert;
anschließend werden die Löcher mit einem Ätzmittel, das die lichtundurchlässige Schicht nicht angreift, geätzt.

Wie bei den bekannten Verfahren wird bei diesem Verfahren die Innenseite der Frontschale 10 zunächst mit einem in einem lichtempfindlichen Träger eingebetteten Leuchtstoff in der ersten Grundfarbe überzogen und diese Schicht dann durch die Lochmaske 12 hindurch vcn einer geeigneten Lichtquelle belichtet An den belichteten Stellen erhärtet der die erste Grundfarbe darstellende Leuchtstoff. Die ungehärteten Stellen werden später ausgewaschen und entfernt. Anschließend wird eine Schicht aus Leuchtstoff der zweiten Grundfarbe, der in einem geeignet lichtempfindlich gemachten Träger eingebettet ist, aufgebracht und die zweite Schicht in derselben Weise durch die Lochmaske 12 hindurch belichtet. Dabei wird entweder die Lage der Lichtquelle oder die der Lochmaske etwas geändert, so daß die neu belichteten Stellen gegenüber den zuvor belichteten um einen bestimmten, kleinen Betrag verschoben sind. Die ungehärteten Stellen der zweiten Leuchtschicht werden dann wieder ausgewaschen und entfernt Schließlich wird die Leuchtschicht für die dritte Grundfarbe aufgebracht und in ähnlicher Weise behandelt, wobei auch hier wieder die Punkte gegenüber den beiden anderen Leuchtstoffpunktgruppen etwas verschoben werden. Auf diese Weise entstehen Farbtripel, die sich jeweils aus drei Phosphorpunkten mit den drei verschiedenen Grundfarben zusammensetzen. Entscheidend ist daß alle Farbpunkte eines Farbtripels genau zueinander ausgerichtet sind und ebenso alle Farbtripel untereinander ausgerichtet sind. Da sich zwischen den einzelnen Lochmasken winzig kleine kaum wahrnehmbare Unterschiede ergeben können, wird zur Bildung aller drei Farbpunkte dieselbe Maske benützt und diese dann in der Bildröhre zur Durchführung ihrer Aufgabe, die Elektronenstrahlen zu den jeweiligen Leuchtstoffpunkten zu leiten, endgültig montiert.

Die Lochmaske mit den verkleinerten öffnungen, wie sie beim photographischen Drucken der Leuchtstoffpunkte verwendet wird ist in der Figur dargestellt. Zu ihrer Herstellung wird eine dünne Platte aus Metall, wie etwa 0,25 mm dickem rostfreiem Stahl, mit einem lichtempfindlichen Lack überzogen und die lichtempfindliche Schicht anschließend unter Zwischenschaltung einer Schablone, die undurchsichtige und lichtdurchlässige Stellen mit winzigen, das gewünschte Lochmuster darstellenden Punkten enthält, mit einer geeigneten Lichtquelle belichtet. Die Schablone stellt normalerweise ein Positiv dar, so daß die Stellen, an denen die Löcher in der Metallplatte entstehen sollen, nicht belichtet werden. An diesen Stellen wird die lichtempfindliche Schicht also nicht gehärtet und später nach der Belichtung im anschließenden Entwicklungsschritt weggewaschen. Das Lochmuster wird deckungsgleich auf beide Seiten der Metallplatte aufgedruckt, wobei die Punkte auf der einen Seite etwas kleiner sind als die ihnen auf der anderen Seite jeweils gegenüberliegenden. Im Gegensatz zum bekannten Verfahren werden aber die kleineren Punkte auf einer der Seiten unter Benutzung einer Negativschabione aufgedruckt, was bedeutet, daß nach dem Belichten und Ausentwickeln der Lacküberzug nur an den Punktstellen stehenbleibt und an den übrigen Stellen überall entfernt wird.
Nachdem die gewünschten Lochmuster wie beschrieben aufkopiert und ausentwickelt werden, wird auf die Seite, die die kleineren punktförmigen Lackstellen enthält, der Überzug 12a aufgalvanisiert Dies kann unter Anwendung bekannter Galvanisierverfahren

ίο erfolgen, bei denen die Metallplatte mit dem Abdecklack so in ein geeignetes Bad eintaucht, daß die zu beschichtende Seite sich einer Anode aus geeignetem Material gegenüberbefindet und die andere Seite in geeigneter Weise abgedeckt wird. Obwohl es eine

Anzahl verschiedener Stoffe gibt die sich als Überzug eignen, wird bevorzugt Zink verwendet, weil es die erforderlichen Eigenschaften aufweist um die anschließenden Arbeitsgänge, die von der mit einem Überzug versehenen Metallplatte durchlaufen werden müssen, unbeschadet zu überstehen. Aus Gründen, die noch später ersichtlich werden, besteht eine wesentliche Eigenschaft des Überzugsmetalls darin, daß es sich gegenüber demselben chemischen Ätzmittel, mit dem die Löcher in das Basismetall geätzt werden, indifferent wie auch beständig verhalten muß. Die Dicke des Überzug? muß überwacht werden, da sie die effektive Größe der Maskenlöcher beeinflußt An den Stellen, an denen die Löcher am meisten zu verschließen sind, kann der Überzug auch dicker sein. Natürlich ist die Größe

JU der auf dieser Seite der Basismetallplatte befindlichen Lackpunkte so zu bemessen, daß sie zum Aufbringen der Farbleuchtpunkte die optimale Größe haben.

Nach dem Galvanisieren wird dann die andere Seite der Basismetallplatte mit einem chemischen Ätzmittel

υ besprüht. Dies geschieht in der üblichen Weise, etwa mit einer Eisenchloridlösung geeigneter Dichte, sofern das verwendete Metall Stahl ist Das Ätzmittel wird so lange gesteuert aufgesprüht, bis die Löcher 13 zu ihrer gewünschten Größe herausgeätzt worden sind. Zu beachten ist, daß es sich bei der in der Zeichnung gezeigten Form der Löcher 13 um ihre Idealform handelt. Aber auch in der Praxis erhalten sie eine leicht konische Form, so daß sie auf der nichtgalvanisierten Seite der Basisplatte größer sind als auf der galyanisier-

ten Seite. Das für die Basisplatte benutzte Ätzmittel verhält sich gegenüber dem Überzug 12a indifferent und nicht aggressiv, beseitigt jedoch alles Metall unter den kleinen Lackpunkten, die auf der galvanisierten Seite die kleinen Löcher 14 bilden, so daß die Löcher nunmehr

so vollständig durch beide Schichten, also durch Basisplatte und Überzug hindurchführen. In der Mitte der Maske beträgt der kleinste Durchmesser der Löcher 13, z. B. etwa 0,4 mm und der der Löcher 14 etwa 0,2 mm und kann dann nach außen zu allmählich bis auf etwa 0,225 mm ansteigen. Ohne hier auf nähere Einzelheiten einzugehen, ist die Abstufung der Lochgröße für ein einwandfreies Aufbringen der Leuchtstoffpunkte erforderlich. Nachdem die Löcher durch beide Schichten hindurchgeätzt worden sind, werden alle übriggebliebenen Lackspuren in der üblichen Weise mit Hilfe einer geeigneten heißen Ätzlösung beseitigt, worauf die Schichten gereinigt und getrocknet werden.

Sodann wird die Lochmaske 12 mit ihrem aufgalvanisierten Überzug 12a in der üblichen Weise weiterbear-

b> beitet, wozu Glühen und Glattwalzen sowie andere Arbeitsgänge gehören. Diese Arbeitsgänge sind dem auf dem Gebiete der Herstellung von Fernseh-Lochmasken tätigen Fachmann bekannt; sie sind nicht Gegenstand

der vorliegenden Erfindung und werden daher hier auch nicht näher beschrieben. Erwähnt sei lediglich, daß das Überzugsmaterial für den Überzug 12a so ausgewählt wird, daß es — wie oben beschrieben — aufgrund seiner Eigenschaften in der Lage ist, die Temperaturen und Beanspruchungen, denen es in diesen Arbeitsgängen ausgesetzt ist, ohne wesentliche Veränderungen zu überstehen. Die Zweischichtmaske befindet sich nunmehr in der Form, in der sie in dem Prozeß, in welchem die Phosphorpunkte aufgebracht werden, benutzt werden kann. Wie oben erwähnt, ist dieser Prozeß nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung; seine Verfahrensschritte sind in der Technik bekannt. Hier sei lediglich erwähnt, daß das Verfahren zum Aufbringen der Phosphorpunkte gerade von den kleineren Löchern 14 beeinflußt wird. Sobald die Leuchtschicht U auf der Frontschale 10 aufgebracht ist, wird der aufgalvanisierte Überzug 12a nicht mehr weiter benötigt. In der Tat würde durch ihn die Bildhelligkeit auf dem Bildschirm beeinträchtigt werden, würde man ihn nicht entfernen. Der Überzug wird daher jetzt abgelöst. Vorzugsweise geschieht dies mit einem geeigneten chemischen Ätzmittel, welches das Metall, aus dem der Überzug 12a besteht, angreift, jedoch gegenüber dem Metall, aus welchem die Basisplatte der Maske besteht, im wesentlichen indifferent ist. Die einzelnen Schritte, in denen der Überzug 12a beseitigt wird, sind nicht besonders kritisch. Die Wahl eines solchen geeigneten Ätzmittels, das die erforderliche Zusammensetzung sowie die notwendigen Eigenschaften besitzt, liegt allgemein im Ermessen des Durchschnittsfachmannes. Selbstverständlich muß der Überzug 12a so entfernt

ι ο werden, daß die Maske in ihrer mechanischen Festigkeit nicht beeinträchtigt wird, also ihre ursprüngliche Größe, Form, Lochstellen usw. beibehält.

Nach Entfernen des Überzugs 12a ist die Lochmaske 12 nunmehr für den endgültigen Einbau in die Bildröhre bereit, um dort ihre normale Funktion zu erfüllen, imit dem Ergebnis, daß die Bildhelligkeit des auf den Schirm der Bildröhre produzierten Bildes etwa 10% höher liegt als bei Lochmasken mit kleineren Löchern. Es sei noch erwähnt, daß das Auftragen der lichtundurchlässigen Schicht auf die punktförmige Lackstellen tragende Seite der Metallplatte sowohl vor als auch nach dem Wölben derselben erfolgen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum photographischen Drucken der Leuchtstofl'punkte eines Bildschirms einer Farbbildröhre, bei dem die in der fertigen Farbbildröhre als Farbauswahlmaske enthaltene Lochblende als Schablone beim Drucken verwendet wird und bei dem die Lochblende zum Drucken mit einem lichtundurchlässigen Belag überzogen ist, der die öffnungen der Maske verkleinert und nach dem Drucken entfernt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragen der lichtundurchlässigen Schicht vor dem Ätzen der Löcher der Lochblende folgendermaßen durchgeführt wird:

auf die Metallplatte, aus der die Lochblende hergestellt werden soll, wird ai'f der einen Seite ein Schutzüberzug aufgetragen, wobei die Steilen, an denen öffnungen herausgeätzt werden sollen, ausgespart bleiben und

auf der anderen Seite der Metallplatte wird ein Schutzüberzug an den Stellen aufgetragen, an denen die Löcher entstehen sollen, wobei die abgedeckten Stellen lagemäßig mit den zu ätzenden Stellen übereinstimmen, aber kleiner sind als diese; dann wird die lichtundurchlässige Schicht auf den nicht abgedeckten Stellen der anderen Seite aufgalvanisiert;

anschließend werden die Löcher mit einem Ätzmittel, daß die lichtundurchlässige Schicht nicht angreift, geätzt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtundurchlässige Schicht aufgetragen wird, bevor die Lochblende gewölbt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtabsorbierende Schicht aufgetragen wird, nachdem die Lochblende gewölbt wurde.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum photographischen Drucken der Leuchtstoffpunkte eines Bildschirms einer Farbbildröhre, bei dem die in der fertigen Farbbildröhre als Farbauswahlmaske enthaltene Lochblende als Schablone beim Drucken verwendet wird und bei dem die Lochblende zum Drucken mit einem lichtundurchlässigen Belag überzogen ist, der die öffnungen der Maske verkleinert und nach dem Drucken entfernt werden kann.

Zum Aufbringen der Leuchtstoffpunkte für die drei Grundfarben auf den Bildschirm einer Farbbildröhre sind bereits verschiedene Verfahren bekannt, bei denen dieselbe Lochmaske benützt wird, die später endgültig zum festen Bestandteil der Bildröhre wird. Die relative Lage der Farbpunkte und der Löcher in der Lochmaske ist nämlich derart kritisch, daß es nur schwer möglich ist, für das Aufbringen der Leuchtstoffpunkte auf den Bildschirm einer Fabbildröhre eine andere Maske zu verwenden als diejenige, die für die Fokussierung der Elektronenstirahlen in die Maske eingebaut werden muß. Selbst wenn beide Masken nach ein und derselben Schablone hergestellt werden, ergeben sich Ungenauigkeiten, die eine exakte Reproduzierbarkeit des jeweiligen Bildes unmöglich machen.

Verwendelt man aber, wie dies bereits bekannt ist, die als Schablone für das Aufbringen der Leuchtstoffpunkte

benützte Lochmaske auch zur Fokussierung der Elektronenstrahlen in der Maske, so ergibt sich dadurch ein großer Nachteil.

Zum Aufbringen der Leuchtstoffpunkte muß diese Maske nämlich kleinere Löcher haben als für die Fokussierung erforderlich ist. Diese kleineren Löcher bewirken im normalen Betrieb aber eine Verringerung der Bildhelligkeit im Vergleich zu einer mit größeren Löchern erzielbarcn Helligkeit.

Um diesen Nachteil zu beseitigen sind schon verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen worden. Gemäß der US-Patentschrift 32 31 380 erfolgt zunächst die Herstellung der Lochmaske in der üblichen Weise, indem auf photographischem Wege auf einer mit Abdecklack überzogenen Metallplatte das Lochmuster aufgebracht wird und sodann die Löcher bis zu ihrer maximalen nutzbaren Größe herausgeätzt werden. Anschließend werden die Löcher bei noch vorhandenem Abdecklack mit einem anderen Material als dem Basismetall teilweise verschlossen. Die Maske wird dann zum Aufbringen des Leuchtstoffpunktmusters benutzt. Vor ihrem endgültigen Einbau in die Bildröhre wird das Füllmaterial aus den Löchern wieder entfernt, so daß diese wieder ihre ursprüngliche Größe erhalten. Wenn dieses Verfahren theoretisch auch funktioniert, so sind ihm doch in der Praxis Grenzen gesetzt. Zum einen ist der Abdecklack, der übriggeblieben ist, nachdem das beschichtete Metall ein Ätzbad durchlaufen hat oder mit einem Ätzmittel besprüht worden ist, in der Regel derart angegriffen, daß durch ihn kein ausreichender Schutz mehr gewährleistet wird. Zum anderen muß die Maske vor der Aufbringung des Leuchtstoffpunktmusters gewölbt werden, was aber eine mechanische Bearbeitung der Maske mit einer Warmbehandlung erfordert, die den Lacküberzug zerstört. Die Löcher vor dem Wölben der Maske zu füllen, ist unzweckmäßig, da dadurch die Formgebung, Größe und Form der Löcher verändert würde.

In der US-PS 30 70 441 ist ein weiteres Verfahren zur Aufbringung des Leuchtstoffpunktmusters auf dem Bildschirm einer Farbbildröhre beschrieben, bei dem mit Hilfe der zur Fokussierung der Elektronenstrahlen dienenden Lochmaske die ebenfalls bereits gelochte und gewölbte Lochmaske mit einem kataphoretischen Überzug überzogen wird, der lichtundurchlässig ist, die öffnungen verkleinert und der nach der Aufbringung des Phosphorpunktmusters mit Hilfe einer Ultraschallbehandlung wieder entfernt wird. Dieses Verfahren erfordert eine genaue Überwachung des kataphoretischen Verfahrens, damit die bereits in die Maske eingeätzten Löcher durch den Überzug nicht vollständig überzogen und damit undurchdringlich werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer Lochmaske anzugeben, deren öffnungen während des photographischen Drückens durch einen Überzug verkleinert sind, der nach dem Drucken entfernt wird. Die Verkleinerung der öffnungen durch den Überzug soll dabei genau kontrollierbar sein und der Überzug soll so widerstandsfähig sein, daß er durch die notwendige Weiterbehandlung der Lochmaske nicht beschädigt wird.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Auftragen der lichtundurchlässigen Schicht vor dem Ätzen der Löcher der Lochblende folgendermaßen durchgeführt wird:

auf die Metallplatte, aus der die Lochblende hergestellt werden soll, wird auf der einen Seite ein Schutzüberzug aufgetragen, wobei die Stellen, an denen öffnungen