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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Öffnungs-, Spalt- oder Schlitzgitter
für eine
Elektronen- oder Kathodenstrahlröhre
eines Farbfernsehgeräts oder
eines Farbbildschirms und insbesondere ein leichtgewichtiges Schlitzgitter.
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In
einer Kathodenstrahlröhre
eines Farbfernsehgeräts
oder eines Farbbildschirms werden verschiedenartige Lochmasken und
Schlitzgitter mit schlitzförmigen Öffnungen
verwendet, so daß ein Elektronenstrahl
auf ein vorgegebenes Fluoreszenzmaterial aufgestrahlt wird.
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Ein
Schlitzgitter weist mehrere schlitzförmige Öffnungen auf. Um zu erreichen,
daß es
seine Form geeignet beibehält,
wird es unter hoher Spannung an einem aus Gußeisen hergestellten Rahmen
oder Rahmenkörper
befestigt und dann an einer Kathodenstrahlröhre montiert.
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Je
großformatiger
die Kathodenstrahlröhre ist,
desto schwerer wird das Schlitzgitter. Selbst wenn das Gewicht des
Schlitzgitters selbst nicht wesentlich höher ist, nimmt die für seine
Montage erforderliche Spannung zu, wobei das erhöhte Gewicht des Rahmens mit
dem daran montierten Schlitzgitter unvermeidbar zu einer Gewichtserhöhung der
Kathodenstrahlröhre
führt.
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Um
dieses Problem zu lösen,
wird ein dünnes
Metallmaterial verwendet, um eine leichtgewichtigere Struktur zu
erhalten. 4 zeigt ein Beispiel eines herkömmlichen
Schlitzgitters. 4(A) dient zum Erläutern der
Struktur des Schlitzgitters, und 4(B) zeigt
einen Rahmen, an dem das Schlitzgitter montiert wird.
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Ein
Schlitzgitter 1 weist parallel zu einem auf einer Fluoreszenzfläche angeordneten
Fluoreszenzmaterial ausgerichtete Schlitze 2 und Gitterstege 3 auf.
Ein oberes Ende 4 und ein unteres Ende 5 des Schlitzgitters 1 werden
beispielsweise durch Schweißen
an einem oberen Rahmenabschnitt 7 bzw. an einem unteren
Rahmenabschnitt 8 eines Rahmens 6 befestigt. Wenn
das Schlitzgitter am Rahmen montiert ist, wird eine Spannung auf
das Schlitzgitter ausgeübt.
Aus diesem Grunde wird während
des Schweißvorgangs
eine Kraft derart ausgeübt,
daß der
Abstand zwischen dem oberen Rahmenabschnitt 7 und dem unteren
Rahmenabschnitt 8 vermindert wird.
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Obwohl
der obere Rahmenabschnitt 7 und der untere Rahmenabschnitt 8 aus
einem Material mit hoher Steifigkeit hergestellt sind, tritt am
oberen Rahmenabschnitt 7 und am unteren Rahmenabschnitt 8 unvermeidbar
eine Durchbiegung auf. Die Biegung tritt mit höherer Wahrscheinlichkeit in
einem Mittelabschnitt 7B des oberen Rahmenabschnitts auf als
in einem Endabschnitt 7A des oberen Rahmenabschnitts, so
daß der
Abstand zwischen dem Mittelabschnitt des oberen Rahmenabschnitts
und dem unteren Rahmenabschnitt unvermeidbar ab nimmt. Dadurch wird
die Spannung zwischen dem oberen Rahmenabschnitt und dem unteren
Rahmenabschnitt unvermeidbar ungleichmäßig.
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Die
auf jeden Steg des am Rahmen montierten Schlitzgitters ausgeübte Zugbeanspruchung
ist der auf das Schlitzgitter ausgeübten elastischen oder Federkraft
proportional. Gemäß der Verteilung
der elastischen Kraft ist die Zugbeanspruchung in der Mitte geringer
und an beiden Enden höher.
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Aufgrund
der zunehmenden Tendenz, Kathodenstrahlröhren großformatiger und mit höherer Präzision herzustellen,
wird bei der Herstellung dünnes
Metallmaterial verwendet. Bei der vorstehend beschriebenen Verteilung
der Zugbeanspruchung treten Probleme auf, beispielsweise können die
Gitterstege im Randabschnitt des Schlitzgitters brechen, oder die
durch Wärme
verursachte Dehnung ist ungleichmäßig.
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Um
die vorstehend erwähnten
Probleme zu lösen,
wird durch den vorliegenden Anmelder in der JP 5-174707 A leichtgewichtiges
Schlitzgitter beschrieben, wobei das Gewicht jedes Stegs des Schlitzgitters
im Randabschnitt größer ist
als im Mittelabschnitt, und die von den Abschnitten, in denen keine
Schlitze ausgebildet sind werden dünner ausgebildet, wenn das
Schlitzgitter durch Ätzen
hergestellt wird. Wenn das Schlitzgitter durch dieses Verfahren
hergestellt wird, muß ein
für den
dünnen
Abschnitt geeignetes Resistmuster strukturiert werden, und die Ätzbedingungen
müssen
so festgelegt sein, dass sie für
die geeignete Herstellung des dünnen Abschnitts
angepasst sind.
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US 3 844 005 beschreibt
ein Herstellungsverfahren von Farbwahlelektroden für die Verwendung
in Farbbildröhren,
die mehrere streifenförmige Perforierungen
haben, die mittels quer verlaufenden Brücken, die in einer Farbbildröhre fluoreszierende Flächen mit
mehreren streifenförmigen
Phosphorelementen aufweisen, in mehrere schlitzförmige Bereiche aufgeteilt sind.
Ein erstes Musterelement weist lichtdurchlässige, schlitzförmige Bereiche
auf, die mit zunehmender Entfernung vom Zentrum zu den Enden kleiner
werden.
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JP 05 314920 A beschreibt
eine Gitterblende, die durch Verbinden eines Rahmenkörpers mit dem
Umfang einer dünnen
Metallplatte gebildet wird. Die dünne Metallplatte hat mehrere
streifenförmige Schlitze,
die Licht, das außerhalb
eines Schlitzes auftrifft, abschirmen können.
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JP 07 192645 A beschreibt
einen Farbwahlmechanismus für
eine Farbbildröhre.
Mehrere Stahlbänder,
die durch einen Rahmen gehalten werden, sind in einer Weise entsprechend
einer Frontplatte einer Farbbildröhre angeordnet. Die Dichte
der Stahlbänder
wird von einem Zentrum der Frontplatte zu deren Umfang hin zunehmend
geringer.
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DE 36 01 662 A1 schreibt
eine Farbbildröhre mit
einer verbesserten Schattenmaske. Die Schattenmaske hat einen gelochten
Mittelbereich, einen diesen umgebenden Zwischenbereich und einen
den Zwischenbereich umgebenden Randbereich. An mindestens zwei gegenüberliegenden
Seiten ist die Schattenmaske im Zwischenbereich sowohl auf beiden
Oberflächen
mit einer Vielzahl von parallel zueinander angebrachten Rillen versehen.
Die Rillen auf der Vorderseite sind gegen die Rillen auf der Rückseite
versetzt angebracht. Infolge der Rillen kann die gerillte Fläche des
Zwischenbereiches während
der Formgebung der Maske gedehnt werden, so dass der Grad der Verformung
des gelochten Mittelbereiches der Maske vermindert wird.
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US 5 309 059 A beschreibt
eine Farbbildröhre
mit einer Schlitzblende, die aus einer maximal 0,05 mm dünnen Eisenplatte
besteht und an einem Rahmen mit einer bestimmten Spannung in Schlitzrichtung
angeordnet ist, wobei die Genauigkeit der Schlitzabstände bei
der Herstellung verbessert wird.
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Aufgabe
der Erfindung ist der Vorschlag eines Schlitzgitters mit gegenüber dem
Stand der Technik hinsichtlich Stabilität und Gewicht optimierter Schlitzverteilung.
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Die
vorliegende Erfindung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert
und stellt ein Schlitzgitter bereit, dessen Schlitze sich über einen
Großteil der
Höhe der
Schlitzmaske ohne Unterbrechung erstrecken, wobei die Breite jedes
Schlitzes an der einer Bildschirmfläche zugewandten Seite und an
einer Rückseite
des Schlitzgitters in Längsrichtung
konstant ist, und wobei die Breite jedes Schlitzes an der der Bildschirmfläche zugewandten
Seite in einem Randabschnitt geringer ist als in einem Mittelabschnitt,
so dass die Querschnittsfläche
jedes Stegs des Schlitzgitters im Randabschnitt größer ist
als im Mittelabschnitt.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
werden beispielhaft in den Figuren dargestellt; es zeigen:
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1 eine
Zeichnung zum Erläutern
einer Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Schlitzgitters;
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2 eine
Darstellung zum Erläutern,
wie auf das erfindungsgemäße Schlitzgitter
eine Zugbeanspruchung ausgeübt
wird;
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3 ein
Verfahren zum Herstellen des erfindungsgemäßen Schlitzgitters; und
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4 ein
herkömmliches
Schlitzgitter.
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Erfindungsgemäß wird die
Breite jedes Schlitzes und die Breite jedes Stegs an der Vorderseite
und an der Rückseite
eines Schlitzgitters in Längsrichtung
des Schlitzes konstant gehalten, während die Breite jedes Schlitzes
des Schlitzgitters an der Vorder- und an der Rückseite verschieden ausgebildet
ist. Die Breite des Schlitzes an der der Bildschirmfläche zugewandten
Seite ist größer ausgebildet
als an der Rückseite,
und die Breite des Schlitzes im Randabschnitt ist kleiner als diejenige
des Schlitzes an der der Bildschirmfläche zugewandten Seite im Mittelabschnitt.
Dadurch nimmt die Querschnittsfläche
der Stege des Schlitzgitters vom Mittelabschnitt zum Randabschnitt
hin zu.
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Die
Schlitzbreite ist an der der Bildschirmfläche zugewandten Seite ein auf
der Oberfläche
der der Bildschirmfläche
zugewandten Seite des Gitters gemessener Wert der Schlitzbreite,
und die Schlitzbreite an der Rückseite
ist ein auf der Oberfläche
der Rückseite
des Gitters gemessener Wert der Breite.
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1 zeigt
eine Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Schlitzgitters. 1(A) zeigt eine Draufsicht, und 1(B) zeigt eine Darstellung von Querschnitten
von Gitterstegen im Mittelabschnitt entlang der Linie A-A des in 1(A) dargestellten Schlitzgitters. 1(C) zeigt eine Darstellung von Querschnitten
von Gitterstegen im Randabschnitt entlang der Linie B-B des in 1(A) dargestellten Schlitzgitters. Zwischen
den Stegen 3 des Schlitzgitters 1 ist die Breite
eines Schlitzes 9 an der der Bildschirmfläche zugewandten
Seite größer als
die Breite eines Schlitzes 10 an der Rückseite, wie in 1(B) dargestellt, und die Breite eines
Schlitzes 9 zwischen den Stegen ist an der der Bildschirmfläche zugewandten
Seite im Randabschnitt geringer als die Breite eines Schlitzes im
Mittelabschnitt, wie in 1C dargestellt,
und die Querschnittsfläche
der Gitterstege 3 ist im Randabschnitt größer.
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Im
allgemeinen ist die elastische Kraft des Rahmens im Mittelabschnitt
geringer und nimmt zum Randabschnitt hin zu. Bei einem Schlitzgitter
mit gleichmäßiger Querschnittsfläche, wie
beispielsweise bei einem herkömmlichen
Gitter, ist, wenn das Schlitzgitter am Rahmen montiert ist, die
Verteilung der Zugbeanspruchung der Verteilung der elastischen Kraft ähnlich.
Beim erfindungsgemäßen Schlitzgitter
ist dagegen, wie in 2(A) dargestellt, in
der die Verteilung der elastischen Kraft auf den Rahmen des erfindungsgemäßen Schlitzgitters
dargestellt ist, die Zugbeanspruchung im Mittelabschnitt geringer
und im Randabschnitt höher.
Wenn die Querschnittsfläche
der Stege des Schlitzgitters im Randabschnitt größer ist als im Mittelabschnitt,
wie in 2(B) dargestellt, und das Schlitzgitter
am Rahmen montiert ist, kann jedoch eine gleichmäßige Verteilung der elastischen
Kraft erhalten werden, wie in 2(C) dargestellt.
Dadurch wird auf jeden Steg im Mittelabschnitt und im Randabschnitt
des Schlitzgitters etwa die gleiche Zugbeanspruchung ausge übt, und
das Schlitzgitter kann unter gleichmäßiger Zugbeanspruchung montiert
werden.
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Beim
erfindungsgemäßen Schlitzgitter
variiert die Differenz zwischen der Breite an der der Bildschirmfläche zugewandten
Seite im Mittelabschnitt und der Breite im Randabschnitt gemäß der unterschiedlichen
Dicke des Basismaterials des Schlitzgitters oder gemäß der Differenz
der Steifigkeit des Rahmens, wenn das Schlitzgitter daran montiert
ist, oder gemäß der durch
das Basismaterial gebildeten Form. Beispielsweise kann die Struktur
oder Konstruktion derart sein, daß ein Schlitz mit normaler Breite
an der der Bildschirmfläche
zugewandten Seite und an der entgegengesetzten Seite ausgebildet ist,
wobei die Breite des Steges an der der Bildschirmfläche zugewandten
Seite im Mittelabschnitt und im Randabschnitt 30 bis 50 μm beträgt.
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Nachstehend
wird ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Schlitzgitters
unter Bezug auf 3 beschrieben.
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Eine
dünne Platte 11 aus
einem weichen, unlegierten Stahl, Invar, usw. wird gewaschen (A),
und eine Deckmasse bzw. ein Resist 12, z.B. Casein, Polyvinylalkohol,
usw. wird auf beide Seiten der dünnen Platte
aufgeschichtet (B), und unter Verwendung einer Photomaske 13 mit
einem darauf ausgebildeten Ätzmuster
wird das Resist Licht ausgesetzt (C). Das Ätzmuster ist so ausgebildet,
daß die
an der der Bildschirmfläche
zugewandten Seite ausgebildete Schlitzbreite größer und die Schlitzbreite an
der Rückseite
kleiner ist. Daraufhin wird eine Verarbeitung, z.B. eine Härtungsbehandlung,
eine Trocknungs- oder Einbrennbehandlung, usw. ausgeführt, und
im Fall eines wasserlöslichen
Resists wird unter Verwendung von warmem Wasser ein Entwicklungsschritt
ausgeführt,
und es wird ein Resistmuster 14 ausgebildet (D). Daraufhin
wird eine Ätzlösung von beiden
Seiten aufgesprüht, und
das Muster wird geätzt,
wobei Schlitze 15 ausgebildet werden (E), und nach dem Ätzen wird
das Resist abgelöst
(F). Gekrümmte
Flächen,
die die Schlitze an den Vorder- und an den Rückseiten verbinden, können durch Ändern der
Musterbreite und der Ätzbedingungen
angepaßt
bzw. eingestellt werden.
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Nachstehend
wird ein Beispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Auf
beiden Seiten eines Basismaterials aus kohlenstoffarmem Stahl mit
einer Dicke von 100 μm wurde
eine wasserlösliche
Caseinresistschicht aufgebracht. Nach einem Trocknungsvorgang wurde das
Resist unter Verwendung eines Paars Glas-Trockenplatten mit Mustern
auf der Vorder- und auf der Rückseite
schlitzförmig
strukturiert. Die in diesem Fall verwendeten vorder- und rückseitigen
Muster hatten die Form eines Schlitzes mit der gleichen Breite in
Längsrichtung.
Die Breite des Musters an der der Bildschirmfläche zugewandten Seite nahm
vom Mittelabschnitt zum Außenrandabschnitt
hin allmählich
ab, und der Breitenunterschied zwischen dem Mittelabschnitt und
dem Außenrandabschnitt
betrug 40 μm.
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Daraufhin
wurde eine Verarbeitung ausgeführt,
z.B. ein Belichtungsvorgang, eine Härtungsbehandlung, eine Trocknungs-
oder Einbrennbehandlung usw. Anschließend wurde auf die durch eine Strukturierungsbehandlung
bearbeitete Seite des Resists eine Eisenchloridlösung (Lösungstemperatur 60°C; volumenbezogene
Masse 48° Be)
durch eine Sprühdüse als Ätzlösung aufgesprüht, und
es wurde ein Ätzvorgang
ausgeführt.
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Nach
dem Ätzen
wurde das Produkt mit Wasser gewaschen, und das Resist wurde unter
Verwendung einer alkalischen wässerigen
Lösung
abgelöst,
und das Produkt wurde weiter gewaschen und getrocknet.
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Dadurch
wurde erreicht, daß die
Schlitzbreite an der Rückseite
die gleiche war wie beim herkömmlichen
Produkt, und die Querschnittsfläche
der Stege war im Außenrandabschnitt
etwa 50% größer als
diejenige der Stege im Mittelabschnitt.
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Durch
eine relativ einfache Verarbeitung, durch die erreicht wird, daß die Schlitzbreite
an der der Bildschirmfläche
zugewandten Seite des Schlitzgitters im Mittelabschnitt größer ist
als die Schlitzbreite im Randabschnitt, kann eine geeignete Querschnittsflächenverteilung
der Schlitzgitterstege erreicht werden. Wenn das Schlitzgitter montiert
ist, kann eine etwa gleichmäßige Verteilung
der elastischen Kräfte
erhalten werden.