DE2012046A1

DE2012046A1 - Lochmasken-Farbbildröhre und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE2012046A1
Application number: DE19702012046
Authority: DE
Inventors: Asahide Kawasaki; Ohta Yasuo; Ikegaki Makoto; Goshi Seiji; Tanaka Hiroshi; Fukaya Saitama; Tsuneta (Japan)
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1969-03-14
Filing date: 1970-03-13
Publication date: 1970-10-01

Description

Lochmasken-Fa@bbildröhre und Verfahren zu deren Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf Lochmasken-Kathodenstrahlfarbbildröhrcnmit einer Lochmaske, die schlitzartige Strahldurchtrittsöffnungen aufweist, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Farbbildrbhre.
In jünqster Zeit ist eine Vielzahl von Kathodenstrahlfarbbildröhren mit Lochmasken mit schlitzartigen Strahldurchtrittsöffnungen entwickelt worden. Eines der bei Röhren mit Schlitzlochmaske auftretenden Prohleme besteht in den Moiré-Erscheinungen, die sich aus der Korrelation zwischen Schlitzanordning und Strahlablenkrichtung ergeben. Ein anderes Problem betrifft die @ildqualität bei hoher Int@ntisätsbedingung.
Als Beispiel für eine Anordnng von SrSrahldurchtrittsöffnungen gemäß dem Stand der Technik sei angenommen, daß die Öffnungen geradlinig ausgerichtet in Strahlablenkrichtung und in der dazu senkrechten Richtung angeordnet seien, wobei zwischen den Öffnungen ein vorbestimmter Zwischenabstand vorgesehen ist, Die @ualität des Bildes bei hoher Intensität ist eng verbunden mit einem Verhältnis #/Sw, wo@ei # der Länge des Schlitzes in dessen Längsrichtung und Sw der Brei einer Ilorizontalabtastzeile auf der Fluoreszenzebene entspricht. Von den erfindern ermittelte experimentelle Daten zeigen, daß die Bildqualität bei hoher Intensität Qtwa den gleichen Standard ergibt im Vergleich mit einer gvwohnlichen Lochmasken-Farbbildröhre mit k@eisförmigen Strahld@@chtrittslöche@@ wenn das Verhält@is #/Sw unter 2 liegt, während die @ualität merklich verbessert ist, wenn dieses Verhältnis #/Sw gleich oder größer als 2 ist. Die Längsausdehnung der Schlitze jedoch steht in enger Beziehung mit den auftretenden Moire-Erscheinungen. Das Moiré-Phänomen ist nämlich im allgemeinen bestimmt durch das Verhältnis Sp/( # + g), wobei Sp der Teilung der Strahlablenkung auf der Lochmaske und g dem Zwischenraum in Längsrichtung zwischen benachbarten Schlitzen entspricht. Liegt das Verhältnis Sp/( # + g) unter 1, so zeigen sich beträchtliche Moiré-@rscheinungen, und selbst wenn dieses Verhältnis größer als 1 ist treten Moir@-Muster auf, wenn dieses Verhältnis den Werten 1/1, 4/3, 3/2, 1/2 entspricht oder diesen Werten nahekommt. Ein für dieses Verhältnis praktikabler Wert,bei dem keine Moiré-Muster auftreten, ist gewöhnlich 4 oder mehr, so daß bei einer Farbbildröhre mit geradlinig in Strahlablenkrichtung angeordneten schlitzartigen Öffnungen die Längsausdehnung der Schlitze beträchtlich begrenzt i st. Dadurch wird die Erzeugung eines lichtstarken Bildes weit/gehend unmöglich. So muß beispielsweise für eine Fluoreszenzebende mit einer Längsabmessung von 220 mm zur Bescitigung der Moiré-Erscheinung die Teilung der Schlitzöffnungen kleiner als 0,2 mm sein. Da die Rreite (Sw) der Abtastzeile im allgemeinen 0,3 mm beträgt, wird die Länge der Schlitz@@@nungen ä@ßerst kurz, so daß die Erzeugung einer befriedrigende@ Bildqualität mit hoher Intensität schwierig wird.
Ein weiteres bei Farbbildrö@@@@ mit Schlitzlochmaske auftretendes Problem ergibt sich aus einer Schwierigkeit bei der Herstellung der Schlitze in gewünschten Form, d.h. gewöhnlich Rechteckfo@m, wenn die Schlitzöffnungen in einer Lochmaskengrundplatte durch Ätzverfahren hergestellt werden sollen.
Die schlitzartigen Strahldurchtrittsöffnungen werden nämlich heirn Ätzen unvermeidlich elliptisch, und die Schlitzumrandung ist über die längsseitig einander gegenüberstehhenden Kanten bzw. an gegenüberstehenden Enden ungenau geätzt, woraus sich ebenfalls eine Verminderung der Bildqulität ergibt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lochrnasken-Farbbildröhre zu schaffen, bei der keine Moiré-Erscheinungen auftreten und mit der sich ein qualitativ hochwertiges Bild bei hoher Intensität erzeugen läßt.
Weiterhin soll durch die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Lochmasken-Farbbildröhre angegeben werden, mit der sich ein Bild hoher Qualität dadurch erzeugen lGßt, daß im allgemeinen rechteckförmige Schlitze in einer Lochmaske durch Ätzverfahren hergestellt werden.
Eines der Ziele der Erfindung wird dadurch erreicht, daß bei einer Lochmaske mit einer Vielzahl von schlitzartigen Strahldurchtrittsöffnungen. deren Länqsrichtung senkrecht zur Strahlablenkrichtung ausgerichtet ist, die schlitzartigen Strahldurchtrittsöffnungen geradlinig in Längsrichtung und in Strahlablenkrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sind, wobei der Betrag der Versetzung gleich 1/n der Längsteilung der Schlitze ist und wobei 2 C n < 14 gi@@.
Das weitere Ziel der Erfindung, das zur Vervollständiatng des ersterwähnten Ziels dient, besteht in einer präzisen Ausbildung der schlitzartigen Strahldurchtrittsöffnungen und wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Lochmaskengrundplatte zunächst von einer Seite vorgeätzt wird und von der anderen Seite der Platte aus fertiggeätzt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen in beispielsweise@ Ausführungsformen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch in teilweise ge@rochener Dars@ellung die @erspektivansicht einen erfindungsgemäß ausgebildeten Kail@denstrah@@-Farbbildröhre; Fig. 2 verdentlicht eine vergröß@@@ @eilan@@cht der in Fig. 1 gezeigten Lochmaske; Fig. 3 zeigt in vergrößerter Darstellung einen Teil eine@ anderen Lochmaske gemäß der Erfindung; Fig. 4 zeigt ebenfalls in vergrößerter Darstellung eine Teilansicht einer weiteren erfindungsgemäß ausgebildeuten Lochmaske; Fig. 5 veranschaulicht ebenfalls einen vergrößerten Teilausschnitt einer weiteren erfindungsgemäß ausgebilden Lochmaske; Fig. 6A und 6B verdeutlichen schematisch die Anordnung der Strahldurchtrittsöffnungen bei einer erfindungsgemäßen Lochmaske; Fig. 7A und 7B zeiqen in Draufsicht und im Schnitt eine der gemäß der Erfindung hergestellten Schlitzöffnungen in der Lochmaske; Fiq. 8 sind 9 zeiqen Schablonenausgangsplatten. die zur Herstellung der in Fig. 10 gezeigten Belichtungsschablonenplatten verwendet werden; Fig. 10 zeigt in Draufsicht eine Belichtungsschablone, die z@@ Hersi@llung der Schlitzö@@nungen in der er@in dungsgemäßen Lochmaske dient; Fig, 11 veranschaulicht im Schnitt einen Verfahrensschritt, bei dem die Schlitzöffnungen in der Lochmaskengrundplatte unter Verwendung der in Fig. 10 gezeigten Belichtungsschablone hergestellt werden; und Fig. 12 zeigt in schematischer Perspektivdarstellung eine Belichtungsvorrichtung zur erfindungsgemäßen Erzeu gung der Schlitzöffnungen in der Lochmaskengrundplatte.
Die in Fig. 1 gezeigte Lochmaslcerl-Farhbildröhre 1 gemäß der Erfindung ist beispielsweise init drei im Inheren eines Halses 2 angeordneten Elektronenkanonen 3, sowie mit einer Elektronenstrahlablenkeinrichtung 4 versehen, die außerhalb des Halses 2 angeordnet ist. Am weiteren Ende eines Trichterabschnitts 5 des Rohres 1 ist eine Frontplatte 7 angeordnet, die eine Vielzahl rechteckförmig ausgebildeter und auf der Innenfläche dieser Platte angeordneter Fluoreszenzpunkte oder -flacken 6 allfweist. Den Fluoreszenzflecken 6 benachbart ist eine Lochmaske 9 mit im allgemeinen rechteckförmlg ausgebildeten Strahidurchtrittslöchern 8 angeordnet. Die Strahldurchtrittslöcher 8 sind in Strahlablenkrichtung (Horizontalrichtung) gegeneinander ver-@@tzt und in Vertikalrichtung geradlinig parallel zueinander angeordnet.
Wit: hereits erwähnt, ist die Erfindung u.a.dadurch gekennzeichnet, daß die Strahldurchtrittslöcher 8 in Horizontalrichtung gestaffelt oder gegeneinander versetzt sind. Dieses Merkmal wird nachfolgend in näheren Einzelheiten beschrieben.
Mit Bezug auf Fig. 2 sei angenommen, daß die Schlitze 8 der Lochmaske 9 eine Horizontal teilung p und eine Länge # bei einem Vertikalabstand g zwischen den Schlitzen aufweisen. Damit ergibt sich die Vertikalteilung der Schlitze 8 zu ( + g). In dem dar@ gestellten Beispiel koinzidieren die Schlitze 8 bei einem horizontalen Versatz nach jedem achten Schlitz 5 und jeder Schlitz 8 ist gegen den nächsten Schlitz um ein Achtel (1/B) der Schlitzteilung versetzt.
Als Beispiel sei angenommen, daß die in Fig. 2 gezeigte Lochmaske 9 in einer 13 Zoll-Parbbildröhre verwendet wird, wobei weiterhin angenommen wird, daß die Schlitzlänge = 0,68 mm und der Zwischenabstand g = 0,12 mm betrage, so daß sich die Schlitzteilung ( # + g) zu 0,8 mm ergibt. Daraus folgt, daß jeder Schlitz 8 gegen derl nächsten Schlitz, in Horizontalrichtung gesehen, um 0,1 mm versetzt ist. Bei dieser 13 Zoll-Schlitzlochmasken-Farbbildröhre ergibt sich das die Bildgualität bei hoher Intensität bestimmende Verhältnis #/Sw , da die Breite der Horizontalabtastzeile für gewöhnlich 0,3 mm beträgt, wie oben erwähnt, mit dem Wert 2@ so daß sich eine sehr befriedi@ende Bildqualität erzielen läßt.
Die Bildabmessung in Vertikalrichtung beträgt bei einem 13 Zoll-Farbrohr 220 mm, wobei 480 bis 490 Horizontalabtastzeilen auf der Fluoreszenzebene auftreten können, so daß die Teilung Sp der Horizontalabtastzeile etwa 0,45 mm beträgt. Durch Versuche wurde gefunden, daß sich bei einem Versatz der Schlite 8 in Horizontalrichtung die Teilung ( # + g) der Schlitze re@iprok zum Verhältnis n vermindert. Beim obigen Beispiel ergibt sich damit die tatsächliche oder wirksame Teilung der Schli@ze zu ( # + g)/8. Damit läßt sich die Beziehung Sp/( # + g), die den Bereich, in dem Moiré-Muster nicht auftreten, ersetzen durch die Beziehung n.Sp/( # + g). Dies bedeutet, daß die Schlitzlänge # länger gewählt werden kann, ohne daß Moiré-Erscheinungen auftreten, wodurch sich ein lichtstärkeres Bild gewinnen laßt.
Im obigen Beispiel beträgt die effektive Teilung der Schlitze 8 0,8/8 - 0,1 mm, so daß sich gemäß der den Mcire'--treien Bereich bestimmenden Bezichung n.Sp/( # + g) ein Wert von 4,5 ergibt, und dies bedeutet ein Moir@-freies helleres Farbbild.
Fig. 3 veranschaulicht eine Ausführungsform, bei der n = 3 gewählt ist, d.h. die Schlitze sind in Horizontalrichtung jeweils nach drei Schlitzen aufeinander ausgerichtet. Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform mit n -- 4, d.h. die Schlitze sind hier, in Horizontalrichtung gesehen1 nach jeweils vier Schlitzen aufeinander ausgerichtet. Bei beiden .Nusfuhrungsformen lassen sich helle Farbbilder hoher Qualität, ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2, gewinnen.
Da bei Farbbildröhren andererseits im allgemeinen eine elektromagnetische Ablenkeinheit, wie etwa die in Fig. 1 gezeigte Ablenkeinhe7t 4, verwendet wird, kann es auftreten, daß die Abtastzeile in Bezug aiif die Horizontal linie der Frontplatte 1 auf Grund struktureller Eigenschaften dieser Vorrichtung und aijf Grund von Fertigungstoleranzen der Röhre geneigt ist. Wird in einnm solchen Fell dar Verhältnis n mit einem zt,i hohen Wert angesetzt, so kann die die Längszwischenräume g der Schlitze verbindende Gerade mit der Abta'stzeile zusammenfallen, so daß unerwünschte Störungen auftreten, die wiederum Moiré-Phänomene zur Folge haben können. Daraus ergibt sich eine obere Grenze für das Verhältnis n, das durch Versuche mit vielen praktisch herstellbaren Schlitzlochmasken ermittelt wurde. Die erwähnten unerwünschten Erscheinungen treten nicht auf1 wenn n kleiner oder gleich 14 gewählt wird. Als untere Grenze für n ergibt sich keine Beschränkung, es sei denn, daß n nicht gleich 1 sein soll. Um eine hohe Bildqualität bei hoher Intensität zu erzielen, soll die Schlitzlänge /der Schlitze 8 mindestens 0,6 mm betragen in Anbetracht der praktisch vorhandenen Breite der Horizontalabtastzeile, und der Zwischenabstand g sollte ZU etwa 0,1 mm gewählt sein, wenn das Herstellungsverfahren beispielsweise für eine 13 Zoll-Maske zugrundegelegt wird. Andererseits ist die Bild@röße in Längsrichtung der größten bisher erhältlichen Farbbildröhre etwa 400 mm, und die Teilung Sp der Horizontalabtastzeile beträgt etwa 1,2 mm, so daß das Verhältnis n vorzugsweise qleich oder größer als 2 gewählt wird (n 1 2), um ein Moiré-freies Bild hoh r Qualität mit einer Schlitzlochmasken - Farbbildröhre zu erhalten.
Bei den bisher bschriebenen Ausführungsformen waren die Lochmasken lediglich im Hinblick auf Moiré-Erscheinungen und Bildqualität bei hoher Intensität betrachtet worden. In Praxis weisen die Lochmasken eher eine gekrümmte als eine ebene Oberfläche auf, da sie in einer Farbbildröhre eingebaut sind.Bei der Herstellung muß daher auch die mechanische Festigkeit in Betracht gezogen werden. Fig. 5 zeiqt: eine weitere Ausführungsform einer Lochmaske, bei der bestimmte Anforderungen hinsichtlich der mechanischen Festigkeit berücksichtigt sind. Mit Bezug auf Fig. 5 sei angenommen daß mit d die vertikale Verschiebung oder Versetzung zwischen benachbarten Schlitzen 8 und mit N die anzahl der Schlitze bezeichnet sei, die zwischen @n H@rizontalrichtung mitei@ander koin@@@@@@@@@@@ Sch @. @ei einem 13 Zoll-Bild, p = 0,60 mm, eine@ Teilung + + g) von 1,5 mm, mit #= 1,35 mm, g - 0,15 mm und d = 0,56 mm ergaben die noch auftretenden Moiré-Erscheinungen für einen Beobachter keine merklichen Störungen oder Qualitätseinbußen, und die Maske wies eine gegen Verformungskräfte ausreichende mechanische Festigkeit auf. In diesem Beispiel wurde die Zahl N zu 8 gewählt. ei einem abgewandelten Beispiel, bei dem d auf 0.375 mm reduziert wurde, ergab sich. obgleich die Moiré-Erscheinungen etwas stärker als bei dem in Fig. 5 gezeigten beispiel auftraten, mit einer sehr befriedigerden Maske ein gutes Bild. Auch bei diesem Beispiel wurde N zu 8 gewählt.
Wie erwähnt, lassen sich durch Zickzackanordnung der Schlitze in Horizontalrichtung mit einer Verschiebung d zwischen benaclibarten Schlitzen als vorbestimmbarem Wert und ohne Veränderung der Schlitzlängsteilung störende Moiré-Erscheinungen beseitigen. Weiterhin lassen sich störende Moiré-Erscheinungen wirksam vermindern, wenn die Breite der Zickzackanordnung in Längsrichtung,die diesem Faktor N/2 x d entspricht, wesentlich oder, wie in Fig. 6B gezeigt, etwas größer ist als die Teilung ( t+ g), d.h. wenn gilt: d x N/2 > ( # + g). Bei dieser Anordnung nach Fig. 6B lassen sich die Moiré-Phänome besser besei-Ligen als bei der in Fig. 6A gez@@g@en Aus@ührungsform@ die Breite N/2 x d gegenüber der I,ängsteilung ( /+ g) der Schlitze vermindert ist, d.h. wenn gilt ( 6+ g)>N/2 x d.
Wie Fig. 5 weiter zeigt, sind die Schlitze entlang der um einen Winkel Q geneigten Geraden angeordnet, webei gilt tan # = d/p.
Der seitliche Abstand bei dieser Anordnllng beträgt pN/2, und die Anordnung weist keine Gleichausrichtung auf, so daß das Auftreten von Moiré-Erscheinungen äußerst selten ist. Wenn ( # + g)/d und N so gewählt werden daß. deren Verhältnis nicht einem einfachen ganzzahligen Verhältnis, wie etwa 1=2, entspricht, so kann vermieden werden daß die Schlitze in periodischem Abstand auf derselben Geraden liegen, so daß eine wirksame zufallsverteilte Anordnung getroffen ist Mit dieser voreilhaften An@rdnung läßt sich das Auftreten von Moire-Erscheinungen weiter ver@@ndern Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen sind die Schlitze in Horizontalrichtung zickzackförmig angeordnet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese besondere Anordnung beschränkt,. vielmehr können die Schlitze auch im Verlauf einer periodischen Funktion, wie etw@ einer Wellenform, angeordnet sein.
Die erfindungsgemäße Lochmaske umfaßt die oben dargelegten Schlitzanordnungen sowie eine Schlitzform, die die vorteilhafte Wirkung dieser Schli@zanordnungen garantiert, sowie ein erfahren zu deren Herstellung.
Die Fig. 7A und 7B zeigen einen der erfindungsgemäß ausgebildeten Schlitze einer Lochmaske, bei der die Schlitze eine geneigte Ebene 15 längerer Que:schnittsabmessung und eine geneigte Fläche 16 aufweisen,die im Querschnitt eine kürzere Strecke darstellt. Es ist von Bedeutung, daß über die Dicke der Lochmaske das Verhältnis e/f der längeren und der kürzeren Ebenen mindestens 4:1 beträgt. Dies beruht darauf, daß die Form und Größe des Strahldurchtrittsschlitzes 8 im Effekt durch die kürzere geneigte Ebene 16 bestimmt sind, und aus diesem Grund ist es wichtig, diesen Abschnitt so dünn als möglich auszubilden und in einem raschen Ätzvoryang herzustellen. Es wurde experimentell gefunden, daß das Verhältnis etwa im oben angegebenen Bereich liegen sollte. Die Dicke der Metallplatte liegt vorzugsweise im Bereich von 0,10 bis 0,15 mm, wenn die mechanische Festigkeitç bei ParalLelogrammschlitzen in Betracht gezonen wird. Unter Eerücksichtigung der obigen Ausführungen liegt die Dicke der kürzeren geneigten Ebene 16 vorzugsweise im Bereich von 0,020 bis 0,30 mm oder darunter.
Eine so ausgebildete Lochmaske weist außerordentlich genau geschnittene Strahldurchtrittsöffnungen 8 auf, so daß ein Sicherheits- odcr Schutzring in Richtung der kürzeren Seite in auseichenden Maße begrenzt werden kann, und die Ecken der 'arallelogramme sind sehr präzise ausgebildet, so daß ein erwünschter Strahldurchtrittskennwert erreicht wird.
Im folgenden wir ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Lochmaske näher beschrieben.
Zunächst wird ein erster Schirm mit alternierend anqeordneten sransparenten und lichtundurchlässigen Abschnitten vorhereitet (Fig. 8). Wie bei der Photoplattenherstellung wird auf die Rückseite des Schirms ein lichtempfindliches Material aufgebracht, das durch von einer vor dem ersten Schirm angeordneten Lichtquelle ausgehendem, parallel einfallendem Licht belichtet wird, so daß auf dem lichtempfindlichen Material entsprechend dem ersten Schirm Linienmuster erzeugt werden. Andererseits wird der zweite Schirm mit: wellenförmigem Muster 20 (Fig. 9) nach einem genauen technischen Zeichenverfahren und anschliesender Verkleinerung mittels einer Kamera hergestellt. Zur Herstellung eines zusammengesetzten Musters 30, wie es in Fig. 10 gezeigt ist, werden die beiden Schirme genau übereinandergelegt.
Gemäß der Erfindung werden zwei derart hergestellte ztlsammengesetzte Muster oder Schablonen verwendet. Die Größe der undurchsichtigen Abschn@t@e 19 unte@schelden sich vo@zugsweise von@ ander, was weiter unten näher erläutert wird.
Als lichtempfindliches Material wurde beispielsweise Fuji Risortho-Film und als Entwicklerlösung wurde Fuji Super Resodole verwendet.
Es wird eine weiche Stahlplatte von 0,1.6 mm Dicke bereitgestellt. auf die lichtempfindliches Material aufgebracht wird Die Platte wird dann durch die be.chriebene Schablone belichtet, entwickelt und getrocknet. Danach erfolgt eine Wärmebehandlung und ein Ätzvorgang, um eine Lochmaske zu erzeugen, die Elektronenstrahldurchtrittsöffnungen einer wie oben beschriebenen vorbestimmten Konfiguration aufweist.
Wie Fiq. 11 zeiqt, wird eine weiche Stahlplatte 40 mit 3%-iger Salpetersäure vorbehandelt und mit einem geeigneten alkalischen Agens entfettet, worauf eine lichtempfindliche Lösung 41, die ein Klebemittel und Dichromsäureammonium enthlt, auf beide Seiten der Platte aufgebracht wird. Nach dem Trocknen werden zwei Schablonen mit rechteckförmigen dunklen Stellen 19a und 19b von vorbestimmter Größe in engen Kontakt mit beiden Seiten der Platte gebracht. Das Drucken erfolgt unter Verwendung einer Ultraviolett-Lichtquelle, wie etwa einer Hochspannungsquecksilberlampe. Anschließend wird die Platte entwickelt und gewaschen, um die durch das Ultraviolettlicht nicht belichteten Abschnitte zu entfernen. Anschließend erfolgt die Trocknung und eine weitere Wärmebehandlung. Dadurch werden auf beiden Seiten der weichen Stahlplatte 40 rechteckförmige belichtete weiche Stahlflächen entsprechend den dunklen Bereichen 19a und 19b hergestellt. Durch Aufsprühen von Chloridlösung unter einem Flüssigkeitsdruck von etwa 2 kg/cm2, einer Temperatur von etwa 600C und in einer Menge von etwa 200 1/Minute werden die größeren rechteckigen Abschnitte geätzt. Die für diesen Ätzvorgang benötigte Zeit~liegt bei etwa 1 1/2 Minuten, und dabei wird die in Fi, 7B qezeiqte Ausnehmung oder Vertiefung mit größerem Durchmesser geätzt. Die Ausnehmung ist vorzugsweise so tief als möglich. Wird eine genügend tiefe Ausnehmung bei diesem Verfahrensschritt ausgeätzt, so lassen sich durch Aufsprühen von Ätzlösung auf die der geätzten Seite gegenüberliegende Seite leicht rechteckförmige Öffnungen ausbilden. Dies ermöglicht eine leichte Einstellung der Ätzzeit für die Abschnitte mit kleinerem Durchmesser und erleichtert mithin auch die genaue Begrenzung der Öffnungen. Durch Ätzen von der den gr@ßen Ausnehmungen @egenüberliegenden Seite mittels eines Sprübverfahrens wie bei dem @@igen Verfahr@@s@@@@@@ werden die als rechteckfö@@@@@ Schlitze 8 aus@ebildeien Löcher für den Elcktronenstrahldurchtritt her@estellt. Dieser zweite Ätzvorgang @@@ @@ w@@@ @@@ @@ Sek@@@@@. @@@ @@ @@@ @@@ @@@ V@@@@@-@@ des @@@@@@ @@@@ @@@@ @@@@ @@@@@@@@@ @@ @@@@@ @@@ kleinerem Durchmesser größer 4:1 gewähl@ wird. @@@teht in felgendem: Wird der Abschnitt mit größerem Durch@@@@er nied@@@er, d.h. geringer, als es dem obigen Verhältnis entspricht. gemacht.
so muß der Bereich mit klein@rem Durchmesser @@twendigerwe@se während einer unerwünscht langen Zeitdau@@ g@ätzt werden. so daß auch unter Umständen ein unerwünschter Abschnitt abg@ätzt wird, so daß sich weitg@hend rechteckförmige Ö@f@ungen und Öffnungen verbestimmter Größe nicht mit Sicherheit erre@chen lassen. Wird andererseits der Abschnitt mit größ@@em Durchmesser zu tief gemacht, d.h. wird der Ätzvorgang bis zum Durchbruch fort@ese@zt, so wird die Konfiguration der rechteckförmigen Öffnungen verformt. Gute E@gehnisse werden erzielt, w@@@ die Ausn@hmung so tief als möglich, jed@ch nicht bis zum Durchbruch geätzt wird. Es wurde gefunden, daß die so hergestellte Lochmaske in der Farbbildröhre vorzugsweise so eingebaut wird.
daß der Elektronenstrahl gegen die Abschnitte mit kleinerem Durchmesser @erichtet ist.
Es wurde durch Versuche weiter ge/funden. daß die Schlitzkonfiguration. insbesondere die Schlitzkonturen, der Lochmaske weiter verbessert werden kann, wenn die zur Herstellung der Sch@@@@@@@ @@wa nach Fig. 10 verwendete Belichtungsv@rrichtung weiter verbessert wird.
Fig. 12 gibt ein Beispiel für eine solche Belichtungsvorrichtung. Eine Flaulichtlampe 31 für 100 V und einer Leistung von 500 W wird als Lichtquelle verwendet, vo@ der eine Streuplatte 32, etwa Opal- oder Milch@lasplatte, angeordnet ist, die das von der Lampe ausgehende Flaulicht streut. Weiterhin ist eine Blende zur Begrenzung des parallelstrahlig aus der Streuplaste austretenden Lichtes vorgesehen Die Blende weist einen Schlitz von etwa 15 rnm Breite und etwa 50 mm Länge auf, durch den das Flaulicht in einem gleichmäßigen rechteckförmigen Lichtstrahl austritt. Ein Schirm 36, der eine Anzahl rechteckförmiger Öffnungen 35 von 0,10 mm Breite und 1,0 mm Länge a@fweist, d@ren Län@@ausrichtung mit der Längsrichtung des Lichtstrahles koinzidiert, ist mehr als etwa 3000 mm von der Blende entfernt angeordnet Falls erforderlich, kann - wie gezeigt - zwischen der Blende 33 und dem Schirm 36 eine Linse 37 vorgesehen sein. In etwa 6 mm Abstand hinter dem Schirm 36 ist ein lichtempfindlicher Film 38 aufgespannt. Bei dieser Anordnung erfolgt eie Belichtung während 3 Minuten.
Auf diese Weise wird das erste Muster mit den dunklen Flächenbereichen 19b von etwa 0: 13 mm Breite und etwa 1,03 mm Länge auf dem Film 38 ausgebildet, so daß die in Fig 11 verwendete Schablone erhalten wird. Durch Wiederholung ähnlicher Verfahrensschritte, wobei jedoch eine Blenden von 1,5 mm Breite verwendet wird, wird die zweite Schablone mit dunklen Flächenbereichen von etwa 0,05 mm Breite und etwa 0,95 mm Länge auf einem ähnlichen Film ausgebildet. In d:iesem Fall kann die@Länge der Blende und des Schirms nur verändert werden, um die Länge der dunklen Flächenbe@eiche zu verändern.
Wie erwähnt, ist es erfindungsgemäß möglich, rechteckförmige dunkle Flächenbereiche sehr genauer Konfiguration bzw. Umgrenzung auf einer Filmoberfläche dadurch auszubilden, daß parallel einfallendes Licht zu einem rechteckförmigen Strahl geformt wird und die Läng@@ichtung de@ rechteckförmigen Öffnungen des Schirms vollkommen mit der des rechteckförmigen Strahls zur Deckung gebracht wird. Durch Verwendung von Schablonen mit so ausgebildeten rechteckförmigen dunklen Bereichen lassen sich ausufernde Umrandungen vollständig vermeiden, die leicht an gegenüberliegenden Enden des rechteckeförmigen Schlitzes atlftreten können. Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden dagegen rechteckförmige Öffnungen gleichmäßiger Breite, die damit auch genau rechteckförmig sind, als Strahldurchtrittslöcher erhalten. Werden Farbbildröhren unter Verwendung der erfindungsgemäßen Lochmasken @ergestellt, so können an gegenüberlie@enden Enden jeder Öffnung auftretende helle Linien in befriedigendem Maße beseitigt werden. Diese Kathodenstrahlen-@e@@@@@@@@@@@ erge@er ein @@illantes Bild @@her @@@@it@@@

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Lochmasken-Farbbildröhre mit mindestens einer Elektronenkanone, die einen abzulenkenden Elektronenstrahl emittiert, mit -.iner Lochmaske die eine Vielzahl im wesentlichen echtec@@örmiger Schlitze als Strahldurchtrittsöffnungen aufweist, mit einer Ablenkeinrichtung z@r Ablenkung des Strahls und mit einer plattenartigen Fluoreszenzsschicht, auf die der Strahl auftrifft, dadurch gekennzeichnet. daß die Längsrichtung der Schlitze (8) senkrecht zur Strahlablenkrichtung liegt und die Schlitze (8) in Längsrichtung geradlinig ausgerichtet und in Bezug auf die Strahlablenkrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sind.
2 ) Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Versetzungsabstand in Str.ahlablenkrichting einem n-tel (1/n) der Längsteilung jedes Schlitzes (8) ent spricht, wobei gilt, daß 2 ( n < 14 ist.
3.) Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Schlitze über einen Teilbereich (15) der Schlitztiefe einen größeren und über einen weiteren Teilbereich (16) der Schlitztiefe einen kleineren Durchmesser aufweist, wobei das Verhältnis der jeweiligen Teiltiefen mindestens 4:1 beträgt (Fig. 7A, 7B).
4.) Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (8) so angeordnet sind, daß mindestens jeder vierte Schlitz, in Strahlablenkrichtung gesehen, mit dem jeweils nächsten vierten Schlitz fluchtet.
5.) Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (8) in Strahlablenkrichtung nach Art einer Wellenform angeordnet sind.
6.) Verfahren zur Herstellung einer Lochmaske zur Verwendung in einer Lochmasken-Farbbildröhre mit min@@@tens einer einen alzulenkenden Elektr@@enstrah@ emittierenden Elektronenkanone und mit einer Lochmaske mit einer Vielzah@ im @@-sentlichen rechteckförmiger Schlitze als Strahldurchtrittslöcher, dadurch @@@@@@@@@@@@et. daß ers@@ @@d zweite Sch@-@@onen@@ @der @@@@@@pla@@@@ mit de@ @erzu@@@@@ @@@en @@ li@-zen entsprechenden dunklen Bereichen vorb@@@itet werden, daß auf beide Seiten der Lochmaskenunterlage ein lichtempfindlicher Lösungsüberzug aufgebracht wird. daß der lichtempfindliche Lösungsüberzug durch die erste und zwe@e Schablonenplatte hindurch belichtet und dann entwickelt wird.

daß die den dunklen @lächenbereichen der ersten Schablone entsprechenden Bereiche von einer Seite in einem etwa der Dicke der Unterlage entsprechenden maße abgeätzt werden und daß die verbleibenden Flächenbereiche, die den dunklen Bereichen der zweiten Schablone entsprech@@, von der entgegengesetzten Seite der Unterlage aus abg@ätzt werden.
7.) Verfahren zur Herstellung einer Lochmaske nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Schablonen- oder Musterplatte mit einem dunklen Flächenbereich. dessen Durchmesser größer ist als der auszubildende Schlitz, und eine zweite Schablonen- oder Musterplatte vorbereitet werden, deren duni;le Flächenbereiche im wesentlichen der Größe des auszubildenden Schlitzes entsprechen, daß eine lichtempfindliche Lösung alif beide Seiten der Lochmaskenunterlage aufgebracht wird, daß der lichtempfindliche Lösungsüberzug durch die erste und zweite Schablonenplatte hindurch belichtet und dann entwickelt wird, daß die den dunklen Bereichen mit größerem Durchmesser entsprechenden Flächenbereiche von ei ner Seite der Lochmaskenunterlage atis hi s allf ein i m wesentlichen der Dicke der Ur.terlage entsprechendes Maß abgeätzt wird urid daß die verbleibenden Bereiche, die den dunklen Bereichen mit kleinerem Durchmesser entsprechen. von der anderen Seite des Substrats her abgeätzt werden.
8.) Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Atzvorgang so durchgeführt wird, daß das Verhältnis der Tiefe der in den dunklen Flächenbereichen mit größerem Durchmesser ausgebildeten Ausnehmungen zur Tiefe der in den dunklen Flächenbereichen mit kleinerem Durchmesser erzeugten Ausneh@ungen mindestens 4:1 beträgt.
9.) Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verf ahrens@chritt zur Herstellung der Muster bzw der Schablonen darin besteht, daß flaues, d.h kontrastfreies Licht zur Erzeugung eines gleichmäßig parallel einfallenden Lichtes gestreut wird, daß zur Erzeugung eines rechteckförmigen Lichtbündels das parallelisierte Licht teilweise ausgeblendet wird und daß ein als Schablonenplatte zu verwendender lichtempfindlicher Film durch Schlitze belichtet wird deren Längsrichtung zii der drs rechteckförmigen Strahle@bündels ausgerichtet ist.
10.) Vorrichtung zur Herstellung einer Lochmaske zu@ Verwendung in einer Farbbild-Kathodenstrahlröhre mit mindestens einer einen ahziilenkenden Elektronenstrahl emittierenden Elektronenkanone, mit einer Lochmaske, die eine Vielzahl im wesentlichen rechteckförmiger Schlitze als Strahldurchtrittslöcher aufweist, gekennzeichnet durch eine erste und eine zweite Schabloneriplatte, die mit den herzustellenden Schlitzen entsprechenden dunklen Flächenbereichen versehen sind.
11.) Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schablonenplatte dunkle Bereiche (19@) m@ ßerem Durchmesser als die auszubildenden Schlitze und die zweite Schablonenplatte dunkle Bereiche (19a) aufweist, die im wesentlichen gleich Größe wie die auszubildenden Schlitze haben.
12.) Vorrichtung nach Anspruch 11. gekennzeichnet durch eine Belichtungseinrichtung mit einer flaues Licht liefernden Ouelle (31) zur Herstellung der ersten und zweiten Schablonenplatten. mit einer Streuplatte (32) zur gleichmäßigen Streuung des von der Quelle (31) ausgehenden Lichtes, mit einer Blende (33, 34) zur Ausblendung eines Auteils des gestrenten Lichtes, @@ ei@ rechteckförmiges @ichttürdel zu erzeugen, mit einem Blendenschirm (36), auf den das rechteckförmige Lichtbündel gerichtet @st und der eine Vielzahl von Öffnungen (35) aufweist, deren Längsrichtung zur Längsrichtung des rechteckförmigen Strahlenbündels ausgerichtet ist und mit einer Vorrichtung zur Positionierung eines als Schablonenplatte (38) zu verwendenden lichtempfindlichen Films an der der Lichtquelle abgewandte Seite des Schirms (36).