DE2030072C - Verfahren zum Herstellen einer provisorischen Lochmaske für eine Farbbildröhre und Verfahren zum Herstellen eines Bildschirmes unter Verwendung dieser Lochmaske - Google Patents

Description

schutzschicht hindurch in das Blechstück ein entspre- Um die Lichtausbeute und den Wirkungsgrad des

elendes Muster von Löchern geätzt wird, die größer Schirmes zu erhöhen, ist es wünschenswert, daß jedes and als diejenigen in der Atzschutzschicht und in der einzelne Leuchtstoffelement von dem betreffenden Metallschicht, und schließlich die Atzschutzschicht Elektronenstrahl voll erfaßt wird. Das heißt, die von der Blechoberflache entfernt wird, iowie ein Ver- 5 Breite des Strahlflecks sollte so groß oder größer sein fchren zum Herstellen eines Bildschirmes unter Ver- als die Breite jedes Leuchtstoffelements. Damit dies Wendung dieser Lochmaske. Nachdem eine derartig erreicht wird, sollten die Maskenlöcher beim Schinnhergestellte Lochmaske bei der Herstellung des Bild- drucken kleiner sein, als sie im Betrieb der Rohre schirmes verweidet worden ist. kann die perforierte sind.

Metallschicht wieder entfernt werden. ₁₀ r£_m bekanntes Verfahren zum Herstellen einer soi-

Eine Farbbildröhre bekannter Art ist mit einer chen provisorischen Maske mit zunächst kleineren Lochmaskenelektrode zum gerichteten Ausblenden Löchern (USA.-Patentschrift 2961314) besteht des Leuchtschirms während der Herstellung und im darin daß die Maske vor der Perforierung nut einem Betrieb der Röhre ausgerüstet Der Schirm selbst be- Photolack beschichtet wird, der das gleiche Lochmusteht aus mehreren, gewöhnlich drei, gleichartigen 15 ster aufweist, wie es für die fertige Maske gewünscht Mustern oder Rastern von linien- oder punktförmigen wird, wobei die Löcher im Photolack jedoch den zu Leuchtstoffelementen auf der Innenfläche dir Roh- ' bildenden Leuchtstoffflächen entsprechen, d. h. kleirenfrontplatte. Jedes dieser Muster besteht aus einem ner sind als die Löcher in der endgültigen Maske. Die Leuchtstoff, der bei Auftreffen eines Elektronen- beschichtete Msake wird einer Ätzbehandlung unterstrahls mit Licht einer eigenen Farbe luminesziert. Sie 20 zogen, wobei das Metall der Maske an den nicht durch sind so aneinandergefügt, daß benachbarte Elemente die perforierte Photolackschicht geschützten Stellen jeweils Gruppen mit je einem Farbelement aus jedem weggeätzt wird. Durch kontrolliertes Ätzen entstehen Muster bilden. Bei Verwendung von drei Leuchtstoff- die Maske durchsetzende Löcher, die größer sind als mustern mit Rot-, Grün- und Blaulumineszenz siriä die Löcher ir der Photolackschicht. Diese »provisondie Gruppen in sogenannten Farbtripeln aufgebracht. 25 sehe« oder vorläufige Maske mit den kleineren Lö-In der Lochmaske ist jedes Maskenloch jeweils einem ehern in dei Photolackschicht wird für das Schirmanderen Tripel von Leuchtstoffelementen zugeordnet, drucken verwendet. Sodann wird die Photolackso daß ein durch die einzelnen Löcher hindurchtreten- schicht entfernt und die »permanente« oder endgülder Elektronenstrahl jeweils immer nur ein Farbele- tige Maske mit den größeren Löchern für die fertige ment des Tripeis trifft, während dessen andere Färb- 30 Röhre verwendet. Diese Maske ergibt Strahlflecke, elemente durch die Maske gegen die Elektronenstrahl- deren Breite größer ist als die der entsprechenden len abgeschirmt sind. Die Maskenlöcher können eine · Leuchtstoffelemente

entsprechende Form, beispielsweise die von Rundlö- Ein Nachteil dieser bekannten Methode besteht

ehern oder parallelen Schlitzen haben, die der Form darin, daß Photolacke, wie sie normalerweise verwender Ii uchtstof felemente angepaßt ist. 35 ^et werden, während dei Masken- und Schirmherstel-

Die Leuchtstoffelemente in jeder Gruppe sind so lung abgenutzt und beschädigt werden. Masken mit orientiert, daß der Elektronenstrahl bei der Ahlen- Photolackschichten lassen sich ohne Verschleiß oder kung iiber die Lochmaske jeweils ein Element des Beschädigung des Photolacks nicht stanzen und auch gleichen Farbrasters trifft. Andere Elektronenstrahlen nicht vor dem Stanzen glühen, wenn ein beständiges durchsii/.en die Farbmaske in anderen Richtungen, so 40 Metall wie kaltgewalzter Stahl verwendet wird. Auch daß sie auf Elemente entsprechend anderer Farbraster muß der Photolack durch Zusetzen von opakem Matreffen terial zum normalerweise transparenten Lack lichtun-

Normalerweise werden die einzelnen Leuchtstoff- durchlässig gemacht werden, wodurch sich die Kosten oder Farbraster photographisch auf die Frontplatte der Schirmherstellung erhöhen, der Röhre aufgedruckt. Dies geschieht in der Weise, 45 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein daß die Frontpiatte mit einer Schicht aus einem Ge- möglichst einfaches Verfahren zum Herstellen einer misch des betreffenden Leuchtstoffs und eines licht- provisorischen Lochmaske anzugeben, die während empfindlichen Ätzschutzmittels (Photolack) be- ihrer Herstellung und bei der anschließenden Verwenschichtet wird. Die Maske wird in der Nähe der Front- dung zum Bedrucken des Leuchtschirmes widerplatte in derjenigen Lage angeordnet, die sie in der 5° standsfähiger gegen Beschädigungen ist als die befertigen Röhre einnimmt. Die Photolack- und Leudit- kannten provisorischen Masken. Stoffschicht werden durch die Maske belichtet, wobei Zu einem ähnlichen Zweck wurde schon ein Veraas Licht die Maskenlöcher in Sirahlengängen durch- fahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen setzt, die den Elektronenstrahlengängen im Betrieb (deutsche Offenlegungsschrift 1920735), nach welder Röhre entsprechen. Das Verfahren wird für die 55 ehern eine provisorische Maske hergestellt wird, die anderen Farbraster wiederholt, wobei jeweils das aus zwei perforierten Metallscliichten besteht, von-de-Licht in entsprechend anderen Richtungen durch die nen diejenige mit den kleineren Löchern nach VerMaske gerichtet wird. Ein Verfahren dieser Art ist in wendung der Maske beim Bedrucken des Schirme! der USA.-Patentschrift 3 406 068 beschrieben. wieder entfernt wird. Die größeren Löcher des du

Bei Röhren der oben beschriebenen Art ist die 60 eigentliche Lochmaske bildenden Bleches werdei Breite des Leuchtstoffelements, sei es ein Linienele- durch eine perforierte Photolackschicht hindurch ein ment oder ein Punktelement, gewöhnlich größer als geätzt, während die Löcher der auf der anderen Seiti die des Strahlflecks. Ebenso ist der das Leuchtstoff- des Bleches befindlichen Metallschicht zunacns element auf dem Schirm bildende Lichtfleck größer durch die Photolackpunkte verschlossen bleiben, un als das Maskenloch, durch welches das Licht hin- S₅ die herum die Metallschicht zuvor aufplattiert wurde durchtritt. Die Größe des Leuchtstoffelements ist in Diese Photolackpunkte werden erst durch das Durch bestimmten Grenzen steuerbar, da sie in direkter Be- ätzen des Bleches bis zur Metallschicht beseitigt. Ziehung zur Belichtungszeit steht. Im Gegensatz hierzu besteht die Erfindung dann

daß zunächst die Blechoberfläche unter den Löchern der Metallschicht freigelegt und das Blechstück dann zur Bildung der größeren Löcher sowohl durch die Löcher der Metallschicht als auch durch die Löcher der Ätzschutzschicht hindurch (also von beiden Seiten) geätzt wird.

In der Zeichung zeigt

F i g. 1 die teilweise im Schnitt dargestellte Längsansicht einer Farbbildröhre mit einem unter Verwendung einer provisorischen Maske entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung hergestellten Bildschirm,

F i g. 2 bis 5 Teilschnitte der in der Röhre nach F i g. 1 verwendeten Loch- oder Farbmaske mit Veranschaulichung verschiedener Verfahrensstufen bei der Herstellung der vorläufigen Maske,

Fig.6 eine perspektivische Teildarstellung einer Farbbildröhren-Schirmanordnung mit der vorläufigen Maske nach F i g. 5 und

F i g. 7 einen Teilschnitt der anfänglich für die Herstellung einer vorläufigen Maske gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung verwendeten Anordnung.

Die in F i g. 1 gezeigte Kathodenstrahlröhre oder Farbbildröhre 10 hat einen Glaskolben 12, bestehend aus einem Trichter- oder Konusteil 14 und einer Kappe 16 mit transparenter Frontplatte 18. Auf der Innenfläche 22 der transparenten Frontplatte 18 sind eine Vielzahl von Leuchtstoff- oder Farbelementen 20, bestehend aus Gruppen von bei Auftreffen eines Elektronenstrahls 21 verschiedenfarbiges Licht emittierenden Leuchtstoffen, angebracht. Die Frontplatte 18 mit den Farbelementen 20 wird nachstehend als Bildschirm 24 bezeichnet. Die Farbelemente 20 sind in ihrer Größe übertrieben sowie jeweils als punktförmig dargestellt. Statt dessen können die Farbelemente auch Streifen sein, die in einem Muster oder Raster von abwechselnden Streifen der verschiedenen Leuchtstoffe angeordnet sind, so daß sich ein Linienrasterschirm ergibt. Die Farbbildröhre 10 enthält ferner eine Anzahl von Strahlsystemen sowie entweder elektrostatische oder elektromagnetische Ablenk- un3 Konvergenzeinrichtungen (nicht gezeigt).

in gleichmäßigem Abstand vom Bildschirm 24 ist eine Farbmaske oder perforierte Elektrode 30, die mittels eines geeigneten Rahmens 32 gehaltert ist, angeordnet. Die Farbmaske 30 besteht aus einem Blechoder Bandstück aus Leitermaterial und hat eine Vielzahl von »permanenten« Löchern oder Perforationen 34 bestimmter Größe.

Während die in F i g. 1 gezeigten Löcher 34 im wesentlichen zylindrische Form haben, kann man auch Löcher anderer Form verwenden. Statt dessen kann die Farbmaske auch die obenerwähnte »Gitterstruktur« haben. Die Locher 34 sind in ihrer Größe und Lage entsprechenden Farbelementen 20 des Bildschirms 24 so angepaßt, daß der hindurchtretende Elektronenstrahl 21 auf dem Bildschirm 24 einen Strahlfleck erzeugt, der in seiner Breite mindestens im wesentlichen gleich oder vorzugsweise größer als die Breite der einzelnen Farbelemente 20, auf die der Elektronenstrahl auftrifft, ist

Die Slrahlflcckbrcitc ist vorzugsweise gleich oder größer als die Breite der einzelnen Farbelcmcntc, jedoch nicht so groß, daß der Elektronenstrahl auch auf benachbarte Farbclcmentc, die er nicht erfassen soil, übergreift. Zu diesem Zweck müssen die Löcher 34 der ! arbmaskc 30 erheblich größer in ihrer Breite sein als die Breite der entsprechenden einzelnen Farbelemente, gleichgültig, ob der Strahlfleck kleiner oder größer in der Breite ist als ein entsprechendes Farbelement.

Im Betrieb der Farbbildröhre 10 werden die Elektronenstrahlen 21 so durch die Löcher 34 gerichtet, daß sie auf die Farbelemente 20 auftreffen. Da ein Strahlfleck größerer Breite erzeugt wird, der im wesentlichen die gesamte Breite eines einzelnen Farbele-

xo meats überdeckt, liefert die Farbbildröhre 10 eine erhöhte Bildhelligkeit und einen erhöhten Kontrast.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird, • wie in F i g. 2 gezeigt, eine vorläufige oder provisorische Maske durch phptographisches Aufdrucken eines Musters oder Rasters von Elementen 40 hergestellt. Dieses Muster entspricht dem Lochmuster, das in einem die endgültige oder permanente Farbmaske bildenden Metall- oder Blechstück 44 anzubringen ist. Die Elemente 40 werden aus geeignetem lichtemp-

ao findlichem Ätzschutz- oder Photolackmaterial gebildet. Beispiele solcher Materialien sind Ätzschutzlacke aus mit Ammonium- oder Kaiiumbichromat photosensibilisiertem Polyvinylalkohol oder aus Fischleim usw. Die Blechunterlage 44 ist ein flaches Blechstück

as aus einem ersten Metall wie Stahl, Eisen, Kupfer, Aluminium oder Kupfer-Nickellegierung. Auf die Oberfläche 46 des Blechstücks 44 wird ein Film 48 aus einem lichtempfindlichen Ätzschutz- oder Photolackmaterial, das in den später zu verwendenden Metallätzmitteln unlöslich ist, photographisch aufgedruckt. Der Film 48 hat Perforationen oder Löcher 50, die sich im wesentlichen mit den entsprechenden Photolackelemeneten 40 decken und mindestens so breit wie diese sind.

Wie in F i g. 3 gezeigt, wird dann auf im wesentlichen dem gesamten frei liegenden Bereich der Oberfläche 42, der nicht mit den Photolackelementen 40 bedeckt ist, eine Schicht 52 aus einem zweiten Metall angebracht. Die Schicht 52 kann beispielsweise auf-

galvanisiert oder stromlos aufplattiert werden. Damit in der Metallschicht 52 scharf definierte Löcher mit messerscharfen Rändern erhalten werden, wird diese Schicht in Form eines Filmes aufgebracht, der erheblich dünner ist als das Blechstück 44. Vorzugsweise be-

trägt die Dicke der Metallschicht 52 weniger als ungefähr ¹Zs der des Bleches 44. Wenn das Blech 44 ungefähr 0,15 mm (0,006 Zoll) dick ist, ist für die Metallschicht eine Dicke von ungefähr 0,01 mm (0.0004 Zoll) angebracht.

Die Metallschicht 52 sollte erheblich widerstandsfähiger gegen die später zu verwendenden Ätzlösungen sein als das Metall des Bleches 44. Für das zweite Metall verwendet man vorzugsweise solche, deren Redoxpotentiale erheblich niedriger als beim ersten Me-

tall sind. Wenn beispielsweise das erste Metall 44 Eisen oder Stahl ist, kann als zweites Metall 52 Nickel verwendet werden, damit bei den nachfolgenden Bchandlungsschritten ein bevorzugtes Ätzen des Bleches 44 erfolgt. Die Metallschicht 52 kann auch im wescntliehen aus Nickel-Phosphorlegierungen, Kupfer, Chrom, Kobalt, Kupfer-Nickellegierungen und Kobalt-Nickel-Legierungen bestehen. Die Nickel-Phosphor-Lcgicrungcn enthalten vorzugsweise weniger als 20 Gewichtsprozent Phosphor. Ferner hat das Metall der

Schicht 52 vorzugsweise eine Schmelztemperatur, die höher ist als die (ilühtcmncratur des Metalls des Bleches 44, damit es den Temperaturen beim späteren Glühen des Blei lies 44 standhält.

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λ a- PiwnWkelemente 40 von der sehe Maskenanordnung erhalten wird. Die Erfindung

Sodann werden die;Pf^ot?»acke «nrate ·« ™η _gleichermaßen auf Maskenanordnungen von pla-

ersten Hauptfläche 42 durch ^ungsrnUtel w«e euie sg _{Form anwendbar}

Alkalilösung von NaOH vo lstandig entfcrnt. ΙΛβ P Bildschirmes 24 wird die provi-

Phtlkschicht 48 ^" ^^^LfSS l 4 i i F i 6 it im Abstand

Alkalg Bildschirmes 2 p

Photolackschicht 48 ^" ^^^LfSS 5 solche Maske 64, wie in F i g. 6 gezeigt, im Abstand

der Elemente 40 gegen die ^aUceun^g^iu^ _e__{ner ten Transpare}ntplatte 72 (z B. der

d Teile des Bleches.4diejetzt 18 i F i 1) det Die vorläufige

der Elemente 40 gg ^^^^ _{ener ten Transpare}ntplatte 72 (z B. der werden. Teile des Bleches.4> diejetzt Perfora donen Frontplatte 18 in F i g. 1) angeordnet. Die vorläufige eher 54 in der Metallschich 52 und die «™™*^ _Mask£ _{dient a}i_s Photomaske zum photographischen 50 imPhotolacknlm48 zugänglich smdwerdendu ch ^ _Farbelemente 66,68 und 70 aus rot-, Ätzen entfernt. Wenn das Metall des Blech«ME«en A _ _grünlumineszierenden Leuchtstoffen auf oder Stahl ist, kann man als Atonittel «™»£πο | _prechendes Druckverfahren ist verwenden, und Nickel, .^s erheblich Widerstands a aer USA.-Patentschrift 3406068 beschrieben. Dahiger gegen Ferrichlond ist als,Eisen £« Stahl,kann _w__rd ^ ^^ ^^ _{au{ der} einen Seite als zweites Metall fur die Sduch52^^ ™^e«_Fer. _{mit eine}m lichtempfindlichen Gemisch aus einem erden. Stromlos aufplattiertes ^N!S^k^ ™^*™ _{fahr 15 s}ten der gewünschten Leuchtstoffe und einem geeigrichlorid, außer, wenn dessen Temperatur ™*™^ * Photolack beschichtet und dann belichtet, wo-(100° F) übteigt A^g^SS S öh 54 d ii

richlorid, außer, ^ Photolack beschichtet und dann beli, 38° C (100° F) übersteigt. A^g^vSS^ Sei das Licht die vorläufigen Löcher 54 der provisoriphor-Nickelbeläge zeigen ein ähnliches venwi« · ^^ _{Maske M m den gleichen} Richtungen durch-Bei einer Stahlunterlage mit einer Dicke von unge- ^ _f .^ _{Betrieb def Röhre der} ^κΰεηάε fähr 0,15 mm (0,006 Zoll) l*trkgt die Ata« | ™S£ _{ao Elek}tronenstrahl. Die von den Lichtstrahlen getroffefähr 2 bis 5 Minuten für eine wäßrige w™¹™™™. _{nen Tei}i_e des lichtempfindlichen Leuchtstoffbelages sung von 40 bis 45 Baume, wobei die Atzzeit sicn na _verdm gehärtet. Sodann werden die ungehärteten der Temperatur des Atzmittels ändert. DasAtzen ^.^ ^ ^^ ^ _{dmch Waschen} entfernt, so kann beispielsweise durch Aufsprühen aer akk». κ _daß ^ _{Muster oder Rastcr von mit dem geharte}t_en mittels Spritzpistolen 60 erfolgen. Durch Mim Lackmaterial gemischten Leuchtstoffelementen zugang werden die Teile des Blechstuckes 44 zwischen ^ _{Die leichen} Verfahrensschritte werden den Perforationen 50 im Ph⁰»¹«^¹™ X « «Γ« für die Leuchtstoffe der anderen Farben wiederholt, läfien Löchern 54 in der ^M^^c™ ^ bi di Lichtquelle jeweils an anderer Stelle anden Perforationen 5 ^ X « «Γ« für die Leuchtstoffe der anderen Farbe , vorläufigen Löchern 54 in der ^M^^c.™„ ^n wobei die Lichtquelle jeweils an anderer Stelle angeätzt, so daß Permanenüocher 62 entstenen aer _{dnet wird5 so daß} entsprechende Raster der andeendgültige Breite größer ist als ^die,^B.^r^_o ^d" J^? _{30 r}en Leuchtstoffe, verflochten mit dem ersten Farbelefigen Löcher 54. Die relaüve A^ddinung^und Porm _{mentraster> entstehen}. _{Das gehärtete} Photolackmate-(d h. im wesentlichen ellipsoidisch) der Wanoe: aer ^ ^_{d anschljeßend durch Ausbre}nnen oder chemi-Löcher 62 sind allgemein, wie in Fig.^¹S";¹^, _sches Auflösen von den Farbelementen entfernt, zugsweise sind die Löcher 62 und die enispremena _Betrieb ^ _R„_{hre befindet} ^ ^ _{den Stdlen} vorläufigen Löcher 54 im wesentl'chenmiteijander^ ^ ^ ^ ^ _{gQ je} ^ _Strah,_{system für ein entspr}e_cllcn. Deckung bzw. konzentrisch, ua aas>c _{h des} Farbelementraster, und zwar in im wesentlichen widerstandsfähiger gegen gemischen αngn _{der ]eichen raumlich}en Beziehung zum Bildschirm die Ätzlösungen ist als das erste Metau, ™^rK^ _wie die für das Drucken des betreffenden Farbelementdie Ätzmittel nur minimal auf die Form und adbi ^^ _{verwendete Lichtquelle}. _Die StraHengänge

sungen der vorläufigen Locher ⁵^ ^a"f· ^a°^mi _{Hi]f di 40 der} Lichtstrahlen beim Drucken und der Elektronen-Breite der Leuchtstoffelemente 20 diemu t« _strah]en ^ _{ßetrieb der Bildröhre sind durch die Li}.

ser vorläufigen Locher 54 ^d™ckt we «JJj™ _{b nien 86}, gg _{und 90} angedeutet.

ursprüngliche Größe der vorläufigen urmungcn Vorzugsweise wird während des Schirmdruckero

stimmt. _ „„,«„fioen locher 54 die provisorische Maske64 so angeordnet daß dieMe-

Eine minimale mtnte "f" ,"^^g_efahr 0,3 mm 45 tallschicht 52 gegen die Lichtquelle gewandt ,st. Da-

(gemessen in der Sch^^.^^α,«· 62 von durch werden mehr kollimierte Lichtstrahlen erhal-

und eine minimale Breite ^de%^Pe™^"„_e°_{nde Eree}b- ten. was schärfer definierte Leuchtstoffpunkte ergibt

ungefähr 0,4 mm liefern zu ^ned^~^_r „ ₄ ^g _{mm Die re},_ativ dünne Metallschicht 52 ergibt Löcher 54

nisse. Eine Permanentiochbreite von tJJJ'JJ messerkantenscharfen Rändern, was zu schärfe,

^ltlt^tlt^o^^cU^on so definierten Farbelementen oder Leuchtstoffpunkte,

ungefähr' 0,3mm ergibt ^ ^hgoffdement nut ^u _β^ _{ejner anderen Ausführungsformdes Verfahren!}

einer Breite von eoepMir «^ra»-Stgtt^« ae ^ provisorische Maske dazu verwendet wer

gezeigten dhpsoiAschen Sandform können α ^^ _BMschinn ^ _{emcr Hc}ht absorbierende,

manentlöcher 62 auch ,™" .^^de^ärisch oder ke- 55 Matrize aus opakem, nichtreflektierendem Material

(z.B. im wesentlichen zylindrisch sphärisch ooer ^^ ^ Oberfläche der Platte 72 zwischen de,

gelstumpfförmig) hergestellt weraen Farbelementen 66, 68 und 70 bedeckt, herzustellen

Wie in F i g_R5 ^^^SSoSS^^ Dies kann in der Weise geschehen, daß zuerst di,

sodann mit z. B. einer A»«ilaugevoTO ^ Oberfläche der Transparentplatte 72 mit einem relativ

Metallunterlage44 ^«iern^ ^daßemeprovisonscne _Gemisch ^^^^^_4daseinMa

Maske 64 mit *^?*ϊ^%££? Wein der ^{teriaI mit} verhältnismäßig geringer Lichtabsoφtio_n

größeren Pepan^entlochX_h ⁶;_n JSheS an- das in einen hochabsorbierenden Zustand überführ

Bildschirm eine «n. wesentlichen *$£**£"%_ _bar ^ _enlhült. _Fin geeignetes Material dieser Art is

derweitig mchtpanare rom ha, ^ ^P _{z B M ankarbonat}. das durch thermische Zcrset

sehe Mf^^S'^^d SSro^ der allgemeinen 6₅ rung aus einem vergleichsweise durchsichtigen „ weise durch C.luhen "^nd ^^ _DicMaske64 einen dunklen lichtabsorb.ercnden Zustand ülicrp·

FngcbunpdcsBildschi^sanpcpaD» ^ ^ _{Das <icmiah {]m}

Fonngcbunp^ ^ ^^ _{Das <icmiach cn{]m auB|JlA}

wird dann mittek ^^^^Lison- einen Photolack vom »Positivtyp, (d. h. der bei Be

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lichtung wasserlöslich wird). Der Belag wird sodann und mit diesen korrespondieren oder sich decken. Limit einer geeigneten Lichtquelle durch die vorläufigen diglich diejenigen Teile der Metallschicht 100, die Löcher der provisorischen Maske 64 (Fig.5) belich- durch die Löcher 110 im Belag 108 zugänglich sind, tet. Die belichteten löslichen Teile des Belages werden werden sodann durch beispielsweise elektrolytisches weggewaschen, so daß Löcher im Belag entstehen, der 5 Ätzen mit einer wäßrigen Ferrichloridlösung als Elekals nächstes durch Wärmebehandlung in den lichtab- trolyten entfernt, wobei das zweite Metall Nickel oder sorbierenden Zustand übergeführt wird, so daß eine eine Phosphor-Nickel-Legierung ist, so daß in der Medunkle, perforierte Matrize entsteht. Sodann werden tallschicht 100 vorläufige Löcher (nicht gezeigt).einer mit Hilfe der provisorischen Maske die Farbelemente ersten Größe entstehen. Diese vorläufigen Löcher ha-66, 68 und 70 an den Stellen der Löcher in der Ma- io ben im wesentlichen die gleiche Größe und Form wie trize aufgedruckt, wie oben beschrieben. Die Farbele- die Perforationen 110. Während des elektrolytischen mente oder Leuchtstoffpunkte können gewünschten- Ätzens wird die Oberfläche 112 des Bleches 104 gefalls etwas größer gemacht werden als die Löcher in schützt. Nachdem durch die Phosphor-Nickelschicht der Matrize, indem man durch die Permanentmaske 100 hindurch oder etwas darüber hinaus geätzt ist, bei entfernter Metallschicht 52 druckt, so daß die 15 wird das elektrolytische Ätzen abgebrochen und das Randteile der entsprechenden Leuchtstoffpunkte auf Blech 104 einer Sprühätzung in der im Zusammendie Matrize selbst übergreifen. Die »effektive Größe« hang mit F i g. 4 erläuterten Weise unterzogen. Statt dieser Leuchtstoffpunkte ist jedoch gleich der Größe dessen kann auch der Ätzschutzbelae 108 als erstes der entsprechenden Matrizenlöcher. Gewünschten- vollständig entfernt und das Ätzen der Metallunterfalls können die Leuchtstoffpunkte mit der provisori- ao lage 104 durch die vorläufigen Löcher (nicht gezeigt) sehen Maske vor der Umwandlung des Matrizenmate- in der Metallschicht 100 und/oder die Perforationen rials in den lichtabsorbierenden Zustand gedruckt 116 im Ätzschutzfilm 114 in der im Zusammenhang werden. Statt dessen können die Leuchtstoffpunkte mit Fig.4 erläuterten Weise vorgenommen werden. auch vor dem Anbringen der Matrize gedruckt wer- Durch diesen Ätzvorgang erhält die Metallunterlage den, wobei die provisorische Maske für die Herstel- as 104 Permanentlöcher, die größer sind als die vorläufilung sowohl der Matrize als auch der Leuchtstoff- gen Löcher der obenerwähnten ersten Größe. Die punkte verwendet wird. Die Leuchtstoffpunkte kön- verwendeten Materialien und das Ätzen sowie die nen unter Verwendung der lichtabsorbierenden Ma nachfolgenden Verfahrensschritte (Formgebung der trize nach deren Aufbringen auf die Oberfläche der Maske, Schirmdrucken usw.) wie auch die relame Platte 72 gedruckt werden. Das Leuchtstoffdrucken 30 Ausdehnung und Form der Löcher mit der endgül'.igeschieht in der Weise, daß ein Leuchtstoff-Photo- gen Größe sind im wesentlichen die gleichen wie bei lackgemisch in Form einer Schicht auf die frei liegende der zuvor beschriebenen Ausführungsform des VerOberfläche der Matrize aufgetragen wird. Dieses Ge- fahrens.

misch bedeckt sowohl die Matrize als auch die durch Das vorliegende Verfahren zum Drucken von BiId-

die Matrizenlöcher freigelegte Oberfläche der Platte 35 schirmen für Bildröhren und zum Herstellen fertiger

72. Die Leuchtstoff-Photolackschicht wird dann mit- Farbmasken sowie die nach diesem Verfahren herge-

tels einer Lichtquelle belichtet, die auf der von der mit stellte provisorische Maske sind mit einer Reihe von

der Matrize versehenen Oberfläche abgewandten an- Vorteilen, speziell in wirtschaftlicher Hinsicht, ve>-

deren Seite der Unterlage angeordnet ist. Die durch bunden. Dazu gehört die Möglichkeit die provisori-

die Matrizenlöcher hindurchtretenden Lichtstrahlen 40 sehen Masken mit vorläufigen Löchern ohne nennens-

drucken in den Bereichen der Matrizenlöcher die werte schädliche Einflüsse auf die provisorische

Leuchtstoffpunkte. Maske zu glühen und zu formen. Dies ermöglicht die

Nach Fertigstellung des Bildschirmes wird die Me- Anwendung kontinuierlicher Herstellungsverfahren tallschicht 52 von der perforierten Unterlage 44 ent- zum Erzeugen provisorischer Masken aus Bändern fernt, so daß sich die permanente Maskenelektrode 30 45 aus verhältnismäßig hartem Leitermaterial. Bei Verergibt. Wenn die Schicht 52 aus Nickel auf Eisen- oder wendung solchen harten Bandmaterials ist die Gefahr Stahlblech 44 besteht, kann sie dadurch entfernt wer- eines Zerreißens und/oder einer Deformation wänden, daß die provisorische Maske 64 in ein auf Zim- rend der Herstellung der Masken sehr gering, so daß mertemperatur gehaltenes Bad aus 2 Teilen Wasser die Produktionsausbeute verhältnismäßig hoch ist. und 3 Teilen Schwefelsäure gegeben und mit einer Ge- 5° Bei Anwendung kontinuierlicher Fabrikationsverfahgengleichspannung von 6 Volt beaufschlagt wird. ren werden der Produktionswirkungsgrad gesteigert

Fig.7 veranschaulicht eine weitere Ausführungs- und die Produktionskosten pro Maske gesenkt Weiform des erfmdungsgemäßen Verfahrens. Auf eine tere Vorteile bestehen darin, daß die für die perforier-Oberfläche 102 eines Bleches 104 aus einem ersten ten Schichten der provisorischen Masken verwende-Metall (z. B. Stahl) wird eine durchgehende Metall- 55 ten Materialien (d. h. Metalle) von Natur aus opak schicht 100 (ζ. B. aus Nickel) aufgebracht. Die Dicke sind und folglich keine speziellen Opakisierungsmaßder Schicht 100 beträgt vorzugsweise weniger als "5 nahinen getroffen werden müssen und daß diese der Dicke des Bleches 104. Auf der frei Hegenden Materialien mechanisch ausreichend stabil sind um Oberfläche 106 der Metallschicht 100 wird auf phoio- der normalen Handhabung mit nur geringer oder gar graphischem Wege ein Belag 108 aus einem Ätz- 60 keiner Beschädigung standzuhalten während sie Schutzmittel angebracht, das in den zu verwendenden trotzdem ausreichend geschmeidig sind, um die spä-Ätzmitteln unlöslich ist und ein Muster von öffnun- tere Formgebung der Maske ohne Beschädigung zu gen oder Löchern 110 vorbestimmter Breite enthält. überstehen. Ferner erhält man verfahrensgemäß pro-Die andere Oberfläche 112 des Bleches 104 wird mit visorische Masken, deren vorläufige Löcher in erhöheinem Film 114 aus einem Ätzschutzmittel bedeckt, 65 tem Maße der Abnutzung und den schädlichen Wirdas in den zu verwendenden Atzmitteln im wesentli- klingen von Ätzlösungen widerstehen. Dies ergibt vorchen unlöslich ist und Löcher 116 enthält, die minde- läufige Löcher, die in ihren Formen und Abmessunstens so groß wie die Löcher UO im Belag 108 sind gen durch die Bearbeitungsvorgänge weitgehend un-

beeinflußt bleiben. Dadurch erhalten die unter Verwendung der provisorischen Maske gedruckten Farbelemente einheitlichere Größe und Form. Außerdem lassen sich (bei Einhaltung der gewünschten Bildröhrenbetriebstoleranzen) erheblich größere Größenunterschiede zwischen den Permanentlöchern endgültiger Größe einer Farbmaske und den diesen Löchern zugeordneten Leuchtstoffpunkten erhalten als bei den

bekannten Verfahren. Ferner ist der Schirmdruckvorgang erheblich weniger empfindlich gegen herrschende Lichtverteilungsschwankungen als die bekannten Methoden, so daß eine größere Breite in der Wahl der Schinndruckparameter besteht. Schließlich ist die Belichtungszeit für das Schirmdrucken nicht so kritisch wie bei den bekannten Methoden, wodurch das Druckverfahren erleichtert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen einer provisorisehen Lochmaske zum Aufdrucken von Leuchtstoffelementen auf den Bildschirm einer Farbbildröhre, wobei auf die eine Oberfläche eines dünnen Blechstückes eine Metallschicht, die ein Muster von Löchern enthält, und auf seine andere Oberfläche eine Ätzschutzschicht mit einem Muster von Löchern, die sich mit den Löchern in der Metallschicht decken und etwa die gleiche Größe haben wie diese, aufgebracht werden, durch die Löcher der Atzschutzschicht hindurch in das Blechstück ein entsprechendes Muster von Löchern geätzt wird, die größer sind als diejenigen in der Ätzschutzschicht und in der Metallschicht, und schließlich die Ätzschutzschicht von der Blechoberfläche entfernt wird, dadurch gektnnzeichnet, daß zunächst die Blechoberfläche (42) unter den Löchern (54) der Metallschicht (52) freigelegt und das Blechstück dann zur Bildung der größeren Löcher (62) sowohl durch die Löcher (54) der Metallschicht als auch durch die Löcher (50) der Ätzschutzschicht hindurch geätzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der perforierten Metallschicht (52) als erstes die eine Oberfläche (42) des Blechstückes (44) mit einem Film aus Photolackmaterial beschichtet und aus dem Photolackfilm auf photographischem Wege ein Muster aus Photolackelementen (40), die nur einen Teil der Oberfläche des Blechstückes bedecken, gebildet wird, daß der üblige frei liegende Teil der Oberflüche des Blechstückes mit einer Metallschicht (52) beschichtet wird und daß die Photolackelemente unter Bildung der vorläufigen öffnungen (54) in der Metallschicht entfernt werden.

3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als erstes die eine Oberfläche (102) des Blechstückes (104) mit einer durchgehenden Metallschicht (100) beschichtet wird, daß die Oberfläche der durchgehenden Metallschicht mit einem Photolackfilm (108) beschichtet wird, daß auf photographischem Wege im Photolackfilm ein Teile der Metallschicht freilegendes Muster von Öffnungen (110) gebildet wird, daß die freigelegten Teile der Metallschicht unter Bildung von vorläufigen öffnungen (110) in der Metallschicht weggeätzt werden und daß der Photolackfilm (108) entfernt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (52) und das Blechstück (44) aus verschiedenen Metallen bestehen und daß die öffnungen (62) durch das Blechstück (44) selektiv mit einem Ätzmittel geätzt werden, das mit dem Metall der Metallschicht chemisch nicht reagiert.

5. Verfahren nach Anspruch!, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (52) aus stromlos aufplattiertem Nickel oder einer Nickel-Phosphorlegierung und das Blechstück (44) aus einer Eisenlegierung oder Stahl besteht, und daß lediglich das Blechstück (44) mit einer Ferrichloridlösung mit einer Temperatur unterhalb 28° C (100° F) geätzt wird.

6 Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (IW)) aus stromlos aufplattiertem Nickel oder einer Nickel-Phosphorlegierung und das Blechstück (104) aus einer Eisenlegierung oder Stahl besteht; und daß die frei liegenden TeUe der Metallschicht (100) mit einer wäßrigen Ferrichloridlösung als Elektrolyt elektrolytisch weggeätzt werdea und anschließend das Blechstück (104) mit einer Ferrichloridlösung mit einer Temperatur unterhalb 38° C (100° F) geätzt wird.

7. Verfahren zum Herstellen eines Bildschirmes für eine Farbbildröhre mit Frontplatte unter Verwendung der nach Anspruch 1 hergestellten provisorischen Farbmaske, dadurch gekennzeichnet, daß eine Oberfläche der Frontplatte mit einem Film aus einem Material mit geringer Lichtabsorption, das jedoch in einen hochabsorbierenden Zustand überführbar ist und das mit einem Photolack, der bei Belichtung löslich wird, vermischt ist, beschichtet wird, daß Teile dieses Filmes durch die vorläufigen öffnungen (54) der provisorische n Maske (64) belichtet werden, daß der Film unter Bildung von die Frontplattenoberfläche in den belichteten Bereichen freilegenden öffnungen entwickelt wird, daß das Material des Filmes in einen hochabsorbierenden Zustand übergeführt wird, daß der perforierte Film mit einem Belag aus einem Gemisch aus einem Photolack und Leuchtstoffmaterial bedeckt wird, daß dieser Belag durch die Frontplatte und die öffnungen des lichtabsorbierenden Films oder durch die vorläufigen öffnungen der provisorischen Maske belichtet wird und daß der Photolack-Leuchtstoffbelag entwikkelt wird, derart, daß Leuchtstoff nur innerhalb der öffnungen des lichtabsorbierenden Filmes zurückbleibt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (52) vom Blechstück (44) nach dem Belichten der Filmteile durch die vorläufigen öffnungen (54) entfernt wird, daß der Photolack-Leuchtstoffbelag durch die Permanentöffnungen (26) der Farbmaske belichtet wird und daß der Photolack-Leuchtstoffbelag entwickelt wird, derart, daß Lcuchtstoffelemente zurückbleiben, welche die öffnungen im lichtabsorbierenden Film sowie diese öffnungen umgebende Teile des Filmes bedecken.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer provisorischen Lochmaske zum Aufdrucken von Leuchtstoffelementen auf den Bildschirm einer Farbbildröhre, wobei auf die eine Oberfläche eines dünnen Blechstückes eine Metallschicht, die ein Muster von Löchern enthält, und auf seine andere Oberfläche eine Ätzschutzschicht mit einem Muster von Löchern, die sich mit den Löchern in der Metallschicht decken und etwa die gleiche Größe haben wie diese, aufgebracht werden, durch die Löcher der Ätz-