DE2318546C3

DE2318546C3 - Schattenmaske für eine Farbbildröhre

Info

Publication number: DE2318546C3
Application number: DE2318546A
Authority: DE
Inventors: Hiromi Kanai; Masao Taniguchi; Eiichi Ichihara Yamazaki
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1972-04-12
Filing date: 1973-04-12
Publication date: 1979-09-27
Also published as: GB1388231A; FR2180047B1; IT986059B; FR2180047A1; US3885190A; DE2318546A1; CA976222A; DE2318546B2; JPS493458U

Description

Die Erfindung betrifft eine Schattenmaske für eine Farbbildröhre mit einem perforierten Weicheisenblech und einer mindestens auf der dem Elektronenstrahlerzeuger zugewandten Seite des Bieches aufgebrachten Schicht zur Sekundärelektronenunterdrückung.

In »Proceedings of the IRE«, 1955, Seite 950 ist in dem Abschnitt »Suppression of Secondary Emission Effects« jo cine solche Schattenmaske beschrieben, bei der auf der dem Elektronenstrahlerzeuger zugewandten Seite des Bleches eine Schicht aus Kohlenstoff oder einem anderen Material mit kleine·' Sekundärelektronenemission aufgebracht ist. Bei der Herste hing von Schatten- v> masken wird ein Weicheisenblech mit niedrigem Kohlenstoffgehalt eingesetzt, um die Perforationen möglichst präzis ausbilden zu können. Ein solches Weicheisenblech ist aber weicher und weist eine geringere Festigkeit auf als ein Eisenblech mit Mt größerem Kohlenstoffgehalt. Damit besteht die Gefahr, daß die Schattenmaske ζ. B. durch externe Stöße oder durch vom Fernsehempfänger erzeugte Schallwellen zum Schwingen gebracht werden kann, so daß während des Betriebs des Farbfernsehgerätes eine Fehlausfluch- ■»» tung zwischen den Perforationen der Schattenmaske und den zugeordneten Leuchtstofftripeln auftritt und dadurch die Farbreinheit des Farbbildes verschlechtert wird. Auch wird beim Betrieb des Gerätes die Schattenmaske durch das Auftreffen der Elektronen- ~>i> strahlen lokal erwärmt, so daß die Wärmeausdehnung lokale Spannungen in der Schattenmaske erzeugt und durch Verformung der Maske die Farbreinheit der Farbbilder verschlechtert.

Aus der DE-AS 19 50 333 ist ein Verfahren zur -> Herstellung eines dunklen Überzugs auf Metallteilen für Elektronenröhren bekannt, bei dem die zu überziehenden Oberflächen zunächst bei einer Temperatur von 800" C durch Glühen an der Luft oxidiert werden, danach mit einer aus Nickelformiatkörnchcn bestehen- ■· den Schicht von 10— 15μπι Dicke überzogen werden und anschließend auf diese Schicht eine Nickcloxidschicht von 1—5 pm Dicke abgeschieden wird. Din Nickclformialkörnchen und die Nickcloxidschicht werden elektrophoretisch aufgcbrachi. Nach Aufbringen der Schichten werden die Teile anschließend in einer reduzierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von 7(H)¹C 10- 14 min geglüht. Das Schwarzen der Metallteile erfolgt alleine mit dem Ziel der Herabsetzung der Sekundäremission und der Verbesserung der Wärmeabstrahlung. Ober die Schichtdicke der beiden Schichten nach dem Glühen in der reduzierenden Atmosphäre ist nichts ausgesagt Außerdem besteht die Gefahr, daß bei der thermischen Zersetzung des Nickelformiats zwar eine Vergrößerung der wärmeabstrahlenden Oberfläche erreicht wird, jedoch kein Schichtaufbau, der zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit der Mtiallteile beiträgt

Aus »Radio und Fernsehen«, 19. 1959, Seiten 599—603 ist es bekannt, daß die Herstellung einer schwarzen Schicht auf einer metallischen Schattenmaske durch mechanische Metallfärbung, chemische Metall^rärbung oder galvanische Metallfärbung erfolgen kann. Am einfachsten ist die galvanische Schwarzfärbung durch Schwarzvernickeln.

Aus der US-PS 32 31 380 ist Chrom als Beschichtungsmatcrhl bei Lochmasken bekannt

Schließlich ist aus der US-PS 28 71 087 das Aufbringen einer Schicht aus Nickel oder Eisen auf das Maskenblech bekannt Da diese Schicht vor dem Anschweißen der Maskenträger und der Maskenfedern an das Maskenblech erfolgt, ist davon auszugehen, daß diese Schicht aufgebracht wird, um das Anschweißen zu erleichtern. Über die Schichtdicke ist nichts ausgesagt Danach wird eine Schwärzungsschicht zur Erhöhung der Wärmeabstrahlung aufgebracht

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer Schattenmaske nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 die mechanische Festigkeit insbesondere gegen Schwingungen zu erhöhen. - Diese Aufgabe wird dadurch gelöst daß mindestens zwischen der Schicht zur Sekundärelektronenunterdrückung und dem Blech eine die mechanische Festigkeit erhöhende Metallschicht von Ι —15μπι Stärke angeordnet ist

Durch das Einbringen der Metallschicht zwischen dem Maskenblech und der Schicht 7^s Sekundärelektronenunterdrückung wird die mechanische Festigkeit erhöht ohne die Sekundärelektroncnunterdrückung zu verschlechtern. Sowohl die Metallschicht zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit als auch die Schicht zur Sekundärelektronenunterdrückung können auch die von dem Elektronenstrahlerzeuger abgewandte Seite des Bleches und die Innenwandungen der Perforationen überziehen.

Für den Aufbau der Metallschicht werden Nickel oder Chrom bevorzugt während für die Schicht zur Sekundärelektronenunterdrückung Graphit bevorzugt wird.

Innerhalb des Stärkenbereichs der Metallschicht scheint der Bereich von 13—5 μιη besonders zweckmäßig zu sein.

Die Erfindung soll nun anhand der Figuren genauer beschrieben werden. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Farbbildröhre mit einer Schattenmaske,

Fig.2A—2D perspektivische Tcildarslcllungcn von verschiedenen Schattenmasken,

F i g. 3 eine perspektivische Tcilschnittdarstcllung der Schattenmaske nach Aufbringen der Metallschicht zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit und

F i g. 4 einen Schnitt entsprechend (■' i g. 3 nach Aufbringen der Schicht zur Sekiindärelcklronenunterdrückung.

In der F i g. I ist eine Farbbildröhre mil einem Hals I, einem Trichter 2 und einer Fronlschalc 1 dargestellt. Im

Hals I ist ein Elektronenstrahlerzeuger 4 angeordnet und auf der Innenfläche der Frontschale 3 ist ein Leuchtschirm 5 aufgebracht. In der Nähe des Leuchtschirms 5 ist eine Schattenmaske 6 angeordnet, die die aus dem Elektronenstrahlerzeuger 4 austretenden Elektronenstrahlen auf vorgegebene Teilflächen des Leuchtschirms auftreffen läßt.

In den Fig.2A—2D sind verschiedene Lochmasken dargestellt Die Lochmaske gemäß Fig.2A ist mit kreisförmigen Perforationen 61 versehen, während die Lochmaske gemäß Fig.2B mehrere sich über die gesamte Maskenhöhe erstreckende und zueinander parallele Schlitze 62 aufweist Bei der Lochmaske gemäß F i g. 2C ist jeder der Schlitze durch eine Vielzahl von Brücken 63 unterteilt Die Lochmaske gemäß Fig.2D weicht von der Lochmaske gemäß Fig.2C insoweit ab, als die sich in Querrichtung erstreckenden Brücken 63 von Schlitz 62 zu Schlitz 62 in vertikaler Richtung gegeneinander versetzt sind.

Die Fig.3 stellt eine vergrößerte perspektivische Darstellung (zum Teil als Schnitt) eines Teils der in der F i g. 2A dargestellten Lochmaske 6 dar, deren perforiertes Weicheisenblech 60 bereits mit öffnungen 61 versehen und mit einer Metallschicht 65 zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit versehen ist Die Metallschicht 85 ist auf beiden Seiten des Bleches 60 und auf den Innenflächen der Perforationen 61 aufgebracht Durch das Aufbringen der Metallschicht 65 auf die gesamte Oberfläche des Bleches 60 kann die mechanische Festigkeit der Schattenmaske selbst dann erhöht werden, wenn der Durchmesser der Perforationen vergrößert wird, um dadurch die Durchlässigkeit für die Elektronenstrahlen zu erhöhen; die mechanische Festigkeit kann selbst dann erhöht werden, wenn die Dicke des Bleches 60 gegenüber der üblichen Dicke herabgesetzt wird.

Durch das Aufbringen der Metallschicht 65 werden Bewegungen der Maske durch von außen eingeleitete Schwingungen oder durch lokale Erwärmung weitgehend unterdrückt Damit werden Fehlausfluchtungen der Leuchtstrofftripel und der zugeordneten Perforationen der Lochmaske vermieden, wodurch eine besonders hohe Farbreinheit der Farbbilder erreicht wird.

In der Darstellung gemäß Fig.4 ist auf die Metallschicht 65 eine Schicht 67 aus Graphit zur Sekundärekktronenunterdrückung aufgebracht

Eine Schattenmaske dieser Bauart kann auf folgende Weise hergestellt werden: Zunächst in einem Weicheisenblech 60 kreisförmige Perforationen 61 in üblicher Ätztechnik ausgebildet. Nach dem Verformen des perforierten Bleches 60 in eine gewünschte Form oder ) nachdem das perforierte Blech einem weiteren Belichtungsschritt und einem weiteren Ätzgang unterworfen worden ist, wird die metallische Schicht 65 auf das Blech

60 aufgebracht, z. B, galvanisch oder chemisch (stromloses Plattieren).

in Wenn die Dicke der Metallschicht 65 15 μπι übersteigen würde, würde der Durchmesser der Perforationen 61 um mehr als 30 μπι verringert, was zu kleineren Perforationen führen würde. Wenn die Stärke der Metallschicht kleiner als 1 μπι wird, wird keine

r· hinreichende mechanische Festigkeit erreicht. Ein bevorzugter Stärkenbereich für die Metallschicht liegt zwischen 1,5 und 5 μπι; im Falle einer elektrolytisch aufgebrachten Nickelschicht vorzugsweise zwischen 2 und 3 μπι. Wenn die Nickelschicht nicht galvanisch

-'ο aufgebracht wird, kann die Festigkeit Her aufgebrachten Schicht durch Einbrennen bei einer Temperatur von 250—480° C erhöht werden. Hierbei ist der Temperaturbereich zwischen 250 und 300° C der zu bevorzugende, um eine durch die Wärmebehandlung hervorgerufene

j-, Deformation des Aufbaus bestehend aus Blech 60 und Metallschicht 65 zu vermeiden.

Die Perforationen 61 im Blech 60 sollten dimensionsgemäß so ausgelegt sein, daß die Metallschicht 65 die Durchlässigkeit für die aus dem Elektronenstrahlerzeu-

Hi ger austretenden Elektronenstrahlen nicht herabsetzt. Aus diesem Grunde wird der Durchmesser der Perforationen im Falle der kreisförmigen Perforationen

61 ein wenig größer gewählt als bei üblichen Konstruktionen, so daß nach Aufbringen der Metall-

r. schicht 65 und der Sekundärelekt-Onenunterdrückungsschicht 67 der erforderliche Durchmesserwert gegeben ist.

Nach dem Aufbringen der Metallschicht 65 und einer ggf. erforderlichen Temperaturbehandlung wird die

in Sekundärelektronenunterdrückungsschicht 67 in bekannter Weise aufgebracht.

Die mechanische Festigkeit wird schon selbst dann angehoben, wenn die Metallschicht 65 nur auf einer Seite des Bleches 60 aufgebracht wird; die größten

ι. Werte für die mechanische Festigkeit werden natürlich erzielt, wenn die Metallschicht 65 auf die gesamte Oberfläche des Maskenbleches 60 aufgebracht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1, Schattenmaske für eine Farbbildröhre mit einem perforierten Weicheisenblech und einer mindestens auf der dem Elektronenstrahlerzeuger zugewandten Seite des Blechs aufgebrachten Schicht zur Sekundärelektronenunterdrückung, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwischen der Schicht (67) zur Sekundärelektronenunterdrückung und dem Blech (60) eine die in mechanische Festigkeit erhöhende Metallschicht (65) von 1 — 15 μιτι Stärke angeordnet ist

Z Schattenmaske nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallzwischenschicht (65) aus Nickel oder Chrom besteht.

3. Schattenmaske nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (67) zur Sekundärelektronenunterdrückung aus Graphit hergestellt ist.

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