DE2511205A1

DE2511205A1 - Verfahren zur herstellung von reproduktionsmasken fuer die maske einer bildroehre und durch dieses verfahren hergestellte bildroehre

Info

Publication number: DE2511205A1
Application number: DE19752511205
Authority: DE
Inventors: Gerard Vermeulen; Jan Van Der Waal
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1974-03-28
Filing date: 1975-03-14
Publication date: 1975-10-02
Also published as: GB1480440A; NL7404209A; FR2266296A1; FR2266296B1; AU7950775A; CA1027171A; US4339516A; IT1030444B; DE2511205B2; JPS50131757A; BE827212A; DE2511205C3

Description

i, :ι-γ.κ«ι, Va/EVH. r: M.γ. Philips¹ C3¹...«-^:.V.:.:_i:5r.fGbrieken

AHt- No. PHN- 7454 9 Rl

^isaj^, 13.-März 1975 "^I

Verfahren zur Herstellung von Reproduktionsniasken für die Maske einer Bildröhre und durch dieses Verfahren hergestellte Bildröhre

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Paares zueinander gehöriger Reproduktionsmasken, die bei der Herstellung eines Musters von Oeffnungen in der Maske einer Farbbildröhre verwendet werden, welche Oeffnungen auf einer Seite der Maske breiter als auf der anderen Seite sind, bei welchem Verfahren eine photοgraphische Platte parallel zu und in einiger Entfernung von einer ersten der

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genannten Reproduktionsmasken angeordnet und dann belichtet wird.

Es sei bemerkt, dass unter einer Reprodulctionsmaske auch eine positive oder negative Abbildung einer Reprodulctionsmaske zu verstehen ist. Dabei ist unter einer positiven Abbildung eine undurchsichtige Platte zu verstehen, auf der die Oeffnungen der Maske als transparente Stellen wiedergegeben sind, während unter einer negativen Abbildung eine transparente Platte zu verstellen ist, auf der die Oeffnungen der Maske als undurchsichtige Stellen wiedergegeben sind, Reproduktionsmasken können sowohl sogenannte Produktionsmasken, die direkt bei der Herstellung der Maske verwendet werden, als auch Reproduktionsmasken sein, die dazu dienen, andere Reproduktionsmasken herzustellen, wie sogenannte Muttermasken.

Ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art ist aus der britischen Patentschrift 1 336 108 bekannt. Bei der Herstellung von Lochmasken wird von einer dünnen Metallplatte, im allgemeinen aus Eisen, ausgegangen. Diese Platte wird auf beiden Seiten mit einer Schicht aus lichtempfindlichem Lack überzogen. Auf diese Lackschichten werden Reproduktionsmasken gelegt, mit deren Hilfe der Lack an den Stellen belichtet wird, an denen die Reproduktionsmasken transparent sind,

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Dann wird der Lack entwickelt, wobei der Lack an den Stellen, an denen Oeffnungen in der-Lochmaske anzubringen sind, entfernt wird, Anschliessend wird die Platte einem Aetzmittel ausgesetzt, das das Metall an den nicht mehr von Lack geschützten Stellen löst, so dass auf beiden Seiten der Platte Ausnehmungen entstehen. Bei fortgesetzter Aetzung vereinigen sich die Ausnehmungen auf beiden Seiten der Platte, so dass ein Muster von Oeffnungen gebildet wird. Dabei ist es wichtig, dass über die ganze Platte die Mittelpunkte der Ausnehmungen auf beiden Seiten einander genau gegenüber liegen oder auf eine genau bekannte Weise gegeneinander verschoben sind. Da ausserdem die Oeffnungen in der Lochmaske auf der Seite des Bildschirmes breiter als auf der anderen Seite sein sollen, sind die beiden verwendeten Reproduktionsmasken nicht identisch.

Nach der britischen Patentschrift 1 336 108 wird die erforderliche genaue gegenseitige Abhängigkeit der beiden Reproduktionsmasken dadurch erhalten, dass von einer ersten Reproduktionsmaske des Paares bei der Herstellung der zweiten Maske ausgegangen wird, wobei die erste Reproduktionsmaske in einem genau bestimmten Abstand parallel zu einer photοgraphischen Platte angeordnet wird, wonach die photographische Platte mit Licht belichtet wird, das durch die transparenten

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Teile der ersten Reproduktionsmaske hindurchtritt und das von einer in einiger Entfernung parallel zu der Reproduktionsmaske angeordneten homogenen flachen Lichtquelle herrührt, deren Abmessungen grosser als die der Reproduktionsmaske sind.

Ein derartiges Verfahren eignet sich aber nicht zur Herstellung eines Paares zueinander gehöriger Reproduktionsmasken, die bei der Herstellung eines Musters langgestreckter (statt runder) Oeffnungen in einer Maske verwendet werden. Die Oeffnungen sind bei einer derartigen Maske in nahezu parallelen Reihen mit nur einer schmalen Brücke zwischen angrenzenden Oeffnungen in einer Reihe angeordnet. Diese Brücken sind für die Zugfestigkeit der Maske senkrecht zu den Reihen massgebend und die Dicke der Maske an der Stelle der Brücken soll also vorzugsweise nicht verringert werden. Die Brücken müssen aber in Richtung der Reihen möglichst schmal sein, um möglichst wenig Elektronen abzufangen. Diese beiden Bedingungen zusammen erfordern langgestreckte Oeffnungen, die sich nur in Querschnitten senkrecht zu ihrer Längsrichtung erweitern. Bekannte Verfahren sind für die Bildung derartiger Oeffnungen nicht geeignet.

Die Erfindung begegnet diesen Nachteilen. Dazu wird auch von einer ersten Roproduktionsmaske

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bei der Herstellung der zweiten Maske ausgegangen, und es wird eine photographische Platte parallel zu und in geringer Entfernung von der ersten Reproduktionsmaske angeordnet, wobei jedoch nach der Erfindung die Belichtung mit Lichtstrahlen erfolgt, die zu einer flachen Ebene nahezu parallel sind,die zu der Reproduktionsmaske nahezu senkrecht ist.

Versuche haben ergeben, dass auf diese Weise von positiven Abbildungen der langgestreckten Oeffnungen in der ersten Reproduktionsmaske auf der photographischen Platte Abbildungen erhalten werden, die nur in der genannten flachen Ebene vergrössert sind. Die genannte flache Ebene soll daher senkrecht auf der Längsrichtung der langgestreckten Oeffnungen stehen, damit auf diese Weise eine erweiterte Abbildung der langgestreckten Oeffnungen erhalten wird« Von negativen Abbildungen der langgestreckten Oeffnungen in der ersten Reproduktionsmaske werden auf der photographischen Platte Abbildungen erzeugt, die nur in der flachen Ebene verkleinert sind. Die genannte flache Ebene soll daher parallel zu der Längsrichtung der langgestreckten Oeffnungen sein, damit auf diese Weise eine verkürzte Abbildung der langgestreckten Oeffnungen erhalten wird. Es stellt sich heraus, dass letzteres im Zusammenhang mit dem angewandten Aetzvorgang erwünscht ist, um die !"ichtige

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Form der Oeffnungen in der Maske zu erhalten.

Die Lichtstrahlen,.die zu einer flachen Ebene nahezu parallel sind, Airerden aus einer Lichtquelle erhalten, die sich in einem Zylinder langgestreckten rechteckigen Querschnittes befindet, von dem ein offenes Ende auf die erste Reproduktionsmaske gerichtet ist und der eine grössere Breite als das genannte Muster von Oeffnungen aufweist und senkrecht zu der Längsrichtung* des rechteckigen Querschnittes entlang der ersten Reproduktionsmaske bewegt wird.

Zum Erzeugen von Abbildungen auf der photographischen Platte, die in einer Richtung breiter als auf der ersten Reproduktionsmaske sind, ist die Lichtquelle vorzugsweise zweckmässig eine flache Lichtquelle mit einer gleichmässigen Helligkeitsverteilung über nahezu die ganze Breite des Querschnittes des Zylinders. Eine derartige Lichtquelle kann aus einer gleichmässig beleuchteten Mattglasplatte oder einer Leuchtstofflampe bestehen, aber kann nach der Erfindung auch dadurch erhalten werden, dass eine verhältnismässig kleine Lichtquelle über die Breite des Zylinders hin und herbewegt wird.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung kann eine in nur einer Richtung linear mit dem Abstand von der Mitte zunehmende Verschiebung der Abbildungen auf

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der photographischen Platte in bezug auf die auf der ersten Reproduktionsmaske dadurch erhalten werden, dass eine nahezu punktförmige Lichtquelle in der Mitte des rechteckigen Querschnittes des Zylinders angeordnet wird.

Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Farbbildröhre, l

Fig. 2 einen Teil des Musters von Oeffmangen in

der Maske dieser Röhre,

Fig. 3 vaxd k zwei zueinander parallele Schnitte durch die Maske,

Fig. 5 einen Schnitt durch die Maske während der Herstellung,

Fig. 6 eine Belichtungsanordnung zur Herstellung von Reproduktionsmasken und

Fig. 7» 8 und 9 schematische Lichtstrahlen in der Anordnung nach Fig. 6.

Die in Fig. 1 dargestellte Kathodenstrahlröhre ist die bekannte Lochmaskenbildröhre mit evakuierter Umhüllung 1, Mitteln 2 zum Erzeugen dreier Elektronenstrahlen, einer Maske 3 und einem Bildschirm k. Die Maske besteht aus einer dünnen Eisenplatte mit einer Dicke von nahezu 0,15 mm, die eine Vielzahl von Oeffnungen 5 aufweist.

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PJiN. 7 h 54 8.2.75.

Das Muster der Oeffnungen 5 ist in Fig., 2 dargestellt. Die Oeffnungen sind in senkrechten Reihen mit schmalen Brücken 6 zwischen zwei nebeneinanderliegenden Oeffnungen in derselben Reihe angeordnet. Zu jeder Reihe von Oeffnungen gehören ein roter, ein grüner und ein blauer Leuchtstoffstreifon des Bildschirmes k. Die Brücken 6 müssen möglichst schmal sein, um möglichst wenig Elektronen abzufangen. Da die Brücken 6 die Zugfestigkeit der Maske in einer Richtung senkrecht zu den Reihen bestimmen, soll die Plattendicke der Maske (0,15 mm) an den Stellen der Brücken möglichst wenig verringert werden.

In Pig. 3 ist ein Schnitt durch die Maske senkrecht zu den Reihen von Oeffnungen und in Fig. h ist ein Schnitt durch eine Reihe von Oeffnungen dargestellt. Aus diesen Figuren geht hervor, dass sich die Oeffnungen in Richtung auf den Bildschirm h erweitern. Dies ist notwendig, um zu verhindern, dass die Elektronenstrahlen auf die Innenwand der Oeffnungen 5 auftreffen, wo sie Sekundärelektronen auslösen könnten, die durch ihre unbestimmte Richtung die Farbwiederf.rabe beeinträchtigen würd en,

An Hand der Fig. 5 wird die Herstellung der Maske 3 erläutert. Die Maske 3 ist in diesem Falle mit zwei licht emp find liehen Schichten 7 i"^1{? 8 versehen, die durch Belichtung in einer EiitwicklTUigsflüssigkeit

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unlöslich werden und dann gegen ein Aetzraittel beständig sind, mit dem OefTnmigen in die Maske 3 geätzt werden können, Aixf den Ii clit empfind lieh en Schichten 7 und 8 befinden sich Reproduktionsmasken 9 und 10, die an den Stellen, an denen die Oeffnungen 5 geätzt werden müssen, undurchsichtig sind. Nach beidseitiger Belichtung über die Reproduktionsmasken 9 und 10 (negative Abbildungen) tmd nach Entwicklung mit der EntwicklungsflUssigkeit weisen die Schichten 7 und 8 ein Muster von Oeffnungen auf, durch die das Aetzmittel die Maske 3 erreichen kann, wonach die mit gestrichelten Linien angegebenen Oeffnungen geätzt werden.

Aus Fig. 5 ist ersichtlich, dass die Reproduktionsmasken 9 und 10 nicht identisch sind. Die undurchsichtigen Stellen in der Reproduktionsmaske 9 sind etwas grosser als die in der Reproduktionsmasko 10 und ausserdem liegen die Mittelpunkte einander nicht gerade gegenüber.

Aus den Pig. 3 und h geht aber auch hervor, dass diese VergrÖ*störung und Verschiebung in Ebenen senkrecht zu den Reihen von Oeffnungen viel grosser als in durch diesi; Reihen gehenden Ebenen ist. Dies steht in schroffem Gegensatz; zu der Situation bei Masken mit runden Oei'fmmgori. Das aus der bereits genannten britiKcJien Patentschrift 1 336 108 bekannte Vorfahren, bo L dem die Ileprotluktionsmafike 9 mit Hilfe der Repro-

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duktionsraaske 10 hergestellt wird, kann also nicht angewandt werden,

Fig. 6 zeigt eine Belichtungsanordnung, die dazu verwendet werden kann, für eine Maske mit langgestreckten Oeffnungen die Reproduktionsmasice 9 mit Hilfe der Reproduktionsmaske 10 herzustellen. Eine positive Abbildung 1OA der Reproduktionsmasice 10 ist parallel zu und in einiger Entfernung von einer photographischen Platte 9-A- angeordnet, die nach Belichtung und Entwicklung zur Herstellung der Reproduktionsmaske verwendet werden wird. Die photographische Platte 9k wird über die Reproduktionsmaske 10A von einer Lichtquelle 11 belichtet, die länger als die Breite der Reproduktionsmaske 10A ist. Die Lichtquelle 11 befindet sich in einem Zylinder 12 aus undurchsichtigem Material, dessen offene Seite 13» mit einem Spalt 15 in einer Höhe von 0,5 mm, der Reproduktionsraaske 10A zugekehrt ist. Der Zylinder 12 wird parallel zu sich selbst hin und herbewegt (siehe die Pfeile).

Fig. 7 zeigt die Belichtung der Reproduktionsmaske 10A in einer beliebigen senkrechten Ebene senkrecht zu der photographischen Platte 9A, während Fig. 8 die Belichtung der Reproduktionsmaske 10A in einer beliebigen waagerechten Ebene senkrecht zu der photographischen Platte 9A zeigt. Aus den Fig. 7 void 8 geht hervor, dass

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die Vergrösserung der Abbildung in senkrechter Richtung, also in der Längsrichtung der langgestreckten Oeffnungen (Fig. 7)* sehr gering ist, während die Vergrösserung der Abbildung in waagerechter Richtung, also senkrecht zu der Längsrichtung der langgestreckten Oeffnungen (Fig. 8), beträchtlich ist. Aus Fig. 8 geht auch hervor, dass die Vergrösserung in waagerechter Richtung dadurch geändert werden kann, dass der Abstand zwischen der photοgraphischen Platte 9A und der Reproduktionsmaske 1OA geändert wird, Die Lichtquelle 11 kann eine Leuchtstofflampe oder eine gleichmässig beleuchtete Mattglasplatte sein« Auch kann eine längliche Lichtquelle mit Hilfe einer Lichtquelle verhältnismässig geringer Abmessungen , die über die Breite des Zylinders 12 hin und herbewegt wird, nachgeahmt werden. Diese Bewegung soll dann aber erheblich schneller als die Auf- und Abwärtsbewegung des Zylinders selbst sein.

In Fig. 9 ist schliesslich dargestellt, wie die Verschiebung der Mittelpunkte der Abbildungen der Oeffnungen in der Reproduktionsmaske 10 in bezug auf die Reproduktionsmaske 9 erzielt wird, Venn diese Verschiebung nur in waagerechter Richtung und von der Mitte zu dem Rande der Maske zunehmend aufzutreten braiicht, wird in der Belichtungsanordnung nach Fig. 6 eine punlctförmige Lichtquelle 15, z.B. bei lh, angeordnet,

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pun.

3.2.75.

2 b Ί 1 2 U ö

Durch das Hin- und Herbewegen des Zylinders 12 wird dann eine Belichtung erhalten, die in Pig, 9 für eine beliebige waagerechte Ebene dargestellt ist. In der senkrechten Ebene findet keine Verschiebung statt« Auf diese Weise wird mit Hilfe der negativen Reproduktionsmaske 9A. eine positive Abbildung 9B erzeugt. Durch Umkehr der Maske 9B wird endgültig die benötigte negative Reproduktionsmaske 9 erhalten» Es ist nicht notwendig, dass zunächst eine

vergrösserte Abbildung erzeugt und dann die Verschiebung herbeigeführt wird. Diese Reihenfolge kann geändez*t werden, während auch vielerlei Zx^ischenbearbeitungen stattfinden können.

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Claims

PlIN. 8.
2.75.

PATICIJTANSPRUfCCHE:

1,, Verfahren zur Herstellung eines Paares zueinander gehöriger Reproduktionsmasken, die bei der Hersteilung eines Musters von Oeffnungen in einer Maske einer Farbbildröhre verwendet v/erden, welche Oeffnungen auf einer Seite dor Maske breiter als auf der anderen Stiito sind, bei welchem'Verfahren eine phot ο graphische Platte parallel zu und in einiger Entfernung von einer ersten der genannten Reproduktionsmasken angeordnet und dann belichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Oeffnungen langgestreckt sind und dass die Belichtung mit Lichtstrahlen erfolgt, die zu einer flachen Ebene, die zu der ersten Reproduktionsmaske nahezu senkrecht ist, nahezu parallel sind, 2» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Belichtung mit einer Lichtquelle erfolgt, die sich in einem Zylinder langgestreckten rechteckigen Querschnittes befindet, von dem ein offenes Ende der ersten Reproduktionsmaske zugekehrt ist und der eine grö;>;;ere Breite als das genannte Muster von Oeffnungen aufx^eist und senkrecht zu der Längsrichtung tlos rechteckigen Querschnittes entlang der genannten er«ten Reprodukt Lomiiaaske bewegt wird.

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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Lichtquelle zweckmässig eine flache Lichtquelle mit einer gleichmässigen Helligkeitsverteilung über nahezu die ganze Breite des Querschnittes des Zylinders ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass eine verhältiiismässig kleine Lichtqtielle über die Breite des Zylinders hin und herbewegt wird.
5» Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Lichtquelle eine nahezu punktförmige Lichtquelle ist, die in der Mitte des rechteckigen Querschnittes des Zylinders angeordnet ist.
6. Farbbildröhre, die durch eines der Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5 hergestellt ist.
7. Maske, die durch eines der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5 hergestellt ist_#

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