DE2511205C3 - Verfahren zur Herstellung eines Paares zueinander gehöriger Reproduktionsmasken, die bei der Herstellung einer Farbauswahlelektrode für Farbbildröhren verwendet werden, und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Paares zueinander gehöriger Reproduktionsmasken, die bei der Herstellung einer Farbauswahlelektrode für Farbbildröhren verwendet werden, mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher beschriebenen Merkmalen.

Es sei bemerkt, daß unter einer Reproduktionsmaske auch eine positive oder negative Abbildung einer Reproduktionsmaske zu verstehen ist Dabei ist unter einer positiven Abbildung eine undurchsichtige Platte zu verstehen, auf der die Öffnungen der Maske als transparente Stellen wiedergegeben sind, während unter einer negativen Abbildung eine transparente Platte zu verstehen ist, auf der die Öffnungen 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 DE-OS 22 03 124 bekannt. Bei der Herstellung von Farbauswahlelektroden wird von einer dönnen 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. Dann wird der Lack entwickelt, wobei der Lack an den Stellen, an denen öffnungen in der Farbauswahlelektrode

ίο anzubringen sind, entfernt wird. Anschließend wir Λ die Platte einem Ätzmittel ausgesetzt, das das Metall an den nicht mehr von Lack geschützten Stellen löst, so daß auf beiden Seiten der Platte Ausnehmungen entstehen. Bei fortgesetzter Ätzung vereinigen sich die Ausnehmun gen auf beiden Seiten der Platte, so daß ein Muster von öffnungen 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 verscho-

ben sind. Da außerdem die öffnungen in der Farbauswahlelektrode auf der Seite des Bildschirmes breiter als auf der anderen Seite sein sollen, sind die beiden verwendeten Reproduktionsmasken nicht identisch.

Nach der DE-OS 22 03 124 wird die erforderliche genaue gegenseitige Abhängigkeit der beiden Reproduktionsmasken dadurch erhalten, daß von einer ersten Reproduktionsmaske (iss Paares bei der Herstellung der zweiten Maske ausgegangen wird, wobei die erste Reproduktionsmaske in einem genau bestimmten Abstand parallel zu einer photographischen Platte angeordnet wird, wonach die photographische Platte mit Licht belichtet wird, das durch die transparenten Teile der ersten Reproduktionsmaske hindurchtritt und das von einer in einiger Entfernung parallel zu der Reproduktionsmaske angeordneten homogenen flachen Lichtquelle herrührt, deren Abmessungen größer 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) öffnungen in einer Farbauswahlelektrode verwendet werden. Die Öffnungen sind bei einer derartigen Farbauswahlelektrode in nahezu parallelen Reihen mit nur einer schmalen Brücke zwischen angrenzenden öffnungen in einer Reihe angeordnet wie an sich aus Fig. 10 und 11 der Literaturstelle IEEE Trans, on BTR — 18, 1972 H. 4 S. 193 bis 200 bekannt Diese Brücken sind für die Zugfestigkeit der Farbauswahlelektrode senkrecht zu den Reihen maßgebend und die Dicke der Farbauswahlelektrode 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 öffnungen, die sich nur in Querschnitten senkrecht zu ihrer Längsrichtung erweitern. Bekannte Verfahren sind für die Bildung derartiger öffnungen nicht geeignet

μ Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren für die Herstellung eines Paares zueinander gehöriger Reproduktionsmasken anzugeben, die bei der Hersteilung einer Farbauswahlelektrode für Farbbildröhren verwendet werden, wobei die Farbauswahlelektrode langgestreckte öffnungen, die sich in Querschnitten in ihrer Längsrichtung und senkrecht zu ihrer Längsrichtung erweitern, und weiterhin möglichst schmale Brücken zwischen den langgestreckten öffnungen

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aufweist

Diese Aufgabe wird für ein Verfahren der eingangs genannten An nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 näher beschriebenen Maßnahmen gelöst. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können Maßnahmen ergriffen werden, wie sie in den Kennzeichen des Anspruches 2 beschrieben sind. Besondere erfinderische Merkmale einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung sind in den Kennzeichen der Unteransprüche 3 und 4 beschrieben.

Versuche haben ergeben, daß bei dem Verfahren nach der Erfindung von positiven Abbildungen der langgestreckten Öffnungen in der ersten Reproduktionsmaske auf der photographischen Piatte Abbildungen erhalten werden, die nur in der genannten flachen Ebene vergrößert sind. Die genannte flache Ebene soll daher senkrecht auf der Längsrichtung der langgestreckten öffnungen stehen, damit auf diese Weise eine erweiterte Abbildung der langgestreckten öffnungen erhalten wird. Von negativen Abbildungen der langgestreckten öffnungen, 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 Öffnungen sein, damit auf diese Weise eine verkürzte Abbildung der langgestreckten öffnungen erhalten wird. Dies ist aber im Zusammenhang mit dem angewandten Ätzvorgang erwünscht, um die richtige Form der Öffnungen in der 3» Farbauswahlelektrode zu erhalten.

Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Farbbildröhre,

F i g. 2 einen Teil des Musters von öffnungen in der Farbauswahlelektrode dieser Röhre,

Fig.3 und 4 zwei zueinander senkrechte Schnitte durch die Farbauswahlelektrode,

F i g. 5 einen Schnitt durch die Farbauswahlelektrode und die Reproduktionsmasken während der Herstellung,

F i g. 6 eine Belichtungsanordnung zur Herstellung von Reproduktionsmasken und

Fig.7, 8 und 9 schematische Lichtstrahlen in der Anordnung nach F i g. 6.

Die in F i g. 1 dargestellte Kathodenstrahlröhre ist die bekannte Lochmaskenbildröhre mit evakuierter Umhüllung 1, Mitteln 2 zum Erzeugen dreier Elektronenstrahlen, einer Farbauswahlelektrode 3 und einem Bildschirm 4. Die Farbauswahlelektrode 3 besteht aus einer dünnen Eisenplatte mit einer Dicke von nahezu 0,15 mm, die eine Vielzahl von öffnungen 5 aufweist.

Das Muster der Öffnungen 5 ist in F i g. 2 dargestellt. Die öffnungen sind in senkrechten Reihen mit schmalen Brücken 6 zwischen zwei nebeneinanderliegenden öffnungen in derselben Reihe angeordnet Zu jeder Reihe von Öffnungen gehören ein roter, ein grüner und ein blauer Leuchtstoffstreifen des Bildschirmes 4. Die Brücken 6 müssen möglichst schmal sein, um möglichst wenig Elektronen abzufangen. Da die Brücken 6 die Zugfestigkeit der Farbauswahlelektrode 3 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 Fig.3 ist ein Schnitt durch die Farbauswahlelektr ode 3 senkrecht zu den Reihen von öffnungen und in F i g. 4 ist ein Schnitt durch eine Reihe von öffnungen dargestellt. Aus diesen Figuren geht hervor, daß sich die öffnungen 5 in Richtung auf den Bildschirm 4 erweitern. Dies ist notwendig, um zu verhindern, daß die Elektronenstrahlen auf die Innenwand der öffnungen 5 auftreffen, wo sie Sekundärelektronen auslösen könnten, die durch ihre unbestimmte Richtung die Farbwiedergabe beeinträchtigen würden.

Anhand der Fig.5 wird die Herstellung der Farbauswahlelektrode 3 erläutert Die Farbauswahlelektrode 3 ist in diesem Falle mit zwei lichtempfindlichen Schichten 7 und 8 versehen, die durch Belichtung in einer Entwicklungsflüssigkeit unlöslich werden und dann gegen ein Ätzmittel beständig sind, mit dem öffnungen in die Farbauswahlelektrode 3 geätzt werden können. Auf den Lichtempfindlichen Schichten 7 und 8 befinden sich Reproduktionsmasken 9 und 10, die an den Stellen, an denen die öffnungen 5 geätzt werden müssen, undurchsichtig sind.

Nach beidseitiger Belichtung über die Reproduktionsmasken 9 und 10 (negative Abbildungen) und nach Entwicklung mit der Entwicklungsflüssigkeit weisen die Schichten 7 and 8 ein Muster von öffnungen auf, durch die das Ätzmittel die Farbauswahlelekuüde 3 erreichen kann, wonach die mit gestrichelten Linien angegebenen öffnungen geätzt werden.

Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß die Reproduktionsmasken 9 und 10 nicht identisch sind. Die undurchsichtigen Stellen in der Reproduktionsmaske 9 sind etwas größer als die in der Reproduktionsmaske 10 und außerdem liegen die Mittelpunkte einander nicht gerade gegenüber.

Aus den F i g. 3 und 4 geht aber auch hervor, daß diese Vergrößerung und Verschiebung im Verhältnis zu der Weite der öffnung in Ebenen senkrecht zu den Reihen von öffnungen viel größer als in durch diese Reihen gehenden Ebenen ist Dies steht in schroffem Gegensatz zu der Situation bei Masken mit runden öffnungen. Das aus der bereits genannten DE-OS 22 03 124 bekannte Verfahren, bei dem die Reproduktionsmaske 9 mit Hilfe der Reproduktionsmaske 10 hergestellt wird, kann also nicht angewandt werden.

Fig.6 zeigt eine Belichtungsanordnung, die dazu verwendet werden kann, für eine Farbauswahlelektrode mit langgestreckten öffnungen die Reproduktionsmaske 9 mit Hilfe der Reproduktionsmaske 10 herzustellen. Eine positive Abbildung 1OA der Reproduktionsmaske 10 ist parallel zu und in einiger Entfernung von einer photographischen Platte 9/4 angeordnet, die nach Belichtung und Entwicklung zur Herstellung der Reproduktionsmaske 9 verwendet werden wird. Die photographische Platte 9/4 wird über die Reproduktionsmaske 10/4 von einer Lichtquelle 11 belichtet, die länger als die Breite der Reproduktionsmaske 10/4 ist Die Lichtquelle 11 befindet sich in einem Zylinder 12 aus undurchsichtigem Materia', dessen offene Seite 13, mit einem Spalt 15 in einer Höhe von 0,5 mm, der Reproduktionsmaske 10/4 zugekehrt ist Der Zylinder 12 wird parallel zu sich selbst hin- und herbewegt (siehe die Pfeile).

F i g. 7 zeigt die Belichtung der Reproduktionsmaske iOA in einer beliebigen senkrechten Ebene senkrecht zu der photographischen Platte 9/4, während Fig.8 die Belichtung der Reproduktionsmaske iOA in einer beliebigen waagerechten Ebene senkrecht zu der photographischen Platte 9A zeigt. Aus den P i g. 7 und 8 geht hervor, daß die Vergrößerung der Abbildung in senkrechter Richtung, also in der Längsrichtung der langgestreckten Öffnungen (Fig.7), sehr gering ist, während die Vergrößerung der Abbildung in waage-

rechter Richtung, also senkrecht zu der Längsrichtung der langgestreckten öffnungen (F i g. 8), beträchtlich ist. Aus Fig.8 geht auch hervor, daß die Vergrößerung in waagerechter Richtung dadurch geändert werden kann, daß der Abstand zwischen der photographischen Platte 9/4 und der Reproduktionsmaske iOA geändert wird. Die Lichtquelle 11 kann eine Leuchtstofflampe oder eine gleichmäßige 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 F i g. 9 ist schließlch dargestellt, wie die Verschiebung der Mittelpunkt« der Abbildungen der öffnungen in der Reprodukti nsmaske 10 in bezug auf die Reproduktionsmaske 9 erzielt wird. Wenn diese Verschiebung nur in waagerechter Richtung und von der Mitte zu dem Rande der Farbauswahlelektrode 3 zunehmend aufzutreten braucht, wird in der Belichtungsanordnung nach Fig.6 eine punktförmige Lichtquelle 15, z. B. bei 14, angeordnet. Durch das Hin- und Herbewegen des Zylinders 12 wird dann eine Belichtung erhalten, die in Fig.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 9/4 eine positive Abbildung 90 erzeugt. Durch Umkehr der Maske 9ß 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 geändert werden, während auch vielerlei Zwischenbearbeitungen stattfinden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche;

1. Verfahren zur Herstellung eines Paares zueinander gehöriger Reproduktionsmasken, die bei der Herstellung einer Farbauswahlelektrode für Farbbildröhren mit einem Muster von sich zu einer Oberfläche der Farbauswahlelektrode hin verbreiternden Öffnungen verwendet werden, bei dem eine photographische Platte parallel zu und in einiger Entfernung von einer ersten der genannten Reproduktionsmasken angeordnet und derart belichtet wird, daß die belichteten Flächenelemente der photographischen Platte größer sind als die entsprechenden Öffnungen in der ersten Reproduktionsmaske, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten öffnungen langgestreckt und zueinander parallel ausgerichtet sind und daß die Belichtung mit einer Lichtquelle erfolgt, die sich in einem Ende eines als zylindrischer Schacht von langgestrecktem rechteckigen Querschnitt ausgebildeten Schirms befindet, dessen anderes, offenes Ende der ersten Reproduktionsmaske zugekehrt ist, dessen lange Kante des Schachtquerschnitts größer als das genannte Muster von Öffnungen ist und der in Richtung der kurzen Kante des Schachtquer-Schnitts sowie in Richtung der langgestreckten öffnungen entlang der genannten ersten Reproduktionsmaske bewegt wird

Z Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine verhältnismäßig kleine Lichtquel-Ie in Richtung der langen Kanten des Schachtquerschnitts am einen Ende des Schachts hin- und herbewegt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführe Jg des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle flach ist und eine gleichmäßige Helligkeitsverteilung über nahezu die gesamte Länge der langen Kante des Schachtquerschnitts aufweist.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle nahezu punktförmig ist und in der Mitte des Schachtquerschnitts angeordnet ist