DE69718986T2

DE69718986T2 - Schattenmaske und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE69718986T2
Application number: DE69718986T
Authority: DE
Inventors: Yokoyama 1-1 Shibaura 1-chome Shoichi; Ite 1-1 Shibaura 1-chome Tadashi; Takahashi 1-1 Shibaura 1-chome Fujio
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-11-11
Filing date: 1997-11-05
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2017-11-06
Also published as: EP0841679A1; US6043595A; EP0841679B1; CN1182277A; MY119613A; CN1091938C; KR100243947B1; KR19980042437A; TW367522B; DE69718986D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schatten- bzw. Lochmaske, die in einer Farbkathodenstrahlröhre verwendet wird, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung derselben.
Allgemein ist eine Farbkathodenstrahlröhre mit einer Lochmaske versehen, die als Farbwahlmittel dient. Die Lochmaske wird gebildet durch integrales Bearbeiten eines Metallblechs, das insgesamt verhältnismäßig dünn ist und einen gekrümmten Oberflächenabschnitt in der Form einer im Wesentlichen sphärischen konvexen Oberfläche und einen Randabschnitt umfasst, der sich im Wesentlichen unter rechten Winkeln zu dem gekrümmten Oberflächenabschnitt erstreckt und dessen gesamten Umfang umgibt. Der gekrümmte Oberflächenabschnitt umfasst einen perforierten bzw. durchlöcherten Abschnitt mit einer großen Anzahl von Elektronenstrahlöffnungen und einen nicht-perforierten bzw. nicht-durchlöcherten Umfangsrandabschnitt an dem Außenumfang des perforierten Abschnitts.
Gewöhnlich wird die Lochmaske dieses Typs durch Pressformen einer flachen Maske aus einem anfangs flachen Metallblech mit den Elektronenstrahlöffnungen, hergestellt. Nachdem die flache Maske zuerst getempert bzw. wärmebehandelt ist, so dass sie leichter verformt werden kann, wird diese mittels einer Pressform in eine bestimmte Form pressgeformt. Nach dem Pressformen wird die Lochmaskenoberfläche geschwärzt, so dass eine Oxidschicht darauf ausgebildet wird, worauf die Lochmaske fertiggestellt ist. Eine Lochmaske gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist in der US-A-3 923 566 offenbart.
Aus unterschiedlichen Gründen wurde die Stärke der Lochmasken in letzter Zeit auf beispielsweise Werte von etwa 0,12 bis 0,13 mm verringert. Infolgedessen wurde die Festigkeit der pressgeformten Lochmasken verringert, was ein Problem einer Verformung bei Stößen von außen mit sich brachte.
Herkömmliches Pressformen wird auf solche Art und Weise durchgeführt, dass ein Maskenmaterial in der Oberflächenrichtung mittels einer Form (insbesondere Stempel) mit einer glatt bearbeiteten Oberfläche gestreckt wird. Demnach werden Spannungen an dem perforierten Abschnitt und dem Umfangsrandabschnitt der Lochmaske konzentriert, so dass die Elektronenstrahlöffnungen eine Verformung erfahren können, die als Öffnungslängung (aperture elongation) bezeichnet wird. Somit hat der Grad der plastischen Bearbeitung der Lochmaske seine Grenze.
Es ist daher schwierig, den gesamten durchlöcherten bzw. perforierten Abschnitt der Lochmaske gleichmäßig zu bearbeiten, so dass die Maske unweigerlich lokale unzureichend bearbeitete Abschnitte aufweist und teilweise entspannt ist oder durchhängt. In diesem Zustand ist die gesamte Lochmaske noch nicht plastisch, so dass die geformte Maske ihre Form nicht beibehalten kann, wenn ein Stoß auf sie einwirkt. Dieser Effekt ist um so ausgeprägter, je dünner die Lochmaske ist.
Dieses Problem kann durch Verstärken bzw. Verdicken der Lochmaske gelöst werden. Diese Lösung widerspricht jedoch der Tendenz zu dünneren Lochmasken und macht es schwierig, die vorgegebene Form der Elektronenstrahlöffnungen beizubehalten, die durch Ätzen geformt werden.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Beachtung dieser Umstände gemacht und es ist ihre Aufgabe, eine Lochmaske mit einer guten Festigkeit gegenüber einem externen Stoß bereitzustellen, die einer zufriedenstellenden plastischen Bearbeitung unterzogen werden kann, ohne die Form der Öffnungen zu verändern, selbst wenn ein dünnes Blech als Material hierfür verwendet wird, sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben in Vorschlag zu bringen.
Um diese Aufgabe zu lösen, umfasst eine Lochmaske gemäß der vorliegenden Erfindung einen Krümmungsflächenabschnitt, der durch Bearbeiten eines Metallblechs gebildet wird und die Form einer gekrümmten Oberfläche aufweist, sowie einen Umrandungsabschnitt, der den Krümmungsflächenabschnitt am Umfang umgibt. Der Krümmungsflächenabschnitt umfasst einen durchlöcherten bzw. perforierten Abschnitt, der mit einer großen Anzahl von Elektronenstrahlöffnungen versehen ist, sowie einen nicht-durchlöcherten bzw. nicht-perforierten Umfangsrandabschnitt, der an dem Außenumfang des perforierten Abschnitts gelegen ist, wobei der perforierte Abschnitt mehrere in einer Oberfläche desselben durch Komprimieren des perforierten Abschnitts in dessen Dickenrichtung gebildete Ausnehmungen bzw. Ausbuchtungen aufweist.
In der oben beschriebenen Lochmaske umfasst jede der Elektronenstrahlöffnungen eine größere Lochöffnung auf der konvexen Oberflächenseite des perforierten Abschnitts und eine kleinere Lochöffnung auf der konkaven Oberflächenseite des perforierten Abschnitts und die Ausnehmungen bzw. Ausbuchtungen sind in einer konkaven Oberfläche des perforierten Abschnitts ausgebildet.
Die Ausbuchtungen erstrecken sich radial im Wesentlichen von der Mitte des perforierten Abschnitts zu dem Umfangsrand desselben. Alternativ sind die Ausbuchtungen im Wesentlichen über den perforierten Abschnitt verteilt und sind jeweils im Wesentlichen in der Form einer Halbkugel.
Ferner umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer Lochmaske gemäß der vorliegenden Erfindung die Schritte des Erstellens einer flachen Maske, die aus einem Metallblech mit einem durchlöcherten bzw. perforierten Abschnitt mit einer großen Anzahl von Elektronenstrahlöffnungen gebildet ist, Krümmen des perforierten Abschnitts der flachen Maske in eine bestimmte Form durch Pressen und Komprimieren des pressgeformten perforierten Abschnitts des Metallblechs in der Dickenrichtung desselben, wodurch mehrere Ausbuchtungen in einer Oberfläche des perforierten Abschnitts ausgebildet werden.
Der Schritt des Ausbildens der Ausbuchtungen umfasst lokales Komprimieren derjenigen Oberfläche des perforierten Abschnitts, in der sich die jeweiligen kleineren Löcher der Elektronenstrahlöffnungen öffnen.
Ein alternatives Herstellungsverfahren einer Lochmaske gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Schritte des Erstellens einer flachen Maske, die aus einem Metallblech mit einem perforierten Abschnitt mit einer großen Anzahl von Elektronenstrahlöffnungen ausgebildet ist, und Krümmen des perforierten Abschnitts der flachen Maske in eine bestimmte Form durch Pressen unter Verwendung eines Stempels mit einer bestimmten Form, und gleichzeitiges Komprimieren des perforierten Abschnitts des Metallblechs in der Dickenrichtung desselben, wodurch mehrere Ausbuchtungen bzw. Ausnehmungen in einer Oberfläche des perforierten Abschnitts ausgebildet werden.
Diese Erfindung geht aus der folgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung genauer hervor, in der zeigt:
1 eine Schnittansicht einer Farbkathodenstrahlröhre mit einer Lochmaske gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 eine perspektivische Ansicht der Lochmaske, 3 eine Draufsicht auf die Innenflächenseite der Lochmaske,
4A eine Schnittansicht entlang der Linie IVA-IVA von 3,
4B eine vergrößerte Schnittansicht eines Abschnitts IVB von 4A,
5 eine Schnittansicht einer Pressvorrichtung, die beim Herstellen der Lochmaske verwendet wird,
6A bis 6D Schnittansichten, die schematisch verschiedene Schritte eines Pressformprozesses für die Lochmaske unter Verwendung der Pressvorrichtung zeigen,
7 eine Schnittansicht von Formmitteln, die zum Komprimieren der Lochmaske verwendet werden,
8 eine perspektivische Ansicht einer ersten Komprimierungsform der Formmittel von 7,
9A und 9B Schnittansichten, die schematisch einen Komprimierungsprozess für die Lochmaske unter Verwendung der Formmittel von 7 zeigen,
10 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils einer Lochmaske gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung,
11 eine Schnittansicht von Formmitteln, die zum Komprimieren der Lochmaske der zweiten Ausführungsform verwendet werden,
12A und 12B perspektivische Ansichten einer ersten Komprimierungsform der Formmittel von 11, und 13 eine perspektivische Ansicht einer Modifikation eines in der Pressvorrichtung verwendeten Stempels.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. 1 zeigt eine Farbkathodenstrahlröhre, die mit einer Schatten- bzw. Lochmaske versehen ist. Diese Farbkathodenstrahlröhre umfasst einen. Vakuumkolben, der eine Vorderplatte 3, die aus Glas geformt ist, sowie einen Trichter 4 umfasst. Die Frontplatte 3 umfasst einen im Wesentlichen rechteckigen wirksamen Abschnitt 1 und vier Seitenwandabschnitte 2, die an dem Umfangsrandabschnitt des effektiven Abschnitts aufgerichtet sind, und der Trichter 4 ist mit den Seitenwandabschnitten 2 verbunden. Ein Stützstift 14 steht von dem Mittelabschnitt der Innenfläche jedes Seitenwandabschnitts 2 nach innen vor.
An der Innenfläche des wirksamen Abschnitts 1 ist ein Phosphorschirm 5 ausgebildet, der aus drei Phosphorschichten gebildet ist, die individuell in drei Farben Blau, Grün und Rot abstrahlen. Außerdem ist eine im Wesentlichen rechteckige Schatten- bzw. Lochmaske 6 dem Schirm 5 zugewandt innerhalb der Frontplatte 3 gelegen. Die Lochmaske 6, die eine Farbwählfunktion besitzt, ist an einem rechteckigen Maskenrahmen 7 befestigt. Der Maskenrahmen wird an den Stützstiften 14 mittels elastischer Halter 15 gelagert.
Andererseits ist eine Elektronenkanone 9 zum Emittieren von drei Elektronenstrahlen 8 in einem Hals 7 des Trichters 4 gelegen. Die drei von der Kanone 9 emittierten Elektronenstrahlen 8 werden durch ein Ablenkjoch 24, das an der Außenseite des Trichters 4 angebracht ist, abgelenkt und werden zum Abtasten des Phosphorschirms 5 in Horizontal- und Vertikalrichtung durch die Lochmaske 6 hindurch verwendet. Dabei wird ein Farbbild auf dem Phosphorschirm 5 angezeigt.
Wie in den 1 bis 4B gezeigt ist, ist die Lochmaske 6 integral durch Bearbeiten eines Metallblechs mit einer Stärke von beispielsweise 0,1 bis 0,15 mm ausgebildet. Die Maske 6 umfasst einen Krümmungsflächenabschnitt 16 in der Form einer konvexen Oberfläche und einen Umrandungsabschnitt 17, der sich im Wesentlichen unter rechten Winkeln zum Krümmungsflächenabschnitt erstreckt und dessen gesamten Umfang umgibt. Der Krümmungsflächenabschnitt 16 umfasst einen im Wesentlichen rechteckigen perforierten bzw. durchlöcherten Abschnitt 20 mit einer großen Anzahl von Elektronenstrahlöffnungen 18 und einen nicht-durchlöcherten bzw. nicht-perforierten Umfangsrandabschnitt 21 an dem Außenumfang des perforierten Abschnitts.
Jede Elektronenstrahlöffnung 18 ist aus einem größeren Loch 18a, das sich in einer konvexen Oberfläche 16a oder der Außenfläche des Krümmungsflächenabschnitts 16 öffnet, sowie einem kleineren Loch 18b, das sich in einer konkaven Oberfläche 16b des Krümmungsflächenabschnitts öffnet, aufgebaut. Wenn die Lochmaske 6 in den Vakuumkolben der Farbkathodenstrahlröhre eingesetzt wird, sind die größeren und kleineren Löcher 18a und 18b jeder Elektronenstrahlöffnung 18 dem Phosphorschirm 5 bzw. der Elektronenkanone 9 zugewandt.
Wie in den 3 und 4B gezeigt ist, ist die konkave Oberfläche 16b oder die innere Oberfläche des perforierten Abschnitts 20 der Lochmaske 6 ferner mit mehreren Ausnehmungen bzw. Ausbuchtungen 22 versehen, die durch Komprimieren der Lochmaske in deren Dickenrichtung ausgebildet sind. In der vorliegenden Ausführungsform haben diese Ausbuchtungen 22 die Form von länglichen Nuten, die sich radial im Wesentlichen von der Mitte des perforierten Abschnitts 20 zu dessen Umfangsrand erstrecken. Jede Ausbuchtung 22 besitzt eine Tiefe von etwa 10 μm.
Es folgt eine Beschreibung eines Verfahrens zum Herstellen der Lochmaske 6 mit dem zuvor beschriebenen Aufbau .
Bei diesem Herstellungsverfahren wird zunächst eine flache Maske in der Form einer flachen Platte mit den zahlreichen Elektronenstrahlöffnungen 18 vorbereitet, getempert bzw. wärmebehandelt und in eine bestimmte Form pressgeformt. Sodann wird die pressgeformte Lochmaske in ihrer Dickenrichtung durch Komprimieren geformt, um die Ausbuchtungen 22 zu bilden. Danach wird die Lochmaskenoberfläche geschwärzt, so dass eine Oxidschicht darauf ausgebildet wird.
Es folgt eine detaillierte Beschreibung eines Pressformprozesses. Gemäß 5 umfasst eine bei diesem Pressformprozess verwendete Pressvorrichtung einen Stempel 10, einen Auswerfer 11, einen Platinenhalter 12 und eine Form 13, die in den durch Pfeil B angegebenen Richtungen durch eine Drückervorrichtung 26 und Schiebemechanismen 27, 28 und 29 angehoben und abgesenkt werden.
Die Bodenfläche des Stempels 10 ist eine plan bearbeitete konvexe Oberfläche 10a, die so geformt ist, dass sie dem zu formenden Krümmungsflächenabschnitt 16 folgt, wobei eine gewisse Rückfederung berücksichtigt wird.
Der Auswerfer 11 besitzt eine externe Form entsprechend der des Stempels 10 und nur dessen ringförmiger Umfangsrandabschnitt ist mit einer konkaven Oberfläche 11a ausgebildet, die mit der konvexen Oberfläche 10a des Stempels 10 um den gesamten Umfang zusammenpasst. Die jeweils einander zugewandten ringförmigen Umfangsrandabschnitte 12a und 13a des Platinenhalters 12 und der Form 13 sind so gekrümmt, dass sie zueinander passen.
Beim Ausführen des Pressformens wird zuerst eine flache Maske 30 auf den Umfangsrandabschnitt 13a der Form 13 gesetzt, wie in 6A gezeigt ist.
Sodann wird der Platinenhalter 12 nach unten gedrückt, so dass ein erwarteter Umrandungsabschnitt 30a zum Bilden des Umrandungsabschnitts 17 zwischen dem Umfangsrandabschnitt 13a der Form 13 und dem Umfangsrandabschnitt 12a des Halters 12 gemäß der Darstellung in 6B gehalten ist. Danach wird der Stempel 10 nach unten gedrückt, um die flache Maske 30 zur Ausbreitung entlang der konvexen Oberfläche 10a des Stempels 10 zu zwingen, wodurch der perforierte Abschnitt 20 und der Umfangsrandabschnitt 21 in eine gewünschte Form gekrümmt werden, wie in 6C gezeigt ist. Nachfolgend wird der nicht-perforierte Umfangsrandabschnitt 21 fest zwischen dem Umfangsrandabschnitt der konvexen Oberfläche 10a des Stempels 10 und der konkaven Oberfläche 11a am Umfangsrandabschnitt des Auswerfers 11 festgehalten. Gemäß 6D wird ferner eine Druckkraft auf den Platinenhalter 12 verringert und eine größere Druckkraft wird auf den Stempel 10 aufgebracht, wodurch dieser nach unten gedrückt wird. Bei diesem Prozess bewegen sich der Stempel 10 und der Auswerfer 11 mit dem Umfangsrandabschnitt der flachen Maske 30 dazwischen nach unten und sie werden in die Form 13 gezwungen. Dabei wird der Umrandungsabschnitt 17 geformt.
Schließlich werden die Druckkräfte auf den Stempel 10 und den Platinenhalter 12 entfernt und der Stempel 10 nach oben gezogen, worauf der Prozess des Pressformens der Lochmaske 6 beendet ist.
Nachdem das Pressformen auf diese Weise beendet ist, wird die Lochmaske 6 einem Komprimierungsprozess unterzogen, Gemäß den 7 und 8 ist eine Form 32 für den Komprimierungsprozess mit einer ersten Komprimierungsform 34 mit einer konvexen Oberfläche 36 und einer zweiten Komprimierungsform 38 mit einer konkaven Oberfläche 40 versehen. Die erste Komprimierungsform 34 hat insgesamt im Wesentlichen die gleiche Form wie der Stempel, der in dem Lochmasken-Pressformprozess verwendet wurde. Die konvexe Oberfläche 36 der ersten Komprimierungsform 34 entspricht der konkaven Oberfläche 16b des Krümmungsflächenabschnitts 16 der Lochmaske 6 und die Oberfläche 16 wird mit mehreren länglichen Rändern bzw. Kanten oder Graten 42 ausgebildet, die sich radial erstrecken. Die Höhe jedes Randes 42 wird auf 3 bis 50 μm eingestellt. Die konkave Oberfläche 40 der zweiten Komprimierungsform 38 besitzt eine glatte bzw. gleichmäßige Form entsprechend der konvexen Oberfläche 16a des Krümmungsflächenabschnitts 16 und sie ist mit keinerlei Vorsprüngen versehen.
Der Komprimierungsprozess unter Verwendung der oben beschriebenen Form 32 wird auf folgende Weise ausgeführt. Zuerst wird die pressgeformte Lochmaske 6 auf die konvexe Oberfläche 36 der ersten Komprimierungsform 34 auf solche Weise aufgesetzt, dass ihre konkave Oberfläche 16b der konvexen Oberfläche 36 gemäß 9A zugewandt ist. Dann wird die zweite Komprimierungsform 38 auf die Lochmaske 6 mit ihrer konkaven Oberfläche 40 nach unten aufgesetzt, wodurch die Lochmaske zwischen den ersten und zweiten Komprimierungsformen 34 und 38 zwischengefügt ist.
Gemäß 9B wird danach eine zur ersten Komprimierungsform 34 gerichtete Stoßkraft F auf die zweite Komprimierungsform 38 von oben mittels einer (nicht dargestellten) Stoßerzeugungseinrichtung aufgebracht. Wenn die Kraft F auf diese Weise aufgebracht wird, unterliegt diejenige Oberfläche der Lochmaske 6 an der Seite der konkaven Oberfläche 16a oder der größeren Löcher 18a niemals irgendeiner lokalen Spannung, da sie in planarem Kontakt mit der konkaven Oberfläche 40 der zweiten Komprimierungsform 38 steht. Da diejenige Oberfläche der Lochmaske 6 an der Seite der konkaven Oberfläche 16b oder der kleineren Löcher 18b in linearem Kontakt mit den Rändern bzw. Kanten 42 der ersten Komprimierungsform 34 steht, werden deren Kontaktbereiche an den Rändern 42 andererseits einer lokalen Spannung unterworfen und in der Dickenrichtung der Lochmaske komprimiert. Darauf werden die Ausnehmungen bzw. Ausbuchtungen 22 ausgebildet, so dass sie sich radial in der Innenfläche des perforierten Abschnitts 20 der Lochmaske 6 erstrecken. Jede Ausbuchtung 22 besitzt eine Tiefe von 10 bis 40 μm.
Somit werden gemäß der vorliegenden Erfindung die Ränder 42 aus dem folgenden Grund an der ersten Komprimierungsform 34 vorgesehen, die an der Seite der kleineren Löcher 18b der Lochmaske 6 gelegen ist. Jede Elektronenstrahlöffnung 18 der Lochmaske 6 wird durch ein Miteinanderverbinden jedes kleineren Lochs 18b an der Elektronenkanonenseite der Farbkathodenstrahlröhre und dessen entsprechenden größeren Lochs 18a an der Phosphorschirmseite durch Ätzen gebildet. Die konvexe Oberfläche 16a der Lochmaske 6, in der die größeren Löcher 18a ausgebildet sind, besitzt mehr zu ätzende Bereiche als die konkave Oberfläche 16b, in der die kleineren Löcher 18b ausgebildet sind. Somit verbleiben an der Oberfläche an der Seite der kleineren Löcher, das heißt an der konkaven Oberfläche 16b des perforierten Abschnitts 20, mehr Bereiche ohne geätzt zu werden, die somit mehr Kontaktbereiche an den Rändern 42 bieten kann, so dass der Komprimierungsprozess einfacher ausgeführt werden kann.
Schließlich wird die Lochmaskenoberfläche auf konventionelle Weise geschwärzt, so dass eine Oxidschicht darauf ausgebildet wird, worauf die Lochmaske fertiggestellt ist.
Gemäß der auf diese Weise hergestellten Lochmaske 6 sind die länglichen nutenförmigen Ausbuchtungen 22 oder starre Vertiefungen, die der Komprimierung in der Dickenrichtung der Lochmaske zuzuschreiben sind, in der konkaven Oberfläche 16b des Krümmungsflächenabschnitts 16 an der Seite der kleineren Löcher 18b, wie zuvor beschrieben, ausgebildet. Die mechanische Festigkeit der Lochmaske 6 kann durch Ausbilden dieser Vertiefungen durch den Komprimierungsprozess verbessert werden. Wenn die Tiefe jeder Ausbuchtung 22 etwa 10 μm in einem Fall beträgt, wo die Lochmaske 0,12 mm stark ist, kann die Festigkeit der Maske ohne Verformen der Elektronenstrahlöffnungen 18 verbessert werden.
Die Festigkeit der durch das oben beschriebene Verfahren hergestellten Lochmaske 6 wurde gemessen. Die Maske 6 wurde nicht verformt, selbst wenn sie einem externen Stoß ausgesetzt wurde, der eine herkömmliche Lochmaske verformen würde, und war imstande, noch größere Stöße auszuhalten. Gemäß dem zuvor beschriebenen Herstellungsverfahren ist es darüber hinaus möglich, eine verhältnismäßig dicke Lochmaske zu formen, die nach dem Pressformen nicht fest genug ist und daher durch das herkömmliche Herstellungsverfahren nicht einfach geformt werden kann. Gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren wird die Lochmaske darüber hinaus in ihrer Dickenrichtung komprimiert, nachdem sie pressgeformt ist, so dass die gleiche Pressvorrichtung wie für das herkömmliche Verfahren direkt genutzt werden kann.
Bei der hier beschriebenen Ausführungsform wird die Stoßkraft von der Seite der zweiten Komprimierungsform mit darunter befindlicher erster Komprimierungsform aufgebracht. Alternativ kann jedoch die zweite Komprimierungsform an der unteren Seite gelegen sein.
Die Vertiefungen oder Ausbuchtungen 22 in der Oberfläche an der Seite der kleineren Löcher der Lochmaske sind nicht auf die zuvor beschriebene Form einer länglichen Nut beschränkt und können unterschiedlich, wie erforderlich, modifiziert werden. Gemäß 10 können die Ausbuchtungen 22 beispielsweise eine im Wesentlichen halbkugelförmige Form haben.
Gemäß den 11, 12A und 12B umfasst die zur Herstellung der Lochmaske 6 dieses Typs verwendete Form 32 die ersten und zweiten Komprimierungsformen 34 und 38 und eine große Anzahl von metallischen Kugeln, zum Beispiel Stahlkugeln mit 4 mm Durchmesser, sind im Wesentlichen in der gesamten Fläche der konvexen Oberfläche 36 der ersten Komprimierungsform 34 eingebettet und bilden somit eine große Anzahl von im Wesentlichen halbkugelförmigen Erhebungen 42. Eine konvexe Oberfläche, die durch Verbinden der jeweiligen Spitzen bzw. Scheitel der Erhebungen 42 erhalten wird, entspricht der konkaven Oberfläche 16b des Krümmungsflächenabschnitts 16 der Lochmaske 6. Die konkave Oberfläche 40 der zweiten Komprimierungsform 38 besitzt eine glatte bzw. gleichmäßige Form entsprechend der konvexen Oberfläche 16a des Krümmungsflächenabschnitts 16 und ist nicht mit irgendwelchen Metallkugeln besetzt und daher nicht mit irgendwelchen Vorsprüngen darauf versehen.
Nachdem die Lochmaske 6 auf dieselbe Weise wie die zuvor beschriebene pressgeformt ist, wird sie mittels der Form 32 komprimiert. Diese Lochmaske und das Herstellungsverfahren dafür können dieselben Funktionen und Wirkungen wie die zuvor beschriebene Ausführungsform bieten.
Gemäß der vorstehenden Ausführungsform wird darüber hinaus der Komprimierungsprozess unter Verwendung der Form 32 durchgeführt, nachdem die gekrümmte Oberfläche durch Pressen geformt wurde. Alternativ können jedoch Vorsprünge an der Stempeloberfläche der Pressvorrichtung vorgesehen sein, so dass ein Metallblech in seiner Dickenrichtung komprimiert werden kann, während die gekrümmte Oberfläche durch Pressen geformt wird.
In diesem Fall ist die konvexe Oberfläche 10a des Stempels 10 der Pressvorrichtung gemäß 5 nicht plan bearbeitet und ist vielmehr mit den in den 8 oder 12B gezeigten Vorsprüngen versehen. Alternativ kann die konvexe Oberfläche 10a des Stempels 10 mit sehr kleinen Vertiefungen versehen sein, indem Bearbeitungsmarken 46 auf Grund einer Schneidbearbeitung belassen werden, ohne plan bearbeitet zu werden, so dass Vorsprünge von 3 bis 50 μm regelmäßig oder willkürlich auf der Oberfläche gebildet sind, wie in 13 gezeigt ist.
Beim Formen der Lochmaske 6 unter Verwendung des Stempels 10 wird die flache Maske 30 zuerst auf den Umfangsrandabschnitt 13a der Form 13 gesetzt, wie bei dem in den 6A bis 6D gezeigten Prozess. Dann wird der Platinenhalter 12 nach unten in der Richtung des Pfeils C gedrückt, so dass der erwartete Umrandungsabschnitt 3Oa zum Bilden des Umrandungsabschnitts 17 zwischen dem Umfangsrandabschnitt 13a der Form 13 und dem Umfangsrandabschnitt 12a des Halters 12 gehalten wird Danach wird der Stempel 10 nach unten gedrückt, um die flache Maske 30 zu zwingen, sich entlang der konvexen Oberfläche 10a des Stempels 10 auszubreiten bzw. zu strecken, wodurch der perforierte Abschnitt 20 und der Umfangsrandabschnitt 21 in eine gewünschte Form gekrümmt werden. Gleichzeitig wird die flache Maske 30 in ihrer Dickenrichtung durch die Vertiefungen bzw. Einkerbungen der konvexen Oberfläche 10a komprimiert, wodurch die Ausbuchtungen 22 geformt werden.
Danach wird der nicht-perforierte Umfangsrandabschnitt 21 fest zwischen dem Umfangsrandabschnitt der konvexen Oberfläche 10a des Stempels 10 und der konkaven Oberfläche 11a an dem Umfangsrandabschnitt des Auswerfers 11 gehalten. Ferner wird eine Druckkraft auf den Platinenhalter 12 verringert und eine größere Druckkraft wird auf den Stempel 10 aufgebracht, wodurch dieser nach unten gedrückt wird. Bei diesem Prozess bewegen sich der Stempel 10 und der Auswerfer 11 mit zwischen diesen befindlichem Umfangsrandabschnitt der flachen Maske 30 nach unten und werden in die Form 13 gedrückt. Dabei wird der Umrandungsabschnitt 17 geformt.
Schließlich werden die Druckkräfte auf den Stempel 10 und den Platinenhalter 12 entfernt und der Stempel 10 wird nach oben gezogen, worauf die Prozesse zum Pressformen und Komprimieren der Lochmaske 6 beendet sind. Danach wird die Lochmaskenoberfläche geschwärzt, so dass eine Oxidschicht darauf gebildet wird, worauf die Lochmaske fertig ist.
Gemäß dem vorbeschriebenen Herstellungsverfahren kann wie bei der vorstehenden Ausführungsform eine Lochmaske mit guter mechanischer Festigkeit gegenüber einem externen Stoß erhalten werden, die zufriedenstellender plastischer Bearbeitung ohne Änderung der Form der Elektronenstrahlöffnungen selbst bei Verwendung eines dünnen Blechs als Ausgangsmaterial unterzogen werden kann. Ferner muss die konvexe Oberfläche des Stempels nicht plan bearbeitet werden, so dass die Herstellungskosten für die Form verringert sein können.

Claims

Lochmaske mit: einem durch Bearbeiten eines Metallblechs (30) gebildeten Krümmungsflächenabschnitt (16), der die Form einer gekrümmten Oberfläche aufweist, und einem Umrandungsabschnitt (17), der den Krümmungsflächenabschnitt (16) auf dessen Umfang umgibt, wobei der Krümmungsflächenabschnitt (16) einen durchlöcherten Abschnitt (20) aufweist, der mit einer großen Anzahl von Elektronenstrahlöffnungen (18) zum Durchlassen von Elektronenstrahlen und einem nicht-durchlöcherten Umfangsrandabschnitt (21) versehen ist, der am Außenumfang des durchlöcherten Abschnitts (20) gelegen ist, wobei jede der Elektronenstrahlöffnungen eine größere Lochöffnung auf einer konvexen Oberflächenseite des durchlöcherten Abschnitts (20) und eine kleinere Lochöffnung auf einer konkaven Oberflächenseite des durchlöcherten Abschnitts (20) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der durchlöcherte Abschnitt (20) mehrere an seiner konkaven Oberfläche (16b) ausgebildete Ausbuchtungen (22) aufweist, so dass die mechanische Festigkeit des Krümmungsflächenabschnitts (16) erhöht ist.
Lochmaske nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Ausbuchtungen (22) sich radial im Wesentlichen vom Zentrum des durchlöcherten Abschnitts (20) zu dessen Umfangsrand hin erstrecken.
Lochmaske nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Ausbuchtungen (22) im Wesentlichen über den durchlöcherten Abschnitt (20) verteilt sind und jeweils im Wesentlichen die Form einer Halbkugel aufweisen.
Lochmaske nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallblech (30) eine Dicke von 0,10 bis 0,15 mm aufweist und jede der Ausbuchtungen (22) eine Tiefe von 3 bis 50 μm aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer Lochmaske mit den folgenden Schritten: Erstellen einer flachen Maske (30), die aus einem Metallblech mit einem durchlöcherten Abschnitt (20) gebildet wird, welcher mit einer großen Anzahl von Elektronenstrahlöffnungen (18) zum Durchlassen von Elektronenstrahlen versehen ist, und Krümmen des durchlöcherten Abschnitts (20) der flachen Maske (30) in eine spezifizierte Form durch Pressen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner den Schritt des Komprimierens des pressgeformten durchlöcherten Abschnitts (20) des Metallblechs in dessen Dickenrichtung umfasst, wodurch mehrere Ausbuchtungen (22) auf der konkaven Oberfläche (16b) des gekrümmten durchlöcherten Abschnitts (20) gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Ausbildens der Ausbuchtungen (22) das lokale Komprimieren derjenigen Oberfläche des durchlöcherten Abschnitts (20), in der sich die betreffenden kleineren Löcher (18b) der Elektronenstrahlöffnungen (18) öffnen, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Ausbildens der Ausbuchtungen (22) das Komprimieren des pressgeformten durchlöcherten Abschnitts (20) des Metallblechs auf eine Weise umfasst, dass der durchlöcherte Abschnitt zwischen einer ersten Form (34), die eine konvexe Oberfläche (36), die der konkaven Oberfläche (16b) des durchlöcherten Abschnitts (20), in der die betreffenden kleineren Löcher (18b) der Elektronenstrahlöffnungen (18) sich öffnen, zugewandt ist, und mehrere Vorsprünge (42) auf der konvexen Oberfläche aufweist, und einer zweiten Form (38), die eine glatte konkave Oberfläche (40) aufweist, die der konvexen Oberfläche (16a) des durchlöcherten Abschnitts, in der sich die betreffenden größeren Löcher (18a) der Elektronenstrahlöffnungen öffnen, zugewandt ist, sandwichartig angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (42) der ersten Form (34) mehrere sich radial erstreckende längliche Stege aufweisen, wodurch die mehreren Ausbuchtungen (22) in dem durchlöcherten Abschnitt (20) gebildet werden, die sich radial im Wesentlichen vom Zentrum des durchlöcherten Abschnitts (20) zu dessen Umfangsrand hin erstrecken.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (42) der ersten Form (34) eine große Anzahl an im Wesentlichen halbkugelförmigen, über die gesamte konvexe Oberfläche (36) angeordnete Protuberanzen aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der durchlöcherte Abschnitt der flachen Maske (30) durch Pressen unter Verwendung eines Formstempels (10) mit einer der gekrümmten Oberflächenform des durchlöcherten Abschnitts (20) entsprechenden Form pressgeformt wird, und der pressgeformte durchlöcherte Abschnitt zwischen einer ersten Form (20) mit im Wesentlichen der gleichen Form wie der Stempel, und mit mehreren Vorsprüngen (42) auf ihrer Oberfläche versehen, und einer zweiten Form (38) mit einer gekrümmten Oberflächenform, die dem durchlöcherten Abschnitt entspricht, komprimiert wird.
Verfahren zur Herstellung einer Lochmaske mit den folgenden Schritten: Erstellen einer flachen Maske (30), die aus einem Metallblech mit einem durchlöcherten Abschnitt (20) gebildet wird, welcher mit einer großen Anzahl von Elektronenstrahlöffnungen (18) zum Durchlassen von Elektronenstrahlen versehen ist, und Krümmen des durchlöcherten Abschnitts (20) der flachen Maske (30) in eine spezifizierte Form durch Pressen unter Verwendung eines Formstempels (10) mit einer spezifischen Form, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner die Schritte des Komprimierens des durchlöcherten Abschnitts des Metallblechs in dessen Dickenrichtung durch den Stanzstempel (10) während des Schritts des Krümmens des durchlöcherten Abschnitts (20) umfasst, wodurch mehrere Ausbuchtungen (22) auf der konkaven Oberfläche des gekrümmten durchlöcherten Abschnitts (20) gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbuchtungen durch lokales Komprimieren der konkaven Oberfläche des durchlöcherten Abschnitts (20) mittels mehrerer Vorsprünge (42) auf der Oberfläche des Stanzstempels (10) gebildet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbuchtungen (22) durch lokales Komprimieren der konkaven Oberfläche des durchlöcherten Abschnitts (20) mit einer Dicke von 0,10 bis 0,15 mm mittels mehrerer Vorsprünge (92) mit einer Höhe von 3 bis 50 μm auf der Oberfläche des Stanzstempels (10) geformt werden.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbuchtungen (22) durch Komprimieren der konkaven Oberfläche des durchlöcherten Abschnitts (20) mittels eines Formstempels (10) mit einer aufgerauten Oberfläche (10a), welche mit mechanisch gefertigten Ausbuchtungen (46) markiert sind, geformt werden.