DE2007882A1 - Verfahren zur Veränderung der Loch große von Lochmasken - Google Patents

Description

BUCKBEE-ftiEARS COMPANY

245 East Sixth Street

St. Paul, Minnesota, U.S.A. Verfahren zur Veränderung der Lochgrttsse von Lochmasken

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung und Montage von Farbfernsehbildrbhren mit Lochnasken, und zwar insbesondere die Fabrikationsschritte, in denen die Lochmaske zum Aufbringen dee Phosphorpunktmuaters auf dem bildschirm benutzt iwird.

Ium Aufbringen der Phosphorpunkte mit den drei Grundfarben auf der Innenseite des Bildschirme der Färbfernsehbildröhre wird normalerweise eine Lochmaske als Schablone benutzt. Nach dem Aufbringen dar Punkte wird dieselbe Maske endgültig in die Bildröhre eingebaut, um dort ihre normale Funktion wahrzunehmen, nämlich, die Elektronenstrahlen auf die richtigen Phosphorpunkte xu lenken. Bei diesem bekannten Verfahren sind die Löcher der endgültig eingebauten Lochmaske grosser als bei der Benutzung der ffleske als Schablone zum Auftragen der Phosphorpunkte. Die Löcher müssen also entweder vergrössert werden, nachdem die ffleske als Schablone benutzt wurde, oder sie müseen vor dem Aufbringen dee Phosphorpunktmuster» auf dem Bildschirm vorübergehend verkleinert werden.

De· Aufbringen der Phosphorpunkte mit den drei Grundfarben euf dem Bildschirm erfolgt bei hcrkttamllchtri Lochwekertröhren auf verschiedene Art. Aufbau, Wirkung·- weise und Funktion der Lochmaske sind bepw. eus folgenden

109815/1220

Vorveröffentlichungen bekannt: Zeitschrift "Electronics", fflai 1951, 5. 86, "Constructing the Tri-Color Picture Tub·"} U.S.-Patentechrif t 3 146 36B, August 1964 j aotuie U.S.-Patentschriften 2 795 719 und 2 B02 964, August 1957. Zu« Aufbringen der Phossphorpunkta mird normalerweise dieselbe Lochmaske benutzt, die spater endgültig in die Bildröhre eingebaut wird. Die relative Lage der Phosphorpunkt· und der Iflaskenlöcher ist nämlich derart entscheidend, dass es äusserst schmierig ist, zum Auftragen des Phoiphorpunktmusters und zur Fokussierung der Elektronenstrahlen zwei verschiedene masken zu vertuenden und dennoch eine genaue Reproduzierbarkeit zu erreichen, selbst wenn beide ftiasken nach demselben Criginalmodell engefertigt wurden. Andererseits ist die Verwendung •in und derselben maske mit gleich groasen Löchern für beide Funktionen ungünstig, da hierdurch die erzielbare Bildhelligkeit beeinträchtigt wird.

Zur Beseitigung dieses Nachteils sind zahlreiche Verfahren entwickelt worden, um den Lochdurchmesser vorübergehend zu verkleinern. Eines dieser Verfahren ist in der U.S.-Patentschrift 3 231 3Θ0 beschrieben. Nach dieser Patentschrift wird die Lochmaske auf herkömmliche Art hergestellt, wobei die Anfertigung des Lochmusters auf einer mit Abdecklack überzogenen latallpiitte euf fotografischem Weg erfolgt. Sodann werden die Lächer suf ihre raexiwal· Nuizgraass hersuigeütatt, Anachlieesenc tiriiin die Lächer bei noch vorhanden·» Aüdeckleek teilweise ausgefüllt, und inter mit sin·* anderen Material als dem Metall, aus de^ die Lochbesteht. Danach wird die Maaka zum Aufbringen de»

109815/1220

Phoaphorpunktmusters benutzt, und war ihrem endgültigen Einbau in die Bildröhre wird dann das Füllmaterial aus den Löchern mieder entfernt. Dieses Verfahren funktioniert theoretisch, doch sind ihm in der Praxis Grenzen gesetzt. Zum einen ist der Abdecklack, nachdem die mit Abdecklack überzogene metallplatte das Ätzbad durchlaufen hat bzui. mit i>tzmittel besprüht wurde, normalerweise so anyegriffen, dess er keinen genügenden Schutz mehr-bietet. Zum anderen muss die Maske vor dem Aufbringen des Phoaphorpunktmustars gebogen oder gewölbt u/erden, wozu eine mechanische Bearbeitung sowie eine Warmbehandlung der Waskθ erforderlich ist, durch die aber der Abdecklack zerstört wird. Die Löcher vor der formgebung der Maske auszufüllen, ist unzweckmässig, da durch die Formgebung Grosse und Form der Löcher verändert werden. Nach einem anderen Verfahren wird auf der maske ein Füllmaterial, wie etwa Zink, auf galvanischem Uieg abgeschieden. Dieses Füllmaterial füllt die Löcher teilweise aus, um deren Durchmesser auf eine vorbestimmte Grosse zu verkleinern. Das Verfahren funktioniert zwar gut, erfordert jedoch zahlreiche Schritte, um die Maske zu reinigen, das füllmaterial gleichmässig abzuscheiden und dann wieder zu entfernen.

Uie eine Betrachtung des Standes der Technik zeigt, hat man zu dieser vorübergehenden Verkleinerung der' Löcher sehr aufwendige und kostspielige Verfahren und Einrichtungen eingesetzt. Aufgabe der Erfindung ist es, dae Verfahren zu vereinfachen und die Kosten, die bei der vorübergehenden Verkleinerung der Löcher ent-* stehen, herabzusetzen.

Das erfindungsgemäsee Verfahren geht aus von

109815/1220

dar üblichen Herateilung einer Lochmaske unter Anwendung fotografiacher Druck- und chemischer Ätzverfahren. Die Formgebung dar HIaike erfolgt, nachdem der Abdecklack entfernt worden iat. Zum Aufbringen dar Phoaphorpunkte werden die Maakanlöcher nach dar erfindungsgemäeaen Lehre zun Tail verschlossen. Nach dam Auftragen der Phoephorpunkte auf dan Üildschira werden die Löcher wieder auf ihre uraprünglicha Gröaaa erweitert. Erfindungagamäaa wird dia fflaake mit einer fainan Schicht Russ überzogen, dar aich auf den Löchern niederschlagt und dabei deren Durchmesser gleichmässig verkleinert. Nach dem Auftragen dar Phoaphorpunkte mit Hilfe der verkleinerten Löcher wird dar Ruea wieder entfernt und die maake im Innern dar Bildröhre bafaatigt.

Ein Auaführungabeiapiel dar Erfindung iat in dar Zeichnung dargaetellt» Ca zeigen»

figur 1 einen stark vereinfachten Teilquerechnitt durch dan vorderen Tail einer Ferbfarneehbildrtlhra, au· da« dia Anordnung dar Bauteile ereichtlich latf mit denen aich dia vorliegende Erfindung befaaetj

figur 2 einen etwaa vergröaaerten Teilquerachnitt durch die erfindungagembaae Lochmeeke mit einem einsaitigen Ruaaübarzug zum teilweisen Verachliassen dar Löcher} und

figur 3 eine Einrichtung* mit dar dar Russ auf die Week β in Fliassbsndbetrieb aufgebracht wird. -

Oia konventionelle Farbfernaehbildröhre hat •inen fiildachirai 10« daaaan Inneneeite «it ainar Schicht Phoephorpunkta 11 überzogen iat, die die drei Grundfarben darstellen. Oie Zeichnung zeigt dia Phoaphorpunkta ala

109815/1220

ORIGINAL INSPECTED

einheitliche Schicht, da eine Darstellung des Punktmuster selbst nicht beabsichtigt ist. Im Innern dar Röhre befindet eich zwischen den nicht gezeigten Elektronenstrahlerzeugern und der Phosphorschicht 11 eine Lochmaske 12t die gewöhnlich aus einer dünnen Platte aus metall, wie etwa kaltgewalztem Stahl, besteht. Die maske enthält einen lichtdurchlässigen Bareich, der von einer Vielzahl winziger Löcher gebildet wird, durch die die Elektronenstrehlen auf ihrem Uleg zum Bildschirm 10 laufen, um die Phosphorschicht 11 zu beaufschlagen. Die Strahlerzeuger sind im hinteren Teil der Bildröhre innerhalb des Glaskonus 15 angeordnet. Weitere Bauteile der Bildröhre, wie Abschirmungen, Ablenkplatten oder -spulen, Befestigungsteile für die Lochmaske usw. sind zur Vereinfachung der Zeichnung weggelassen, da sie weder wesentlicher Bestandteil der Erfindung noch zu deren vollständigen Beschreibung erforderlich sind.

Verfahren zum Auftragen der Phosphorschicht auf den Bildschirm 10 sind in der Technik bekannt und in verschiedenen Druckschriften, wie etwa der U.S,-Patentschrift 2 959 4Θ3 ausführlich beschrieben. IiJie dort näher ausgeführt ist, wird bei diesem Verfahren zunächst die Innenseite des Bildschirms 10 mit einem in einem lichtempfindlichen Trager eingebetteten Phosphor mit einer ersten Grundfarbe überzogen und dieee Schicht dann durch die Lochmaske 12 hindurch belichtet. An den Stellen, en denen das Licht suftrifft, erhärtet der Phosphor mit der ersten Grundfarbe. Die ungehärteten Stellen werden ebgeweschen und entfernt. Anschlleseend wird eine Schicht •us in eines) lichtempfindlichen Träger eingebetteten

109816/122 0

Phosphor mit der zweiten Grundfarbe aufgebracht und die-ι· zweit« Schicht in der gleichen Uisis» wie luvor durch die Lochmaske 12 belichtet, Dabal unird entweder tier Strehl der energiequelle ader die föaek* etwas verstellt, eo daes die neu belichteten Stellen gegenüber der» luvor belichteten etwas verschoben sind. Die ungehärteten Stallen der zweiten PhosphGrüehicht morden dann wieder abgewaschen und entfernt. Schiiesolich wird die Phoaphorschicht Mit der dritten Gtundferba aufgebracht und in der gleichen Weise behandelt, wobei euch hisr u/ieder die Phoephorpunkte gegenüber den ersten beiden Phosphorpunktgruppen etwas verschoben sind. Auf diese Weise entstehen Kombinationen von Phosphorpunkten, sog. farbtripal, die jeweils aus mindestens drei Punkten mit den drei verschiedenen Grundfarben bestehen, Vorzugsweise werden afctar sechs oder noch mehr Farbpunkta aufgebracht. I/on entscheidender oedeutung dabei ist, daet alle Punkte einer Punktkombinetion sowie eile Kombinationen genau zueinander angeordnet sind. Da zwischen den einzelnen lochmaskeη winzige, kaum wahrnehmbare Unterschiede büstehgn können, ist et bein gegenwärtigen Stand der Technik am besten und praktisch obligatorisch, zum Aufbringen aller drei Ferbpuntete jeweils dieselbe fflsske zu bsnttxisn und diese denn zur Ausübung ihrer Funktion, neulich dl« £lektronenetcehlen auf die enteprechenden Phoephorpunkte zu leiten, endQültig in die Bildröhre einzubauen.

Die Herstellung der Lochnsske 12 van rig. 2 kenn unter Anwendung bekennte? fotografischer Druck- und chemischer Ätzverfahren und l'trfshreneschritte erfolgen« «le el· bipw. in dem obenarwtthnten Artikel der

109811/1220

Zeitschrift «Electronic·¹· oder in den U.5.-Patentschriften 2 762 149 und 2 822 635 und anderen dort herangezogenen Patentschriften beschrieben und nuneehr el· üblich angeeehen werden, wobei sie jedoch gewisse Unterschiede aufweisen, Ufie in den UorvarGffentlichungen näher beschrieben let, wird bei diesen Verfahren zur Herstellung won Lochnasken eine dünne Platte aus (Retell« wie stws 0,25 «μ (0,01 Zoll) dicken kaltgewalztem Stahl, «It sine« lichtempfindlichen Leck oder*dgl· überzogen und dann Kit Hilfe einer geeigneten Lichtquelle durch sine Lochacheblone, deren winzige punktförmigs stellen dae gewünscht* Lochmuster bilden« belichtet* Die Lochschsblons ist gewöhnlich sin Positivbild, so dass diejenigen Stellen, die in der Betonplatte die Löcher bilden sollen, nicht belichtet werden. Der lichtempfindliche überzug erhärtet also en diessn Stellen nicht und wird nsch der Belichtung während der anschllesssnden Entwicklung abgewaschen. Normslwsiss wird des Punktmuster suf bsids Seiten der Platte in geneuer Übereinstimmung fotokopiert, wobei die Punkte auf dar einen Seite etwee kleiner sind eis die entsprechenden Punkts auf der anderen Seite·

Nach den fotokopieren, Ätzen und Reinigen der gewünschten Mustsr wird suf die die kleineren Löcher enthaltende Seite der Lochmaske 12 ein Russüberzug 12s Bufgebrecht.

Des «ssen der vorliegenden Erfindung liegt Im Abscheiden des Kohle- ader Russüberzuges 12b auf der Maske, lie den Lochdurcheesesr tu verkleinern. Bisher «er es nicht m&giieh, sifts 'gisichnlieslgs Verkleinerung des Lschdurchassssre *u erzielen, sofern nicht sufwendige,

10981671220

reitraubende Verfahren, u/ie etwa Gelvanoverfahren oder dgl.ι angewandt wurden.

Obu/ohl sich Rust verhiiltniemässig leicht gewinnen löset, indem men feste, flüssige oder gasförmige Brennstoffe in einer Atmosphäre aus unzureichendem Sauerstoff verbrennt, eignet eich nicht jeder auf dieae U/eise gewonnene Ru9S zum Aufbringen auf die Maske. Vermutlich ist dies auf die unvollständige Verbrennung dee festen oder flüssigen Brennstoffes zurückzuführen, durch die unterschiedlich grosse Russteilchen entstehen, die auf der Maske ungleichmhssig abgeschieden werden. Bei unvollständiger Verbrennung von gasförmigem Brennstoff bleiben dagegen die Kohlenstoffteilchen gleich gross und schlagen sich auf der Maske gleichmässig nieder, so dass der Lochdurchmesser gleichmässig und einheitlich verkleinert wird. Üie vorliegende Erfindung liegt nun in der Entdeckung, dass beim Verbrennen eines gasförmigen Brennstoffe« wie Crdges bei unzureichender Luftzufuhr eine qualmende, kohlenstoffhaltige Flamme entsteht, durch die auf der Lochmaske Rusa abgeschieden wird, der eine gleichmassig« und einheitliche Verringerung des Lochdurchmesser« bewirkt. Das Verfahren zur Gewinnung von Russ durch Verbrannen von Erdgas bei unzureichender Sauerstoffzu-. fuhr ist zwar an sich bekannt, nicht jedoch die Entdeckung, da·« durch da· direkt« Abscheiden von aus Erdgas gewonnenem Rust auf eine Lochmaske der Lochdurchmesser gleichmassig und einheitlich reduziert wird, indem ein Ruasüberzug entsteht, der etwa· über die Lochränder reicht. 0«· ß««ond«r« an dieser Ruasablagerung, das die Anwendung üieaar Technik ermöglicht, besteht darin, dass der Aufbau

109815/1220

der Rusaachicht von der Oberfläche der Maske aus sowohl senkrecht nach oben ale ouch quer dazu erfolgt.

Sobald die Phosphorschicht 11 auf dam Bildschirm 10 aufgebracht ist, wird der Russüberzug 12a nicht mehr benötigt. Tatsächlich würde durch den Dberzug_ die Helligkeit des auf dem Bildschirm erzeugten Bildes beeinträchtigt werden, wenn man ihn nicht entfernen würde. Zum Entfernen des Überzuges wird vorzugsweise ein geeignetes Lösungsmittel, wie z. B. heisses Trichloräthylen-Entfettungsmittel, verwendet. Auf welche Uieise der Ruesübarzug 12a entfernt wird, ist nicht entscheidend. Die UIahl einea geeigneten Lösungsmittel«, das die erforderliche Zusammensetzung und die gewünschten Eigenschaften hat, ist eine Frage der Zweckmässigkeit und kann in der Regel vom Durchsehnittafachmenn getroffen werden. Selbstverständlich muss der Russüberzug 12a ohne physische Beeinträchtigung der Lochmaske entfernt werden, damit daran ursprüngliche Gröaae, Form, Lochstellen U9w. erhalten bleiben. Nach dam Entfernen daa Russüberzuyes 12a ist die Lochmaske bereit zum endgültigen Einbau in die bildröhre, um dort ihre normale Funktion zu arfüllan. Das auf dam Bildschirm erzeugte Bild ist dann atwa um 240 % heller als bei einer Lochmaske mit verkleinerten Löchern.

Figur 3 zeigt eine Einrichtung, mit dar der Ruaa auf der Lochmaske 12 abgeschieden wird. Zu dieaar Einrichtung gehören eine Anzahl Brennerrohre 15, dia Über ein Ventil 17 on eine Brennstoffquelle 16 engeachloaaen sind. Obwohl varschiadana Arten Brennstoff benutzt werden können, wird Erdgas bevorzugt, über dan Brennerrohren 15 sind zwei Führungsschienen 1Θ angeordnet, auf

109816/1220

denen die Lochmaske bai ihren mit Hilfe eines Vorschuborgens 20 erfolgenden Transport über den Flammen entlanggleitet. In typischen Fliessbandbetriab gleiten die Masken auf den Führungsschienen 13 entlang, so dass
sich der Ruas 21 aus den ürennerrohren 13 auf der Maske ablagert. Der Abstand zwischen der Lochmaske 12 und den Brennerrohren 15 betrügt vorzugsweise ca. 150 ... 200 mm (6 ... 8 Zoll); doch sind auch andere Abstände möglich. Im Betrieb wird die Flamme mit Hilfe des Ventils 17 so
einreguliart, dass eine qualmende, gelbe oder orangefarbene Flamme erzeugt wird.

Ale Brennmaterial wird gasförmiger brennstoff bevorzugt. Cs können aber auch sauber brennende feste
und flüssige Brennstoffe verwendet werden, insbesondere solche, die vor dam Verbrennen vergasen.

10981S/1220

Claims (3)

1. -VT-

   Patentanspruch» A^

   i\j Verfahren zur vorübergehenden Verkleinerung des Lochaurchmeeeere von Lochmeßken mit einer Vielzahl von nach einem bestimmten Mutter angeordneten Lächern mit vorbestimmten? Durchmesser·, dadurch gekennzeichnet, dass Russteilchen einheitlicher Crb'see eine vorbeatitimte Zeit lang abgeschieden werden, um auf der fflaake einen fiueeüberzug zu bilden, durch den der Lochdurchmeaaer gieichmtissig und einheitlich verkleinert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, ciase das Abscheiden von Rusb auf der (flasks »it eint>r Lrdgasflamme urfolgt, diü nur unzureichend Sauerstoff erhält, um eine unvollständige Verbrennung zu be-» uirken.
3. 3. lila6ke für farbfernsehbildröhran gemäee dem Verfahren nach Anspruch 1, mit deren Hilfe zunächst ein Wüster aus farbigen Phosphorpunkten auf dem Bildschirm der Röhre aufgebracht und die später im Normalbetrieb der Röhre als Lochmaske benutzt uiird, mit einer Metallplatte, die ein§ Vielzahl von nach einem ersten vorbestimmten ßlueter angeordneten Löchern enthalt, die eine erste vurbustimmte Cröeea haben, um die grösatmöglichs Bildhelligkeit zu erzielen, gekennzeichnet durch einen auf der einen Seite der metallplatte aufgebrachten Bus·· überzug mit einer Vielzahl von Löchern, die nach sin·» mit dem ersten vorbestimmten (luster identischen [fluster angeordnet sind und einen zweiten vorbestimmten Durchmesser -haben, der kleiner ist als der erste vorbeetifmt« Durchmesser, um das Auftragen des Farbphosphorpunktmustsrs zu ermöglichen.

   109815/1220

   Leerseite