DE2331535A1 - METHOD OF MANUFACTURING A SHADOW MASK FOR A CATHODE BEAM TUBE - Google Patents
METHOD OF MANUFACTURING A SHADOW MASK FOR A CATHODE BEAM TUBEInfo
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Description
7Γο5 - To Ks/807Γο5 - To Ks / 80
HCA Ö4, ιΟ4HCA Ö4, ιΟ4
U.S. Serial No: 264,833U.S. Serial No: 264.833
Filed: June 21, 1972Filed: June 21, 1972
RGA Corporation
New York, N. Y., V. St. A.RGA Corporation
New York, NY, V. St. A.
Verfahren zur Herstellung einer Schattenmaske für eine Kathodenstrahlröhre Method of manufacturing a shadow mask for a cathode ray tube
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Schattenmaske für eine Kathodenstrahlröhre.The invention relates to a method for producing a shadow mask for a cathode ray tube.
Kathodenstrahlröhren für Farbfernsehzwecke enthalten gewöhnlich
einen Schirm mit rot-, grün- u .blauemittierenden Leuchtstoff linien
oder - punkten, ein Elektronenstrahlsystem zur Anregung des Schirms sowie eine Schattenmaske zwischen Strahlsystem und Schirm. Die
Schattenmaske ist ein dünnes Metallblech, welches in genauer Ausrichtung nahe dem Schirm angeordnet ist, so daß die Maskenöffnungen
den Leuchtstofflinien oder -punkten nach einem bestimmten
System zugeordnet sind.Cathode ray tubes for color television purposes usually contain
a screen with red, green and blue emitting fluorescent lines
or - points, an electron beam system to excite the screen and a shadow mask between the beam system and the screen. the
Shadow mask is a thin sheet of metal which is placed in precise alignment near the screen so that the mask openings follow the fluorescent lines or points
Are assigned to the system.
Die Portentwicklung von Farbfernsehröhren bezog sich bisher meist
auf Verbesserungen eines Röhrentyps, bei dem die Schattenmaske
runde Öffnungen enthält und dsr Schirm Leuchtstoffpunkte aufweist.
Mit fortschreitender Entwicklung wurden jedoch verschiedene Grenzen erreicht, über die hinaus sich eine solche "Lochmaskenröhre"
kaum weiter verbessern läßt. Wenn man beispielsweise für die runden öffnungen in der Maske die optimale Größe gewählt hat, um bei
gegebenen Toleranzen des Schirms eine gewünschte Röhrenhelligkeit zu erreichen, dann ist der Durchlaßgrad der Maske für den Elektronen-The port development of color television tubes has so far mostly related to improvements of a type of tube in which the shadow mask
Contains round openings and the screen has fluorescent dots. As development progressed, however, various limits were reached beyond which such a "shadow mask tube"
Can hardly be improved any further. For example, if you have chosen the optimal size for the round openings in the mask in order to achieve a desired tube brightness with given tolerances of the screen, then the transmittance of the mask for the electron
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strahl bereits festgelegt, und .weitere Verbesserungen der Röhrenhelligkeit waren bsher nur möglich durch Verbesserung des Leuchtstoffs, des Strahlsystems, des Ablenkjochs und der optischen Einrichtungen für das Drucken des Schirms.beam already set, and further improvements to the tube brightness were only possible by improving the fluorescent material, the beam system, the deflection yoke and the optical devices for printing the screen.
In jüngster Zeit findet ein Röhrentyp Beachtung, bei welchem der Schim ein Linienmuster aufweist und die Schattenmaske ihre öflhungen in Form von Schlitzen hat. Solche "Schlitzmaskenröhren" können einen erhöhten Durchlaßgrad für den Elektronenstrahl haben und bringen daher eine größere Helligkeit, als sie derzeit bei Schätenmasken mit runden öffnungen möglich ist. Wenn man jedoch eine Schlitzmaske in der gleichen Weise bildet, wie sie derzeit zur Bildung von Masken mit runden Öffnungen bekannt ist, dann gewinnen manche bei Lochmasken mit runden Öffnungen nicht ernst zu nehmende Probleme derart an Gewicht, daß man sie nicht mehr übergehen kann. So müssen beispielsweise die Ränder jeder Schlitz-Öffnung viel schärfer sein als es bei einer runden Öffnung gefordert wird. Der Grund hierfür ist die Slektronenstreuung an den Rändex^n der Öffnungen, die bei einer Schlitzmaske unterdrückt werden muß, weil bei einem Schlitz das Verhältnis der Randlänge zur Fläche größer ist als bei einer runden öffnung. Wegen dieses unterschiedlichen Verhältnisses führen bei einer Schlitzmaskenröhre schlecht ausgebildete Ränder der Öffnungen eher zur Verschlechterung des Bildkontrastes als bei einer Lochmaskenröhre mit runden Maskenöffnungen. Um bei Schlitzmaskenröhren die Elektronenstreuung gering zu halten und dadurch den Bildkontrast zu verbessern, ist daher die Wahl eines Maskenherstellungsverfahrens wichtig, bei welchem sich Öffnungen mit scharfen Messerkanten und sehr genauen Abmessungen bilden lassen.Recently, attention has been paid to a type of tube in which the shield has a line pattern and the shadow mask has its has flutes in the form of slits. Such "slot mask tubes" can have increased electron beam transmission and therefore bring a greater brightness than is currently possible with shadow masks with round openings. However, if you can then forms a slit mask in the same manner as is currently known for forming masks with round openings In the case of shadow masks with round openings, some problems, which are not to be taken seriously, gain so much weight that they can no longer be found can pass. For example, the edges of each slot opening must be much sharper than required for a round opening will. The reason for this is the electron scattering on the Rändex ^ n of the openings that are suppressed in a slit mask must be because with a slot the ratio of the edge length to the area is greater than with a round opening. Because of this different ratios lead to poorly formed edges of the openings in a slit mask tube rather to deterioration the image contrast than with a shadow mask tube with round mask openings. To reduce electron scattering in the case of slit mask tubes Keeping it low and thereby improving the image contrast is therefore the choice of a mask production process important, in which openings with sharp knife edges and very precise dimensions can be formed.
Bei einer Schlitzmaske verlaufen die Schlitze gewöhnlich in Längsrichtung und sind als Reihen oder Spalten angeordnet. In Längsrichtung benachbarte Schlitze sind durch Querstege voneinander getrennt, welche die Maske zusammenhalten. Um aus der Schlitzmaske den größtmöglichen Nutzen zu ziehen, muß die Fläche dieserIn the case of a slit mask, the slits are usually longitudinal and are arranged as rows or columns. Slits that are adjacent in the longitudinal direction are separated from one another by transverse webs separated, which hold the mask together. In order to get the maximum benefit from the slit mask, the area of this must
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Querstege klein gehalten werden, sodaß der von den Querstegen abgefangene Teil der Elektronen gering ist. Für den normalen Röhrenbetrieb müssen die Querstege nur stark genug sein, damit die Maske selbsttragend ist. Beim Stand der Technik ist es jedoch üblich, die Maske in ihre endgültige Gestalt zu bringen, nachdem die Schlitze ofer öffnungen gebildet worden sind. Daher mußten die Querstege bei den bekannten Masken ausreichend dick gemacht werden, um den Belastungen während dieser Gestaltgebung standzuhalten. Die dicken Querstege der bekannten Schlitzmaskenröhren beeinträchtigten jedoch die Röhrenhelligkeit und warfen sichtbare Schatten auf den Bildschirm.Crossbars are kept small, so that the part of the electrons caught by the crossbars is small. For the normal For tube operation, the crossbars only need to be strong enough so that the mask is self-supporting. In the prior art, however, it is It is common to bring the mask into its final shape after the slots ofer openings have been formed. Therefore the transverse webs in the known masks had to be made sufficiently thick to withstand the loads during this shaping to withstand. The thick transverse webs of the known slot mask tubes, however, impaired the tube brightness and threw visible shadows on the screen.
Die vorliegende Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung einer Schattenmaske für eine Kathodenstrahlröhre, bei welchem ein Reliefmuster in ein Metallblech geprägt wird, um auf dem Blech Bereiche minderer Starke gegenüber anderen Teilen des Blechs zu schaffen, worauf diese Bereiche minderer Stärke entfernt werden, um öffnungen in dem Metallblech zu bilden.The present invention is now a method of manufacture a shadow mask for a cathode ray tube, in which a relief pattern is embossed in a metal sheet to produce on the Sheet metal areas of lesser thickness compared to other parts of the sheet metal, whereupon these areas of lesser thickness are removed, to form openings in the sheet metal.
Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen erläutert.The invention is explained below using exemplary embodiments with reference to drawings.
Figur 1 ist eine Seitenansicht einer Farbbildröhre gemäss einer Ausführungsform der Erfindung;Figure 1 is a side view of a color picture tube according to one Embodiment of the invention;
Figur 2 ist eine Querschnittsansicht gemäss der Linie 2-2 der Figur 1 und zeigt, teilweise fortgebrochen, die Maskenanordnung der Röhre;Figure 2 is a cross-sectional view along line 2-2 of Figure 1 and shows, partially broken away, the mask assembly the tube;
Figuren 3-9 sind Querschnittsansichten von Werkzeugen und Werkstücken und veranschaulichen die schrittweise Herstellung einer Schattenmaske gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; Figures 3-9 are cross-sectional views of tools and workpieces Figures 13 and 15 illustrate the step-by-step manufacture of a shadow mask in accordance with an embodiment of the invention;
Figur 10 zeigt vergrößert die Unteransicht eines Teils einer ersten Treib- oder Prägeform gemäß eine? anderen Ausge-FIG. 10 shows, on an enlarged scale, the bottom view of part of a first driving or embossing form according to a? other ex
staltung der Erfindung;design of the invention;
Figur 11 zeigt ebenfalls vergrößert eine teilweise Seitenansicht der in Figur 10 dargestellten Form;FIG. 11 shows, likewise enlarged, a partial side view of the form shown in FIG. 10;
Figur 12 zeigt in einer Draufsicht einen Teil einer Schattenmaske, die mit der Form nach den Figuren 10 und 11 gebildet ist;FIG. 12 shows part of a shadow mask in a plan view, which is formed with the shape of Figures 10 and 11;
Figur 13 zeigt vergrößert einen Teil der in Figur 12 dargestellten Maske von der Seite;FIG. 13 shows, on an enlarged scale, part of that shown in FIG Mask from the side;
Figur 14 zeigt vergrößert die unteransieht eines Teil einer zweiten Prägeform in einer anderen Ausgestaltung;FIG. 14 shows an enlarged view of a part of a second Embossing form in a different configuration;
Figur 15 zeigt vergrößert einen Teil der in Figur 14 dargestellten Prägeform von der Seite;FIG. 15 shows, on an enlarged scale, part of that shown in FIG Embossing form from the side;
Figur 16 zeigt vergrößert die Draufsicht auf einen Teil einer Schattenmaske, die mit der Form nach den Figuren 14- und 15 gebildet ist;FIG. 16 shows an enlarged plan view of part of a shadow mask which has the shape according to FIGS 15 is formed;
Figur 17 ist eine vergrößerte Seitenansicht des in Figur 16 dargestellten Maskenteils;FIG. 17 is an enlarged side view of that shown in FIG Mask part;
Figur 18 zeigt vergrößert die Unteransicht eines Teils einer dritten Prägeform gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung; FIG. 18 shows, on an enlarged scale, the bottom view of part of a third Embossing mold according to a further embodiment of the invention;
Figur 19 ist eine vergrößerte Seitenansicht des in Figur 18 dargestellten Teils der Prägeform;FIG. 19 is an enlarged side view of that shown in FIG Part of the embossing mold;
Figur 20 zeigt eine vergrößerte Draufsicht auf zwei Teile einer Schattenmaske, wie sie im Verlauf der Herstellung mittels der in den Figuren 18 und 19 gezeigten Formen zu verschiedenen Zeiten aussehen;FIG. 20 shows an enlarged plan view of two parts of a shadow mask as they are in the course of production by means of the shapes shown in Figures 18 and 19 appear at different times;
Figur 21 ist ein Querschnitt durch die in Figur 20 gezeigten Maskenteile;Figure 21 is a cross-section through the mask portions shown in Figure 20;
Figur 22 zeigt vergrößert die Unteransicht eines Teils einer viaten Prägeform gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung;FIG. 22 shows, on an enlarged scale, the bottom view of part of a fourth embossing mold according to another embodiment of FIG Invention;
Figur 23 ist eine vergrößerte Seitenansicht des in Figur 22 gezeigten Formteüs;FIG. 23 is an enlarged side view of that shown in FIG Molded parts;
Figur 24- zeigt vergrößert die Draufsicht auf zwei Teile einer Schattenmaske, wie sie zu verschiedenen Zeiten der Herstellung mittels da? in den Figuren 22 und 23 gezeigten Prägeform aussehen;Figure 24 shows an enlarged plan view of two parts of a Shadow mask as it means there at different times of manufacture? shown in Figs Embossing shape look;
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Figur 25 ist ein Querschnitt durch die in Figur 24 gezeigten Maskenteile;FIG. 25 is a cross section through that shown in FIG Mask parts;
Figur 26 zeigt vergrößert die Unteransicht eines Teils einer * fünften Prägeform gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung;FIG. 26 shows an enlarged view from below of part of a fifth embossing form according to a further embodiment the invention;
Figur 27 zeigt vergrößert die Seitenansicht des in Figur 26 gezeigten Formteils;FIG. 27 shows an enlarged side view of that shown in FIG Molding;
Figur 28 zeigt vergrößert eine Draufacht auf zwei Teile einer Sohattenmaske, wie sie zu verschiedenen Zeiten der Herstellung mittels der in den Figuren 26 und 27 gezeigten Form aussehen;Figure 28 shows a plan increased eight to two parts S o had mask, as they appear at different times of the manufacture by means of the embodiment shown in Figures 26 and 27 form;
Figur 29 ist ein Querschnitt durch die in Figur 28 gezeigten Maskenteile;FIG. 29 is a cross section through that shown in FIG Mask parts;
Figur 30 zeigt auseinandergezogen und in perspektivischer Darstellung ein bei der Maskenherstellung verwendetes Metallblech ;FIG. 30 shows an exploded view and in a perspective illustration a metal sheet used in mask manufacture;
Figur 31 zeigt perspektivisch das in Figur 30 dargestellte Blech zusammen mit'einer Prägeform;FIG. 31 shows the sheet metal shown in FIG. 30 in perspective together with an embossing form;
Figuren 32 und 33 zeigen von der Seite bzw..von vorne das in den Figuren 30 und 31 dargestellte Metallblech während des Prägevorgangs;Figures 32 and 33 show from the side and from the front that in the Figures 30 and 31 shown sheet metal during the Embossing process;
Figur 34- zeigt Vergrößert die Draufsicht einer aus dem Metallblech der Figuren 30 und 31 gebildeten Schattenmaske;Figure 34 shows an enlarged plan view of a sheet metal shadow mask formed in FIGS. 30 and 31;
Figuren 35 bis 39 sind vergrößerte Querschiittsansxchten zur Veranschaulichung der schrittweisen Herstellung einer.Lochmaske ;Figures 35 to 39 are enlarged cross-sectional views for illustrative purposes the step-by-step production of a perforated mask;
Figur 40 ist eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines Teils gemäss den Figuren 35 bis 39 hergestellten Maske;FIG. 40 is an enlarged perspective view of a part of the mask produced in accordance with FIGS. 35 to 39;
Figuren 41 bis 46 sind vergrößerte Teilansichten von oben und von der Seite zur Veranschaulichung der schrittweisen Herstellung der in den Figuren 14 und I5 gezeigten Prägeform ;Figures 41 to 46 are enlarged partial views from above and from the top the side to illustrate the step-by-step production of the embossing form shown in FIGS. 14 and 15 ;
Figuren 47 bis 5I sind vergrößerte Teilansichten von oben und von der Seite zur Veranschaulichung der Stufen einer anderen Herstellungsart der Prägeform nach den Figuren 14 und 15·Figures 47 to 5I are enlarged partial top and front views the side illustrating the stages of another Production method of the embossing form according to Figures 14 and 15
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Die in Figur 1 gezeigte Farbbildröhre 4Ü besteht aus einem evakuierten Kolben 42, der drei Teile hat: einen trichterförmigen Teil 44, einen Halsteil 46 und eine Endkappe 48« Die Endkappe 48 enthält eine Fraabplatte 50, die auf der Innenseite mit einem Schirm 52 aus in verschiedenen Farben emittierenden Leuchtstoffen beschichtet ist. Im Röhrenhals 46 ist ein Elektronenstrahlsystem 54- angeordnet, welches mindestens einen, vorzugsweise jedoch drei Elektronenstrahlen durch ein magnetisches Ablenkjoch 56 zum Schirm 52 senden kann. Das Ablenkjoch 56 kann derart beaufschlagt werden, daß es die Elektronenstrahlen zur Abtastung des Schirms 52 in einem rechtwinkligen Raster ablenkt.The color picture tube 4 Ü shown in Figure 1 consists of an evacuated piston 42, which has three parts: a funnel-shaped part 44, a neck part 46 and an end cap 48 'The end cap 48 contains a Fraabplatte 50, which is made on the inside with a screen 52 is coated in different colors emitting phosphors. An electron beam system 54 is arranged in the tube neck 46 and can send at least one, but preferably three electron beams through a magnetic deflection yoke 56 to the screen 52. The deflection yoke 56 can be acted upon in such a way that it deflects the electron beams for scanning the screen 52 in a rectangular grid.
Der Schirm 52, dergpnauer in Figur 2 dargestellt ist, besteht aus einer Vielzahl paralleler Leuchtstoffstreifen oder-Linien 58. Diese Linien 58 können so angeordnet sein, daß jeweils rotleuchtende, grünleuchtende und blauleuchtende Leuchtstoffstreifen aufeinander folgen und sich diese Folge zyklisch wiederholt. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend im Zusammenhang mit einem derartigen Linienschirm beschrieben, jedoch bezieht sich die Erfindung auch auf Ausführungsformen mit Schirmen, auf denen die Leuchtstoffe einzelne Punkte bildao.The screen 52, which is shown in more detail in Figure 2, consists of a plurality of parallel fluorescent strips or lines 58. These Lines 58 can be arranged in such a way that glowing red, green-glowing and blue-glowing fluorescent strips on top of each other and this sequence is repeated cyclically. Preferred embodiments of the invention are set out below in connection described with such a line screen, but the invention also relates to embodiments with screens on which the phosphors individual points bildao.
Zur Ermöglichung der Farbauswahl ist innerhalb der Endkappe 48 in dichtem Abstand zum Schirm 52 eine Schattenmaske angeordnet. Diese Maske liegt somit im Weg der vom Strahlsystem 54- ausgehenden Elektronenstrahlen. Der Schirm 52 wird nur von denjenigen Teilen der Elektronenstrahlen getroffen, die durch die Öffnungen in der Maske 60 gelangen. Die gestrichelten linien 62 deuten die maximale Vertikalablenkung der Elektronenstrahlen für die in Figur 1 gezeigte 90°v-Rechteckröhre an.To enable the color selection, a shadow mask is arranged within the end cap 48 at a close distance from the screen 52. This mask is therefore in the path of the one emanating from the beam system 54- Electron beams. The screen 52 is only hit by those parts of the electron beams that pass through the openings in the Mask 60 arrive. The dashed lines 62 indicate the maximum vertical deflection of the electron beams for that shown in FIG 90 ° v-rectangular tube.
Zur Herstellung der Schattenmaske 60 gemäss der vorliegenden Erfindung wird in ein Metallblech ein Relief muster geprägt, um an den für die Maskenöffnungen vorgesehenen Stellen Bereiche verminderter Dicke zu bilden. Anschließend wird das Metallblech z.B. durch Ätzen derart behandelt, daß das Blechmaterial an den StellenFor producing the shadow mask 60 according to the present invention a relief pattern is embossed in a metal sheet in order to reduce areas at the points provided for the mask openings Form thickness. The metal sheet is then treated, for example by etching, in such a way that the sheet metal material at the points
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verminderter Dicke verschwindet und öffnungen oder Löcher im Blech entstehen. Einer der Vorteile deses Verfahrens besteht darin, daß das Metallblech zu der vorgeschriebenen äusseren Gestalt der Maske gebogen oder sonst wie geformt werden kann, bevor das Metallmaterial an den Stellen verminderter Dicke fortgenommen wird. Bei einer Verformung der Maske vor der Materialabtragung in den Bereichen verminderter Dicke können nämlich diese Bereiche dazu dienen, eine gewisse mechanische Festigkeit während der Verformung aufrechtzuerhalten. Da die Querstege rieht die gesamten Kräfte beim Verformen aufnehmen müssen, können sie dünner ausgebildet werden, wodurch man maximale Röhrenhelligkeit erzielen kann.reduced thickness disappears and openings or holes in the Sheet metal emerge. One of the advantages of this procedure is that that the metal sheet can be bent or otherwise shaped to the prescribed external shape of the mask before the metal material is removed at the points of reduced thickness. If the mask is deformed before the material is removed into the Areas of reduced thickness can in fact serve these areas to provide a certain mechanical strength during the deformation maintain. Since the crossbars have to absorb all the forces during deformation, they can be made thinner , whereby you can achieve maximum tube brightness.
Ein Herstellungsverfahren für eine Schattenmaske ist in den Figuren $ bis 9 veranschaulicht. Gemäss. Figur 3 wird ein dünnes Metallblech 70 auf die ebene Oberfläche 72 eines Ambosses 7^ gelegt. Unmittelbar über dem Metallblech 70 ist eine Prägeform 76 dargestellt. Die Prägeform 76 bat eine Vielzahl erhabener Teile 78 an den für die Maskenöffnungen vorgesehenen Stellen. Die Bereiche 80 zwischen den erhabenen Teilen 78 sind zu Furchen vertieft, um die Komprimierung des Metallblechs 70 in diesen Bereichen gering zu halten und eine Möglichkeit zu schaffen, daß das Metall aus den vom Bereich 78 zusammengedrückten Zonen fortfließen kann. Jeder erhabene Bereich 78 ist in Längsrichtung von benachbarten Bereichen durch kleine Rillen 81 getrennt. Diese Rillen 81 dienen zur Bildung der Querstege in der Maske, welche die Maske selbsttragend machen.A manufacturing method for a shadow mask is in the figures Illustrates $ through 9. According to. Figure 3 is a thin sheet of metal 70 placed on the flat surface 72 of an anvil 7 ^. Immediately above the metal sheet 70, an embossing form 76 is shown. The die 76 offered a plurality of raised portions 78 the places provided for the mask openings. The areas 80 between the raised parts 78 are recessed to form furrows to the To keep compression of the metal sheet 70 in these areas low and to create a possibility that the metal from the can flow away from the area 78 compressed zones. Everyone Raised area 78 is longitudinally of adjacent areas separated by small grooves 81. These grooves 81 serve to form the transverse webs in the mask, which make the mask self-supporting do.
Figur 4- veranschaulicht den Prägevorgang, wo sich die Prägeform nach uilen bewegt hat, um ihr Muster in das Metallblech 70 zu prägen. Nach Beendigung des Prägevorgangs wird die Form 76 wieder angehoben, und das geprägte Metallblech 70 wird entfernt. Wie in Figur 5 gezeigt, hinterläßt jeder erhabene Bereich 78 der Prägeform 76 eine Vertiefung 82 im Metallblech 70. Unter diesen Vertiefungen 82 liegen die Bereiche 84 minimäer Dicke des Blechs 70. Das geprägte Blech wird dann eingefaßt oder bearbeitet, um einenFigure 4- illustrates the embossing process where the embossing die is has moved to uilen in order to emboss its pattern in the metal sheet 70. After the end of the stamping process, the mold 76 is raised again, and the embossed metal sheet 70 is removed. As shown in Figure 5, each raised area leaves 78 of the die 76 a recess 82 in the metal sheet 70. Below these recesses 82 are the regions 84 of minimal thickness of the sheet metal 70. The embossed sheet metal is then edged or machined to a
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Rand ringsun das Muster zu lassen, worauf das Blech 70 in die gewünschte Maskenform gebogen wird, wie es in Figur 6 zu sehen ist.· Nach dem Biegen kann die geprägte Seite des Blechs 70 vollständig mit einem Material beschichtet werden, um sie während der nachfolgenden Ätzvorgänge zu schützen, wie es beispielsweise in Figur 7 mit der Schicht 86 gezeigt ist. Diese Schicht kann ein Schutzlack (stop-off laquer) aus einem geeignet behandelten irischleim sein. Anschliessend wird die unbeschichtete Seite des Blechs 70 gleichmässig angeätzt, bis die Bereiche 84 kleinster Dicke vollständig verschwunden sind, wie in figur 8 gezeigt. Hierauf wird die Schutzschicht86 entfernt, so daß die fertige Maske 70' zurückbleibt, wo die Vertiefungen 82 su den Maskenöffnungen geworden sind, die in Längsrichtung durch Querstege 83 voneinander getrennt sind.To leave the pattern all around the edge, whereupon the sheet metal 70 into the desired mask shape is bent, as can be seen in Figure 6. · After bending, the embossed side of the sheet metal 70 can be completely be coated with a material in order to protect them during the subsequent etching processes, as for example in Figure 7 is shown with layer 86. This layer can be a protective lacquer (stop-off laquer) made from a suitably treated Irish glue be. The uncoated side of the sheet metal 70 is then uniformly etched until the regions 84 of the smallest thickness are complete have disappeared, as shown in Figure 8. The protective layer 86 is then removed so that the finished mask 70 'remains, where the depressions 82 have become the mask openings which are separated from one another in the longitudinal direction by transverse webs 83 are.
Die Figuren 10 und 11 zeigen einen Teil einer Prägeform 90 von unten und von der Seite. Wie bei der Seitenansicht gemäss Figur 11 zu sehen ist, sieht das Muster der Prägeform ähnlich aus wie eine gekappte Sägezahnwelle. Die abgeflachten Scheitel der Wale bilden erhöhte Bereiche 92, welche die su den späteren Öffnungen führenden Vertiefungen im Blech bilden. Jeder erhöhte Bereich 92 ist an in Längsrichtung beabstandeten Stellen mit Schlitzen 94- versehen, welche die zur Bildung der Querstege führenden Bereiche des Prägemusters darstellen.FIGS. 10 and 11 show part of an embossing mold 90 from below and from the side. As with the side view according to FIG. 11 can be seen, the pattern of the embossing die looks similar to one trimmed sawtooth shaft. The flattened vertices of the whales form raised areas 92, which lead to the later openings Form depressions in the sheet metal. Each raised area 92 is provided with slots 94- at longitudinally spaced locations, which represent the areas of the embossing pattern leading to the formation of the transverse webs.
Eine Maske 96, die mit der Prägeform 90 nach den Figuren 10 und 11 unter Anwendung des weiter oben beschriebenen Verfahrens hergestellt wurde, ist in Figur 12 in einer Draufsicht und in Figur 13 in einer Seitenansicht gezeigt. Die Maske enthält Öffnungen 98 an denjenigen Stellen, die den Stellen der erhöhten Bereiche 92 der Prägeform 90 entsprechen, sowie Querstege 100, die durch die Schlitze 94- gebildet worden sind.A mask 96, which is made with the embossing form 90 according to FIGS 11 using the method described above is shown in Figure 12 in a plan view and in Figure 13 in a side view. The mask includes openings 98 at those locations which correspond to the locations of the raised areas 92 the embossing form 90, as well as transverse webs 100, which have been formed by the slots 94-.
Eine andere Prägeform 102 ist in den Figuren 14 und 15 gezeigt. Bei dieser Form 102 sind die erhabenen Bereiche 104, die zur Bildung der Furchen für die späteren Öffnungen dienen, auf SockelnAnother embossing die 102 is shown in FIGS. 14 and 15. B e i of this mold 102, the raised portions 104 that serve to form the grooves for the later openings on pedestals
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angeordnet, die um die erhabenen Bereiche 10$- verlaufende Schultern 108 bilden. Die mit einer solchen Form 102 unter Anwendung des weiter oben beschriebenen Verfahrens hergestellte Schattenmaske 110 ist in den Figuren 16 und 17 gezeigt. Man erkennt, daß die Schultern 108 der Prägeform Abschnitte 112 geringer Materialstärke ringsum die öffnungen 114· der Schattenmaske 110 bilden. Bei dieser besonderen Ausführungsform der Maske sind die öffnungen mit geraden vertikalen Seiten ausgebildet. Daher ist die Ätz-2Bit für diese Maske 110 viel weniger kritisch als für die Maske nach den Figuren 12 und 13, weil die Breite der öffnungen in der Maske 110 über eine längere Ätzdauer konstant bleibt, nachdem die Öffnungen 114 einmal erschienen sind.arranged, which form shoulders 108 running around the raised areas. The shadow mask 110 produced with such a mold 102 using the method described above is shown in FIGS. It can be seen that the shoulders 108 of the embossing mold form sections 112 of low material thickness all around the openings 114 of the shadow mask 110. B e i of this particular embodiment of the mask are formed, the openings with straight vertical sides. The etching 2 bit is therefore much less critical for this mask 110 than for the mask according to FIGS. 12 and 13, because the width of the openings in the mask 110 remains constant over a longer etching period after the openings 114 have appeared once.
Eine Abwandlung der in den Figuren 14- und 15g©zeigten Prägeform ist in den Figuren 18 und 19 dargestellt. Diese abgewandelte Prägeform 116 enthält Sockel 118 mit zwei Stufen oder Schultern 120 und 124·. Dieses Muster der Prägeform ist besonders geeignet für die Herstellung von Farbröhren des bekannten Typs, wo eine teilweise fertige Maske mit zunächst schmalen Schlitzen zum Festlegen und Drucken des Röhrenschirms verwendet wird, worauf nach Fertig- , stellung des Schirms eine größere Schlitzbreite für die in die fertige Röhre einzusetzende. Maske geschaffen wird.A modification of the embossing form shown in FIGS. 14 and 15g © is shown in FIGS. 18 and 19. This modified embossing die 116 contains base 118 with two steps or shoulders 120 and 124 ·. This pattern of the embossing mold is particularly suitable for the manufacture of color tubes of the known type, where a partial finished mask with initially narrow slits is used to set and print the tube screen, whereupon after finished, position of the screen a larger slot width for the tube to be inserted into the finished tube. Mask is created.
Die Figuren 20 und 21 zeigen die mit der Prägeform 116 nach den Figuren 18 und 19 hergestellte Schattenmaske 128. Der Teil A der Figuren 20 und 21 zeigt die Schattenmaske 128 nach dem ersten Schritt des Ätzvorgangs, wo die zur Ausbildung des Röhrenschirms dienenden schmalen Schlitze 130 vorliegen. Der Teil B zeigt dieselbe Maske nach einem zweiten Schritt des Ätzvorgangs, wo die Schlitze 132 gebildet sind, wie sie in der fertigen Röhre verwendet werden. Man erkennt, daß die erste Ätzung gleichmässig das Metall von der unbeschichteten Seite der Maske abträgt und zu irgendeinem Zeitpunkt beendet werden kann, nachdem die schmalen Schlitze 130 offen sind, jedoch bevor die Furchen, welche die breiten Schlitze 132 definieren sollen, erreicht sind. Der S^hutzlack wird dann von der Maske entfernt, und die Maske wird in die Front-FIGS. 20 and 21 show the shadow mask 128 produced with the embossing die 116 according to FIGS. 18 and 19. Part A of FIG Figures 20 and 21 show the shadow mask 128 after the first step of the etching process, where the tube screen is formed serving narrow slots 130 are present. Part B shows the same mask after a second step of the etching process, where the Slots 132 are formed as used in the finished tube will. It can be seen that the first etch uniformly removes the metal from the uncoated side of the mask and can be terminated at any time after the narrow slots 130 are open but before the furrows forming the wide ones To define slots 132 are reached. The protective varnish is then removed from the mask, and the mask is inserted into the front
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platte einer Kathodenstrahlröhre eingesetzt. Anschließend bedient man sich des bekannten Belichtungsverfahrens im Lichthaus, wobei der Leuchtstoffschirm der Röhre definiert wird. Wenn der Schirmiertig ist, wird die geprägte Seite der Maske wiederum mit einem Schutzlack beschichtet, und die Maske wird einer zweiten Ätzung unterworfen. Dieser Ätzvorgang kann zu jedem Zeitpunkt beendet werden, zu dem die breiten Schlitze 132 erreicht sind, Jedoch die Schlitzschultern fortgeätzt sind. Um eine maximale Stärke der Maske zu erreichen, ist es vorteilhaft, denzweiten Ätzvorgang kurz nach dem Öffnen der breiten Schlitze zu beenden.plate of a cathode ray tube used. Then you use the well-known exposure process in the light house, defining the fluorescent screen of the tube. If the Is shielded, the embossed side of the mask is in turn with coated with a protective lacquer, and the mask is subjected to a second etching. This etching process can be ended at any point in time at which the wide slots 132 are reached, but the slot shoulders are etched away. To maximum strength To achieve the mask, it is advantageous to finish the second etch shortly after opening the wide slits.
Die Figuren 22 und 23 zeigen eine andere Prägeform 134· von unten bzw. von der Seite. Diese Prägeform 134· liefert eine Maske mit öffnungen in Polygonform zur Verwendung in einer Kathodenstrahlröhre, deren- Schirm ein punktförmiges Leuchtstoffmuster trägt. Das Muster der Prägeform 134· hat eine Vielzahl von sechseckigen Sockeln 136, auf denen Jeweils ein sechseckiger erhöhter Teil 138 sitzt. Die mit dieser Prägeform 134- gebildete Maske 14-0 ist in den Figuren 24- und 25 dargestellt. Der Teil A dieser Figuren zeigt die Schattenmaske nach einem ersten Ätzvorgang, bei welchem die zur Bildung des Röhrenschirms herangezogenen Öffnungen 14-2 geschaffen werden. Der Teil B der Figuren zeigt dieselbe Maske nach einem zweiten Ätzvorgang, bei welchem die in der fertigen Röhre verwendeten öffnungen 14-4- geschaffen werden.FIGS. 22 and 23 show another embossing form 134 from below or from the side. This embossing form 134 also supplies a mask openings in polygon shape for use in a cathode ray tube, whose screen has a point-like fluorescent pattern. The pattern of the die 134 · has a plurality of hexagonal Pedestals 136, on each of which a hexagonal raised part 138 is seated. The mask 14-0 formed with this embossing die 134- is shown in Figures 24- and 25. Part A of these figures shows the shadow mask after a first etching process in which the openings used to form the tube screen 14-2 can be created. Part B of the figures shows the same mask after a second etching process in which the openings 14-4- used in the finished tube are created.
Eine Ausführungsform der Erfindung ,die im Zusammenhang mit Kathodenstrahlröhren angewendet wird, deren Schirme runde Leuchtstoff punkte tragen, ist in den Figuren 26 bis 29 veranschaulicht. Das Muster der hier verwendeten Prägeform 14-5 weist eine Vielzahl zylindrischer Sockel 14-6 auf, auf deren £dem sich ein kleiner erhöhter zylindrischer Teil 14-7 befindet. Die mit der Prägeform 14-5 hergestellte Maske 14-8 ist in den Figuren 28 und 29 zu sehen. Der Teil A der Figuren 28 und 29 zeigt die Schattenmaske nach einem ersten Ätzvorgang, bei welchem kleine Öffnungen 14-9 geschaffen werden. Die Maske mit diesen kleinen Öffnungen wird dann in die Frontplatte einer Kathodenstrahlröhre eingesetzt und dientAn embodiment of the invention relating to cathode ray tubes is used, the screens of which have round fluorescent dots, is illustrated in FIGS. 26 to 29. The pattern of the embossing form 14-5 used here has a large number cylindrical base 14-6, on the £ of which there is a small raised cylindrical part 14-7 is located. The mask 14-8 produced with the embossing form 14-5 can be seen in FIGS. 28 and 29. Part A of FIGS. 28 and 29 shows the shadow mask after a first etching process in which small openings 14-9 are created will. The mask with these small openings is then inserted into the faceplate of a cathode ray tube and is used
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zur Bildung eines Punktschirms. Anschließend wird die Maske wieder von der Prontplatte abgenommen und ein zweites Mal geätzt, wobei die großen öffnungen 14-9 a entstehen, wie sie im Teil B der Figuren 28 und 29 zu sehen sind. Die nunmehr mit den großen öffnungen ausgestattete Maske wird dann wieder in die Frontplatte eingesetzt und dient als fertige Schattenmaske beim Betrieb der Kathodenstrahlröhre .to form a dot screen. Then the mask is back removed from the front plate and etched a second time, resulting in the large openings 14-9 a, as they are in part B of the figures 28 and 29 can be seen. The now equipped with the large openings The mask is then reinserted into the front panel and serves as a finished shadow mask when the cathode ray tube is in operation .
Eine wiederum andere Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren 30 bis 34- veranschaulicht. Die Figuren 30 und 31 zeigen einmal auseinandergezogen und einmal zusammengesetzt eine Schichtanordnung 150 bestehend aus zwei Metallblechen I52 und 154· und einer Vielzahl dazwischenliegender paralleler Drähte I56. Die Schichtanordnung 150 kann durch einen Walzvorgang hergestellt werden, indem man Drähte 156 geeigneten Durchmessers zwischen zwei Metallbleche 152 und 154- legttnd die Bleche dann zusammenschichtet, so daß die Drähte komprimiert und zwischen den Blechen eingebettet v/erden, wenn die .Schichtanordnung I50 dünner gewalzt wird.Yet another embodiment of the invention is shown in the figures 30 to 34- illustrated. Figures 30 and 31 show once pulled apart and assembled once a layer arrangement 150 consisting of two metal sheets I52 and 154 · and one Multitude of intervening parallel wires I56. The layer arrangement 150 can be manufactured by a rolling process by wires 156 of suitable diameter between two metal sheets 152 and 154- laying the sheets together, so that the wires are compressed and embedded between the metal sheets when the layer arrangement 150 is rolled thinner.
Die derart zusammengeschichtete Tafel I50 wird dann mittels einer Form 158 geprägt, deren Muster aus erhabenen langgestreckten Teilen 160 und dazwischenliegenden Rillen 161 beäbeht. Jeder dieser erhabenen Teile 160 bildet eine Rille in der Tafel I50, die eventuell zu einem Schlitz in der fertigen Maske wird. Figur 31 zeigt die Prägeform 158 in angehobener Stellung über der Tafel I50, und die Figuren 32 und 33 zeigen zwei Ansichten der Prägeform I58 und. der Tafel I50 während des Prägevorgangs. Jeder erhabene langgestreckte Teil 160 wird von Einschnitten oder Rillen 159 gekreuzt, die eine Verformung der eingebetteten Drähte während des Prägevorgangs verhindern.The panel 150 stacked together in this way is then embossed by means of a mold 158, the pattern of which consists of raised elongated parts 160 and grooves 161 therebetween. Each of these raised parts 160 forming a groove in the panel I50 that may become a S c hlitz in the finished mask. Figure 31 shows the die 158 in a raised position above the panel 150, and Figures 32 and 33 show two views of the die 158 and 15. of the sheet I50 during the embossing process. Each raised elongate portion 160 is crossed by incisions or grooves 159 which prevent deformation of the embedded wires during the coining process.
Während des Prägevorgangs drücken die erhabenen Teile 160 der Prägeform I58 gegen das Metall zwischen den Drähten I56. Hierdurch wird ein Teil des Metalls direkt unterhalb den erhabenen Bereichen 160 komprimiert, und das überschüssige Metall fließt in die vertieften längslaufenden Bereiche 161 der Prägeform. In diesem Zustand hat die Tafel I50 eine Vielzahl langgestreckter Be-During the coining process, the raised portions 160 of the die I58 press against the metal between the wires I56. Through this some of the metal just below the raised areas 160 is compressed and the excess metal flows in the recessed longitudinal areas 161 of the die. In this State, the table I50 has a large number of elongated
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reiche verminderter Dicke, deren jeder in Längsrichtung durch Drähte 156 unterteilt ist. Seitlich werden die Reihen oder Spalten" der Bereiche verminderter Dicke durch längsverlaufende Streifen getrennt, as den eigentlichen Körper der Maske bilden.rich reduced thickness, each of which is longitudinally divided by wires 156. Laterally, the rows or columns "of the areas of reduced thickness are separated by longitudinally extending strips, as the actual body forming the mask.
Nach dem Prägevorgang wird die ganze Tafel in die richtige Form gebracht und so lange geätzt, bis die Bereiche mit der kleinsten Dicke entfernt sind. Das Material der Drähte 156 ist so gewählt, daß es von dem Ätzmittel nicht angegriffen wird. Die fertige Maske 162 ist in Figur 34- gezeigt. Die Maske besteht aus par all elaa Metallstreifen 164-, die durch querverlaufende parallele Bindedrähte 156 zusammengehauten werden. Bei dieser Ausführungsform können die quer verlaufenden Bindedrähte 156 dünner sein als die Querätege bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen, falls die Bindedrähte 156 aus einem entsprechend kräftigen Material bestehen.After the embossing process, the whole board is brought into the correct shape and etched until the areas with the smallest Thickness are removed. The material of the wires 156 is chosen so that it is not attacked by the etchant. The completed mask 162 is shown in FIG. 34-. The mask consists of par all elaa metal strips 164- which are hewn together by transverse parallel tie wires 156. In this embodiment, the transverse binding wires 156 may be thinner than the transverse binding wires the previously described embodiments, if the binding wires 156 are made of a suitably strong material.
In den Figuren 35 bis 4-0 ist ein anderer Maskenaufbau veranschaulicht. Figur 35 zeigt ein Metallblech 170, welches derart geprägt worden ist, daß es eine Vielzahl langgestreckter Teile 174- mit dreieckigem Querschnitt enthält, die durch Bereiche I76 verminderter Blechstärke miteinander verbunden sind. Das Blech I70 wird dann in die richtige Form gebracht, d.h. es wird, wie in Figur 36 gezeigt, in die Form einer Maske gebogen, und auf den Scheitel jedes der dreieckigen Teile 174- wird eine Vielzahl von Drähten 178geschweißt, wie in Figur 37 gezeigt. Anschließend wird ein schützendes Material 180 über die Drähte 178 und die geprägte Seite des Blechs I70 geschichtet (vergl. Figur 38), und die Blechbereiche 176 verminderter Dicke werden fortgeätzt (vergl. Fig.39). Die in Figur 4-0 dargestellte resultierende Maske 182 besteht aus einer Vielzahl paralleler dreikantiger Streifen 184-, die durch eine Vielzahl von auf jeden Streifen aufgeschweißten Drähten I78 zusammengehalten werden.Another mask structure is illustrated in FIGS. 35 to 4-0. FIG. 35 shows a metal sheet 170 which has been embossed in such a way that it has a plurality of elongate parts 174 with triangular cross-section, which is reduced by areas I76 Sheet thickness are interconnected. The sheet metal I70 will then formed into the correct shape, i.e. bent into the shape of a mask as shown in Figure 36, and onto the apex a plurality of wires 178 are welded to each of the triangular portions 174- as shown in FIG. Then a protective material 180 is layered over the wires 178 and the embossed side of the sheet 170 (see Figure 38), and the sheet areas 176 of reduced thickness are etched away (see Fig. 39). The resulting mask 182 shown in Figure 4-0 consists of a plurality of parallel triangular strips 184-, which through a plurality of wires I78 welded onto each strip are held together.
Mit Hilfe des vorstehend geschilderten Herstellungsverfahrens sind viele verschiedene Formen des Maskenaufbaus möglich, von denen einige nachstehend beschrieben werden. Ein wichtiges Hilf snittelWith the help of the manufacturing process described above many different forms of mask construction are possible, including some are described below. An important tool
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zur Bildung aller Maskenformen ist die Prägeform, welche als Prägewalze ausgebildet sein und zusammen mit einer Glattwalze einen Walzengang in einem Walzwerk darstellen kann.The embossing mold, which is designed as an embossing roller and together with a smooth roller, is used to form all mask shapes can represent a roller gear in a rolling mill.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der in den Figuren 14- und 15 gezeigten Prägeform ist in den Figuren 4-1 bis 46 veranschaulicht. Die Figuren 4-1 und 4-2 zeigen von oben bzw. von der Seite eine Stahlplatte 190 mit einer Vielzahl darauf befindlicher paralleler Streifen 192 aus Photolack (Photoresist). Die Mitte Jedes Streifens 192 ist so angeordnet, daß sie mit der beabsichtigten Stelle eines erhöhten Teils der Prägeform zusammenhält. Die Bereiche 194 zwischen den Photolackstreifen 192 werden dann fortgeätzt (vergl. Figur 4-3), um eine Vielzahl paralleler Rippen 196 zu bilden. Anschließend wird das Fotolackmuster 192 entfernt,und ein anderes Muster aus Fotolackstreifen 198 (vergl. Figuren 44· und 4-5) wird oben auf die Rippen 196 aufgebracht. Wie dargestellt, bedeckt jeder Fotolackstreifen 198 nur einen mittleren Teil der jeweiligen Rippe und jeder Streifen 198 hat mehrere Unterbrechungen 199· Durch einen zweiten Ätzvorgang wird auf der.Platte 190 die Kontur des Prägemusters gebildet, wie sie mit der gestrichelten Linie in Figur 4-6 angedeutet ist. Nach dem Entfernen des Fotolackmusters 198 ist die Prägeform 102 fertig.A preferred method for producing the in Figures 14- and 15 is illustrated in FIGS. 4-1 to 46. Figures 4-1 and 4-2 show from above and from the Side a steel plate 190 with a multitude of them thereon parallel strip 192 of photoresist (photoresist). The middle of each Strip 192 is arranged to hold together with the intended location of a raised portion of the die. The areas 194 between the photoresist strips 192 are then etched away (See Figure 4-3) to form a plurality of parallel ribs 196. The photoresist pattern 192 is then removed and a different pattern of photoresist strips 198 (see Figures 44 and 4-5) is applied to the top of the ribs 196. As shown, each photoresist strip 198 covers only a central portion of the respective one The rib and each strip 198 has several interruptions 199 · The contour is created on the plate 190 by a second etching process of the embossed pattern, as indicated by the dashed line in Figure 4-6. After removing the photoresist pattern 198 the embossing mold 102 is ready.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung der in den Figuren 14- und 15 dargestellten Prägeform 102 ist in den Figuren 4-7 bis 5I veranschaulicht. Dieses Verfahren ist einfach die Umkehrung des eben beschriebenen bevorzugten Verfahrens. Die Figuren 4-7 und 4-8 zeigen von oben bzw. von der Seite eine Stahlplatte 200 mit einem darauf befindlichen ersten Fotolackmuster '202. Das Muster 202 bedeckt diejenigen Bereiche 104- der Stahlplatte, die später zu den Rippen 104- der Prägeform 102 werden sollen. Nach dem Aufbringen des Musters 202 wird de Oberfläche der Platte 200 leicht angeätzt, um eine Vielzahl von Sockeln 204- und flachen Vertiefungen 206 zu bilden (vergl. Figur 4-9). Nach diesem ersten Ätzvorgang wird das Fotolackmuster 202 entfernt, wä die Oberfläche der Platte 200 wird mit einer Another method for producing the embossing mold 102 shown in FIGS. 14 and 15 is illustrated in FIGS. 4-7 through 5I. This procedure is simply the reverse of the preferred procedure just described. FIGS. 4-7 and 4-8 show, from above and from the side, a steel plate 200 with a first photoresist pattern 202 thereon. The pattern 202 covers those areas 104 - of the steel plate which are later to become the ribs 104 - of the embossing mold 102. After the pattern 202 has been applied, the surface of the plate 200 is lightly etched to form a plurality of sockets 204 and shallow depressions 206 (see FIGS. 4-9). After this first etching, the resist pattern 202 is removed, laundri the surface of the plate 200 is supplied with a
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Vielzahl von parallelen Fotolackstreifen 208 versehen. Jeder Streifen 208 überdeckt vollständig einen Sockel 204 und reicht etwas über die Seiten des Sockels hinaus. Anschließend wird die Oberfläche der Platte 200 ein zweites Mal geätzt, so daß zwischen den Sockeln 204 jeweils Furchen 210 entstehen. Dieses zweite Herstellungsverfahren für die Prägeform 102 wird dann abgeschlossen, indem man das zweite aus den Streifen 208 bestehende Fotolackmuster entfernt.A plurality of parallel photoresist strips 208 are provided. Each strip 208 completely covers a base 204 and extends slightly beyond the sides of the base. The surface of the plate 200 is then etched a second time, so that between grooves 210 are formed in each of the bases 204. This second manufacturing process for the embossing form 102 is then completed by cutting the second photoresist pattern consisting of the strips 208 removed.
Wenn man die Prägeform mittels Ätzen herstellt, ist es wichtig, daß der Fotolack vollständig frei von Fehlern ist. Eine Pore im Fotolack kann beispielsweise zur Folge haben, daß die Prägeform an falschen Stellen geätzt wird. Eine Ausbesserung solcher durch Poren entstandener Fehle? ist schwierig und es besteht die Gefahr, daß die ausgebesserte Stelle beim Gebrauch nicht nahezu so gut standhält, wie der ursprünglich zur Herstellung .der Prägeform verwendete Stahl. Diese Problem der Haltbarkeit von ausgebesserten Stellen ist besonders ernst, wenn sich eine Pore am Rand eines Sockels befindet. Aus diesem Grund wird vorzugsweise eine zusätzliche Prüfung der Fehlerlosigkeit des Fotolackmusters durchgeführt. Man kann die Fehlerfreiheit des Fotolackmusters z.B. dadurch nachprüfen, daß man versucht, ein Metall kontrastierender Farbe wie z.B. Kupfer auf das mit dem Fotolack beschichtete Werkstück zu plattieren. Wenn der Fotolack Poren hat, dann liegt an diesen Stellen das darunter befindliche Metall offen, und das Metall mit der kontrastierenden Farbe schlägt sich an diesen offenen Stellen nieder, wodurch der Ort der Poren sichtbar angezeigt wird. Die so lokalisierten Poren können dann vor dem weiteren Ablauf des Verfahrens ausgebessert werden.If the embossing form is produced by means of etching, it is important that the photoresist is completely free of defects. A pore in the Photoresist can, for example, result in the embossing form being etched in the wrong places. A mending such by Pores of defects? is difficult and there is a risk that the repaired area will not be nearly as good in use withstands like the one originally used to manufacture the embossing mold Stole. This problem of durability of mended Spot is especially serious when there is a pore on the edge of a plinth. For this reason an additional one is preferred Testing of the flawlessness of the photoresist pattern carried out. The flawlessness of the photoresist pattern can be checked, for example, by that one tries to apply a metal of a contrasting color such as copper to the workpiece coated with the photoresist plate. If the photoresist has pores, then the metal underneath is exposed in these places, and the metal with the contrasting color precipitates in these open areas, whereby the location of the pores is visibly indicated. The pores localized in this way can then be repaired before the process continues.
Die erfindungsgemässen Prägeformen können auch durch sehr genaue mechanische Bearbeitung hergestellt werden. Jede Prägeform kann entweder als flache gleichmässige Platte oder als zylindrische Walze ausgebildet sein.The embossing forms according to the invention can also be very precise mechanical processing can be produced. Each embossing form can either be a flat, uniform plate or a cylindrical one Be formed roller.
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Nachstehend werden Einzelheiten zweier Ausführungsbeispieleder Erfindung beschrieben.Details of two embodiments of the Invention described.
Ein erstes Herstellungsverfahren für eine Maske beginnt damit, daß ein Metallblech von z.B. etwa 0,15 nun in einem Walzwerk zwischen einer glatten Walze und einer besonderen Prägewalze mit einem darauf befindlichen Reliefmuster gepreßt wird. Das Reliefmuster kann beispielsweise die in den Figuren 18 und 19 gezeigte Form haben, wobei im Blech ein geprägtes Muster aus Längsfurchen entsteht. Der Boden der Rillen ist ziemlich dünn (etwa 0,038 mm dick), weil das Metall während des Prägevorgangs fließt.A first manufacturing process for a mask begins with a metal sheet of, for example, about 0.15 now being pressed in a rolling mill between a smooth roller and a special embossing roller with a relief pattern on it. The relief pattern can, for example, have the shape shown in FIGS. 18 and 19, an embossed pattern of longitudinal furrows being created in the sheet metal. The bottom of the grooves is quite thin (about 0.038mm thick) because the metal will flow during the coining process.
Das geprägte Blech wird dann geglüht und anschließend sphärisch gewölbt. Damit das gewölbte Blech weiteren Formänderungen einen möglichst großen Widerstand entgegensetzt, erfolgt das Glühen vorzugsweise nur mit minimaler Intensität, die gerade ausreicht, um . ein Reißen des Blechs während des Wölbvorgangs zu verhindern»The embossed sheet is then annealed and then spherically curved. So that the curved sheet a further shape changes Opposes the greatest possible resistance, the glow is preferably carried out only with a minimum intensity that is just sufficient to. to prevent the sheet metal from tearing during the arching process »
Nach dieser Formgebung (Wölben) wird die gesamte geprägte Seite des Blechs mit einem schützenden Lack überzogen, und die unbeschichtete Seite des Blechs wird mit einem geeigneten Ätzmittel wie z.B. Chloreisen'gleichmäßig geätzt.Mindestens 0,038 mm dieser unbeschichteten Seite werden abgetragen, um die dünn ausgebildeten Bereiche des Metallblechs vollständig zu entfernen. Nach dem Ätzen wird der Schutzlack entfernt, z.B. durch Ablösen oder Abwaschen mit Hilfe eines geeigneten Lösungsmittels, so daß die fertige Maske übrig bleibt. Weitere Maßnahmen, wie z.B. das Schwärzen der Maske . und das Verschweißen der Maske mit einem Rahmen,können dann nach den bekannten Verfahren erfolgen. Falls ein zweiter Ätzvorgang notwendig ist, wie weiter oben beschrieben, wird die konvexe geprägte Seite der Maske erneut mit einem Schutzlack versehen (nachdem die Maske zur Bildung des Schirms herangezogen worden ist), und die riaske wird ein zweites Mal geätzt. Dieses Ätzen erfolgt vorzugsweise an der im Rahmen befestigten Maske, um die richtige Ausrich-After this shaping (arching), the entire embossed side of the sheet is coated with a protective varnish, and the uncoated side of the sheet is etched evenly with a suitable etchant such as chlorine iron. At least 0.038 mm of this uncoated side is removed to avoid the thin Completely remove areas of the metal sheet. After the etching, the protective lacquer is removed, for example by peeling off or washing off with the aid of a suitable solvent, so that the finished mask remains. Further measures, such as blackening the mask. and welding the mask to a frame can then be carried out according to the known methods. If a second etch is necessary, as described above, the convex embossed side of the mask is again provided with a protective lacquer (after the mask has been used to form the screen) and the ri aske is etched a second time. This etching is preferably carried out on the mask attached in the frame in order to ensure the correct alignment.
''ferric chloride'1 '' ferric chloride ' 1
309883/1053 - % -309883/1053 -% -
tung der Maske zum Schirm sicher zu stellen.position of the mask to the screen.
Bei einem zweiten Verfahren zur Maskenherstellung wird eine Vielzahl von Drähten zwischen zwei Metallblechen (z.B. 0,076 mm dick) angeordnet, und die beiden Bleche werden in einem Walzvorgang zusammengeschichtet, um eine gute Bindung zu erhallten. Die Drähte können einen Durchmesser von 0,05 bis 0,1 mm haben und bestehen aus einem Material, welches gegenüber dem in den nachfolgenden Verfahrensstufen verwendeten Ätzmittel beständig ist. Bei Verwendung von Chloreisen als Ätzmittel bestehen die Drähte vorzugsweise aus Titan oder einer Titanlegierung. Die zusammengeschichteten Bleche werden dann mit einer Prägeform, beispielsweise mit der in Figur 31 gezeigten Form, geprägt, um Furchen senkrecht zu den eingebetteten Drähten zu bilden. Als nächstes wird das geprägte Blechpaket sphärischgpwölbt und anschließend geglüht. Darnach wird das gewölbte und geprägte Blechpaket mit einem geeigneten Ätzmittel wie z.B. Chloreisen geätzt, um die endgültige Maske zu erhalten.A second method of mask production uses a plurality of wires between two metal sheets (e.g. 0.076 mm thick), and the two sheets are rolled in a rolling process layered together to create a good bond. The wires can have a diameter of 0.05 to 0.1 mm and exist made of a material which is resistant to the etchant used in the subsequent process steps. Using When using chlorine iron as the etchant, the wires are preferably made of titanium or a titanium alloy. The layered together Metal sheets are then embossed with a stamping mold, for example with the shape shown in FIG. 31, in order to make furrows perpendicular to form the embedded wires. Next, the embossed laminated core is spherically arched and then annealed. After that the curved and embossed laminated core is etched with a suitable etchant such as chlorine iron to create the final mask to obtain.
^adurch, daß bei der Herstellung der Maske ein Prägevorgang erfolgt, bekommen die Maskenöffnungen Messerkanten und genaue Maße. Die gebildeten Querstege haben gleichförmige Flächen und können so dünn wie möglich, d.h. wie es die Forderung nach mechanischer Festigkeit erlaubt, gemacht werden. Da die Orte der Maskenöffnungen durch den Prägevorgang festgeigt werden, kann die Maske vor der Abtragung der Bereiche minderer Blechstärke in ihre endgültige Form gebracht werden. D.h. die Verformung des Metallblechs in die endgültige Maskengestalt kann dann erfolgen, wenn das geprägte Metallblech die größte Festigkeit hat. Hiermit ist eine viel dünnere Ausbildung der Querstege möglich, als wenn diese Querstege die gesamte mechanische Belastung bei der Verformung aufnehmen müßten.^ aby that an embossing process takes place during the production of the mask, the mask openings get knife edges and exact dimensions. The transverse webs formed have uniform surfaces and can be made as thin as possible, i.e. as the requirement for mechanical strength allows. As the locations of the mask openings are solidified by the embossing process, the mask can be given its final form before the areas of reduced sheet metal thickness are removed Be brought into shape. This means that the metal sheet can be deformed into the final mask shape when the embossed Sheet metal has the greatest strength. This allows a much thinner design of the transverse webs than if these transverse webs would have to absorb the entire mechanical load during the deformation.
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Neben dem erhöhten Durchlaßgrad und der herabgesetzten Elektronenstreuung haben die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen einer Schattenmaske noch weitere Vorteile. Beispielsweise trägt die verminderte Dicke der Querstege dazu bei, dai sogenannte Moire gering zu halten. Das Moire ist ein auf dem Fernsehschirm sichtbares Störmuster in Form abwechselnder heller und dunkler Bänder, was häufig einer Holzmaserung ähnelt. Diese Erscheinung wird hervorgerufen durch Schwankungen· des von der Maske abgefangenen Anteils' der Elektronenstrahlen, wenn sich der Abstand und die Phase der Abtastzeilen ändert. Bei minimaler Dicke der horizontal verlaufenden Querstege einer Maske bleibt daher das sichtbare Moire minimal.In addition to the increased transmittance and reduced electron scattering the embodiments of a shadow mask described above have still further advantages. For example, the diminished Thickness of the transverse webs contributes to the fact that so-called moiré is low to keep. The moire is an interference pattern that is visible on the television screen in the form of alternating light and dark bands, which often resembles a wood grain. This phenomenon is caused due to fluctuations in the proportion of the Electron beams when the spacing and phase of the scanning lines changes. With the minimum thickness of the horizontally extending The visible moiré therefore remains minimal across webs of a mask.
Es sei noch.bemerkt, daß bei allen Ausführungsformen der Maske die zwischen den Reihen der öffnungen liegenden Maskenteile zu den Händern der Öffnungen hin abfallen oder abgeschrägt sind. Hierdurch wird gewährleistet, daß die Elektro'nenstrahlen bei jedem beliebigen Ablenkwinkel nach ihrem Durchtritt durch die Maskenöffnungen nicht von der Maske weggelenkt werden.It should be noted that in all embodiments of the mask the mask parts lying between the rows of openings slope down towards the hands of the openings or are beveled. This ensures that the electric rays in everyone any angle of deflection cannot be deflected away from the mask after it has passed through the mask openings.
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