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DE19622407A1 - Verfahren zur Herstellung einer Schattenmaske für Farbbildröhren und eine nach diesem Verfahren hergestellte Schattenmaske - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Schattenmaske für Farbbildröhren und eine nach diesem Verfahren hergestellte Schattenmaske

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DE19622407A1
DE19622407A1 DE19622407A DE19622407A DE19622407A1 DE 19622407 A1 DE19622407 A1 DE 19622407A1 DE 19622407 A DE19622407 A DE 19622407A DE 19622407 A DE19622407 A DE 19622407A DE 19622407 A1 DE19622407 A1 DE 19622407A1
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Germany
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shadow mask
layer
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picture tubes
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DE19622407A
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Hwan-Chul Roh
Dong-Hee Han
Jae-Myung Kim
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Samsung SDI Co Ltd
Original Assignee
Samsung Display Devices Co Ltd
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Publication date
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Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Schatten- oder Lochmaske für Farbbildröhren, welche einen Einfluß auf die Minderung der Farbreinheit und auf Wölbungsphänomene hat, und die durch das Verfahren hergestellte Schattenmaske.
Im allgemeinen umfassen Farbbildröhren bei Verwendung von Schattenmasken einen Röhrenkolben, welcher einen Kolbenschirm (Panel), einen Kolbentrichter und einen Kolbenhals bildet. Eine Elektronenstrahlquelle ist im Kolbenhals angeordnet, und R,G,B-Phosphorpixel sind auf der inneren Oberfläche des Kolbenschirms ausgebreitet. Die Schattenmaske ist in einem vorbestimmten Abstand von den R,G,B-Phosphorpixel angeordnet.
Bei Farbbildröhren vom Schattenmaskentyp treten Elektronenstrahlen, die von einer Elektronenquelle emittiert wurden, durch die Aperturen der Schattenmaske und treffen auf die R,G- und B-Pixel auf der Phosphorschicht auf. Die Schattenmaske ist mit einem Rahmen versehen, so daß sie eine Schattenmaskenanordnung bildet. Die Schattenmaskenanordnung ist auf der Innenseite des Panels angeordnet.
Wie in Fig. 3 gezeigt, ist die Schattenmaske aus einem Aluminium-beruhigten Stahl (aluminium killed steel (AK)) hergestellt.
Wenn die aus der Elektronenquelle emittierten Elektronenstrahlen durch die in der Schattenmaske gebildeten Aperturen treten und auf den Phosphor auftreffen, werden nur 15 bis 25% der Strahlen durch die Aperturen durchgelassen. Demnach trifft der Rest der Elektronenstrahlen auf die innere Oberfläche der Schattenmaske auf, wodurch die Temperatur der Schattenmaske sich auf etwa 80 bis 90°C erhöht.
Als Folge dehnt sich die Schattenmaske thermisch aus und wölbt sich auf, so daß sich die Position der Aperturen gegenüber den Elektronenstrahlen verändert. Die obige thermische Ausdehnung der Schattenmaske wird insbesondere bei AK-Stahlschattenmasken mit einem thermischen Expansionskoeffizienten von ca. 12 bis 13 × 10-6/°C gefunden.
Das Wölbungsphänomen verursacht inkorrektes Auftreffen der Elektronenstrahlen auf den Phosphor, was eine Minderung der Farbreinheit, als Reinheitsverschiebung bezeichnet, bewirkt.
Die obige Minderung der Farbreinheit verursacht ernste Probleme bei großen Bildschirmen, flachen Bildschirmen und fixierten Bildschirmen. Zur Lösung dieses Problems wurden Schattenmasken seit kurzer Zeit aus Invar-Legierung (Fe-Ni- Legierung) hergestellt, welche nur 1/10 des thermischen Expansionskoeffizienten von AK-Stahlschattenmasken aufweist.
Jedoch macht eine Invar-Legierung nicht nur das Ausätzen der Aperturen und das Pressen der Ränder (skirts) schwierig, auch die Kosten sind hoch, welches die Herstellungskosten für die Vorrichtung erhöht.
ZUSAMMENFASSUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Schattenmaske für Farbbildröhren unter Verbesserung der Farbreinheit zur Verfügung zu stellen, während das im Zusammenhang mit der thermischen Ausdehnung auftretende Wölbungsphänomen unter Kontrolle gehalten wird.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Schattenmaske mit einem niedrigen thermischen Expansionskoeffizienten unter niedrigen Herstellungskosten.
Die obige und weitere Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer Schattenmaske für Farbbildröhren.
Demnach stellt die Erfindung eine Schattenmaske zur Verfügung, welche einen Hauptschattenmaskenkörper aus AK- Stahl umfaßt, wobei eine Nickelschicht auf der Oberfläche des Hauptschattenmaskenkörpers aufgebracht ist, eine Fe-Ni- Legierungsschicht, die erhalten wird in einem Wasserstoffbrennofen unter Bewirkung einer Substanzdiffusion sowohl von der Ni-Schicht als auch der AK-Stahl- Schattenmaske.
Die Erfindung stellt ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung einer Schattenmaske für Farbbildröhren zur Verfügung, welche die Schritte umfaßt: Herstellung eines flachen Hauptschattenmaskenkörpers mit AK-Stahl, Überziehens einer Oberfläche mit Nickel, wodurch eine Fe-Ni-Legierungsschicht auf dem flachen Hauptschattenmaskenkörper gebildet wird, wenn Substanzdiffusion von sowohl der Nickelschicht als auch der AK-Stahlschattenmasken in einem Wasserstofferhitzungsofen induziert wird, und Pressen des flachen Hauptschattenmaskenkörpers unter Bildung einer bestimmten Form.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die anliegenden Zeichnungen, welche einen Teil der Beschreibung bilden, erläutern eine erfindungsgemäße Ausführungsform und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der der Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien.
Fig. 1 ist ein Teilquerschnitt, welcher eine Schattenmaske gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
Fig. 2 ist eine Abbildung, welche die Kombination der Verhältnisse der Fe-Ni-Legierungsschicht gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt; und
Fig. 3 ist ein Teilquerschnitt, welcher eine Schattenmaske nach einer bevorzugten Ausführungsform der früheren Erfindung zeigt.
BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen wird nun eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform in Einzelheiten beschrieben.
Es wird im folgenden im einzelnen auf die Erfindung Bezug genommen, wo Beispiele davon in den anliegenden Zeichnungen erläutert sind. Wo immer möglich, werden die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Teile zu verweisen.
Unter Bezugnahme von zunächst auf Fig. 1 wird ein Querschnitt dargestellt, welcher eine Schattenmaske gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wiedergibt. Das Bezugszeichen 10 verweist auf den Gesamtkörper der Schattenmaske.
Wie aus den Figuren hervorgeht, umfaßt die Schattenmaske 10 eine AK-Stahlschattenmaske, die aus einer Vielzahl von Aperturen 11 gebildet wird, durch die die Elektronenstrahlen durchtreten.
Ein Wulst (bead) zur Verstärkung der Intensität und ein Rand (skirt) wird um die AK-Stahlschattenmaske 13 gebildet.
Die AK-Stahlschattenmaske 13 ist aus AK-Stahl.
Eine Ni-Schicht 15 wird auf der äußeren Oberfläche der AK- Stahlschattenmaske 13 ausgebildet. Eine Fe-Ni- Legierungsschicht 17 wird zwischen der Ni-Schicht 15 und der AK-Stahlschattenmaske 13 ausgebildet.
In diesem Fall wird die Fe-Ni-Legierungsschicht 17 gebildet, wenn die Schattenmaske mit dem Ni-Überzug in einem Wasserstoffverbrennungsofen unter Bewirkung der Substanzdiffusion von sowohl der Ni-Schicht als auch der AK- Schattenmaskenschicht getempert wird.
Durch die Substanzdiffusion von sowohl der Ni-Schicht als auch der AK-Schattenmaske hat die Fe-Ni-Legierungsschicht 17 einen höheren Ni-Gehalt in der Ni-Schicht als die AK- Schattenmaske.
Nach Messungen des Anmelders hat die Fe-Ni-Legierungsschicht 17 einen thermalen Expansionskoeffizienten von ca. 4 bis 5 × 10-6/°C. Dies zeigt, daß die Fe-Ni-Schicht eine niedrigere thermale Expansion aufweist als der AK-Stahl aus dem Stand der Technik.
In diesem Fall bildet die Fe-Ni-Schicht 17 einen Film mit niedriger thermaler Expansion auf der äußeren Oberfläche der AK-Stahlschattenmaske 13, um so die thermale Ausdehnung des AK-Stahls zu vermeiden.
Gemäß einer Vielzahl von Experimenten des Anmelders hat die mit der Fe-Ni-Legierungschicht 17 gebildete Schattenmaske 10 eine niedrigere thermale Ausdehnung von ca. 40% als die mit AK-Stahl gebildete Schattenmaske aus dem Stand der Technik.
Die obige Anti-Wölbungswirkung kann die Farbreinheit der Farbbildröhren verbessern, da sie fehlerhaftes Auftreffen der Elektronenstrahlen auf dem Phosphor vermeidet.
Es wird nun auf das Herstellungsverfahren für eine solche Fe- Ni-Legierungsschicht 17 als ersten Schritt Bezug genommen, wobei der flache Hauptschattenmaskenkörper eine Vielzahl von Aperturen hat und aus AK-Stahl hergestellt wird.
Anschließend wird als zweiter Schritt der flache Hauptschattenmaskenkörper mit Ni überzogen. Hinsichtlich der gebildeten Fe-Ni-Schicht wird der Ni-Überzug so gebildet, daß er dicker als 10 µm ist. Und der obige Ni-Überzug wird durch Elektroplattieren oder elektrostromloses Plattieren gebildet.
Als dritter Schritt wird die Fe-Ni-Legierungsschicht 17 auf der flachen Hauptschattenmaske gebildet, wenn Substanzdiffusion von sowohl der Ni-Schicht als auch der AK- Stahlschattenmaske in einem Wasserstofferhitzungsofen eingeleitet wird. Hierzu wird die Temperatur des Wasserstoffverbrennungsofens auf ca. 1000°C gesetzt.
Anschließend wird als vierter Schritt der flache Hauptschattenmaskenkörper so gepreßt, daß er einen Randbereich und einen Kernbereich (bead) der Schattenmaske bildet.
Wie oben beschrieben, kann die Schattenmaske für Farbbildröhren das Wölbungsphänomen vermeiden und die Farbreinheit des Bildschirms verbessern.
Die Fe-Ni-Legierungsschicht und die Ni-Schicht gemäß der Erfindung können eine Strukturstabilität erzeugen und Howling-Phänomene vermeiden.
Zusätzlich kann die Fe-Ni-Legierungsschicht als Ersatz für eine Invar-Legierung verwendet werden, welche teuer ist, da sie einer Invar-Legierung in ihrer Zusammensetzung und hinsichtlich des thermischen Expansionskoeffizienten ähnlich ist.

Claims (4)

1. Schattenmaske für Farbbildröhren, hergestellt aus Aluminium-beruhigten Stahl (aluminium killed (AK) steel), umfassend:
einen Hauptschattenmaskenkörper aus AK-Stahl;
eine Ni-Schicht, aufgebracht auf der Oberfläche der Schattenmaske; und
eine Fe-Ni-Legierungsschicht, welche in einem Wasserstoffverbrennungsofen unter Bewirkung der Substanzdiffusion von sowohl der Ni-Schicht als auch der AK-Stahlschattenmaske gebildet wird.
2. Schattenmaske für Farbbildröhren nach Anspruch 1, worin die Dicke der Ni-Schicht mehr als 10 µm ist.
3. Verfahren zur Herstellung einer Schattenmaske für Farbbildröhren umfassend die Schritte: Herstellung eines flachen Schattenmaskenkörpers mit AK-Stahl, Überziehen seiner Oberfläche mit Ni, Ausbilden einer Fe-Ni- Legierungsschicht auf dem flachen Hauptschattenmaskenkörper bei Bewirken der Substanzdiffusion von sowohl der Ni-Schicht als auch der AK-Stahlschattenmaske in einem Wasserstoffverbrennungsofen und Pressen des flachen Hauptschattenmaskenkörpers unter Bildung einer bestimmten Form.
4. Verfahren zur Herstellung einer Schattenmaske für Farbbildröhren nach Anspruch 3, worin die Dicke der Ni- Schicht nicht mehr als 10 µm ist.
DE19622407A 1995-07-27 1996-06-04 Verfahren zur Herstellung einer Schattenmaske für Farbbildröhren und eine nach diesem Verfahren hergestellte Schattenmaske Withdrawn DE19622407A1 (de)

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