彩色顯像管蔭罩印相用原版的製作方法
2023-05-10 16:50:41 1
專利名稱：彩色顯像管蔭罩印相用原版的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種彩色顯像管蔭罩印相用原版，尤其涉及一種孔形圖案角部帶有補償設計的彩色顯像管蔭罩印相用原版。
背景技術：
蔭罩是彩色顯像管的關鍵部件之一，不但是彩色顯像管塗屏時曝光的模版，而且是彩色顯像管工作時的選色電極。
彩色顯像管工作時，從電子槍發射出的電子束，穿過蔭罩的槽孔打到螢光屏的相應位置，螢光粉受到激發而發出光來，而螢光粉條的形狀也是用蔭罩作為模版製作出來的，所以彩色顯像管提高亮度、改善均勻度都必須從改善蔭罩槽孔的透光特性入手。
彩色顯像管蔭罩是採用光刻技術生產的，主要工藝過程如下首先在鋼帶表面形成感光膠膜；通過曝光工序把原版上的蔭罩孔形等圖案複製到鋼帶表面的膠膜上，形成潛像；通過顯影和固化，潛像變成具有抗蝕能力的蔭罩孔形圖案，需要蝕刻的區域裸露出來；用三氯化鐵等蝕刻液進行蝕刻後，裸露的鋼帶被蝕刻，有抗蝕膠膜保護的部分得以保留；最後除去抗蝕膜就得到平板蔭罩。
蔭罩的蝕刻是從鋼帶的兩面同時進行的，兩面的槽孔寬度不同，槽孔的斷面如圖2A所示，從大孔面可以看見一個有臺階的錐面。彩管工作時，大孔面面向螢光粉，小孔面面向電子槍。
從蔭罩的生產過程來看，蔭罩的槽孔形狀主要是由原版上的設計圖案決定，特別是小孔面原版上的設計圖案對蔭罩槽孔的透光特性影響更為顯著。
按照傳統的設計方法，平板蔭罩印相用原版上所設計的槽孔形狀一般為矩形，也就是說槽孔的四個角部是直角，如圖1中的實線形狀。在蝕刻過程中，角部的蝕刻速度要慢一些，所以在最後得到的蔭罩上，透光槽孔的角部會產生收縮，呈現一種圓弧的形狀，而不是直角，使透光孔縮小，如圖1中的虛線形狀所示。而且鋼帶越厚，最後透光孔的收縮就越明顯。用這種蔭罩製造出來的彩色顯像管，亮度也較低。
在屏幕的中心區域，光線或電子束傾斜角度不大的情況下，透光量基本由小孔面決定，而在屏幕的邊緣，當光線或電子束傾斜穿過蔭罩槽孔時，透光量不僅由小孔面決定，還會受錐面的臺階高度的影響。
對於處於屏幕邊緣的槽孔來說，在槽孔的中部，如圖2A所示，穿過小孔面的電子束，不會受到臺階的明顯阻擋；槽孔的端部，發生角部收縮，錐面的臺階將明顯升高，如圖2B所示，臺階會阻擋電子束，造成透光量下降。特別是遠離屏幕中心的一個角部，穿過小孔面的電子束有相當一部分被臺階阻擋，所以螢光屏上的光點會出現如圖3所示的角部缺損，而且被臺階阻擋的電子會反射到其他方向，造成色純降低。
前面描述的這兩種情況都可以通過改進蔭罩的設計來消除，比如為了防止角部收縮影響透光率而出現的角部曲率半徑更小的方孔蔭罩，為了防止在蔭罩的邊角因錐面的臺階阻擋電子束而出現的在槽孔遠離屏幕中心的角部設計具有骨頭狀孔凸出部的蔭罩。
為了做出這些特殊孔形的蔭罩，必須在蔭罩印相用原版上對蔭罩孔形圖案的角部進行補償設計。最初的設計方案是在角部之外增加一個凹四邊形，如圖4所示。這種方案的缺點是補償得不夠充分，而且在與矩形的基本圖案拼合後，補償圖案有一個很尖的銳角，這個銳角在原版複製的過程中容易產生模糊，而且在複製到膠膜上之後，角部也容易出現顯影困難。
作為凹四邊形設計的改進方案，有人提出了凹五邊形設計，如圖5和圖6所示。凹五邊形在與矩形的基本圖案拼合後，沒有很尖的銳角，解決了在原版複製過程中的模糊問題和膠膜上的顯影困難的問題。但是補償圖案集中在角部，與非補償區域之間沒有非常緩和的過渡，容易出現頸部收縮現象，如圖5和圖6中的虛線所示。在生產角部帶有明顯凸出部的骨頭狀孔時，補償面積更大，這種情況將更加明顯。
發明內容
本發明的目的就是提供一種容易做出方孔蔭罩和骨頭狀孔的蔭罩，而且可以防止頸部收縮的彩色顯像管蔭罩印相用原版。
本發明提供的技術方案是一種凹六邊形補償設計，如圖7所示凹六邊形具有位於矩形基本圖案短邊上的第一邊，位於矩形基本圖案長邊上的與第一邊相鄰的第二邊，第一邊與第二邊所夾的內角為270度，第二邊和與之相鄰的第三邊所夾的內角為銳角，第三邊和與之相鄰的第四邊所夾的內角在180到270度之間，第四邊和與之相鄰的第五邊所夾的內角在60到120度之間，第五邊和與之相鄰的第六邊之間的內角是鈍角，第六邊和與之相鄰的位於矩形基本圖案短邊上的第一邊之間的內角為銳角。
該六邊形圖案，由第二邊和第三邊形成一個很平緩的過渡區域，可以避免出現頸部收縮問題。補償之後的角部圖案，只有第四邊與第五邊所夾的內角有可能是銳角，而且在60度以上，其他的銳角在與矩形拼合之後都變成了鈍角。所以不會有凹四邊形中的很尖的銳角容易導致的拷貝模糊和顯影困難等問題。
通過控制補償圖案面積的大小，可以更容易地得到方孔和骨頭狀孔等特殊孔形的蔭罩，而且可以解決頸部收縮問題。凹六邊形各個頂點的具體位置可以通過下面的描述來確定。為了表述的方便，下面所說的某點到矩形上長邊或短邊的距離都是指該點到構成矩形該被補償的角部的長邊或短邊的距離。
如圖7所示，這是一個四個角部都採用相同的補償方案的蔭罩原版孔形圖案，基本孔形圖案是一個寬度為sw長度為sl的矩形。
凹六邊形的第一邊的長度(sw_dec)用於控制蔭罩槽孔短邊的平整度，一般設定在矩形寬度(sw)的1/2到1/20。
凹六邊形第二邊的長度(sl_dec2)與凹六邊形第三頂點(第三邊與第四邊的交點)到矩形長邊和短邊的距離(sw_delta、sl_dec1)共同控制蔭罩孔形長邊的平整度。第二邊的長度(sl_dec2)一般設定在矩形長度(sl)的1/2到1/10，第三頂點到短邊的距離(sl_dec1)一般設定在矩形長度(sl)的1/4到1/20，第三頂點到長邊的距離(sw_delta)一般設定在矩形寬度(sw)的1/4到1/40。
一般設置凹六邊形的第五邊與矩形的長邊和短邊成30到60度之間的角，更簡單的處理是使其與長邊和短邊的角度都為45度，當然也可以設置第五邊與第四邊和第六邊成相等的角度，從而避免出現銳角。第五邊的長度(tip)一般取矩形寬度(sw)的1/4到1/40。
定義第五邊的中點到矩形的短邊和長邊的距離分別為height和width。
width主要是用以控制蔭罩槽孔中角部從槽孔的長邊向外突出的程度，一般設定為sw的2/3到1/10。在生產方孔蔭罩時，width可以設定在sw的1/3到1/10，在生產骨頭孔型的蔭罩時，width可以設定在sw的2/3到1/4。
Height的取值要比width小，一般設定位sw的1/4到1/40，因為槽孔的長度方向上兩個槽孔之間的距離要比寬度方向上兩個槽孔之間的距離小得多，height值太大將削弱槽孔的長度方向上兩個槽孔之間的橋的強度。
下面通過附圖和實施例來更加具體地說明本發明的技術方案。
圖1是蔭罩原版不採用補償設計的孔形圖案及蝕刻後的孔形輪廓圖2A是在彩色顯像管的邊角電子束傾斜穿過槽孔的示意2B是在彩色顯像管的邊角槽孔因角部收縮和錐面臺階阻擋透光面積減小的示意3是彩色顯像管邊角螢光粉點受臺階阻擋而角部缺損的示意4是凹四邊形補償設計的示意5是凹五邊形補償設計的示意6是另一種凹五邊形補償設計的示意7是凹六邊形補償設計的示意8是方孔及其補償設計方案的示意9是骨頭形孔及其補償設計方案的示意圖具體實施方式
下面結合具體實施例來說明本發明。下面的對照例和實施例都是採用250微米厚的鋼帶，補償圖案都是針對小孔面及其所用的原版。大孔面採用矩形設計，因為大孔面對透過率的影響較小。當然，大孔面也完全可以採用凹六邊形補償方式來設計原版，而不會有不良的後果。
對照例蔭罩印相用原版上的孔形圖案是一個矩形，如圖1中實線所示，寬度(sw)為220微米，長度(sl)為550微米，經過曝光和蝕刻後，該圖案對應的蔭罩孔形如圖1中虛線所示，蔭罩槽孔的長度為650微米，寬度為320微米，四個角部都是半徑大約為90微米的弧形。
實施例1如圖8所示，蔭罩印相用原版上的基本孔形圖案是一個寬度(sw)為220微米，長度(sl)為550微米的矩形，並且在孔形的四個角部設計了本發明所提出的凹六邊形補償圖案，其中height、width、sw_dec、sw_delta、sl_dec1、sl_dec2，tip分別為11、24、64、13、32、91、22微米，第五邊與矩形的長短邊都成45度角，最後蝕刻得到的蔭罩孔形如圖8中虛線所示，蔭罩槽孔的寬度為320微米，長度為650微米，四個角部都是半徑為30微米的圓弧，而且沒有出現頸部收縮。經過這樣的改進設計大約可以增加3％的透光面積，而蔭罩的槽孔長度和寬度並沒有明顯的改變。
實施例2前面的對照例和實施例1都是光線垂直透過的情況，在蔭罩孔靠近屏幕邊緣的情況下，由於電子束偏轉角度較大，錐面的臺階會遮擋本來可以穿過的電子束，如圖2B所示，螢光屏上的螢光粉條如圖3所示，有一個角部明顯缺損，宏觀上反映出來就是彩色顯像管的邊角明顯亮度不足，而且色純下降。為了改變這種狀況，對屏幕邊角上的槽孔在遠離中心的一側設計如圖9中右下角所示的凸出部，可以使螢光屏上的粉條更加飽滿，從而顯著提高彩色顯像管的邊角亮度。這種槽孔也是可以通過本發明提供的凹六邊形補償方案來實現的。
對於寬度(sw)為220微米，長度(sl)為550微米的矩形基本孔形圖案，如果該槽孔位於屏幕的右下部，凸出部應該設計在基本孔形圖案的右下角，其他角部可採用方孔設計。如圖9所示，在不需要凸出部的角部，採用與實施例1相同的補償方案，其中height、width、sw_dec、sw_delta、sl_dec1、sl_dec2，tip分別為11、24、64、13、32、91、22微米，第五邊與矩形的長短邊都成45度角，在需要凸出部的右下角，height、width、sw_dec、sw_delta、sl_dec1、sl_dec2，tip分別取8、54、60、34、42、200、45微米，第五邊與矩形的長短邊也都成45度角，最後得到的蔭罩槽孔在右下角有寬度為116微米的凸出部，其他角部為半徑30微米的圓弧。採用這種蔭罩的彩色顯像管，屏幕上的螢光粉條形狀更加飽滿，電子束不被錐面臺階遮擋，與對照例相比，亮度可以增加15％左右，而且色純也有提高。
權利要求
1.一種彩色顯像管蔭罩印相用原版，在矩形的基本孔形上設有補償區，其特徵在於，該補償區是以一個270度的內角與被補償的角部拼接在一起的凹六邊形，該六邊形具有位於矩形短邊上的第一邊，與之相鄰的位於矩形長邊上的第二邊，第一邊與第二邊所夾的內角為270度，第二邊和與之相鄰的第三邊所夾的內角為銳角，第三邊和與之相鄰的第四邊所夾的內角為在180度到270度之間，第四邊和與之相鄰的第五邊所夾的內角在60到120度之間，第五邊和與之相鄰的第六邊所夾的內角為鈍角，第六邊和與之相鄰的第一邊所夾的內角為銳角。
2.一種如權利要求1所述的彩色顯像管蔭罩印相用原版，其特徵在於，凹六邊形的第一邊的長度為矩形寬度的1/2到1/20；第二邊的長度為矩形長度的1/2到1/10；第三邊與第四邊的交點到矩形長邊的距離為矩形寬度的1/4到1/40，到矩形短邊的距離為矩形長度的1/4到1/20；第五邊的中點到矩形短邊的距離為矩形寬度的1/4到1/40，到矩形長邊的距離為矩形寬度的2/3到1/10；第五邊與矩形的長邊和短邊之間的角度為30到60度，第五邊的長度為矩形寬度的1/4到1/40。
3.一種如權利要求2所述的彩色顯像管蔭罩印相用原版，其特徵在於第五邊的中點到長邊的距離為矩形寬度的1/3到1/10。
4.一種如權利要求2所述的彩色顯像管蔭罩印相用原版，其特徵在於第五邊的中點到長邊的距離為矩形寬度的2/3到1/4。
5.一種如權利要求3或權利要求4所述的彩色顯像管蔭罩印相用原版，其特徵在於第五邊與矩形的長邊和短邊都成45度角。
6.一種如權利要求3或權利要求4所述的彩色顯像管蔭罩印相用原版，其特徵在於第四邊與第五邊所夾的內角和第五邊與第六邊所夾的內角相等。
全文摘要
本發明提供一種彩色顯像管蔭罩印相用原版，採用了一種新的設計方法，對角部收縮進行補償，以一個凹六邊形作為補償圖案，拼接在矩形的蔭罩孔形圖案需要補償的角上。採用這種原版，可以防止蔭罩蝕刻過程中的角部收縮和頸部收縮，製造出方孔和骨頭孔等特殊孔形的蔭罩。採用這種蔭罩製作的彩色顯像管，具有更高的亮度和色純。
文檔編號G03F1/22GK1858884SQ20061004463
公開日2006年11月8日 申請日期2006年6月6日 優先權日2006年6月6日
發明者楊勝利, 崔興盛, 劉健, 唐毅晟, 任作鵬, 王德山, 韋明, 周豐剛, 李煥順 申請人:煙臺正海電子網板股份有限公司