专利名称：彩色显像管荫罩印相用原版的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种彩色显像管荫罩印相用原版，尤其涉及一种孔形图案角部带有补偿设计的彩色显像管荫罩印相用原版。
背景技术：
荫罩是彩色显像管的关键部件之一，不但是彩色显像管涂屏时曝光的模版，而且是彩色显像管工作时的选色电极。
彩色显像管工作时，从电子枪发射出的电子束，穿过荫罩的槽孔打到荧光屏的相应位置，荧光粉受到激发而发出光来，而荧光粉条的形状也是用荫罩作为模版制作出来的，所以彩色显像管提高亮度、改善均匀度都必须从改善荫罩槽孔的透光特性入手。
彩色显像管荫罩是采用光刻技术生产的，主要工艺过程如下首先在钢带表面形成感光胶膜；通过曝光工序把原版上的荫罩孔形等图案复制到钢带表面的胶膜上，形成潜像；通过显影和固化，潜像变成具有抗蚀能力的荫罩孔形图案，需要蚀刻的区域裸露出来；用三氯化铁等蚀刻液进行蚀刻后，裸露的钢带被蚀刻，有抗蚀胶膜保护的部分得以保留；最后除去抗蚀膜就得到平板荫罩。
荫罩的蚀刻是从钢带的两面同时进行的，两面的槽孔宽度不同，槽孔的断面如图2A所示，从大孔面可以看见一个有台阶的锥面。彩管工作时，大孔面面向荧光粉，小孔面面向电子枪。
从荫罩的生产过程来看，荫罩的槽孔形状主要是由原版上的设计图案决定，特别是小孔面原版上的设计图案对荫罩槽孔的透光特性影响更为显著。
按照传统的设计方法，平板荫罩印相用原版上所设计的槽孔形状一般为矩形，也就是说槽孔的四个角部是直角，如图1中的实线形状。在蚀刻过程中，角部的蚀刻速度要慢一些，所以在最后得到的荫罩上，透光槽孔的角部会产生收缩，呈现一种圆弧的形状，而不是直角，使透光孔缩小，如图1中的虚线形状所示。而且钢带越厚，最后透光孔的收缩就越明显。用这种荫罩制造出来的彩色显像管，亮度也较低。
在屏幕的中心区域，光线或电子束倾斜角度不大的情况下，透光量基本由小孔面决定，而在屏幕的边缘，当光线或电子束倾斜穿过荫罩槽孔时，透光量不仅由小孔面决定，还会受锥面的台阶高度的影响。
对于处于屏幕边缘的槽孔来说，在槽孔的中部，如图2A所示，穿过小孔面的电子束，不会受到台阶的明显阻挡；槽孔的端部，发生角部收缩，锥面的台阶将明显升高，如图2B所示，台阶会阻挡电子束，造成透光量下降。特别是远离屏幕中心的一个角部，穿过小孔面的电子束有相当一部分被台阶阻挡，所以荧光屏上的光点会出现如图3所示的角部缺损，而且被台阶阻挡的电子会反射到其他方向，造成色纯降低。
前面描述的这两种情况都可以通过改进荫罩的设计来消除，比如为了防止角部收缩影响透光率而出现的角部曲率半径更小的方孔荫罩，为了防止在荫罩的边角因锥面的台阶阻挡电子束而出现的在槽孔远离屏幕中心的角部设计具有骨头状孔凸出部的荫罩。
为了做出这些特殊孔形的荫罩，必须在荫罩印相用原版上对荫罩孔形图案的角部进行补偿设计。最初的设计方案是在角部之外增加一个凹四边形，如图4所示。这种方案的缺点是补偿得不够充分，而且在与矩形的基本图案拼合后，补偿图案有一个很尖的锐角，这个锐角在原版复制的过程中容易产生模糊，而且在复制到胶膜上之后，角部也容易出现显影困难。
作为凹四边形设计的改进方案，有人提出了凹五边形设计，如图5和图6所示。凹五边形在与矩形的基本图案拼合后，没有很尖的锐角，解决了在原版复制过程中的模糊问题和胶膜上的显影困难的问题。但是补偿图案集中在角部，与非补偿区域之间没有非常缓和的过渡，容易出现颈部收缩现象，如图5和图6中的虚线所示。在生产角部带有明显凸出部的骨头状孔时，补偿面积更大，这种情况将更加明显。
发明内容
本发明的目的就是提供一种容易做出方孔荫罩和骨头状孔的荫罩，而且可以防止颈部收缩的彩色显像管荫罩印相用原版。
本发明提供的技术方案是一种凹六边形补偿设计，如图7所示凹六边形具有位于矩形基本图案短边上的第一边，位于矩形基本图案长边上的与第一边相邻的第二边，第一边与第二边所夹的内角为270度，第二边和与之相邻的第三边所夹的内角为锐角，第三边和与之相邻的第四边所夹的内角在180到270度之间，第四边和与之相邻的第五边所夹的内角在60到120度之间，第五边和与之相邻的第六边之间的内角是钝角，第六边和与之相邻的位于矩形基本图案短边上的第一边之间的内角为锐角。
该六边形图案，由第二边和第三边形成一个很平缓的过渡区域，可以避免出现颈部收缩问题。补偿之后的角部图案，只有第四边与第五边所夹的内角有可能是锐角，而且在60度以上，其他的锐角在与矩形拼合之后都变成了钝角。所以不会有凹四边形中的很尖的锐角容易导致的拷贝模糊和显影困难等问题。
通过控制补偿图案面积的大小，可以更容易地得到方孔和骨头状孔等特殊孔形的荫罩，而且可以解决颈部收缩问题。凹六边形各个顶点的具体位置可以通过下面的描述来确定。为了表述的方便，下面所说的某点到矩形上长边或短边的距离都是指该点到构成矩形该被补偿的角部的长边或短边的距离。
如图7所示，这是一个四个角部都采用相同的补偿方案的荫罩原版孔形图案，基本孔形图案是一个宽度为sw长度为sl的矩形。
凹六边形的第一边的长度(sw_dec)用于控制荫罩槽孔短边的平整度，一般设定在矩形宽度(sw)的1/2到1/20。
凹六边形第二边的长度(sl_dec2)与凹六边形第三顶点(第三边与第四边的交点)到矩形长边和短边的距离(sw_delta、sl_dec1)共同控制荫罩孔形长边的平整度。第二边的长度(sl_dec2)一般设定在矩形长度(sl)的1/2到1/10，第三顶点到短边的距离(sl_dec1)一般设定在矩形长度(sl)的1/4到1/20，第三顶点到长边的距离(sw_delta)一般设定在矩形宽度(sw)的1/4到1/40。
一般设置凹六边形的第五边与矩形的长边和短边成30到60度之间的角，更简单的处理是使其与长边和短边的角度都为45度，当然也可以设置第五边与第四边和第六边成相等的角度，从而避免出现锐角。第五边的长度(tip)一般取矩形宽度(sw)的1/4到1/40。
定义第五边的中点到矩形的短边和长边的距离分别为height和width。
width主要是用以控制荫罩槽孔中角部从槽孔的长边向外突出的程度，一般设定为sw的2/3到1/10。在生产方孔荫罩时，width可以设定在sw的1/3到1/10，在生产骨头孔型的荫罩时，width可以设定在sw的2/3到1/4。
Height的取值要比width小，一般设定位sw的1/4到1/40，因为槽孔的长度方向上两个槽孔之间的距离要比宽度方向上两个槽孔之间的距离小得多，height值太大将削弱槽孔的长度方向上两个槽孔之间的桥的强度。
下面通过附图和实施例来更加具体地说明本发明的技术方案。
图1是荫罩原版不采用补偿设计的孔形图案及蚀刻后的孔形轮廓图2A是在彩色显像管的边角电子束倾斜穿过槽孔的示意2B是在彩色显像管的边角槽孔因角部收缩和锥面台阶阻挡透光面积减小的示意3是彩色显像管边角荧光粉点受台阶阻挡而角部缺损的示意4是凹四边形补偿设计的示意5是凹五边形补偿设计的示意6是另一种凹五边形补偿设计的示意7是凹六边形补偿设计的示意8是方孔及其补偿设计方案的示意9是骨头形孔及其补偿设计方案的示意图具体实施方式
下面结合具体实施例来说明本发明。下面的对照例和实施例都是采用250微米厚的钢带，补偿图案都是针对小孔面及其所用的原版。大孔面采用矩形设计，因为大孔面对透过率的影响较小。当然，大孔面也完全可以采用凹六边形补偿方式来设计原版，而不会有不良的后果。
对照例荫罩印相用原版上的孔形图案是一个矩形，如图1中实线所示，宽度(sw)为220微米，长度(sl)为550微米，经过曝光和蚀刻后，该图案对应的荫罩孔形如图1中虚线所示，荫罩槽孔的长度为650微米，宽度为320微米，四个角部都是半径大约为90微米的弧形。
实施例1如图8所示，荫罩印相用原版上的基本孔形图案是一个宽度(sw)为220微米，长度(sl)为550微米的矩形，并且在孔形的四个角部设计了本发明所提出的凹六边形补偿图案，其中height、width、sw_dec、sw_delta、sl_dec1、sl_dec2，tip分别为11、24、64、13、32、91、22微米，第五边与矩形的长短边都成45度角，最后蚀刻得到的荫罩孔形如图8中虚线所示，荫罩槽孔的宽度为320微米，长度为650微米，四个角部都是半径为30微米的圆弧，而且没有出现颈部收缩。经过这样的改进设计大约可以增加3％的透光面积，而荫罩的槽孔长度和宽度并没有明显的改变。
实施例2前面的对照例和实施例1都是光线垂直透过的情况，在荫罩孔靠近屏幕边缘的情况下，由于电子束偏转角度较大，锥面的台阶会遮挡本来可以穿过的电子束，如图2B所示，荧光屏上的荧光粉条如图3所示，有一个角部明显缺损，宏观上反映出来就是彩色显像管的边角明显亮度不足，而且色纯下降。为了改变这种状况，对屏幕边角上的槽孔在远离中心的一侧设计如图9中右下角所示的凸出部，可以使荧光屏上的粉条更加饱满，从而显著提高彩色显像管的边角亮度。这种槽孔也是可以通过本发明提供的凹六边形补偿方案来实现的。
对于宽度(sw)为220微米，长度(sl)为550微米的矩形基本孔形图案，如果该槽孔位于屏幕的右下部，凸出部应该设计在基本孔形图案的右下角，其他角部可采用方孔设计。如图9所示，在不需要凸出部的角部，采用与实施例1相同的补偿方案，其中height、width、sw_dec、sw_delta、sl_dec1、sl_dec2，tip分别为11、24、64、13、32、91、22微米，第五边与矩形的长短边都成45度角，在需要凸出部的右下角，height、width、sw_dec、sw_delta、sl_dec1、sl_dec2，tip分别取8、54、60、34、42、200、45微米，第五边与矩形的长短边也都成45度角，最后得到的荫罩槽孔在右下角有宽度为116微米的凸出部，其他角部为半径30微米的圆弧。采用这种荫罩的彩色显像管，屏幕上的荧光粉条形状更加饱满，电子束不被锥面台阶遮挡，与对照例相比，亮度可以增加15％左右，而且色纯也有提高。
权利要求
1.一种彩色显像管荫罩印相用原版，在矩形的基本孔形上设有补偿区，其特征在于，该补偿区是以一个270度的内角与被补偿的角部拼接在一起的凹六边形，该六边形具有位于矩形短边上的第一边，与之相邻的位于矩形长边上的第二边，第一边与第二边所夹的内角为270度，第二边和与之相邻的第三边所夹的内角为锐角，第三边和与之相邻的第四边所夹的内角为在180度到270度之间，第四边和与之相邻的第五边所夹的内角在60到120度之间，第五边和与之相邻的第六边所夹的内角为钝角，第六边和与之相邻的第一边所夹的内角为锐角。
2.一种如权利要求1所述的彩色显像管荫罩印相用原版，其特征在于，凹六边形的第一边的长度为矩形宽度的1/2到1/20；第二边的长度为矩形长度的1/2到1/10；第三边与第四边的交点到矩形长边的距离为矩形宽度的1/4到1/40，到矩形短边的距离为矩形长度的1/4到1/20；第五边的中点到矩形短边的距离为矩形宽度的1/4到1/40，到矩形长边的距离为矩形宽度的2/3到1/10；第五边与矩形的长边和短边之间的角度为30到60度，第五边的长度为矩形宽度的1/4到1/40。
3.一种如权利要求2所述的彩色显像管荫罩印相用原版，其特征在于第五边的中点到长边的距离为矩形宽度的1/3到1/10。
4.一种如权利要求2所述的彩色显像管荫罩印相用原版，其特征在于第五边的中点到长边的距离为矩形宽度的2/3到1/4。
5.一种如权利要求3或权利要求4所述的彩色显像管荫罩印相用原版，其特征在于第五边与矩形的长边和短边都成45度角。
6.一种如权利要求3或权利要求4所述的彩色显像管荫罩印相用原版，其特征在于第四边与第五边所夹的内角和第五边与第六边所夹的内角相等。
全文摘要
本发明提供一种彩色显像管荫罩印相用原版，采用了一种新的设计方法，对角部收缩进行补偿，以一个凹六边形作为补偿图案，拼接在矩形的荫罩孔形图案需要补偿的角上。采用这种原版，可以防止荫罩蚀刻过程中的角部收缩和颈部收缩，制造出方孔和骨头孔等特殊孔形的荫罩。采用这种荫罩制作的彩色显像管，具有更高的亮度和色纯。
文档编号G03F1/22GK1858884SQ20061004463
公开日2006年11月8日 申请日期2006年6月6日 优先权日2006年6月6日
发明者杨胜利, 崔兴盛, 刘健, 唐毅晟, 任作鹏, 王德山, 韦明, 周丰刚, 李焕顺 申请人:烟台正海电子网板股份有限公司