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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines
Leuchtschirmes für Fernsehfarbbildröhren, bei welchem die einzelnen Leuchtstoffmuster
mit Hilfe einer durch Strahlungseinwirkung in ihrer Löslichkeit veränderbaren Kopierschicht
auf den Leuchtschirmträger aufgebracht werden und bei dem die optische Bestrahlung
der Kopierschicht durch eine perforierte Elektrode, die Teil der Röhre ist, hindurch
erfolgt.
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Bei gewissen Kathodenstrahlröhren mit Leuchtschirm, insbesondere bei
Fernsehfarbbildröhren, ist es bekannt, innerhalb der Röhre in einigem Abstand von
dem Leuchtschirm entfernt eine perforierte Elektrode anzuordnen, die dazu dient,
die Auftreffstellen des Elektronenstrahles auf die Leuchtstoffschicht zu bestimmen
oder zu beeinflussen. Solche Elektroden bestehen z. B. aus einem Gitter, aus einem
Netz oder aus einer Lochmaske, deren Ausdehnung in etwa der Ausdehnung der Leuchtstoffschicht
entspricht. Bekannt ist beispielsweise die sogenannte Schattenmaskenfarbbildröhre,
bei welcher die Elektrode vor dem Leuchtschirm als Maske ausgebildet ist. Die Maske
besteht aus einem perforierten Blech, wobei die Öffnungen in einer gewünschten geometrischen
Verteilung in der Maske angeordnet sind.
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Die Verteilung der Öffnungen in der perforierten Elektrode steht in
einem ganz bestimmten Zusammenhang mit der Leuchtstoffschicht, die bei einer Fernsehfarbbildröhre
aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Leuchtstoffstreifen oder Leuchtstoffpunkten
besteht. Bei der Schattenmaskenröhre besteht die Leuchtstoffschicht aus einer Vielzahl
von Punkten aus drei verschieden leuchtenden Leuchtstoffen. Die Anordnung dieser
Leuchtstoffpunkte muß zum einwandfreien Betrieb der Röhre in einer ganz bestimmten
Abhängigkeit zu den Öffnungen in der davorliegenden perforierten Elektrode vorgenommen
sein.
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Zur Herstellung einer solchen Röhre hat sich ein Verfahren bewährt,
bei welchem zunächst die perforierte Elektrode hergestellt wird und dann mittels
Belichtung durch die perforierte Elektrode hindurch die Lage der Leuchtstoffpunkte
auf dem Leuchtstoffträger bestimmt wird. Zum Aufbringen des Leuchtstoffes bzw. der
einzelnen Leuchtstoffpunkte benutzt man eine sogenannte Kopierschicht, welche die
Eigenschaft besitzt, ihre Löslichkeit, z. B. gegenüber Alkohol oder Wasser, bei
Einwirkung einer optischen Strahlung zu ändern. Belichtet man diese auf den Leuchtschirmträger
aufgebrachte Kopierschicht durch die perforierte Elektrode hindurch, so kann man
erreichen, daß diese Kopierschicht an den von den Strahlen getroffenen Stellen unlösbar
wird. Bringt man nun auf diese Kopierschicht die Leuchtstoffschicht auf und spült
dann mit einem Lösungsmittel die Kopierschicht nach, so wird die Kopierschicht an
den nicht von den Strahlen getroffenen Stellen heraus2e]öst. Bei entsprechender
Haftung der Leuchtstoffschicht an den Stellen, an denen die Kopierschicht entfernt
wird, mitentfernt, so daß auf dem i Leuchtschirmträger ein Leuchtstoffmuster verbleibt,
das in seiner geometrischen Anordnung der Perforation der Elektrode entspricht.
Durch Verschieben, z. B. der Lichtquelle, und mehrmaliges Wiederholen dieses Vorganges
werden bekanntermaßen mehrere i ineinandergeschachtelte Leuchtstoffmuster aufgebracht.
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Beim Betrieb einer solchen Röhre hat sich nun gezeigt, daß bei Betrieb
mit größerem Strahlstrom, d. h. also bei Betrieb mit verhältnismäßig hell leuchtendem
Leuchtschirm, Farbverfälschungen auftreten, die dann wieder verschwinden, wenn man
die Strahl-Stromstärke vermindert. Es konnte festgestellt werden, daß solche Farbunreinheiten
bei Farbbildröhren auf eine durch den Elektronenstrahl verursachte Erwärmung der
perforierten Elektrode zurückzuführen sind. Durch die Erwärmung ändern sich die
Abmessungen und die Lage dieser Elektrode, so daß die genaue Zuordnung der einzelnen
Öffnungen der Elektrode zu den einzelnen Leuchtstoffelementen nicht mehr gewährleistet
ist.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein neuartiges
Verfahren zur Herstellung einer Kathodenstrahlröhre mit Leuchtschirm und davor angebrachter
perforierter Elektrode vorzusehen, das die Herstellung einer Röhre gestattet, die
die obengenannten Nachteile nicht mehr oder nur noch in geringem Maße aufweist.
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Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß während des oder der Belichtungsvorgänge
die perforierte Elektrode auf eine Temperatur gebracht wird, die höher ist als die
Temperatur des Leuchtschirmträgers.
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Durch die erfindungsgemäße Erwärmung der perforierten Elektrode während
des Belichtungsvorganges zur Herstellung des Leuchtstoffmusters auf dem Leuchtschirmträger
wird erreicht, daß sich die Maskenelektrode bereits in der gewünschten Weise ausdehnt
bzw. ihre Lage verändert. Der Temperaturunterschied zwischen der perforierten Elektrode
und dem Leuchtschirmträger soll zweckmäßig so gewählt werden, daß er den Temperaturverhältnissen
dieser Teile während des Betriebs der Röhre mit einer mittleren Strahlstromstärke
entspricht. Das Auftreffen von Elektronen auf die Stege der perforierten Elektrode
bewirkt ein Aufheizen derselben, so daß sich beim Betrieb eine Erwärmung dieser
Elektrode bemerkbar macht. Mit zunehmender Erwärmung dieser Elektrode dehnt sich
diese immer weiter aus, und die Zuordnung der Perforation zu den Leuchtstoffelementen
wird immer stärker gestört. Das Wesen der vorliegenden Erfindung besteht also darin,
dieser Erscheinung bereits bei der Herstellung des Leuchtschirmes Rechnung zu tragen,
und zwar in der Weise, daß die perforierte Elektrode während des Belichtungsvorganges
entsprechend erwärmt wird.
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An Hand des in der Figur dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels
wird der Erfindungsgegenstand nachfolgend näher erklärt. Die Figur zeigt schematisch
einen Querschnitt durch die Frontplatte 1 einer Farbbildröhre. Auf dem Leuchtschirmträger
ist die sogenannte Kopierschicht 2 aufgebracht. Des weiteren ist an den Stellen
4 die Maskenelektrode 3
lösbar befestigt. Diese Maskenelektrode 3 wird
nach vollständiger Herstellung des Schirmes wieder in die Röhre eingesetzt und bildet
einen Bestandteil der fertigen Röhre.
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Mittels einer Leuchtquelle 5 wird nun die Kopierschicht 2 durch die
perforierte Elektrode 3 hindurch belichtet und in ihrer Löslichkeit verändert. Die
Strahlen der Strahlenquelle 5 sind mit 6 bezeichnet.
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Gemäß der Erfindung wird nun während des Belichtungsvorganges dafür
gesorgt, daß eine zusätzliche Aufheizung der Maskenelektrode 3 erfolgt. Hierzu sind
zwei Beispiele angegeben, die im allgemeinen
nicht gemeinsam, sondern
wahlweise angewandt werden.
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Eine der beiden bevorzugten Möglichkeiten zur Erwärmung der Elektrode
3 besteht darin, diese mit einer oder mehreren Wärmestrahlungsquellen 8 durch eine
oder entsprechend mehreren Blenden 9 hindurch zu belichten. Der Strahlungskegel
dieser Wärmestrahlung ist mit 7 bezeichnet. Selbstverständlich ist bei dieser Art
der Erwärmung der Elektrode eine Kopierschicht 2 zu verwenden, die durch diese Wärmestrahlung
7 nicht beeinflußt wird. Beispielsweise kann die Bestrahlungsquelle 5 aus einer
UV-Strahlenquelle und die Strahlenquelle 8 aus einer IR-Strahlenquelle bestehen,
wobei die Strahlungsempfindlichkeit der Kopierschicht im Bereich 3 der UV-Strahlung
liegt.
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Eine andere Möglichkeit zur Erwärmung der Maske 3 besteht darin, eine
Wirbelstromerwärmung mit Hilfe einer am Umfang der Elektrode angebrachten Hochfrequenzspule
10 herbeizuführen. Es sind jedoch auch andere Möglichkeiten denkbar, mit
deren Hilfe die Maskenelektrode 3 während des Belichtungsvorganges auf eine erhöhte
Temperatur gebracht werden kann. Im allgemeinen wird es zweckmäßig sein, darauf
zu achten, daß die Temperatur der Maskenelektrode während des Belichtungsvorganges
etwa 5 bis 50° C höher liegt als die Temperatung des Leuchtschirmträgers. Inwieweit
sich beim Betrieb der Röhre die Maskenelektrode 3 erwärmt, hängt in starkem Maße
von der Transparenz der Elektrode 3 ab. Ist die Transparenz sehr klein, so wird
sich diese Elektrode verhältnismäßig stark erwärmen. Dementsprechend ist auch die
Temperatur bei dem Belichtungsvorgang zu wählen.
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Wenn ein verhältnismäßig großer Anteil der Wärmestrahlung von der
Maskenelektrode 3 aufgenommen wird, so wird sich diese stärker erwärmen als der
Leuchtschirmträger 1, der ja außerdem von außen auch gekühlt werden kann. Von Bedeutung
ist also die Temperaturdifferenz zwischen der Maskenelektrode und dem Leuchtschirmträger
bei der Belichtung, die der sich beim Betrieb einstellenden Temperaturverteilung
weitgehend entsprechen muß. Wählt man die Temperaturverteilung, die sich beim Betrieb
mit mittlerer Strahlstromstärke einstellt, so kann man die Röhre in einem genügend
großen Strahlstrombereich betreiben, bis Farbunreinheiten störend sichtbar werden.
Dieser ausnutzbare Strahlstrombereich umfaßt hinreichend den im allgemeinen gebräuchlichen
Strahlstrombereich.