DE2220959A1 - Belichtungsvorrichtung zur Herstellung eines Bildschirmes einer Farbfernsehbildroehre mit einer rotierenden Linse - Google Patents

Description

PHN.5623.

1'atenUftwalt

'dr: N. V. Philips' Gloeilampenfabrleken Akt. No, PHN- 5623

Anmeldune vomi 26. April 1972

Belichtungsvorrichtung zur Herstellung eines Bildschirmes einer Farbfernsehbildröhre mit einer rotierenden Linse,

Die Erfindung bezieht sich auf eine Belichtungsvorrichtung zur Herstellung eines Bildschirmes einer Farbfernsehbildröhre, welche Vorrichtung eine Lichtquelle zur optischen Projektion eines Musters von Löchern in einer Farbauswahlmaske auf einem Fenster mit einer darauf zur Herstellung des Bildschirmes angebrachten lichtempfindlichen S chicht enthait.

Bei einer Farbfernsehbildröhre eines bekannten Typs besteht der Bildschirm aus einer Vielzahl von Leuchtstoff punkten, die in Gruppen von drei Leuchtstoffpunkten angeordnet sind. Jede Gruppe besteht aus einem unter der Einwirkung eines Elektronenstrahls rot, einem grün und einem blau aufleuchtenden Leuchtstoffpunkt. Zwischen den

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I euchtstoffpunkten kann sich eine schwarze nichtreflektierende Schicht befinden, die Umgebungslicht absorbiert und dadurch zu einem kontrastreichen Bild beiträgt. Die Muster von Leuchtstoffpunkten werden, Farbe für Farbe, mit Hilfe einer während der Herstellung der Röhre anzubringenden lichtempfindlichen Schicht gebildet, die in einer Belichtungsvorrichtung belichtet und dann entwickelt wird. Ein derartiges photochemisches Verfahren ist allgemein bekannt. Die schwarze nichtreflektierende Schicht wird im allgemeinen zuvor, gleichfalls mit Hilfe einer lichtempfindlichen Schicht angebracht, die mit drei aufeinanderfolgenden Belichtungen an den Stellen belichtet wird, an denen nachher die roten, die grünen und die blauen Leuchtstoffpunkte angebracht werden sollen« Das daran angepasste Verfahren ergibt eine schwarze Schicht mit Oeffnungen an den Stellen, an denen Leuchtstoffpunkte angebracht werden sollen.

Da in einer Farbfernsehbildröhre im Betrieb drei Elektronenstrahlen erzeugt werden, die die rote, die grüne bzw, die blaue Bildinformation übertragen und je daher nur Leuchtstoffpunkte treffen sollen, die in der dieser Signalinformation entsprechenden Farbe aufleuchten, wird in der Röhre eine Farbauswahlmaske verwendet. Die Farbauswahlmaske weist eine Vielzahl von Oeffnungen auf, die der Anzahl von Gruppen aus drei Leuchtstoffpunkten entsprechen. Die drei Elektronenstrahlen werden auf den Bildschirm konvergiert und passieren die Farbauswahlmaske unter einem bestimmten gegenseitigen Farbauswah!winkel.

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Der· Farbauswahlwinkel imd der Abstand der Farbauswahlmaske von (3em Bildschirm sind derartig, dass die Elektronenstrahlen auf dem Bildschirm Auftrefflecke bilden, die sich grundsätzlich nicht überlappen.

An den Auftrefflecken der Elektronenstrahlen auf dem Bildschirm befinden sich die Leuchtstoffpunkte. Um zu erzielen, dass diese Auftrefflecke tatsächlich den Leuchtstoffpunkten und den Oeffnungen in der schwarzen nichtreflektierenden Schicht entsprechen, wird die lichtempfindliche Schicht während des vorerwähnten photochemischen Verfahrens mit Hilfe einer Lichtquelle und derselben Farbauswahlmaske belichtet, die in der fertigen Röhre vorhanden ist. Das Muster von Löchern in der Farbauswahlmaske wird optisch auf die lichtempfindliche Schicht projiziert. Da sich die Farbauswahlmaske dabei in dem gleichen Abstand von der lichtempfindlichen Schicht wie in der fertigen Röhre von dem Bildschirm befindet, wird ein möglichst genaues Zusammenfallen der Auftrefflecke der Elektronenstrahlen und der Leuchtstoffpunkte bzw. der Oeffnungen in der schwarzen nichtreflektierenden Schlehe erhalten. Da dieses Zusammenfallen sich jedoch nur mit einer gewissen Toleranz erzielen lässt, muss zwischen Leuchtstoffpunkten und Elektronenflecken eine gewisse Ueberlappung bestehen, d.h., dass entweder der Auftrefffleck grosser als der Leuchtstoffpunkt sein muss, derart, dass der Auftreffleck den Leuchtstoffpunkt stets völlig überlappt, oder der Auftreffleck kleiner als der Leucht-\ stoffpunkt sein muss, derart, dass sich der Auftreffleok

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stets innerhalb des Leuchtstoffpunktes befindet.

Es leuchtet ein, dass die bereits erwähnte schwarze nichtreflektierende Schicht bei kleinen Leuchtstoffpunkten wirkungsvoller als bei grossen Leuchtstoffpunkten ist, weil der Kontrast vergrössert wird, wenn die nichtreflektierende Schicht in bezug auf die Oberfläche der Leuchtstoffpunkte eine verhältnisinässig grosse Oberfläche beansprucht. Eine derartige Schicht enthaltende Röhren sind daher vorzugsweise mit Leuchtstoffpunkten versehen, die kleiner als die Auftrefflecke der Elektronenstrahlen sind. Die Grosse der Auftrefflecke der Elektronenstrahlen wird durch die Grosse der Löcher in der Farbauswahlmaske bestimmt. Die Grosse der Leuchtstoffpunkte und der Oeffnungen in der schwarzen, nichtreflektierenden Schicht wird aber ebenfalls während des bereits mehrmals genannten photochemischen Verfahrens durch·die Grosse der Löcher in der Farbauswahlmaske bestimmt und wird also, ohne besondere Massnahme, etwa gleich oder etwas grosser als die Grosse der Auftrefflecke der Elektronenstrahlen sein.

Die Erfindung hat den Zweck, eine Belichtungsvorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe die Lichtverteilung hinter den Löchern in der Farbauswahlmaske gesteuert werden kann. Die Erfindung bezweckt weiterhin, eine Belichtungsvorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe Leuchtstoffpunkte bzw. Oeffnungen in der schwarzen, nichtref lektierenden Schicht erhalten werden können, die kleiner als die Löcher in der Farbauswahlmaske sind, ohne dass diese Löcher während der Belichtung zeitweilig verkleinert

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oder nach, der Belichtung z.B. durch Nachätzen vergrössert werden, was ein kostspieliges und aufwendiges Verfahren erfordert.

Nach der Erfindung enthält eine Belichtungsvorrichtung der eingangs genannten Art optische Mittel, die eine virtuelle Verschiebung der Lichtquelle herbeiführen, welche virtuelle Verschiebung wenigstens eine Komponente aufweist, die zu einer Berührungsfläche mit der Mitte des Fensters parallel ist, während die Belichtungsvorrichtung ferner Mittel zum Rotieren dieser optischen Mittel um eine zu der erwähnten Fläche senkrechte Achse enthält. Durch das Rotieren der optischen Mittel während der Belichtung, in Verbindung mit der genannten virtuellen Verschiebung, wird effektiv eine ringförmige Lichtquelle erhalten. Dadurch werden hinter den Löchern der Farbauswahlmaske Lichtverteilungen erhalten, die als Funktion der Stelle längs eines Durchmessers des zu bildenden Leuchtstoff punkt es bzw, der Oeffnung in der schwarzen, nichtreflektierenden Schicht eine schmale Spitze aufweisen. Durch passende Wahl der Eigenschaften der lichtempfindlichen Schicht und der angewandten Belichtungszeit kann diese schmale Spitze dazu benutzt werden, Leuchtstoffpunkte

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bzw, Oeffnungen in der schwarzen, nichtreflektierenden Schicht zu erhalten, die erheblich kleiner als die Löcher in der Farbauswahlmaske sind.

Es sei bemerkt, dass in "Journal of the Society of Motion Picture and Television Engineers", Heft 65 ι Nr,8, August 1956, S, *K)7 - *HO die Anwendung derartiger

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Halbschatteneffekte beschrieben wird und auch u.a. ringförmige Lichtquellen als für diesen Zweck günstig erwähnt werden. Die Konstruktion einer ringförmigen Lichtquelle genügender Intensität wird jedoch nicht angegeben.

Eine Belichtungsvorrichtung nach der Erfindung kann derart ausgebildet sein, dass die genannten optischen Mittel aus einer drehsymmetrischen Linse bestehen, deren Drehsymmetrieachse zu der erwähnten Drehachse parallel ist und mit dieser Achse nicht zusammenfällt. Eine drehsymmetrische Linse, in Verbindung mit einer nicht auf der optischen Achse dieser Linse angeordneten Lichtquelle, ergibt nämlich die gewünschte virtuelle Verschiebung der Lichtquelle und lässt sich, im Zusammenhang mit der Drehsymmetrie, auf einfache Weise herstellen.

Eine Belichtungsvorrichtung nach der Erfindung kann auch derart ausgebildet sein, dass die erwähnten optischen Mittel aus einer Linse bestehen, deren Dicke in einer Richtung senkrecht zu der erwähnten Drehachse konstant ist. Eine derartige Linse ist in der einfachsten Form ein Prisma und ergibt eine virtuelle Verschiebung der Lichtquelle senkrecht zu der Richtung, in der die Dicke der Linse konstant ist.

Eine einfache Ausfuhrungsform einer Belichtungsvorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnten optischen Mittel aus einer planparallelen Platte bestehen, deren Normale zu der OberflBche mit der Drehachse einen scharfen Winkel einschliesst. Bekanntlich führt eine planparallele Platte eine parallele Verschiebung

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des austretenden Lichtstrahls in bezug auf einen unter einem scharfen Winkel einfallenden Lichtstrahl und somit eine brauchbare virtuelle Verschiebung der Lichtquelle herbei.

Die Erfindung wird nachstehend für ein Ausfuhrungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Die dargestellte Belichtungsvorrichtung ist mit einem Gehäuse 1 versehen, auf dem ein Fenster 2 einer herzustellenden Farbfernsehbildröhre angebracht ist. Eine lichtempfindliche Schicht 3 auf dem Fenster 2 wird durch Löcher h und eine Farbauswahlmaske 5 hin belichtet. Befestigungsmittel für das Fenster 2 und für die Farbauswahlmaske 5 sind nicht dargestellt.

Die Belichtung erfolgt mit Hilfe einer Lichtquelle 6, die eine Gasentladungsröhre 7 und einen Quarzkegel 8 enthält. Von der Gasentladungsröhre 7 stammendes Licht wird vom Quarzkegel 8 in einem Punkt 9 dieses Quarzkegels konzentriert. Der Punkt 9 bildet eine praktisch punktförmige Lichtquelle, Eine Korrekturlinse 10 sorgt dafür, dass die scheinbare Lage der Lichtquelle in genügendem Masse mit dem Ablenkpunkt der Elektronenstrahlen in der fertigen Farbfernsehbildröhre in UebereinStimmung gebracht wird. Nach der Erfindung wird eine Linse 11 verwendet, die in einem Schneckenrad 12 montiert ist, das mit Hilfe einer Schnecke 13 rotiert wird. Der Verlauf der Dicke der Linse ist in allen zu der Zeichnungsebene parallelen Ebenen gleich. Abgesehen von einer geringen Beugung der Linsenoberfläche ist die Linse 11 nahezu ein Prisma und führt eine virtuelle seitliche Verschiebung des Punktes 9 der Lichtquelle herbei,

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Diese seitliche Verschiebung liegt in der Zeichnungsebene bei der dargestellten Lage der Linse 11, Durch Rotation der Linse 11 beschreibt die virtuelle Lichtquelle einen Kreis um die Drehachse 15 der Linse und wird effektiv eine ringförmige Lichtquelle erhalten.

Die Erfindung beschränkt sich naturgemäss nicht auf eine Belichtungsvorrichtung zur Herstellung einer Farbfernsehbildröhre mit roten, grünen und blauen Leuchtstoffpunkten, die durch eine schwarze, nichtreflektierende Schicht voneinander getrennt sind. Auch Farbfernsehbildröhren mit anderen Anzahlen und anderen Grundfarben können mit dieser Vorrichtung hergestellt werden, wobei eine schwarze, nichtreflektierende Schicht an- oder abwesend sein kann, Ausserdem beschränkt sich die Erfindung nicht auf eine Belichtungsvorrichtung mit einer Gasentladungsröhre und einem Quarzkegel, Grundsätzlich kann jede Lichtquelle verwendet werden, und vorzugsweise eine die von einem Punkt der Farbauswahlmaske aus gesehen, effektiv einen nahezu punktförmigen lichtemittierenden Teil besitzt.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   Belichtungsvorrichtung zur Herstellung eines Bildschirmes einer Farbfernsehbildröhre, welche Vorrichtung eine Lichtquelle zur optischen Projektion eines Musters von Löchern in einer Farbauswahlmaske auf einem Fenster mit einer darauf zur Herstellung des Bildschirmes angebrachten lichtempfindlichen Schicht enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Belichtungsvorrichtung optische Mittel enthält, die eine virtuelle Verschiebung der Lichtquelle herbeiführen, welche virtuelle Verschiebung wenigstens eine Komponente aufweist, die zu einer Berührungsfläche mit der Mitte des Fensters parallel ist, und dass die Belichtungsvorrichtung ferner Mittel zum Rotieren dieser optischen Mittel um eine zu dieser Berührungsfläche senkrechte Drehachse enthält.

   2. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die erwähnten optischen Mittel aus einer drehsymmetrischen Linse bestehen, deren Drehsymmetrieachse zu der erwähnten Drehachse parallel ist und mit dieser Achse nicht zusammenfällt,

   3. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die erwähnten optischen Mittel aus einer Linse bestehen, deren Dicke in einer zu der erwähnten Drehachse senkrechten Richtung konstant ist«

   k. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnte Linse ein Prisma ist.

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   5. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnten optischen Mittel aus einer planparallelen Platte bestehen, deren Normale zu der Oberfläche mit der Drehachse einen scharfen Winkel einschliesst.

   6. FarbfernsehblldrcShre, die mit Hilfe einer Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellt ist.

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