DE2221692A1

DE2221692A1 - Photographisches Bildschirmdruckverfahren fuer eine Kathodenstrahlroehre

Info

Publication number: DE2221692A1
Application number: DE19722221692
Authority: DE
Inventors: Frey Harry Robert
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1971-05-05
Filing date: 1972-05-03
Publication date: 1972-11-09
Also published as: DE2221692C3; BE783035A; IT959563B; ES402162A1; AR192243A1; FR2135288B1; NL7206024A; AU464709B2; SU465004A3; DE2221692B2; FR2135288A1; JPS5127982B1; CA976020A; BR7202631D0; US3685994A; GB1357252A; AU4144572A

Description

7551-72/Sch/Ba

EGA 64,491

U.S. Ser. Ho. 140,345

vom 5. Mai 1971

RGA Gorporation, New York, Έ.Ί. (V.St.A.)

Photοgraphisches Bildschirmdruckverfahren für eine Kathodenstrahlröhre

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Drucken des Bildschirmes einer Kathodenstrahlröhre mit einer im Abstand von der !Frontscheibe angeordneten Lochmaske, bei dem ein lichtempfindlicher Überzug auf der Frontscheibe abgelagert und durch die Maskenlöcher von einer kleinflächigen Lichtquelle aus belichtet und schließlich entwickelt wird.

Der Bildschirm einer Kathodenstrahl-Farbfernsehröhre besteht im allgemeinen aus einer Vielzahl Rot, Grün und Blau emittierender Leuchtstoffelemente, die auf der Innenfläche der Frontscheibe der Bildröhre in einem regelmäßigen, zyklischen Muster angeordnet sind. Bei Lochmaskenbildröhren sind die Leuchtstoffelemente gewöhnlich in Dreiergruppen angeordnete Punkte, wobei jede Dreiergruppe einen Rot, einen Grün und einen Blau emittierenden Leuchtstoffpunkt umfaßt und einer bestimmten Öffnung der Lochmaske zugeordnet ist.

Zur Herstellung einer Bildröhre mit guter Auflösung, Helligkeit und Farbreinheit muß sich mit Hilfe des Verfahrens zur Ausbildung der Leuchtstoffelemente eine große Anzahl dieser Elemente mit relativ kleiner und genauer Größe herstellen lassen, wobei gleichzeitig die Leuchtstoffelemente eine genaue Lage gegenseitig und gegenüber den zugeordneten Maskenlöchern einnehmen müssen. Bei einem üblichen Verfahren zum Drucken von Leuchtstoffelementen fur eine Lochmaskenröhre wird die Innenfläche der Frontscheibe mit einer Mischung beschichtet, welche

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aus Leuchtstoffpartikeln und einem lichtempfindlichen Bindematerial besteht. Dann wird von einer kleinflächigen Lichtquelle ein Lichtbündel durch die Lochmaske der Röhre auf den Überzug projiziert, wobei die Maske als photographische Vor-' lage oder als Negativ in diesem. Verfahren benutzt wird. Der belichtete Überzug wird nachfolgend entwickelt, so daß Leuchtstoff elemente der ersten Leuchtstoffarbe, beispielsweise die Blau emittierenden Leuchtstoffelemente, gebildet werden (DT-PS 1 093 314)· Dieses Verfahren wird für die G-rün emittierenden und die Rot emittierenden Leuchtstoffelemente unter Verwendung der gleichen Lochmaske in derselben Position als Belichtungsnegativ wiederholt. Die Lichtquelle wird während der einzelnen Belichtungsachritte in geeignetem Maße aus der Mittellinie der Bildröhre verschoben,.so daß die Leuchtstoffelemente gegeneinander versetzt sind und so die erwähnte Dreiergruppe bilden.

Die wesentlichen HersteHmigs- mid Betriebsmerkmale einer Lochmaskenfarbbildröhre erfordern für optimale Ergebnisse eine Maske, deren Löcher in ihrer Größe von der Maskenmitte zu den Maskenrändern abnehmen. Beim Drucken des Bildschirmes mit Hilfe einer einzigen kleinflächigen Lichtquelle verwendet man ein Dämpfungsfilter, welches den hellsten' Teil des Lichtbündels in der Schirmmitte dämpft, so daß Xfeuchtstoffpunkte mit den geeigneten Größenverhältnissen sich mit der gleichen Belichtung in den Schirmecken, wo die Lichtinenge am größten ist, im Druckverfahren herstellen lassen« Dieses Verfahren führt aber zu unterbelichteten kleinen Leuchtstoffelementen in der Mitte und überbelichteten größeren Leuchtstoffelementen an den Schirmecken.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Verbesserung der Belichtungsverhältnisse sur Verbesserung der Eigenschaften der im Druckverfahren herzustellenden Leuchtstoffelemente.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der lichtempfindliche

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Überzug von mindestens zwei kleinflächigen !lichtquellen getrennt belichtet wird, deren eine, größere einen äquivalenten Kreisdurchmesser von etwa 4 bis 5 mm und deren andere, kleinere einen äquivalenten Kreisdurchmesser von etwa 2 bis 3 mm hat.

Die Größe der in den Randbereichen des Bildschirms erzeugten. Leuchtstoffelemente ist hauptsächlich durch die Belichtung mit der größeren Lichtquelle bestimmt. Durch die Verwendung der größeren Lichtquelle im Bereich der angegebenen Maße wird vermieden, daß die gebildeten Leuchtstoffelemente ausgezackt sind und daß andere nachteilige durch Überbelichtung bedingte Wirkungen eintreten. Die Größe der im mittleren Schirmteil erzeugten Leuchtstoffelemente ist hauptsächlich durch die Belichtung mit der kleineren Lichtquelle bestimmt, und es werden nur geringes oder ungenügendes Anhaften der Leuchtetoffelemente und andere Nachteile der Unterbelichtung vermieden. Gemäß einem Merkmal der Erfindung werden beide Beiichtungsvorgänge so aufeinander abgestimmt, daß eine weiche Abstufung der Größe der Leuchtstoffelemente erfolgt.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der beiliegenden Darstellungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht eines für das erfindungsgemäße Verfahren verwendeten Lichthauses;

3fig. 2 eine schematische vergrößerte Darstellung eines Teils des in Fig. 1 gezeigten Lichthauses;

lig. 3 eine Darstellung zur Veranschaulichung des berechneten Belichtungspegelfaktors für ein Verfahrensbeispiel nach der Erfindung;

Pig. 4 ein Diagramm zur Veranschaulichung der berechneten und erwünschten Werte der Halbschattengrößen bei einem Verfahrensbeispiel nach der Erfindung; und

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i"ig. 5 eine Darstellung zur Veranschaulichung der relativen Helligkeitsverteilung im Lichtbündel bei einem bestimmten Verfahrensbeispiel nach der Erfindung.

Als spezifisches Beispiel der Erfindung sei das Drucken der Leuchtstoffelemente für den Bildschirm' einer β3 cm-Lochmaskenröhre mit 100°-Ablenkung beschrieben. Eine solche Röhre weist einen evakuierten Glaskolben, in dein ein Elektronenstrahlsystem montiert ist, einen Konus und eine Frontplattenanordnung auf.

Bei der Herstellung der Röhre wird die Frontplattenanordnung als Einheit fertiggestellt, wie sie in Pig. 1 zu sehen ist. Sie umfaßt die Frontplatte 73, in der die mit Löchern versehene Schattenmaske 77 montiert ist, und weist einen auf der Innenfläche der Frontscheibe aufgebrachten Bildschirm auf. Die Frontscheibe ist mit Seitenwänden 74 und mit Maskenmontageanschlägen 76, die von den Seitenwänden wegragen, versehen. Die Grün emittierenden Leuchtstoffpunkte lassen sich beispielsweise auf dem Bildschirm 75 durch Überziehen der Innenfläche der Frontscheibe mit einem lichtempfindlichen PiIm 75 herstellen, der Polyvinylalkohol, ein dichromatisches Photosensivierungsmittel für den Alkohol und Partikeln des Grün emittierenden Leuchtstoffes enthält. Die Maske 77 wird auf den Anschlägen 76 in ihre Lage gebracht, und dann wird der lichtempfindliche PiIm 75 erfindungsgemäß belichtet.

Das in Pig. 1 ebenfalls sichtbare Lichthaus umfaßt einen Lichtkasten 21 und einen Scheibenträger 23, der gegenüber dem Lichtkasten auf einer Basis 25 durch nicht dargestellte Bolzen in seiner Lage gehalten wird, wobei die Basis 25 ihrerseits durch Halterungsteile 27 unter dem gewünschten Winkel gehalten wird. Der Lichtkasten ist ein zylindrisches becherförmiges Gußteil, das an einem Ende durch eine integrale Endwand 29 verschlossen ist. Das andere Ende des Lichtkastens 21 ist mit einer Platte 31 abgeschlossen, die in eine ringförmige Ausnehmung 33 im Lichtkaeten 21 paßt. Die Platte 31 hat eine zentrische Bohrung,

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durch welche ein Lichtleiter (oder Kollimator) 35 in Eorm eines sich verjüngenden Glasstabes hineinragt. Das schmalere Ende 37 des Lichtleiters 35 ragt etwas über die Platte 31 hinaus und bildet eine kleinflächige Lichtquelle im Lichthaus. Das breitere Ende 39 des Lichtleiters 35 wird von einer Klammer 41 gegenüber einer Ultraviolettlampe 43 innerhalb des Lichtkastens 21 gehalten. Hinter der Lampe 43 befindet sich ein Lichtreflektor

Auf einem Linsenhalterungsring 53 ist mit Hilfe von Abstandsstücken 55 und Bo.lzen 57 eine Linsenanordnung 51 montiert. Der Halterungsring 53 ist zwischen dem Lichtkasten 21 und dem Scheibenträger 23 in seiner Lage eingeklemmt. Die Linsenanox-dnung 51 besteht aud einer Korrekturlinse 61, einer Keillinse 63, die von der Korrekturlinse mit Hilfe eines Ringes 65 im Abstand gehalten wird, ferner aus einer oberen Klammer 67 und einer unteren Klammer 69. Die obere Eläche der Keillinse ist mit einem 3?ilm aus einem Material beschichtet, welches ein LichtintensitäBkorrekturfilter 71 bildet. Dieses Euter hat die Eorm eines Reliefbildes, welches aus vorgeformten Kohlepartikeln besteht, die in Gelatine oder einem anderen klaren farblosen Bindemittel eingebettet sind. Das Filter hat eine im wesentlichen neutrale Graudurchlässigkeit und verändert lediglich die Intensität dieses Grautones von Punkt su Punkt sop daß das hindurchtretende Licht entsprechend einem VorgeseiiEiebenen Schema verringert wird.

In Pig. 2 sind die Verhältnisse für ein bestimmtes Leuchtstoffelement während der Belichtung dargestellt. Der Lichtleiter 35 endet in einer Spitze, welche eine kreisförmige Lichtquelle 37 mit einem Durchmesser M bildet. Die Maskenöffnung 79 ist ebenfalls kreisförmig mit einem Durchmesser B und befindet sich in einem Abstand ρ von der Lichtquelle 37 und einem Abstand q von der inneren Pläche der Scheibe 73. Von der Lichtquelle 37 wird Licht durch eine Öffnung 79 projiziert, welche einen praktisch kreisförmigen Lichtfleck erzeugt. Der Halbschatten des proji»

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zierten Lichtfleckes hat einen Durchmesser von E¹ an der Innenfläche der Scheibe 73. Nach der Entwicklung hat das zurückbleibende leuchtstoffelement einen Durchmesser R.

Es ist empirisch festgestellt worden, daß eine normale Belichtung, welche ein Leuchtstoffelement der gewünschten Größe R erzeugt, mit einem Halbschatten R' erfolgt, der mit der Größe R nach der Beziehung RwO,88R' zusammenhängt. Eine Überbelichtung führt zu größeren Elementen und eine Unterbelichtung zu kleineren Elementen. Das Belichtungsmaß wird im folgenden als das Verhältnis der linearen Abmessung über das Leuchtstoffelement zur linearen Abmessung über den zu dessen Erzeugung erforderlichen Leuchtstoffleck, also R/R¹, verstanden und als Haftungsverhältnis bezeichnet.

Normalerweise ist es erwünscht, el Io Leuchtstoffelemente mit gleichmäßiger Größe auszubilden« 2ur Festlegung der Betriebstoleranzen bei bestimmten Rahmenarten werden die Ma^fcenlöeher in ihrer Größe von der Mitte der Maske zu den Randbereichen, wo die größeren Verzerrungen der drei auftreffenden Strahlen infolge der Bildablenkung und der Konvergenzfehler auftreten, verringert. Da die Leuehtstoffpunkte normalerweise größer als die entsprechenden Maskenöffnungen sind, durch welche hindurch sie gedruckt werden, wird der Schirm so gedruckt, daß die Projektionen der Maskenöffnungen auf dem Schirm eine Söhirmfläche bedecken, die von 80 # der betreffenden Leuchtstoffelemente in der Schirmmitte bis zu 50 <fi der von den entsprechenden Leuchtstoff elementen bedeckten Hache an den Schirmrändern für eine Röhre der erwähnten Art variiert» Obgleich die Leuchtstoffpunkte alle von derselben Größe sein können, wächst ihre Größe relativ zu den entsprechenden Maskenöffnungen von der Schirmmitte zu den Schirmrändern. Ein solcher Schirm kann sich mit nur einer einzigen Belichtung herstellen lassen, wenn die Mitte des Belichtungsfeldes unterbelichtet wird, so daß relativ kleinere Leuchtstoffelemente entstehen und die Randbereiche zur

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Bildung relativ großer Leuchtstoffelemente überbelichtet werden. Bei einer solchaiBelichtung ist aber das Haftungsverhältnis für die leuchtstoffelemente an den Bildschirmecken größer als bei den Leuchtstoffelementen in der Bildsehirmmitte.

Wegen der optischen Geometrie des für die Belichtung verwendeten Lichthauses ändert sich die Helligkeit des Lichtfeldes aber in umgekehrter Weise, da es in der Mitte am hellsten und an den Schirmecken am dunkelsten ist. um die entgegengesetzte Lichtverteilung zu erhalten, muß man in der Praxis das Licht durch ein Dämpfungsfilter führen, dessen Durchlässigkeit in der Mitte am geringsten (typischerweise 15 bis 25 $ ) ist und nach den Ecken hin zunimmt (typischerweise 100 $>). Die Belichtung durch solche Filter erfordert jedoch relativ lange Belichtungszeiten. Die Belichtungszeit für das gesamte Feld ist durch die für die Überbelichtung in den Feldecken benötigte Zeit bestimmt. Je größer die Überbelichtung in den Ecken sein muß, desto langer müssen die Belichtungszeiten sein. Bei einigen Anwendungsfällen ist infolge der Verwendung von Lichtdämpfungsfiltern der Unterschied zwischen der Unterbelichtung in der Schirmmitte und der Überbelichtung in den Schirmecken so groß, daß eine ungenügende Belichtung in der Schirmmitte erfolgt, so daß die Leuchtstoffelemente dort nur ungenügend anhaften, wenn man die Belichtung für die gewünschte Leuchtstoffelementgröße in den Ecken bemißt.

Die im folgenden beschriebene Belichtung des lichtempfindlichen Filmes 75 nacheinander mit mehreren Lichtquellen führt dagegen zu einem günstigen Haftungsverhältnis für alle Schirmbereiche. Der Film 75 wird selektiv belichtet, indem der mittlere Teil und die Randbereiche des Filmes getrennt belichtet werden.

Die Frontscheibenanordnung einer 63 cm-Farbbildröhre mit 100°- Ablenkung enthält gemäß Fig. 1 eine in ihrer Lochgröße abgestufte Lochmaske, deren Öffnungen in der Masleunitte etwa 0,076 mm in ihrem Durchmesser größer als die Öffnungen an den Handbereichen der Maske sind. Wegen dieser abgestuften Maskenloch-

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größen und wegen der sich von der Mitte nach außen verändernden Helligkeit des Belichtungsfeldes ist es vorteilhaft, Lichtquellen· (M) unterschiedlicher Größe für die Belichtung der Mittenbereiche bzw. der Randbereiche des Bildschirmes zu verwenden. Lichtquellen mit kreisförmigen Durchmessern M, die von 4 bis 5»7 mm variieren, lassen sich zum Drucken von Leuchtstoffpunkten mit gutem Haftungsvermögen in den Randbereichen der 63 cm-Röhre verwenden, während Lichtquellen mit Kreisdurchmessern von 2 bis 3 mm Leuchtstoffpunkte mit gutem Haftungsvermögen in den mittleren Bereichen des Schirmes ergeben.

In Pig. 3 ist das Haftungsverhältnis, mit Kurve 81 für den Mittenbereich und mit Kurve 83 für die Eckenbereiche des Bildschirmes der 63 cm-11O°-Röhre als Funktion der Größe der Lichtquelle aufgetragen. Erfahrungsgemäß ergibt der normale und gewünschte Belichtungswert ein Haftungsverhältnis von etwa 0,88, wie die Linie 82 andeutet. Erfahrungsgemäß soll auch das minimale Haftungsverhältnis kleiner als 0,80 (Linie 84) und nicht größer als 1,06 (Linie 86) sein. Pur den Fall des Bildschirms einer 63 cm-Röhre mit 110°-Ablenkung zeigt Pig. 3, daß die Größen der Lichtquelle für die Schirmbelichtung in einem Bereich schwanken kann, der von weniger als 2,3 mm bis 3,05 mm für die Belichtung der Mittenbereiche des Schirmes und von 4,06 bis über 5,6 mm für die Belichtung der Randbereiche des Bildschirmes variiert. Die Belichtung der mittleren Schirmbereiche mit einer Lichtquelle, die größer als 3»05 mm ist, hätte ein schlechtes Anhaften der Leuchtstoffelemente zur Polge, da für die gewünschte Leuchtstoffelementgröße nur eine kurze Belichtung tolerierbar ist. Eine Belichtung der Schirmrandbereiche mit einer Lichtquelle, die kleiner als 4,06 mm ist, neigt zur Ausbildung kleiner ausgefranster ovaler Leuchtstoffelemente, die für die gewünschte Größe eine längere Belichtungsdauer erfordern.

Pur die hier beschriebene Ausführung soll die kleinere Lichtquelle nicht kleiner als etwa 2 mm sein, da Beugungserscheinun-

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gen und andere Interferenzeffekte die Qualität der erzeugten Leuchtstoffelemente verschlechtern. Die größere der beiden Lichtquellen soll nicht viel größer als etwa. 5 mm sein, da der erzeugte Halbschatten dann so groß ist, daß sich gut definierte gleichförmige Leuchtstoffelemente mit einem günstigen Anhaftungsvermögen nur noch schwierig herstellen lassen.

In Pig. 4 sind die Größen des Halbschattens für Belichtungen mit einer 2,54 mm bzw. einer 4,8 mm Lichtquelle in Abhängigkeit vom Abstand von der Schirmmitte durch die Kurven 85 bzw. 87 dargestellt. Die geeigneten Halbschattengrößen, die aus den gewünschten Größen für die Grün, Blau und Rot emittierenden Leuchtstoffelemente berechnet sind, sind als gestrichelte Linien 89G, 89B bzw. 89R eingetragen. Aus der Darstellung ist ersichtlich, daß geeignete Halbschattengrößen von einer 2,54 mm Lichtquelle in einem Schirmmittenabstand Von 12,5 bis 17»8 cm für den Schirmmittenbereich und mit Hilfe einer 4,8 mm Lichtquelle bei einem Schirmmittenabstand von 25,4 cm für die äußeren Schirmbereiche erhalten werden. Man erreicht auch eine brauchbare Leuchtstoff haftung in den Zwischenbereichen des Schirmes bei der Belichtung mit beiden Lichtquellen. Es ist anzunehmen, daß zumindest teilweise ein Grund hierfür in der Lichtstreuung in den Leuchtstoffüberzügen und in den Helligkeitsprofilen der Lichtpunkte zu sehen ist.

Auf der Keillinse 63 können Kompensationsfilter unterschiedlichen Absorptionsvermögens zur Erzeugung der gewünschten Intensitätsänderungen der betreffenden Lichtfelder der beiden Lichtquellen verwendet werden, die im Zusammenhang mit Pig. 4 erwähnt sind. Ein Filter für die kleinere Lichtquelle ist für eine Helligkeitsveränderung des Lichtfeldes von der Mitte zum Rand gemäß Kurve 91 der Pig. 5 bemessen, wobei das resultierende Lichtfeld von der 2,54 mm Lichtquelle in der Schirmmitte seine maximale Helligkeit hat und dann in einem Abstand von etwa 10 cm von der Schirmmitte nach den Schirmrändern zu in der HeI-

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ligkeit abfällt. Ein zweites Filter für die größere Lichtquelle ist zur Erzeugung einer relativen Helligkeit des Lichtfeldes von der Schirmmitte zu den Rändern entsprechend der Kurve 93 der Fig. 5 bemessen, wobei das resultierende Lichtfeld der · 4,8 nun Lichtquelle in der Schirmmitte seine minimale Helligkeit hat und dann in einem Abstand von ca, 10 cm von der Schirmmitte in seiner Helligkeit zu den Schirmrändern zu ansteigt.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Betriebsweise des Lichthauses wird die Frontscheibe 73, welche mit dem mit den grünen Leuchtstoff partikeln vermischten lichtempfindlichen Film versehen ist, auf dem Scheibenträger 23 in die dargestellte Position gebracht. Vom schmalen Ende 37 des Lichtleiters 35 verläuft ein Lichtbündel oder Lichtfeld nach oben durch die Keillinse 63, das erste Filter 71 und die Korrekturlinse 61, Dieses Lichtbündel gelangt dann weiter durch die Öffnungen 79 der Maske 77. Die durch die Öffnungen gelangenden Lichtanteile fallen auf den Film 75 und belichten das lichtempfindliclie Bindemittel, wobei sich dessen Löslichkeitseigenschaften verändern. Die hierzu verwendete Lichtquelle 37 hat einen Durchmesser von etwa 2,54 mm, und das Filter 71 hat die Dämpfungskurve 91 aus Fig. 5. Die Belichtung erfolgt für ein gewünschtes Zeitintervall, nach dem das Licht der Quelle 37 abgeschaltet wird.

Anschließend wird die Frontscheibenanordnung auf einem zweiten Lichthaus placiert, welches dem ersten Lichthaus gleicht mit der Ausnahme» daß der Dämpf ungsverlauf des zweiten Filters 71 der Kurve 93 der Fig. 5 entspricht. Der Durchmesser des schmalen Endes 37 des Lichtleiters 35 beträgt etwa 4,8 mm. Die zweite Belichtung erfolgt für das gewünschte Zeitintervall und dann wird das Licht von der Lichtquelle 37 abgeschaltet. Dann wird die Frontscheibenanordnung von dem zweiten Lichthaus abgenommen, die Maske 77 wird entfernt und der Überzug 75 wird in einem wässrigen Lösungsmittel entwickelt, Die unbelichteten Bereiche des Überzugs 75 werden von dem Lösungsmittel weggewaschen, wäh-

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-11-rend die belichteten Bereiche übrigbleiben.

Das Verfahren wird dann in der oben beschriebenen Weise zum photographischen Drucken der Blau emittierenden Leuchtstoffelemente wiederholt, welche in diesen Verfahren anstelle der Grün emittierenden Leuchtstoffpartikel im Überzug 75 in dem soeben beschriebenen Verfahren treten. Dieser letztgenannte Überzug wird über die Grün emittierenden Leuchtstoffelemente aufgebracht. Die Maske 77 wird dann wiederum in die Frontscheibe eingesetzt, und der Überzug wird in einem dritten und dann in einem vierten Lichthaus erneut belichtet. Das dritte und das vierte Lichthaus entsprechen den ersten und zweiten mit der Ausnahme, daß sie eine unterschiedliche Linsenanordnung 51 und ein auf das betreffende Leuchtstoffeiementfeld abgestimmtes Filter haben. Nach der Belichtung mit dem dritten und vierten Lichthaus wird der Überzug 75 mit dem Blau emittierenden Leuchtstoff wiederum entwickelt, so daß seine unbelichteten Teile entfernt werden, während die belichteten Teile übrigbleiben.

Dieses Verfahren wird dann nochmals zum photographischen Drucken des Rot emittierenden Leuchtstoffes anstelle des Grün emittierenden im Überzug 75 wiederholt. Dieser letzte Überzug wird über die Grün und Blau emittierenden Leuchtstoffelemente aufgebracht. Wiederum wird die Maske 77 in die Frontscheibe 73 eingesetzt, und der Überzug wird in einem fünften und sechsten Lichthaus belichtet, die wiederum den ersten und zweiten Lichthäusern mit der Ausnahme gleichen, daß die Linsenanordnung 51 und das Filter unterschiedlich bemessen und auf die roten Leuchtstoffelemente abgestimmt sind. Nach der Belichtung des den Rot emittierenden Leuchtstoff enthaltenden Überzugs im fünften und sechsten Lichthaus wird auch dieser Überzug zur Entfernung der unbelichteten Bereiche entwickelt, wobei seine belichteten Bereiche übrigbleiben.

Wach dem Drucken der Leuchtstoffelemente wird dieser Schirmaufbau mit einer Abschlußschicht überzogen, aluminisiert und in be-

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kannter Weise bei etwa 420° C gebrannt. Der auf diese Weise fertiggestellte Schirm wird dann mit seinen anderen Bestandteilen in dem Frontscheibenaufbau montiert und mit der Bildröhre zu deren Fertigstellung vereinigt.

Typische Belichtungswerte mit einer Ultraviolett-Quecksilberlichtbogenlampe einer Betriebsspannung von 1000 Volt sind in der nachstehenden Tabelle angeführt. Die Belichtungszeit ist in Minuten angegeben, und das Produkt der Belichtungszeit T mit der Helligkeit I ist in willkürlichen Einheiten, gemessen am überzug, bezeichnet.

Tabelle

2,54 mm Lichtquelle 4_t8 mm Lichtquelle

Farbe Belichtung Belichtungs- Belichtung Belichtungs- Gesamt-(IT) zeit (Min.) (IT) zeit (Min.) zeit(Min)

Grün	435	3,7	950	10,7	14,4
Blau	450	3,8	800	9,0	12,8
Rot	330	2,8	773	8,7	11,5

Die G-esamtbelichtungszeit gemäß obiger Tabelle kann mit der Belichtungszeit von 20 bis 23 Minuten bei einer einzigen Belichtung mit einer Lichtquelle von 3,3 mm Durchmesser bei einer fabrikatorischen Herstellung verglichen werden. Bei einer einzigen Belichtung ist die Leuchtstoffpunkthaftung in der Schirmmitte abweichend, und bei einer fabrikatorischen Produktion würde man absichtlich Punkte mit Übergröße drucken, um die Ausschußverluste zu verringern. Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß die Belichtung von den Randteilen des Schirmes zur größeren Lichtquelle zwei bis viermal so groß wie die Belichtungszeit des Mittenbereichs des Schirms zur kleineren Lichtquelle ist.

Die Erfindung läßt sich für jedes Verfahren zum Drucken eines das Lochmaskenprinzip verwendenden Betrachtungsschirms verwen-

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den, wo die photographische Vorlage, Maske oder Matrize vom lichtempfindlichen Überzug um einen Abstand q und von der lichtquelle um einen Abstand ρ während des Belichtungsschrittes entfernt ist. Bei der vorstehend beschriebenen Röhre beträgt beispielsweise das Verhältnis· q/p etwa 0,0570 in der Schirmmitte und etwa 0,0362 an den Schirmecken. In der Praxis beträgt der G-rößenbereich der kreisförmigen Öffnungen der Lochmaske zwischen 0,15 und 0,356 mm, wobei die Abweichungen üblicherweise nicht größer als 0,076 mm bei einer Maske sind. Bei der erwähnten Röhre betragen die Maskenöffnungen etwa 0,26 mm in der Mitte der Maske und etwa 0,206 mm an den Maskenecken. Bei einem Ver-. hältnis q/p von etwa 0,0570 in der Maskenmitte und einem Wert für ρ von etwa 35 cm ergibt eine 2,54 mm Lichtquelle einen Radius R¹ von etwa 0,435 mm und eine 4»8 mm Lichtquelle einen Radius R¹ von etwa 0,56 mm.

Das vorstehend beschriebene Verfahren wird in einem System mit kreisförmigen Maskenlöchern und Lichtquellen beschrieben, bei dem kreisförmige Leuchtstoffelemente entstehen. Bs läßt sich aber auch zur Herstellung elliptischer oder rechteckiger Leuchtstoffelemente verwenden, wobei dann die kürzesten Schnittentfernungen mit den oben beschriebenen Verhältnissen für M, B, R und R¹ verwendet werden. Der Durchmesser für die Kreisform oder die kürzeste Abmessung einer nicht kreisförmigen Form ist als äquivalenter Kreisdurchmesser anzusehen. Im Falle rechteckiger Leuchtstoffelemente kann die Lichtquelle rechteckig sein, wobei der Wert M die kurze Rechteckseite der Leuchtstoffelemente angibt. Mit einer rechteckigen Lichtquelle und einer Maske, welche Schlitze von etwa 1,4 mm auf 0,1 mm Größe aufweist, die so miteinander ausgerichtet und voneinander beabstandet sind, daß die kurzen S_eiten etwa 0,46 mm und die langen Seiten etwa 0,15 mm voneinander entfernt sind, führt das hier beschriebene Verfahren zu linienförmigen Leuchtstoffelementen einer Breite R.

Für das Verfahren eignen sich auch lichtempfindliche Überzüge, welche partikelförmige Materialien enthalten oder auch frei von

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partikelförmigen Materialien sind. Im US-Patent 3 269 838 sind geeignete Angaben von leuchtstoffpartikeln und lichtempfindlichen Bindemitteln zur Erzeugung von Überzügen angeführt, die sich für das hier beschriebene Verfahren eignen. Das Verfahren läßt sich auch zur Herstellung einer lichtabsorbierenden Matr.ix für einen Bildschirm gemäß dem US-Patent 3 558 310 anwenden, bei dem der Überzug frei von Partikeln ist.

Das Verfahren benötigt mindestens zwei Belichtungen, eine mit einer kleineren Lichtquelle eines Durchmessers M von 2 bis 3 mm und mit einer größeren Lichtquelle eines Durchmessers M von 4 bis 5 mm· Die Reihenfolge der Belichtungen ist dabei gleich.

Ein Lichthausfilter 71 kann für jede Belichtung gesondert dimensioniert werden. Vorzugsweise werden für beide Belichtungen Filter verwendet, damit man eine geeignete Abstufung der Leuchtstoff elementgröße von der Mitte zu den Randbereichen des Schirmes erhält und damit die Größe der Leuchtstoffelemente einem gewünschten Verlauf angepaßt werden kann. Dieser Verlauf kann symmetrisch um eine Achse des Schirmes sein, muß es jedoch nicht. Die Abstufung der Größe der Leuchtstoffelemente wird vermutlich auch durch andere Faktoren beeinflußt, wie erstens die Lichtstreuung des Lichtauftreffleckes durch die Partikel des Überzugs und die die Partikel einbettende Oberfläche und zweitens das Helligkeitsprofil der Liehtauftreffpunkte insbesondere im Halbschatten der Lichtpunkte.

Das Verfahren eignet sich auch zum Drucken eines Schirmes, der noch größere Belichtungsunterschiede zur Herstellung der Leuchtstoff elemente aus dem Schirm erfordert. Es ist genügend flexibel, um einer Vielzahl von Bemessungen angepaßt zu werden und kann bei einer fabrikatorisehen Bildschirmherstellung einem für die Praxis geeigneten Maße an Prozeßsteuerung unterworfen werden.

Wenn bei dem vorbeschriebenen Verfahren zwei Beiichtungssehrit-

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te für jeden Druckvorgang vorgesehen sind, so können jedoch auch aufeinanderfolgend mehr als zwei Belichtungen erfolgen. Auch kann jeder der einzelnen Belichtungsschritte gleichzeitig mit einer Flutlicht-Belichtung zur Verkürzung der Gesamtbelichtungszeit erfolgen, wobei die Größe des Halbschattens durch die Größe der Punktliehtquelle bestimmt wird.

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Claims

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Patentansprüche

(I )J Photographisches Verfahren zum Drucken des Bildschirmes einer Kathodenstrahlröhre mit einer im Abstand von der Frontscheibe angeordneten Lochmaske, bei dem ein lichtempfindlicher Überzug auf der Frontscheibe abgelagert und durch die Maskenlöcher von einer kleinflächigen Lichtquelle aus belichtet und schließlich entwickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der.lichtempfindliche Überzug (75) von mindestens zwei kleinflächigen Lichtquellen getrennt belichtet wird, deren eine, größere einen äquivalenten Kreisdurchmesser von etwa 4 bis 5 mm und deren andere, kleinere einen äquivalenten Kreisdurchmesser von etwa 2 bis 5 mm hat.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die größere Lichtquelle und den lichtempfindlichen Überzug zur Verminderung der Belichtung des Mittenbereichs des Überzugs durch die größere Lichtquelle ein erstes lichtdämpfen des Filter eingefügt wird und daß zwischen die kleinere Lichtquelle und den lichtempfindlichen Überzug zur Verminderung der Belichtung der Handbereiche des Überzugs von der kleineren Lichtquelle aus ein zweites lichtdärapfendes Filter eingefügt wird.
3) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtungsseil: des lichtempfindlichen Überzugs durch die größere Lichtquelle im wesentliche-]] zwei bis viermal so groß wie die Belichtungszeit des übersu^s durch die kleinere Lichtquelle ist.

/}) Verfahren nach einem dor inn? or Liehe 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet« daß für ,-jode öffnung der Lochmaske und die zugehörige belichtete: Fläelm (R¹) der; iJborjiU^s das Verhältnis dor Große der eiitv/icisGltni} 1"1McIh; (ji) Uei? UberinißB ·ζ\ιν Größe von (h,;,vion boil clrloifiv r.'Hh'lHj (Ii^r) iin >M-,rt-AvÄi von 0,80 bi» 1,0(> "Jip