DE2246430C2

DE2246430C2 - Verfahren zum Herstellen des Leuchtschirmes einer Kathodenstrahlröhre und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE2246430C2
Application number: DE2246430A
Authority: DE
Inventors: Takuji Fujisawa Kanagawa Inoue
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1971-09-21
Filing date: 1972-09-21
Publication date: 1983-04-07
Also published as: DE2246430A1; US3856525A; JPS5129635B2; GB1365178A; JPS4839165A; CA976403A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen des Leuchtschirmes einer Kathodenstrahlröhre durch Überziehen der Oberfläche eines Schirmträgers mit einer einen Leuchtstoff enthaltenden lichtempfindlichen Schicht, durch Belichten der betreffenden Schicht mit Licht, welches durch öffnungen einer Maske von einer Lichtquelle her durchtritt, die im Zuge der Belichtung in zumindest zwei Stellungen bezogen auf den Schirmträger angeordnet wird, und durch solches Entwickeln der lichtempfindlichen Schicht, daß der betreffende Leuchtstoff lediglich in den den betreffenden öffnungen entsprechenden ausgewählten Bereichen der Oberflä- f>5 ehe verbleibt, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Ein Verfahren der vorstehend angegebenen Art entspricht im Prinzip einem als photographisches Direktverfahren bekannten Verfahren zum Herstellen eines Mosaikleuchtschirmes für eine Farbbildröhre. Ein solches Verfahren ist beispielsweise in der DE-AS 12 74 167 angegeben. Zum Belichten von bezüglich einer Farbe emittierendem Leuchtstoff, ist die Lichtquelle ortsfest und wird für das Belichten von bezüglich einer anderen Farbe emittierendem Leuchtstoff bezüglich dem Schirmträger in eine zweite Stellung parallelverschoben und bleibt während dieser Belichtung ortsfest in dieser Stellung. Das gleiche erfolgt für einen eine dritte Farbe emittierenden Leuchtstoff. Die ortsfeste Stellung der Lichtquelle entspricht dabei im allgemeinen dem Ablenkmittelpunkt des entsprechenden Elektronenstrahls einer fertiggestellten Farbbildröhre. In der Farbbildröhre erfolgt die Ablenkung der Elektronenstrahlen mittels eines Ablenkjochs nach Art einer elektrooptischen Linse. Dadurch ergibt sich für die Belichtung des Schirmträgers bei der Herstellung die Notwendigkeit einer Korrektur des Strahlenweges des von der Lichtquelle abgegebenen Lichtes. Diese Korrektur erfolgt bezüglich radialer Deckungsfehler mittels einer Korrekturlinse zwischen der Lichtquelle und der Maske. Bei der DE-AS 12 74 167 erfolgt weiter eine Korrektur bezüglich sogenannter Degruppierungsfehler, d. h. bezüglich einer Vergrößerung der Elektronenauftreffpunkt-Tripel gegenüber den Abmessungen der entsnrechenden Leuchtstoffpunkt-Tripel mit zunehmender Ablenkung, d. h. mit zunehmenden Abstand von der Mitte des Schirmträgers, mittels einer weiteren Korrekturlinse, die bei dem bekannten Verfahren durch zwei nacheinander im Strahlenweg angeordnete Teillinsen gebildet ist.

Diese Art der Herstellung ist nicht nur zum Bilden von Leuchtstoffpunkten, sondern auch zum Bilden von Leuchtstoffstreifen (DE-OS 19 51 304) auf dem Schirmträger geeignet, wobei dann die Maske, bei der es sich um die Lochmaske handeln kann, entsprechende streifenförmige Öffnungen aufweist.

Die Maske besitzt einen Abstand gegenüber dem Schirmträger, der nicht notwendigerweise über die gesamte Erstreckung des Schirmträgers gleich sein muß. Der Abstand zwischen Maske und Schirmträger ist wesentlich kleiner als der Abstand zwischen Maske oder Schirmträger und Lichtquelle. Das auf die Mitte des Schirmträgers durch die zugeordneten öffnungen der Maske von der Lichtquelle auftreffende Licht belichtet dort einen Bereich, der dem Bereich der entsprechenden Öffnung im wesentlichen entspricht. Nahe den Rändern fällt dagegen das Licht geneigt auf. Es ist nun aber erwünscht, daß die Größe der Öffnungen der Lochmaske einer Farbbildröhre in der Mitte des Leuchtschirms maximal und fortschreitend zu den Rändern des Bildschirms auf einen minimalen Wert verringert wird, während die entsprechenden Abmessungen der Leuchtstoffpunkte bzw. -streifen über die Gesamtausdehnung des Leuchtschirms im wesentlichen gleichmäßig sein sollen, um zu gewährleisten, daß auch an den Randabschnitten des Leuchtschirms die Elektronenstrahlen mit angemessener Toleranz auf die jeweiligen Leuchtstoffe richtig zu deren Erregung auftreffen können. Dieses Problem ist mit den vorstehend genannten bekannten Korrektureinrichtungen nicht überwindbar.

Bisher ist dieses Problem durch Verwendung einer die Intensität des Lichtes verändernden Korrektureinrichtung, nämlich mittels eines Lichtfilters überwunden worden. Das Lichtfilter dämpft die Intensität des zu der

Maske hindurchtretenden Lichtes umgekehrt proportional zu den Abmessungen der Öffnungen der Maske. Diese Korrektureinrichtung überwindet das genannte Problem jedoch nur unvollkommen, da insbesondere in den Randbereichen die erforderliche Randschärfe nicht erreicht werden kann. Dies ist darauf zurückzuführen, da3 die Tangente in der Intensitätskurve im Schnittpunkt mit dem Intensitätsschwellenwert, bei dem eine Belichtung tatsächlich erfolgt, sehr steil verläuft, während sie bei hoher Intensität entsprechend einer schmalen Öffnung der Maske, sehr flach verläuft, wodurch sich unscharfe und verschwommene Ränder ergeben. Darüber hinaus ist es, um die notwendige hohe Intensität für die Randbereiche zu erzielen, erforderlich, entweder eine Lichtquelle sehr hoher Ausgangsleistung zu verwenden oder die Belichtungszeit für jede lichtempfindliche Schicht zu erhöhen.

Zur Erhöhung der Randschärfe bei kreisförmigen Lichtpunkten ist es bekannt (DE-OS 20 53 421) die Lichtquelle mit einer Licht emittierenden Spitze zu versehen und diese in einer zum Schirmträger parallelen Ebene kreisförmig zu bewegen. Wesentlich ist hier, daß die Durchmesser der so erhaltenen Leuchtstoffpunkte kleiner ist als die der öffnungen der Lochmaske. Die bessere Randschärfe ist lediglich ein Nebeneffekt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, das Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die durch die öffnungen der Maske belichteten Bereiche bei hoher Randschärfe am Rand des Schirmträgers relativ größer gegenüber den dortigen öffnungen der Maske jo sind, als die belichteten Bereiche in der Mitte des Schirmträgers gegenüber den dortigen Öffnungen ,1er Maske.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß wenigstens zwei Stellungen der Lichtquelle voneinander getrennt )5 auf einer Geraden liegen, die parallel zu einer durch den Mittelpunkt des Schirmträgers verlaufenden Senkrechten ist.

Die vorteilhafte Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens beruht im wesentlichen darauf, daß die ^o Tangenten an den Intensitätskurven in den beiden Stellungen im Schnittpunkt mit der Schwellenwert-Geraden jeweils steil verlaufen, wodurch sich die gute Randschärfe ergibt und ferner die Intensitätskurven in der Mitte der Maske sich im wesentlichen decken, während sie in den Randbereichen gegeneinander versetzt sind. Daher ist eine wesentlich geringere Dämpfung der intensität des Lichtes, vorteilhaft sogar gar keine Dämpfung des Lichtes, d. h. nuch kein Lichtfilter mehr, erforderlich. Daraus folgt ferner, daß so eine Lichtquelle geringerer Intensität bzw. kürzere Belichtungszeit ausreichend sind. Bei dem erwähnten Beispiel einer Lochmaske mit von der Mitte zum Rand zu abnehmender Breite der Öffnungen können mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens Leuchtstoffpunkte bzw. -streifen erzielt werden, die über die gesamte Ausdehnung des Schirmträgers gleiche Breite bei hoher Randschärfe besitzen.

Vorzugsweise wird die Lichtquelle kontinuierlich in der betreffenden Richtung von einer Stellung zu einer ^b0 anderen Stellung während der Belichtung bewegt. Dies bringt den Vorteil einer besonders guten Gleichmäßigkeit in den Leuchtstoffbereichen auf dem Leuchtschirm mit sich.

Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der ^b5 Erfindung, ist es zweckmäßig, eine Vorrichtung zu verwenden, mit einer Schirmträger-Trageinrichtung, die den Schirmträger trägt, welcher auf einer Oberfläche mit einer Leuchtstoff enthaltenden lichtempfindlichen Schicht überzogen ist, mit einer neben der betreffenden Oberfläche positionierten Maske, die Öffnungen aufweist, mit einer Lichtquelle, welche Licht an die betreffende Oberfläche abzugeben und durch die Öffnungen der Maske hindurch die die betreffende Oberfläche überziehende Schicht zu belichten gestattet, und mit einem die Lichtquelle tragenden Lichtquellen-Träger, die sich gemäß der Erfindung dadurch auszeichnet, daß die Schirmträger-Trageinrichtung und der Lichtquellen-Träger relativ zueinander in einer Richtung bewegbar sind, die parallel zu einer durch den Mittelpunkt des Schirmträgers verlaufenden Senkrechten ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil eines relativ geringen konstruktiven Aufwands für die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung.

Zvieckmäßigerweise ist die Lichtquelle langgestreckt ausgebildet und verläuft außerdem parallel zu den Längsachsen von langgestreckt verlaufenden parallelen Öffnungen in der Maske. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die Maske besonders stabil ausgebildet werden kann, ohne daß damit irgendeine Beeinträchtigung der Bildung der Leuchtstoffbereiche auf dem Schirmträger verbunden ist.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des optischen Herstellverfahrens,

F i g. 2 und 3 vergrößerte schematische Teilschnitt-Ansichten zur Veranschaulichung, wie die lichtempfindliche Schicht in ihrem Mittelbereich bzw. in ihren Randbereichen bei Anwendung des anhand F i g. 1 erläuterten Verfahrens belichtet wird,

Fig.4 und 5 graphische Darstellungen der Lichtintensitätsverteilungen im Mittelbereich bzw. in den Randbereichen der lichtempfindlichen Schicht, wenn sie gemäß F i g. 2 bzw. 3 belichtet werden.

In F i g. 1 ist in einem Ausschnitt ein Leuchtschirm mit einem Schirmträger 11, einer lichtempfindlichen Schicht

12 und einer Maske 13 angedeutet, in der Öffnungen 13a gebildet sind. Ferner ist eine Lichtquelle 16 angedeutet, die in Richtung eines angedeuteten Pfeiles längs der Richtung Z-Z bewegt werden kann. Die Lichtquelle 16 ist dabei zwischen den Stellungen Zi, Z2 und Zj in bezug auf den Schirmträger 11 bewegbar.

Zwischen dem Schirmträger 11 und der Lichtquelle 16 können gegebenenfalls zusätzlich eine Korrekturlinse 14 und ein optisches Filter 15 vorgesehen sein, wobei letzteres nur geringes Gefälle zwischen seinen Übergangscharakteristiken in dem Mittelbereich und den Randbereichen aufzuweisen braucht, d. h. nur ganz geringe Verluste bei der Lichtenergie auftreten.

Bei der zuvor betrachteten Anordnung kann die Lichtquelle 16 an zumindest den beiden Stellungen Z\ und Zi bezogen auf den Schirmträger 11 und die Maske

13 während der Belichtung der lichtempfindlichen Schicht 11 in der Richtung Z-Zbewegt werden, während der Schirmträger 11 und die Maske 13 ortsfest verbleiben. Es ist aber auch möglich, daß die betreffende Lichtquelle 16 in einer fester. Stellung verbleibt, während der Schirmträger 11 und die Maske 13 insgesamt bezogen auf die betreffende Lichtquelle 16 in der Richtung Z-Z bewegt werden. Die Belichtung der lichtempfindlichen Schicht 12 kann ferner in zumindest zwei Stufen erfolgen, während derer die Lichtquelle 16 in bezug auf den Schirmträger 11 und die Maske 13 in den Stellungen Z\ bzw. Zi angeordnet ist. Während der

Belichtung jeder lichtempfindlichen Schicht 12 kann alternativ die Stellung der Lichtquelle 16 in bezug auf den Schirmträger 11 und die Maske 13 beispielsweise kontinuierlich in der Richtung Z-Z verändert, und die Lichtquelle 16 kann aus der Stellung Z₁ durch die Stellung Zi zur Stellung Zi kontinuierlich bewegt werden.

Sobald die lichtempfindliche Schicht 12 belichtet wird, bewirkt das bei E in F i g. 2 durch volle Linien gezeigte, durch eine verhältnismäßig breite Öffnung in der ι Lochmaske 13 in deren Mittelbereich durchgehende Licht, die Belichtung der Schicht 12 in ihrer mit f, bezeichneten Breite, wenn die Lichtquelle 16 in der Relativstellung Z\ angeordnet ist, während das durch die verhältnismäßig breite Mittelöffnung der Maske durch- ι gehende und in Fig.2 durch gestrichelte Linien gezeigte Licht die Schicht 12 in einer etwas größeren Breite belichtet, die mit t₂ angedeutet ist. Im Mittelbereich der Schicht 12 ist der Unterschied zwischen der eines Abschnitts der Schicht 12 mit der Breite r₂(Fig. 3) verwendet werden, die der Breite h (F i g. 2) annähernd gleich ist, in welcher ein Bereich der Schicht 12 mit Licht belichtet wird, das durch eine verhältnismäßig breite Öffnung im Mittelabschnitt der Maske 13 hindurchtritt. Fig. 5 zeigt, daß die Verteilungen der Lichtenergie auf der lichtempfindlichen Schicht 12, die durch das Licht erhalten werden, welches durch eine verhältnismäßig schmale Öffnung im Randbereich der Ma^ke 13 in der bei E bzw. E' in Fig. 3 gezeigten Richtung hindurchtritt, und die durch die Kurven V bzw. VI dargestellt sind, der Verteilungsform nach gleich, jedoch zueinander verschoben sind, wobei die sich überlagernden Kurven V bzw. Vl im Bereich der Schwellenwertlichtenergie ao eine Gesamtbreite So aufweisen, die der Breite Sb in Fig.4 entspricht. Durch die so erfolgte Belichtung der lichtempfindlichen Schicht 12, d. h. während der Anordnung der Lichtquelle 16 zumindest in den beiden Stellungen Z\ und Z₂, können den

Belichtungsbreite u und der Belichtungsbreite h sehr 20 ausgehärteten Bereichen der lichtempfindlichen Schicht

gering und kann sogar als unbeachtlich betrachtet werden, da der Abstand zwischen den Lichtquellenstellungen Zi und Z₂ im Vergleich mit dem Abstand der Lichtquellenstellungen Z\ und Z₂ von der Maske 13 klein ist. In Fig.4 stellen die Kurven III bzw. IV die Verteilungen der Lichtenergie in dem Bereich der lichtempfindlichen Schicht 12 dar, die mit Licht belichtet wird, das durch eine verhältnismäßig breite Öffnung im Mittelbereich der Maske 13 hindurchgeht, während sich die Lichtquelle 16 in den Stellungen Z\ bzw. Z₂, wie in F i g. 1 gezeigt, befindet. Dabei stellt die Linie a₀ in Fig.4 die Schwelleiiwertlichtenergie dar, die zum Aushärten der lichtempfindlichen Schicht 12 erforderlich ist. wobei es ersichtlich ist. daß bei den Verteilungen und somit der, Leuchtstoffstreifen, die nach der Entwicklung der Schicht erhalten werden, im wesentlichen dieselbe Breite Sb im. Mittelbereich und in den Randbereichen dieser Schicht gegeben werden.

r> Es ist ferner ersichtlich, daß die Verteilungskurven V bzw. VI der Lichtquelle in Fig. 5 sowie die Kurven III bzw. IV in F i g. 4 verhältnismäßig große Steigungen bei der Schwellenwertlichtenergie ao aufweisen. Somit werden die ausgehärteten Bereiche der Schicht 12, scharf und gleichförmig begrenzt, um zu gewährleisten, daß die daraus resultierenden Leuchtstoffstreifen des Leuchtschirmes ähnlich scharf und gleichförmig umgrenzt sind.

Ferner hängt der Grad, in welchem die Bewegung der

111 bzw. IV der Lichtenergie, die lichtempfindliche 35 Lichtquelle 16 von der Stellung Zi zur Stellung Z₂

Schicht in einem Bereich ausgehärtet wird, der die wirksam ist, um die Breite des Bereiches der mit Licht

Breite Sb aufweist. belichteten Schicht 12 zu vergrößern, vom Abstand

Wie in F i g. 3 gezeigt, wird durch Licht von der in der zwischen den Stellungen Z\ und Z₂, sowie vom Abstand

Stellung Z₁ liegenden Lichtquelle 16 und deren Licht, zwischen der Mitte des Schirmträgers 11 von der in

das in Fig. 3 durch volle Linien bei £ gezeigt ist, beim «o Betracht gezogenen Maskenöffnung ab.

Durchgang durch eine verhältnismäßig schmale öff- ^Be' der Herstellung des Leuchtstoffschirmes einer

nung in einem Randbercich der Maske 13 ein Bereich der lichtempfindlichen Schicht 12 belichtet, der die Breite h hat. Wird jedoch die Lichtquelle 16 in die Farbbildröhre nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren werden die oben beschriebenen Verfahrensschritte, die darin bestehen, daß der Schirmträger mit

Stellung Z₂ nach F i g. 1 während der Belichtung der 45 einer lichtempfindlichen Schicht überzogen wird, daß

Schicht 12 bewegt, so tritt das dort emittierte Licht ^d'^ese Schicht mit dem Licht einer Lichtquelle belichtet

dieser Lichtquelle, welches die verhältnismäßig schmale

Öffnung im Randbereich der Maske 13 durchläuft, wie durch gestrichelte Linien bei E' in F i g. 3 gezeigt ist,

unter einem wesentlich anderen Winkel durch die Maskenöffnung hindurch. Es fällt auf einen Bereich der Schicht 12, der in bezug auf den Bereich, in welchem das Licht auf die Schicht 12 auf traf, als sich die Quelle in der

Stellung Z, befand, nach außen verschoben oder

verlagert ist. Befindet sich somit die Lichtquelle 16 in 55 lichtempfindlichen Schichten in Richtungen parallel zur

den Stellungen Z\ und Z₂ während der Belichtung der Oberfläche des Schirmträgers von den entsprechenden

wird, während sich die Lichtquelle zumindest in den beiden Stellungen Zi und Z₂ befindet, und daß dann die belichtete lichtempfindliche Schicht entwickelt wird, dreimal wiederholt, indem jeweils lichtempfindliche Schichten verwendet werden, die Leuchtstoffe mit roten, grünen und blauen Emissionscharakteristiken enthalten. Es ist ferner ersichtlich, daß die Stellungen Zt und Z₂ der Lichtquelle zur Belichtung jeder der drei

lichtempfindlichen Schicht 12, kann das durch eine verhältnismäßig schmale Öffnung in dem Randbereich aer Maske 13 hindurchtretende Licht zur Belichtung Stellungen der Lichtquelle zur Belichtung der anderen lichtempfindlichen Schichten verschoben werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen des Leuchtschirmes einer Kathodenstrahlröhre durch Oberziehen der Oberfläche eines Schirmträgers mit einer einen Leuchtstoff enthaltenden lichtempfindlichen Schicht, durch Belichten der betreffenden Schicht mit Licht, welches durch öffnungsn einer Maske von einer Lichtquelle her durchtritt, die im Zuge der Belichtung in zumindest zwei Stellungen bezogen auf den Schirmträger angeordnet wird, und durch solches Entwickeln der lichtempfindlichen Schicht, daß der betreffende Leuchtstoff lediglich in den den betreffenden öffnungen entsprechenden ausgewählten Bereichen der Oberfläche verbleibt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Stellungen (Z₁, Z2) der Lichtquellen (16) voneinander getrennt auf einer Geraden liegen, die parallel zu einer durch den Mittelpunkt des Schirmträgers (11) verlaufenden Senkrechten Zist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Belichtung die Lichtquelle (16) kontinuierlich in der betreffenden Richtung von einer Stellung (Z\) zu einer anderen Stellung (Zi) bewegt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2,

mit einer Schirmträger-Trageinrichtung, die den Schirmträger trägt, welcher auf einer Oberfläche mit einer Leuchtstoff enthaltenden lichtempfindlichen Schicht überzogen ist,

mit einer neben der betreffenden Oberfläche positionierten Maske, die Öffnungen aufweist, mit einer Lichtquelle, welche Licht an die betreffende Oberfläche abzugeben und durch die Öffnungen der J5 Maske hindurch die die betreffende Oberfläche überziehende Schicht zu belichten gestattet,
und mit einem die Lichtquelle tragenden Lichtquellen-Träger, dadurch gekennzeichnet, daß die Schirmträger-Trageinrichtung und der Lichtquellen-Träger relativ zueinander in einer Richtung bewegbar sind, die parallel zu einer durch den Mittelpunkt des Schirmträgers (11) verlaufenden Senkrechten Z ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (16) langgestreckt ausgebildet ist und parallel zu den Längsachsen von langgestreckt verlaufenden parallelen Öffnungen verläuft.

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