DE2301555A1 - Photographisches verfahren zum drucken eines leuchtschirmes fuer eine kathodenstrahlroehre - Google Patents

Description

7479-72/Seli/üa

U.S. Ser. Ho. 217,884

vom 14. Januar 1972

RCA Corporation, New York, Ή.Y. (V.St.A.)

Photographisches Verfahren zum Drucken eines Leuchteohirmes

für eine Kathodenstrahlröhre

Die Erfindung betrifft ein photographisches Verfahren zum Drucken eines leuchtechirmes für eine Kathodenstrahlröhre mit einer Prontplatteneinheit, die einen Schirmträger und eine im Abstand von diesem montierte Lochmaske aufweist, bei welchem auf dem Schirmträger ein lichtempfindlichör Überzug abgelagert und durch die Löcher der Lochmaske von einer kleinflächigen Lichtquelle aus belichtet und dann entwickelt wird.

Bei üblichen Farbbildröhren mit einem Leuchtstoffpunktschirm werden drei Elektronenstrahlen in einer dreieckförmigen Anordnung von einem Deltastrahlsystem durch eine Maske mit einer hexagonalen Anordnung kreisförmiger öffnungen auf einen Schirm gerichtet, der drei Gruppen kreisförmiger £arbleuchtstoffpunkte enthält, deren jede Licht einer der drei Primärfarben Hot, Grün und Blau emittiert, und jede Maskenöffnung ist einer Dreiergruppe aus drei verschiedenen iarbleuchtstoffpunkten zugeordnet. Der Schirm kann eine Matrixschicht aus lichtabeorbierendem Material, wie Graphit, enthalten, der mit einer Mehrzahl von Löchern versehen ist, in denen die Leuchtfarbstoffpunkte abgelagert sind, damit der Kontrast des Schirmes bei Umgebungsbeleuchtung verbessert wird.

Die Leuchtstoffpunkte des Schirmes einer farbbildröhre werden üblicherweise in Dreiergruppen aus unterschiedliche Farben emittierenden Leuchtstoffen, nämlich Rot, Grün und Blau emittierenden Leuchtstoffen, durch ein direktes photographisches Druckverfahren abge'lagert, wobei ein lichtempfindlicher Über-

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izug auf der Frontplatte durch die Haskenöffnungen von einer kleinflächigen Lichtquelle aus belichtet wird, die in einer vorbestimmten Lage gegenüber Maske und Bildschirm angeordnet ist. Der belichtete Überzug wird dann entwickelt, etwa durch Wegwaschen der nicht gehärteten unbelichteten Teile des Überzugs, wobei das gewünschte Muster von belichteten, gehärteten Punktanteilen des Überzugs für eine 3?arbe übrig bleibt. Dieses Verfahren wird für jede Farbe wiederholt, wobei die Lichtquelle für jede Farbe eine andere vorbestimmte Position einnimmt. Die Maske kann abnehmbar an· der Frontscheibe angebracht sein, so daß sie sich leicht entfernen und wieder exakt in der gleichen Lage für jede Belichtung positionieren läßt. Bei anderen als Matrixröhren kann Leuchtstoff pulver unmittelbar mit dem lichtempfindlichen Material im überzug vermischt werden oder den Leuchtstoffpunktteilen des Überzugs nach, dessen Belichtung zugefügt werden, so daß das gewünschte Muster von leuehtstoffpunkten auf dem Schirm entsteht.

Der Bildschirm einer Matrixfarbröhre kann in der Weise hergestellt werden, Vie es im US-Patent 3 558 310 beschrieben ist. Hier werden die Punktbereiche eines lichtempfindlichen Erontplattenüberzuges in drei getrennten Belichtungsschritten, je einer für jedes Farbmuster, belichtet und gehärtet» anschließend werden die unbelichteten Teile entfert und die übrigbleibende Punktmatrize wird dann mit einem licntabsorbierenden Überzug aus kolloidialem Graphit in Wasser überzogen, welcher dann so behandelt wird, daß die Punktbereiche des lichtempfindlichen Überzugs chemisch entfernt werden und die mit einer Graphitschicht, welche die gewünschten Löcher für die Farbleuchtstoffpunkte enthält, überzogene Irontplatte übrig bleibt. Die drei Farbpunktmuster werden dann in getrennten Lichtkastenbelichtungen photographisch auf den Schirm gedruckt, wie im Falle einer nicht als Matrixröhre ausgebildeten fiöhre, so daß die Leuchtstoff punkte sich in den Matrixlöchern befinden und diese geringfügig überlappen.

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Nach der Herstellung der Röhre sind die Elektronenstrahlen, im Betrieb Kräften ausgesetzt, wie der Horizontal- und Vertikalablenkung und der dynamischen Konvergenz (zur Aufrechterhaltung der Strahlkonvergenz auf dem Schirm bei verschiedenen Ablenkwinkeln), welche die Elektronenstrahlwege (und daher auch die Auftreffpunkte der Strahlen auf dem Schirm) in einer Weise beeinflussen, wie es bei den zur Herstellung des Schirmes verwendeten Lichtstrahlen nicht der Pail gewesen ist. Wenn man nicht für eine Kompensation der Unterschiede zwischen den Elektronenstrahl- und den Idchtstrahlwegen sorgt, dann ergeben sich starke Deekungsfehler der Strahlauftreffpunkte mit den Leuchtetoffpunkten, deren Mittelpunkte dann nicht übereinstimmen.

Radiale Deckungsfehler treten auf, wenn eine Dreiergruppe von Strahlauftreffpunkten als Ganzes radial nach außen, von der Schimmitte aus gerechnet, gegenüber der zugehörigen Leuchtstoff punkt-Dreiergruppe verschoben wird, was durch eine axiale Verschiebung der Strahlablenkzentren in Richtung auf den Schirm mit zunehmenden Ablenkwinkeln der EaIl ist. Sogenannte Degruppierungs-Deckungsfehler treten auf, wenn die einzelnen Punkte eines Leuchtstofftripeis sich unter gegenseitiger Entfernung nach außen bewegen, was hauptsächlich durch dynamische Konvergenzkräfte bewirkt wird, welche auf die Elektronenstrahlen einwirken und seitliche Verschiebungen der Ablenkzentren verursachen. Weitere Deckungsfehler beruhen auf Astigmatismus, ^Mf ore-shortening¹¹, dem magnetischen Erdfeld und Durchbiegungen der STontplatte bei der Röhrenevakuierung.

Radiale Deckungsfehler lassen Bich vermeiden, wenn man ein axialsymmetrisches Radialkorrektur-Lichtbrechungselement, etwa in 3?οπα einer Linse, in die Lichtwege zwischen Lichtquelle und lichtempfindlichen Schirmüberzug einfügt, wie es im US-Patent 2 817 276 beschrieben ist. Eine solche Radialkorrektur linse verschiebt die effektive Lage der Lichtquelle axial auf den Schirm zu, so daß bei jedem Lichtstrahlwinkel gegenüber der Mittelachse das Lieht von einer virtuellen Lichtquelle zu korn-

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men scheint, welche sich im axial verschobenen oder effektiven Ablenkzentrum des entsprechenden Elektronenstrahls befindet.

Im US-Patent 2 885 935 ist die Verwendung einer asphärischen axialasymraetrischen Linse beschrieben, welche nur eine einzige Symmetrielinie in der S-Achse hat, welche durch das betreffende Strahlablenkzentrum und die Längsmittelachse der Röhre verläuft, und die so ausgebildet ist, daß sie radiale Deckungsfehler und zum Teil auch Degruppierungs-Deckungsfehler korrigiert. Diese linse verschiebt die effektive Lage der Lichtquelle sowohl axial (auf den Schirm zu) als auch von der Hittelachse nach außen. Die beiden erwähnten Patente beziehen sich auf Schirmherstellungsverfahren mit Lichtquellen, die sich in einem Punkt befinden, der dem Farbzentrum erster Ordnung genannten Ablenkzentrum des Strahles der jeweils hergestellten Farbe entspricht. Der Abstand zwischen dem Strahlablenkzentrum und der Längsmittelachse der Eöhre (in der S-Ebene) wird S-Wert genannt. Im Falle des Drückens "erster Ordnung" durchlaufen der Lichtdruckstrahl- und der Elektronenstrahl-Anteil für einen bestimmten Leuchtstoffpunkt auf dem Schirm dieselbe Maskenöffnung.

In der US-PS 3 282 691 ist die Herstellung von Farbbildröhrenschirmen beschrieben, bei denen die Lichtquelle im wesentlichen in einem Farbzentrum zweiter Ordnung sich befindet-, welches in derselben S-Ebene wie das Zentrum erster Ordnung gelegen sein kann, jedoch auf der gegenüberliegenden Seite der Hittelachse und in einem Abstand 2S von ihr. In diesem Falle durchlaufen der Lichtdruckstrahl- und der Elektronenstrahl-Anteil für einen bestimmten Leuchtetoffpunkt benachbarte Ilaskenöffnungen. Dadurch lassen sich nicht nur zum größten Teil die Degruppierungsfehler durch eine geeignete Bemessung des q-Abstandes bei jedem Ablenkwinkel korrigieren, sondern auch die Korrektur anderer Deckungsfehler wird besser, wie beim "fore-shortening" und Ablenkjochastigmatismus, wenn man geeignet ausgebildete Korrekturlinsen vorsieht.

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In der US-PS 3 476 025 ist die Ausbildung und Verwendung einer vollkommen asymmetrischen Korrekturlinse beschrieben, welche eine akzeptable Kompensation an jedem einer Vielzahl über die ganze Schirmfläche verteilter Punkte für alle Gründe von Deckungsfehlern liefert. Selbst mit dieser verbesserten linse ist es jedoch nicht möglich, eine vollständige perfekte Deckung an jedem Punkt des Schirmes zu erhalten, insbesondere bei der Herstellung von Weitwinkelfarbröhren (beispielsweise 110⁰-Eöhren), da es notwendig ist, die erforderlichen Oberfläehenwinkel der Elementarbereiche der Linse zu einer glatten kontinuierlichen Iiinsenoberflache auszubilden.

Üblicherweise wird beim Lichtdrucken des Schirms einer Schattenmaskenröhre der lichtempfindliche Überzug auf der Frontplatte der Einheit abgelagert, dann wird die Schattenmaske in der Einheit in einem vorbestimmten Abstand q (der mit radialer Entfernung von der Mitte größer werden kann) von der Frontplatte montiert und die ganze Einheit wird in das Gehäuse eines Lichtkastens gesetzt, der eine kleine Lichtquelle enthält, die im oder in der Nähe des Ablenkzentrums des Elektronenstrahls (für die zu druckende Farbe) der Bildröhre angeordnet ist,/welcher die Einheit später verwendet werden soll. Dieses Ablenkzentrum befindet sich normalerweise in der Mittelebene des Ablenkjoches und ist um einen Abstand Sg längs der S-Achse von der zentralen Längsachse durch Strahlsystem, Maske und Schirm verschoben. Dieser Abstand S-n wird durch das Strahlsystem bestimmt und steht mit den anderen Parametern über die Formel

La
ei = -57;— in Beziehung, wobei q. der Abstand zwischen Maske

und Schirm in der Mittelachse, L der Abstand zwischen der Ablenkebene und dem Schirm in der Mittelachse und a der Abstand zwischen den Lochmitten der Maske ist, so daß in der Schirmmitte die Strahlauftreffpunkte (und die Leuchtstoffpunkte) gleiche Abstände erhalten. Wenn man einen Bildschirm unter d-iesen Bedingungen ohne Verwendung einer Korrekturlinse herstellt und in eine Farbbildröhre einbaut, die dann unter normalen

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Ablenk- und dynamischen Konvergenzbedingungen betrieben wird, dann wurden die Strahlauftreffpunkte zwar im Mittelbereich des Schirmes mit den Leuchtstoffpunkten übereinstimmen, an den Bildrändern jedoch wurden erhebliche Deckungsfehler auftreten.

Nach dem US-Patent 2 855 529 werden die Degruppierungs-Deckungsfehler an den Enden durch Drucken des Schirmes in einem einzigen Belichtungsschritt erster Ordnung mit unterschiedlichen Werten S und q für die geweilige lage der lichtquelle und den Abstand von Maske und Schirm in der ¥eise verringert, daß man die Degruppierung an den äußeren Rändern vergrößert, in einem Zwischenbereich eine exakte G-ruppie rungs de ckung vorsieht und in der Mitte einen gegenläufigen Gruppierungsdeekungsfehler zuläßt. Wenn beispielsweise der Degruppierungs-Deckungsfehler am Rand y ist, dann ist die Änderung von S, die für eine vollständige Korrektur an den Ecken erforderlich ist, ^ S = y^ , wobei ρ gleich 1-q ist und 1, ρ und q längs des Strahlweges bei dem jeweiligen maximal auftretenden Ablenkwinkel gemessen ist j der neue Wert S ergibt sich dann zu S' = S+ —*^ . Die Werte von q in der Mitte und an den Rändern, die zum Drucken, von Punkten mit gleichen Abständen (gleich große Triaden) erforderlich sind, werden aus der Gleichung q = ·5§, bestimmt. Dieses Druckverfahren wird manchmal als S und q Kompromißverfahren bezeichnet und reduziert die Degruppierungs-Deckungsfehler an den Rändern auf die Hälfte, führt in der Mitte zu einem gleichen Gruppierungsbetrag der leuchtstoffpunkte gegenüber den Strahlauf treff punkten und eliminiert in einem Bereich zwischen Mitte und Schirmrand die Degruppierungs-PeHdeckung. Ein üTachteil dieses Verfahrens liegt darin, daß der Gesamtbetrag der Degruppierungs-Deckungsfehler zwischen Bildmitte und Bildrändern der gleiche bleibt.

Gemäß der Erfindung wird nun ein erster Bereicii des lichtempfindlichen Überzuges von einer lichtquelle belichtet, die in einer vorbestimmten lage gegenüber der i'rontplatteneinheit gelegen ist, und ein zweiter Bereich des lichtempfindlichen Über-

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zuges wird von einer Lichtquelle belichtet, die in einer unterschiedlichen Lage gegenüber der Erontplatteneinheit angeordnet ist. Als besonderes Beispiel wird ein Muster von Elenientarbereicheii entsprechend jedes Farbmusters des Mosaikschirmes einer Lochmaskenröhre photographisch in mindestens zwei Stufen gedruckt, die eine oder mehrere unterschiedliche Belichtungen umfassen, bei denen die Lichtquelle für die einzelnen Belichtungen im Lichtkasten sich an unterschiedlichen Stellen befinden, wobei vorzugsweise nur ein bestimmter Bereich des Sehirmüberzuges bei jedem Belichtungsschritt belichtet wird. Die unterschiedlichen Stellen können sich entweder im seitlichen Abstand S der Lichtquelle von der Mittelachse durch das Strahlsystem oder auch im Abstand ρ zwischen Lichtquelle und Lochmaske, oder in beiderlei Hinsicht, unterscheiden.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird das bereichsweise Drucken gemäß US-Patent 3 279 340 abgewandelt. Bildschirm und Haske werden in eine Mittelzone und eine äußere Zone aufgeteilt. Die Haskenkontur wird durch Veränderung des Abstandes q geformt. Die beiden Außenzonen werden mit unterschiedlichen S-Werteii belichtet. Vorzugsweise soll bei jeder Belichtung mindestens eine Hadialkorrekturlinse verwendet werden. Die beiden S-Werte werden so gewählt, daß eine gute Deckung von Strahlauftreffpunkten und Leuchtstoffpunkten entweder in Schirmmitte oder am Schirmrand oder sowohl in der Mitte und am Rand erreicht wird.

Das eri'indungsgemäße Verfahren läßt sich sum Drucken von Matrixröhren oder auch anderen Bildröhren mit punkt- oder linienförmig aufgebauten Schirmen und/oder Schirmen mit einer anderen Parbenzahl als drei verwenden. Die verschiedenen Belichtungen können in verschiedenen Lichtkästen oder auch in einem einzigen Lichtkasten durchgeführt werden, in dem die Lichtquelle, ihre Lage, G-röße oder Form usw. verändert werden kann.

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

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Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Lochmasken-Farbbildröhre mit einem Mosaikleuchtstoff schirm, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren photographisch gedruckt ist;

Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht von Maske und Bildschirm gemäß Fig. 1 von hinten;

Pig. 3 eine Draufsicht auf das offene Ende der Frontplatteneinheit gemäß Fig. 1 vor dem Aufbringen des Schirms;

Fig. 4- eine teilweise weggebrochene Seitenansicht eines Lichtkastens, in welchem die erfindungsgemäßen Belichtungsschritte durchgeführt werden können;

Fig. 5 ein Diagramm zur Veranschaulichung der relativen Helligkeit der von den beiden unterschiedlichen Lichtfilter hindurchgelassenen Lichtbündel; und

Fig. 6 eine Skizze zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung,

Die Fig. 1 und 2 zeigen als Beispiel eine Dreistrahl-Dreifarb-Schattenmasken-Farbbildröhre 1 mit einem evakuierten Glaskolben 3, der aus einer Frontplatteneinheit 5, einem Konus 7 und einem Hals 9 besteht. Beispielsweise kann es sich um eine 25V Rechteck 110 -Farbbildröhre mit einer maximalen Schimabmessung von 25" und einem maximalen Halbablenkwinkel von 55° (diagonal) handeln. Die Frontplatte 5 umfaßt eine Scheibe 11 und einen Randflansch 13, der mit dem großen Ende des Konus 7 verbunden ist. Eine mit vielen Öffnungen versehene Schattenmaske 15 zur Farbauswahl ist in praktisch parallelem Abstand zur Frontscheibe . 11 abnehmbar am Flansch 13 mit üblichen Befestigungsmitteln 17 angebracht. Auf der inneren Oberfläche 11' der Frontscheibe ist ein aus Leuchtstoffpunkten mosaikartig aufgebauter Schirm 19 mit Hilfe der anschließend beschriebenen Verfahren ausgebildet. Im Hals 9 der Röhre ist ein übliches Ulektronenstrahlsystem 20 zur Erzeugung dreier llektronenstrahlen 21 montiert,

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deren. Wege in gestrichelten Linien angedeutet sind und die auf die Haske 15 gerichtet sind. Die Röhre 1 kann mit üblichen Strahlablenkeinrichtungen, wie einem Magnetjoch 23, verwendet werden, so daß die drei Strahlen 21 rasterförmig über die Haske 15 und den Bildschirm 19 geführt werden. Ferner lassen sich übliche Konvergenzmittel 25 verwenden, deren auf die Strahlen einwirkenden Konvergenzkräfte in Synchronismus mit den Strahlablenkkräften sich befinden, so daß die Strahlen bei allen Ablenkwinkeln in Schirmnähe konvergieren.

Fig. 2 veranschaulicht die Beziehungen zwischen den Löchern 15a der Haske 15 und den Leuchtstoffpunkten 27 des Leuchtstoffschirmes 19· Jede öffnung 15a ist einer Triade dreier Leuchtstoffpunkte 27 (beispielsweise in den farben Rot, Grün und Blau) zugeordnet.

Wird die Röhre 1 mit der Ablenkung Null betrieben, dann verlaufen die drei Strahlen 21 durch die Ablenkzentren 0 in der Ablenkebene P-P und konvergieren in der Nähe des Schirmes 19. Wenn der Ablenkwinkel wächst und die Konvergenz der Strahlen 21 auf deia Schirm aufrechterhalten wird, dann bewegt sich die effektive Ablenkebene, welche die effektiven Ablenkzentren G¹ enthält, nach vorn auf den Schirm 19 zu in die Ebene P'-P¹, wobei sich sämtliche Strahlauftreffpunkte auf dem Schirm radial von der Schirmmitte weg nach außen bewegen. Das würde zu radialen Deckungsfehlern führen, wenn die Leuchtetoffpunkte 27 auf dem Schirm 19 in jedem Lichtkasten im Zentrum 0 und ohne radiale Korrekturlinse gedruckt worden wären. Die drei Ablenkzentren G^r bewegen sich also von der Röhrenachse A als Folge der dynamischen Konvergenz nach außen, wobei eine Degruppierung der Straiilauftreffpunkte in jedem Auftreffpunkttrio gegenüber dem entsprechenden Leuchtstoffpunkttrio eintritt. Im Idealfalle sollten sich die Hittelpunkte sämtlicher Strahlauftreffpunkte genau mit denjenigen der entsprechenden Leuchtstoffpunkte decken.

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Me hier beschriebene Erfindung eignet sich zur Ausbildung eines Leuchtstoffmusters von roten, grünen und blauen Leuchtstoff punkten 27 auf der Innenfläche 11' der Frontplatte 11 unter Verwendung getrennter BeIichtungsschritte für zwei oder mehr vorbestimmte Bereiche der Schirmoberfläne.

Zu diesem Zwecke wird ein Lichtgehäuse 34 gemäß 3Pig. 4 verwendet, das einen Lichtkasten 35 und einen Scheibenträger 36, die durch nicht dargestellte Bolzen in einer bestimmten gegenseitigen Lage auf einer Basis 37 gehalten werden, die wiederum . mit Ansätzen 38 unter einem geeigneten Winkel gehalten wird. Der Lichtkasten ist ein zylindrisches, becherförmiger Gußstück, das an einem Ende in eine Endwand 39 übergeht. Das andere Ende ist mit einer Platte 41 verschlossen, die in eine kreisförmige Ausnehmung 43 des Lichtkastens 35 hineinpaßt. Die Platte 41 hat eine Mittelöffnung, durch welche ein als Kollimator bezeichneter Lichtleiter 45 in Form eines kegeligen Giasstabes hineinragt. Das kleinere Ende 47 des Kollimators 45 ragt leicht über die Platte 41 hinaus und bildet die kleinflächige Lichtquelle des BeIi chtungs gehäuses. Das größere Ende 49 des Kollimators wird mit Hilfe einer Klammer 51 gegenüber einer Ultraviolettlampe 53 gehalten. Der S-Wert der Lichtquelle, welche das Ende 47 des Kollimators 45 bildet, kann durch gegenseitige Bewegung entweder der Frontplatteneinheit 5 oder des Kollimators 45 längs der S-Achse justiert werden. Hinter der Lampe 53 ist ein Lichtreflektor 55 angeordnet. Eine Linsenanordnung 56 ist abnehmbar auf einem Tragring 57 und Abstandsstücken 58 mit Hilfe von Bolzen 59 befestigt. Der Tragring 57 ist zwischen der Basis 37 uM dem Scheibenhalter 36 eingeklemmt. Die Linsenanordnung 56 enthält eine Korrekturlinse 61 und eine durchsichtige Filtertragplatte 63, welche gegenseitig mit Hilfe eines Trennringes 65, einer oberen Klammer 67 und.einer unteren Klammer 69 im Abstand gehalten werden. Auf der oberen Fläche der Platte 63 befindet sich ein Lichtintensitätsfilter 71 variabler Dichte, das aus sehr kleinen vorgeformten Kohlepartikeln in Gelatine

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oder einem anderen hellen farblosen Bindemittel bestehen kann. Das Filter hat eine praktisch neutrale Graudurchlässigkeit und verändert nur die Intensität seines Grautones.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird zum Drucken des .Schirmes 19 die Oberfläche der Frontplatte 11 mit einem lichtempfindlichen 'überzug 72 beschichtet, der anschließend in dem Lichtgehäuse 34, oder in zwei unterschiedlichen Lichtgehäusen, unter Verwendung zweier unterschiedlicher Filter 71 zwei Belichtungsvorgängen unterzogen wird. Das eine Filter 71 ist mit einer radial veränderlichen Dichte ausgebildet, so daß das durch es hindurchtretende Lichtbündel eine Helligkeitsverteilung gemäß Kurve 73 in Fig. 5 aufweist, wodurch hautpsächlich die Ilittelzone 29 belichtet wird. Das andere Filter 71 erzeugt ein Lichtbündel mit einer Helligkeitsverteilung gemäß Kurve 75 in Fig. 5 und dient hauptsächlich der Belichtung der Außenzone 31. Die Gesamtbelichtung in jedem radialen Abstand ist durch die Summe der beiden Kurven 73 und 75 gegeben, welche durch die gestrichelte Linie 77 dargestellt ist. Vorzugsweise ist der für die Belichtung der Außenzone verwendete Kollimator^ 47 größer als der für die Belichtung der Innenzone verwendete, so daß am Außenrand, wo die Maskenöffnungen kleiner sind, eine stärkere Belichtung erfolgt.

Dieses Verfahren stellt eine Verbesserung gegenüber dem S und π Kompromißverfahren gemäß US-Patent 2 855 529 dar, und die durch den Abstand q. der Haske 15 von der eine feste Kontur aufweisenden Frontplattenoberfläche bestimmte Haskenkontur und der liert S der Lichtquelle 47 kann für ;jede Belichtung derart gewählt werden, daß die Degruppierungs-Deckungsfehler entweder in der Mitte oder an den Rändern und Ecken (Enden der Diagonalen) oder sowohl in der Hitte als auch an den Bändern oder Ecken vollständig eliminiert v/erden.

üin Beispiel der vollständigen Korrektur für die Degruppierungsfehler nur an den Ecken sei nun anhand von Fig. 3 beschrieben.

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In diesem Falle können die Bedingungen in der Mitte durch das oben erwähnte S und q Kompromißverfahren so bestimmt werden/ daß sich berührende Leuchtstoffpunkte 27 (mit der geeigneten Öffnungsgröße) in gleicher Größe entstehen und eine gewisse Gruppierung der Strahlauftreffpunkte gegenüber den Leuchtstoffpunkten erfolgt, wie dies Fig. 3 erkennen läßt. Pig. 6 veranschaulicht die geometrischen Verhältnisse in einer Röhre gemäß Pig..1, wo die Strahlwege 21 für die Strahlablenkung Hull und die maximale Strahlablenkung in gestrichelten Linien vom Ablenkzentrum 0 eingezeichnet sind. Es seien nun die folgenden Anfangsbedingungen 'angenommen: L = 26,7 cm (1.Q.5") (in der lutte), q_Q = 12,7 mm (0.5"), P₀ = 25,4 cm (10.0»), S_ß = 5,08 ram (0.2"), E_n = 103,5 cm (40.7") (Schirmradius und a = 0,73 mm (0.0287" ), wobei die Ausdrücke die gleichen wie im oben erwähnten Fall a = 0.0287" sind). Würde man jedes Farbmuster des Schirmes mit einer im Ablenkzentrum 0 des Strahles (S-^ = S-^ = 5,08 mm) angeordneten Lichtquelle auf den Schirm drucken, dann bekämen die sich berührenden Punkte einer Triade eine Triogröße (Mittelabstand der -Mittelpunkte der drei Leuchtstoffpunkte vom Mittelpunkt der Triade) von 0,254 mm, und diese Farbstoffpunkte würden sich mit den Strahlauftreffpunkten im Betrieb der Röhre in der Schirmmitte decken. Bs sei nun angenommen, daß der Gesamtdegruppierungsfehler y infolge der dynamischen Konvergenz an den Ecken der Bildröhre, also bei 55° Ablenkung, 0,0508 mm (2 mils) beträgt. In der mittleren Belichtungszone würde dann S_L um 1/2 AS = 1/2 y£ = 0,508 mm (0.02") auf 5,6 mm (0.22") erhöht. Auch würde sich die Maskenkontur^rändern, so daß q₀ = -^t₇- = 11,55 mm (0.455") wird (näherungsweise). Unter diesen Umständen würden sich alle Leuchtstoffpunkte in der Mitte berühren und eine Punkttriogröße von 0,254 mm (10 mils) haben und die Strahlauftreffpunkte würden sich infolge der Änderung des Wertes q um 0,0254 mm (1 mil) auf eine Punkttriogröße von 0,228 mm (9 mils) gruppieren.

Anstelle des Drückens des Schirmes mit einer im Ablenkzentrum jedes Strahles gelegenen Lichtquelle, was au einem maximalen

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Degruppierungsfehler führen würde, oder unter Erhöhung des Mehtquellenabstandes um 1/2£>S, wie beim Drucken der Zone 29, wird bei der Belichtung der Außenzone 31 der Abstand 8-^ (von S_B = 5,08 mm) um AS = 1,02 mm (0.04") vergrößert, so daß eine volle Korrektur der Degruppierung in den Ecken auftritt. Auch wird die Maskenkontur an den Ecken geändert, so daß g = ^w, wird. Aus der Röhrengeometrie wird bei θ = 55° Ii = 38,1 cm (15.01") näherungsweise bestimmt. Daher ist q. = 15,15 mm (0.596") und ρ = 36,6 cm (14.414¹·). Unter diesen Bedingungen hat die Maske 15 Kurvenradien von 101 cm (39.7") in der Mitte und 97 cm (38.1") an den Ecken. Die in den Ecken des Schirmes bei der Belichtung der Außenzone gedruckten Leuchtstoffpunkte berühren sich und haben eine Triogröße von 0,254 mm (10 mils) - mit Ausnahme der Verkürzungsfehler (foreshortening errors) und decken sich im Betrieb der Röhre praktisch mit den Strahlauf treff punkten.

In dem kleinen ringförmigen Bereich zwischen der Mitte und den Kanten, wo die Zonen 29 und 31 ineinander übergehen und wo die Schirmbelichtung für beide Bellchtungsschritte praktisch gleich ist, wird jeder Punkt wegen der gegeneinander versetzten Belichtungen von zwei unterschiedlichen Mchtquellenlagen aus etwas langgezogen. Jedoch verringert die geringere Belichtung in den sich nicht überlappenden Teilen der länglichen Punkte das Aushärten und Anhaften dieser Teile, und daher wird die Punktverlängerung sehr klein und kann toleriert v/erden. Wählt man die Werte S und q so, daß eine volle Korrektur der Degruppierungsfehler sowohl in der Mitte als auch an den Ecken in den beiden BeIichtungsschritten erreicht wird, dann wird der Betrag der Versetzung der gedruckten Leuchtstoffpunkte in dem ringförmigen Zwischenbereich verdoppelt. Wegen des beschriebenen Kompensationseffektes wird jedoch die tatsächliche Verlängerung der Punkte innerhalb tolerierbarer Grenzen gehalten. Bei der fertigen Röhre decken sich die Strahlauftreffpunkte praktisch mit den Zentren der länglichen Punkte im Zwischenbereich.

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-u-

Das soeben beschriebene Verfahren läßt sich in einem Lichtgehäuse ohne Korrekturlinse 61 sur Kompensation nur eines Teiles der gesamten Degruppierungsfehler, welche durch die dynamische Konvergenz hervorgerufen werden, durchführen. Im Interesse bester Ergebnisse soll jedoch der Schirm im Endeffekt in einem Liehtgehäuse gedruckt werden, in dem mindestens eine Radialkorrekturlinse vorgesehen ist, und vorzugsweise soll eine kontinuierliche Korrekturlinse so ausgebildet sein, daß sie alle Pehler kompensiert, die nicht durch das erwähnte S und q Kompromiß verfahr en beseitigt werden. Beispielsweise kann ein wie oben erläutert ohne Linse gedruckter Schirm in einer Farbröhre vorgesehen werden, die zur Messung der restlichen Deckungsfehler verwendet wird, und die Ergebnisse dieser Messungen können zur Dimensionierung einer kontinuierlichen Korrekturlinse 61 in bekannter Weise herangezogen werden. Eine solche Korrekturlinse 61 kann dann zum Drucken von Schirmen in zwei BeIichtungsschritten mit unterschiedlichen Werten von S und q. nach dem erfindungsgemäßen Verfahren benutzt werden.

Bei dem beschriebenen Beispiel wird der Wert S der Lichtquelle gleich Sg + ^S für die Belichtung 'der Außenzone gewählt, damit die Degruppierungsfehler kompensiert werden, welche durch die Außenverschiebung δ S des Strahlablenkzentrums bei vergrößertem Ablenkwinkel Q verursacht werden. Gemäß einer Abwandlung der Erfindung kann beim Drucken der Außenzone die Lichtquelle dichter bei oder weiter von dem Haskenzentrum als beim Drucken der Mittenzone angeordnet werden. Der Wert ρ wird um einen Abstand ΔP parallel zur Schirmachse A verändert. Diese Anderung dient der teilweisen oder vollständigen Kompensation der durch die Axialverschiebung δΡ des Strahlablenkzentrums bei vergrößertem Ablenkwinlcel θ verursachten radialen Fdideckung. In diesem Falle können die Änderungen von ρ und ρ von einer geeigneten Änderung der Maskenlcontur bei Beibehaltung der Schirmkontur begleitet sein, derart, daß die Pormel q = ^ erfüllt ist, damit man eine gleiche Größe der Punkttrios auf dem Schirm erhält. Da jedoch die Größe der Änderung von ρ

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(raid p_o) sehr klein im Verhältnis zu ρ und L ist, würde die Änderung der Haskenkontur vernachlässigbar, und daher unnötig sein.

iüs versteht sich, daß jede Anzahl verschiedener Schimnbereiche mit der gleichen Anzahl von BeIichtungsschritten gedruckt werden kann, wobei die Lichtquelle für die verschiedenen Bereiche in verschiedenen lagen angeordnet wird. Weiterhin kann man anstelle einer Reihe getrennter Belichtimgsschritte, deren jeder der Belichtung praktisch nur einer vorbestimmten Zone dient, eine kontinuierliche Belichtung durchgeführt werden, indem eine Zone über den lichtempfindlichen Überzug wandert, während die Lichtquelle zur Urzeiigung der besten Korrektur der Deckungsfeiiler bei jeder momentanen Lage dieser Zone bewegt wird. Beispielsweise kann eine ringförmige Zone über den Überzug mit Hilfe geeignet justierbarer Blenden, die zwischen Lichtquelle und Schirmträger montiert sind, geführt werden.

Das vorstehend erläuterte Verfahren eignet sich zur Ausbildung von katrixröhren mit punktförmig aufgebauten Leuchtschirmen und auch von anderen Röhren, ebenso wie für Lochmaskenrohren mit streifenförmig aufgebauten Bildschirmen mit oder ohne undurchsichtigen Trennungsstreifen zwischen den Farbstoffstreifen.

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Claims (7)

-16-Patentansprüche

1)J Photographisches Verfahren zum Drucken eines leuehtschirines für eine Kathodenstrahlröhre mit einer Frontplatteneinheit, die einen Schirmträger und eine im Abstand von diesem montierte lochmaske aufweist, bei welchem auf dem Schirmträger ein lichtempfindlicher Überzug abgelagert und durch die löcher der lochmaske von einer kleinflächigen lichtquelle aus belichtet und dann entwickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Bereich (29) des lichtempfindlichen Überzugs (72) von einer in einer vorgegebenen lage zur 3?rontplätteneinheit (5) gelegenen lichtquelle (47) und ein zweiter Bereich (31) des lichtempfindlichen Überzugs von einer in einer anderen lage zur Frontplatteneinheit gelegenen lichtquelle aus belichtet wird.

2) Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der erste Bereich ein Mittenbereich und der zweite Bereich ein den Mittenbereich umgebender Bereich des lichtempfindlichen Überzuges ist, und bei dem der Schirmträger eine senkrecht zu ihm durch seine Mitte verlaufende längsachse aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß die zur Belichtung des zweiten Bereiches verwendete lichtquelle in einem größeren Abstand (Sj₁ + ASj₁) von der Achse (A) entfernt ist als der Abstand (Sj₁), der lichtquelle bei der Belichtung des ersten Bereiches.

3) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände (Sj₁, Sj₁ + ASj₁) hinsichtlich des Abstandes (q) zwischen Maske (15) und Schirmträger (11) so gewählt sind, daß die Degruppierungs-Deckungsfehler in der Hähe des Außenrandes des zweiten Bereiches praktisch eliminiert v/erden.

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4) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände der Lichtquelle und der Abstand zwischen Maske
und Schirmträger derart gewählt sind, daß die Degruppierungs-Deckungsfehler in der Mitte des ersten Bereiches praktisch
Null sind.

5) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem der Belichtungsschritte ein lichtbrechendes Korrekturelement (linse 61) zwischen die Lichtquelle und die Maske zur Kompensation der restlichen eingefügt wird.

6) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrektureleinent zur Minimalisierung der radialen Deckungsfehler ein axialsyraiiietri3ches Element ist.

7) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bereich belichtet wird, indem man die Lichtquelle auch in einem anderen Abstand vom Schirmträger placiert, als bei der Belichtung des ersten Bereiches.

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