DE2301557A1 - Photographisches verfahren zum herstellen eines leuchtschirms fuer kathodenstrahlroehren - Google Patents

Description

7477-72/Seh/Ba

U.S. Ser. Ho. 217,786

vom 14, Januar 1972

ECA Corporation, New York, Η.Ϊ. (Y.St.A.)

Photographisches Verfahren zum Herstellen eines LeuchtscMmns für Kathodenstrahlröhren

Die Erfindung betrifft ein photographisches Verfahren zum Herstellen eines Leuchtschirmes für Kathodenstrahlröhren mit einer Anordnung von leuchtstoffpunkten auf einem Schirmträger und einer Maske, welche Öffnungen in gleicher Anordnung aufweist und in einem festen Abstand vom Schirmträger befestigt ist, bei welchem auf dem Schirmträger ein lichtempfindlicher Überzug abgelagert wird, der dann durch die Maskenöffnungen von einer Punktlichtquelle belichtet und anschließend entwickelt wird, und bei welchem in einem ersten und einem zweiten Schirmbereich unterschiedliche Deckungsfehler zwischen den Strahlauftreffpunkten und den Leuchtstoffpunkten korrigiert werden.

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 Farbleuchtstoffpunkte enthält, deren jede Licht einer der drei Primärfarben Eot, Grün und Blau emittiert, und jede Maskenöffnung ist einer Dreiergruppe aus drei verschiedenen Farbleuchtstoffpunkten zugeordnet.

Die Leuchtstoffpunkte des Schirmes einer Farbbildröhre werden üblicherweise in Dreiergruppen aus unterschiedliche Farben emittierenden Leuchtstoffen, nämlich Eot, Grün und Blau emit-

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tierenden Leuchtstoffen, durch ein direktes photographisches Druckverfahren abgelagert, wobei ein lichtempfindlicher Überzug auf der Frontplatte durch die Maskenöffnungen von einer kleinfläehigen 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 Farbe 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 Leuchtstoffpulver unmittelbar mit dem lichtempfindlichen Material im Überzug vermischt werden oder den Leuchtstoff punktteilen des Überzugs nach dessen Belichtung zugefügt werden, so daß das gewünschte Muster von Leuchtstoff punkten auf dem Schirm entsteht.

Der Bildschirm einer Matrixfarbröhre kann in der Weise hergestellt werden, wie es im US-Patent 3 558 310 beschrieben ist, Hier werden die Punktbereiche eines lichtempfindlichen Frontplattenüberzuges in drei getrennten Belichtungsschritten, je einer für jedes Farbmuster, belichtet und gehärtet, anschließend werden die unbelichteten Teile entfernt und die übrigbleibende Punktmatrize wird dann mit einem lichtabsorbierenden Überzug aus kolloidialem Graphit in Wasser überzogen, welcher dann so behandelt wird, daß die Punktbereiche des lichtempfindlichen Überzugs ehemisch entfernt werden und die mit einer Graphitschicht, welche die gewünschten Löcher für die Farbleuchtstoffpunkte enthält, überzogene Frontplatte übrig bleibt» Die drei Farbpunktmuster werden dann in getrennten Lichtkastenbelichtungen photographisch auf den Schirm gedruckt, wie im Falle einer nicht als Matrixröhre ausgebildeten Röhre,

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so daß die Leuchtstoffpunkte sich in den Matrixlöchern befinden und diese geringfügig überlappen.

Mach 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 Auf tre ff punkte 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 Lichtstrahlwegen sorgt, dann ergeben sich starke Deckungsfehler der Strahlauf tre ff punkte mit den Leuchtstoffpunkten, deren Mittelpunkte dann nicht übereinstimmen.

Radiale Deckungsfehler treten auf, wenn eine Dreiergruppe von Strahlauftreffpunkten als Ganzes radial nach außen, von der Schirmmitte 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 Fall ist. Sogenannte Degruppierungs-Deckungsfehler treten auf, wenn die einzelnen Punkte eines Leuchtstofftripels 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, "fore-shortening", dem magnetischen Erdfeld und Durchbiegungen der Frontplatte bei der Röhrenevakuierung.

Radiale De ckungs fehler lassen sich vermeiden, wenn man ein axialsymmetrisehes Radialkorrektur-Lichtbrechungselement, etwa in Form einer Linse, in die Lichtwege zwischen Lichtquelle und lichtempfindlichen Schirmüberzug einfügt, wie es im US-Patent 2 817 276 beschrieben ist. Eine solche Radialkorrekturlinse

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verschiebt die effektive lage der Lichtquelle axial auf den Schirm zu, so daß bei jedem M ent Strahlwinkel gegenüber der Mittelachse das Licht von einer virtuellen Lichtquelle zu kommen scheint, welche sich im axialverschobenen oder effektiven Ablenkzentrum des entsprechenden Elektronenstrahls befindet.

Im TJ.S. Patent 2 885 935 ist die Verwendung einer asphärischen axial asymmetrischen 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 Mittelachse 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 Röhre (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 inderselben S-Ebene wie das Zentrum erster Ordnung gelegen sein kann, jedoch auf der gegenüberliegenden Seite der Mittelachse und in einem Abstand 2S von ihr. In diesem Falle durchlaufen der Lichtdruckstrahl- und der Elektronenstrahl-Anteil für einen bestimmten Leuchtstoffpunkt benachbarte Maskenöffnungen. 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

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anderer Deckungsfehler wird besser, wie beim "f ore-shortening¹* und Ablenkjoehastigmatismus, wenn man geeignet ausgebildete Korrekturlinsen vorsieht.

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 Sehirmfläche 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 11O°-Röhren), da es notwendig ist, die erforderlichen Oberflächenwinkel der Elementarbereiche der Linse zu einer glatten kontinuierlichen Iiinsenoberfläche auszubilden.

Das Problem, eine vollständige Korrektur mit einer einzigen kontinuierlichen linse in einer einzigen Belichtung zu erreichen, ist in der US-PS 3 279 340 zwar angesprochen, jedoch werden dort zwei getrennte Belichtungen mit zwei linsen durchgeführt, deren jede mit mehreren konzentrischen ringförmigen transparenten Zonen ausgebildet ist, zwischen denen sich undurchsichtige Zonen befinden. Hierbei befinden sich die transparenten Zonen der einen linse an denjenigen Stellen, wo die andere linse undurchsichtige Zonen hat. Jedoch ist keine dieser linsen kontinuierlich, außer innerhalb jeder Zone, und von Zone zu Zone liegt eine Abstufung vor, damit die Brechung vom Zentrum nach außen größer wird, und jede linse hat eine Symmetrielinie längs der S-Achse. Außerdem ist die Mnsenkrümmung in jeder Zone so, daß die lage des effektiven Ablenkzentrums stationär ist. Die linsenkorrektur in jeder Zone ist ein vorbestimmter Bruchteil der Maximalkorrektur beim maximalen Ablenkwinkel (wie sich aus Gleichung 3 dieser Patentschrift ergibt).

Die Erfindung bezieht sich nun auf ein photographisches Ver-

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fahren zum Herstellen eines Leuchtechirmes für Kathodenstrahlröhren mit einer Anordnung von leuchtstoffpunkten auf einem Sehirmträger und einer Maske, welehe Öffnungen in gleicher Anordnung aufweist und in einem festen Abstand von dem Sehirmträger befestigt ist, bei welchem auf dem Sehirmträger ein lichtempfindlicher Überzug abgelagert wird, der dann durch die Maskenöffnungen von einer Punktlicht quelle belichtet und anschließend entwickelt wird und bei welchem in einem ersten und einem zweiten Schirmbereich unterschiedliche Deckungsfehler zwischen den Strahlauf tre ff punkten und den Leuchtstoff punkten korrigiert werden, und ist dadurch gekennzeichnet, daß der lichtempfindliche überzug des Schirmes durch ein erstes !Filter und durch eine erste, für die Minimalisierung der Deckungsfehler im ersten Schirmbereich dimensionierte Korrekturlinse belichtet wird und weiterhin durch ein zweites Filter und eine zweite, für die Minimalis ie rung der Deckungsfehler im zweiten Schirmbereich bemessene Korrekturlinse belichtet wird, und daß das'erste Filter im ersten Schirmbereich eine maximal helle und im zweiten Schirmbereich eine in der Helligkeit variierende Belichtung ergibt, während beim zweiten Filter die Verhältnisse gerade umgekehrt sind.

Jede der linsen ist speziell daraufhin ausgebildet, die Deckungsfehler in der betreffenden Zone zu korrigieren. Die unterschiedlichen Kprrekturlinsen können durch irgendein bekanntes Verfahren hergestellt sein. Eine beschriebene Ausführungsform verwendet das Verfahren nach der US-PS 3 476 025. Die linsen werden in praktisch getrennten Belichtungsvorgängen einer entsprechenden Anzahl unterschiedlicher Bereiche des Schirmüberzuges verwendet und sind so ausgebildet, daß sie die Kompensation von Deckungsfehlerursachen innerhalb jedes Bereiches für jedes Farbpunktmuster begünstigen. Der lichtquellenabstand S von der Mittelachse kann bei den verschiedenen Belichtungen gleich oder auch unterschiedlich sein.

Die Erfindung läßt sich zum Drucken von Matrixschirmen oder

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aueh nicht in Matrixform aufgebauten Schirmen, von Punkt- oder Iiinienschirmen und/oder Schirmen mit einer anderen Farbanzahl als drei !Farben anwenden. Die verschiedenen Belichtungsschritte werden in unterschiedlichen Lichtkästen oder auch mit einem einzigen Lichtkasten durchgeführt, in welchem die M/n se die Lage, Größe oder Form usw. der Lichtquelle zu ändern gestattet. Darüber hinaus kann in unterschiedlichen Belichtungen auch ein Drucken erster Ordnung oder zweiter Ordnung erfolgen.

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

Fig. 1 eine teilweise längsgeschnittene Seitenansicht einer Schattenmaskenfarbbildröhre, bei welcher der mosaikartig aufgebaute Schirm nach der Lehre der Erfindung photographisch gedruckt ist;

Fig. 2 eine vergrößerte Teilrückansicht von Maske und Schirm entsprechend Fig. 1;

Fig. 3 eine Darstellung restlicher Deckungsfehler für den Fall einer bekannten Korrekturlinse zum Drucken eines der Lichtpunktmuster auf dem Schirm einer Dreifarbenbildröhre gemäß Fig. 1;

Fig. 4 eine Ansicht ähnlich der Fig. 3 zur Veranschaulichung der S- und PS-Achsen für jedes der drei Farbpunktmuster;

Fig. 5 eine teilweise weggebrochene Seitenansicht eines Lichtkastens für die Belichtungsschritte nach der Erfindung;

Fig. 6 eine graphische Darstellung der relativen Helligkeit innerhalb der von zwei verschiedenen Lichtfiltern, wie sie bei der Erfindung verwendet werden, übertragenen Lichtbündels; und

Fig. 7 eine weitere Skizze zur Erläuterung der Erfindung.

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Die Fig. 1 und 2 zeigen als Beispiel eine Dreistrahl-Dreifarben-Schattenmasken-Farbbildröhre 1 mit einem gepunkteten leuchtschirm, die einen evakuierten Glaskolben 3 aus einer Frontscheibe 5, einem Konus 7 und einem Hals 9 enthält und beispielsweise eine 25V Rechteck 110° Farbbildröhre mit einer maximalen Schirmabmessung von 25" und einem maximalen Halbablenkwinkel von 55° (diagonal) sein kann. 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 Elektronenstrahlsystem 20 zur Erzeugung dreier Elektronenstrahlen 21 montiert, deren Wege in gestrichelten Linien angedeutet sind und die auf die Maske 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 Maske 15 und den Bildschirm 19 geführt werden. Ferner lassen sich übliche Konvergenzmittel 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 Maske 15 und den Leuchtstoff punkten 27 des Leuchtstoffschirmes 19. Jede Öffnung 15a ist einer Triade dreier Leuchtstoffpunkte 27 (beispielsweise in den Farben Rot, G-rün und Blau) zugeordnet.

Der Schirm 19 wird in einem Belichtungsgehäuse 34, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, belichtet. Das Gehäuse enthält einen Lichtkasten 35 und einen Scheibenträger 36, die durch nicht

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dargestellte Bolzen in einer bestimmten gegenseitigen lage auf einer Basis 37 gehalten werden» die wiederum mit Ansätzen 38 unter einen geeigneten Winkel gehalten wird. Der Lichtkasten ist ein zylindrisches, becherförmiges 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 G-lasstabes hineinragt. Das kleinere Ende 47 des Kollimators 45 ragt leicht über die Platte 41 hinaus und bildet die kleinflächige Lichtquelle des Belichtungsgehäuses. Das größere Ende 49 des Kollimators wird mit Hilfe einer Klammer 51 gegenüber einer Ultraviolettlampe 53 gehalten, hinter der ein Lichtreflektor 55 angeordnet ist. 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 und 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 Liehtintensitätsfilter 71 variabler Dichte, das aus sehr kleinen vorgeformten Kohlepartikel in Gelatine oder einem anderen hellen farblosen Bindemittel bestehen kann, wie es im US-Patent 3 685 994 beschrieben ist. Das Filter hat eine praktisch neutrale Graudurchlässigkeit und verändert nur die Intensität seines Grautones.

Fig. 7 zeigt schematisch die Frontscheibe 11 und die ihr zugeordnete Schattenmaske 15 montiert im Belichtungsgehäuse 34, welches den Lichtleiter 45, die Korrekturlinse 61 und das Lichtfilter 71 enthält. Das obere Ende des Lichtleiters 45 befindet sich am Ablenkzentrum O des Elektronenstrahles bei Nullablenkung in einem Abstand S von der Mittelachse A-A. Wenn der Strahl beim Betrieb der Röhre abgelenkt wird, dann bewegt sich

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das effektive Ablenkzentrum längs der gekrümmten Bahn» welche durch die gestrichelte Mnie 46 dargestellt ist, auf den Schirm zu und von der Mittelachse A-A weg zum Punkt C, welcher als offensichtlicher Ursprung des Strahles bei maximaler Ablenkung erscheint. Zwei Lichtstrahlen 79 und 81 sind dargestellt, wie sie sich von der Lichtquelle am Punkt C durch das Filter 71, die Linse 61 und die Maskenöffnungen 15a zum lichtempfindlichen Überzug 72 der !Frontscheibe 11 erstrecken. Die Linse 61 ist so ausgebildet, daß sie beispielsweise die Lichtstrahlen 79 und so ablenkt, daß sie mit den entsprechenden Strahlwegen durch die entsprechenden Öffnungen 15a koinzidieren und dabei elementare Punktbereiche des Überzugs 72 in Positionen belichten, die mit den Positionen der Strahlauftreffpunkte beim späteren Betrieb der Röhre übereinstimmen. Wenn die Strahlauftreffpunkte nicht mit den entsprechenden Leuchtstoffpunkten zusammenfallen, dann ergeben sich Deckungsfehler.

Wird die Röhre 1 mit der Ablenkung Full betrieben (Pig. 1), dann durchlaufen die drei Strahlen 21 die Ablenkzentren C in der Ablenkebene P-P und konvergieren in der Nähe des Schirmes 19. Mit zunehmendem Ablenkwinkel bewegen ach die Strahlen in der Ablenkfläche P infolge der sich dynamisch verändernden Konvergenzfelder voneinander weg, damit sie an sämtlichen Punkten des Schirmes konvergent bleiben. Diese Bewegung der Strahlen voneinander weg in der Fläche P ist proportional der Änderung des Ablenkwinkels und bewegt gleichzeitig die Strahlauftreffpunkte von dem Schirm aufeinander weg. Damit ist die Degruppierung der Strahlauftreffpunkte auf dem Schirm proportional zur Strahlablenkung. Wegen der dreieckförmigen Anordnung der drei Strahlsysteme bei einem rechteckigen Ablenkraster, und auch aus anderen Gründen, ist es schwer, die Leuchtstoffpunkte so auf den Schirm zu drucken, daß sie die gleiche Degruppierung wie die Strahlauftreffpunkte aufweisen, so daß sämtliche Strahlauftreffpunkte mit ihren zugehörigen Leuchtstoff punkten koinzidieren. Infolge dieser Unkoinzidenz tritt ein Degruppierungsfehler auf.

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Die meisten der zahlreichen Deckungsfehler sind hinsichtlich der Iängsmittelachse der Röhre im wesentlichen symmetrisch, d.h., es handelt sich um Badialfehler, die radial mit dem Ablenkwinkel anwachsen. Diese Radialfehler können minimalisiert werden, wenn man eine kontinuierliche Radialkorrekturlinse nach einer der verschiedenen bekannten Mathoden ausbildet. Jedoch ist der Degruppierungsfehler nicht axialsymmetrisch, wenn er sich auch radial mit dem Ablenkwinkel vergrößert, und daher ist es schwierig, wenn nicht gar unmöglich, eine einzige kontinuierliche Mnse (für jede Farbe) zu bauen, die eine perfekte Korrektur der Degruppierungsfehler in einer einzigen Belichtung an sämtlichen Punkten des Schirmes bewirkt, insbesondere bei einem Drucken erster Ordnung und bei großen Ablenkwinkeln (etwa 110°). Die gemessene Größe der restlichen Deckungsfehler ändert sich über die Schirmfläche und ist größer und/ oder hat eine unterschiedliche Hauptrichtung in unterschiedlichen Bereichen des Bildschirmes. Darüber hinaus sind die Bereiche für die drei verschiedenen Farben (Rot, Grün und Blau) unterschiedlich orientiert.

Gemäß der Erfindung wird ein Muster von Elementarflächen entsprechend jedes Farbmusters des Mosaikfarbschirmes 19 aus roten, grünen und blauen Leuchtstoffpunkten 27 auf der Innenseite 11' der Frontscheibe 11 durch getrennte Belichtungsschritte von zwei oder mehr vorbestimmten Bereichen der Schirmfläche gebildet, anstatt daß die gesamte Oberfläche nur in einem einzigen Belichtungsschritt belichtet würde, jedoch wird für jede Belichtung eine andere Korrekturlinse verwendet, die speziell daraufhin ausgebildet ist, die Deckungsfehler in den entsprechenden Flächenbereichen zu korrigieren.

Zuerst kann man eine Bildröhre als Prototyp herstellen, bei welcher ein Schirm nach irgendeinem geeigneten Verfahren einschließlich der vorbeschriebenen hergestellt wird. Dieser Prototyp wird in normaler Weise in Betrieb genommen, und die

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und Sichtungen der Pehlaeelnangen zwischen den Strahlauf« trefipunkten und den leuchtstoff punkten Werden für eine vorbe~ stimmte Anzahl iron -über den Bildschirm -verteilten Punfcteii beistimmt. ' . .- . ■ ■..-.;■■

Insbesondere-wird bei einer Ausführuiigüform der Erfindung eine Eorrekturlinse durch das im US-Patent 3 476 025 (Spalte 5, Zeilen 8 bis 50) beschriebene Verfahren hergestellt· Die tatsächliche Kontur der Linse weicht notwendigerweise, etwas von der idealen oder theoretischen Porm der im Schritt 7 dieser Patentschrift erläuterten Porm ab, und zwar wegen der durch den Schritt 8 bedingten Näherung, die zur Ausbildung einer kontinuierlich verlaufenden linsenoberflache erforderlich ist. Ifatürlich wurde bei Yerwendung der theoretisch exakten 'oder idealen Iiinsenform, wenn man diese tatsächlich herstellen könnte, eine vollständige Korrektur im Lichtkasten für das betreffende 3Parbstoffmuster erreicht werden. Der Computer, mit Hilfe dessen die verschiedenen Berechnungen durchgeführt werden, ist so programmiert, daß das von ihm gelieferte Ergebnis Angaben über die restliche Pehldeckung an jedem der ausgewählten Punkte des Schirmes infolge der Näherung gemäß Verfahrensschritt 8 enthält.. Aus Pig.-3 sind diese restlichen Pehldeckungen nach Größe und Richtung für 99 Punkte auf der Prontscheibe 11 für den Pail ersichtlich, daß eine linse zum Drucken des blauen leuchlßl oi^pimktmusters auf dom Schirm einer, speziellen-Röhre nach einem Druclcvei'iahren erster Ordnung aufgedruckt ist. Der mittlere Wert der Pehldeckung beträgt in dieser Skizze etwa 25/1000 mm. Obgleich die Darstellung bei diesem Beispiel sowohl um die Horizontal- als auch um die Vertikalachse symmetrisch ist, liegt im allgemeinen Pail keine exakte Symmetrie vor.

Pig. 4 zeigt in vergrößerter Prontansicht der Frontscheibe 11, von der Strahlsystemseite her gesehen, die Projektionen C-o, O^ und Cg der Ablenkzentren für die blauen, roten und grünen (Bildungs-) Strahlen, und eine Triade von blauen, roten und f:;rüiien leuchtstoff punkten D., H und G- in dez· !'litte der Pront-

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sclieibe. Biese Figur läßt erkennen, daß das blaue Strahlsystem oberhalb des roten und grünen Strahlsystems gelegen ist, wobei wegen der Strahlüberkreuzung in der Maskenebene, v/o die drei Strahlen durch jedes Maskenloch hindurchlaufen, eine Triade aus 3trahlauftreffpunkten auf dem Schirm erzeugt wird, bei v/elcher sich der blaue Punkt unterhalb der roten und grünen Punkte befindet, !figur 4 zeigt auch die drei S-Achsen S_ß, S-o und S_&, welche durch die Längsachse des Strahlsystenis und jedes der betreffenden Ablenkzentren verlaufen, und ebenso die PS-Achsen PS-D, PS-η und PSq.» welche senkrecht auf den entsprechenden S-Achsen verlaufen. Die blaue S- und PS-Achse sind auch aus i"ig. 3 ersichtlich.

Die Darstellung der restlichen Fehldeckung in Fig. 3 zeigt einen etwa rechteckigen mittleren Bereich 28, in welchem die restliche Fehldeckung der Strahlauftreffpunkte mit den zugeordneten leuchtstoffpunkten nach oben, parallel zur vertikalen blauen S-Achse gerichtet ist, und zwei äußere oder Seitenbereiche 29 (welche sich mit dem mittleren Bereich überlappen), in denen jeweils die restliche Fehldeckung in der gleichen Richtung in kreisförmigen oder elliptischen Wegen um einen Mittelpunkt 30 sehr geringer Fehldeckung, der auf oder in der Nähe der horizontalen blauen PS-Achse liegt, verläuft. Bei einem Muster von blauen Leuchtstoffschirmpunkten ohne Korrektur für die Strahldegruppierung würde die restliche Fehldeckung infolge der Degruppierung für den Fall, daß das blaue Strahlenerzeugersystem oben sitzt, in der Mitte etwa Hull sein und an den oberen und unteren Kanten maximal nach unten gerichtet sein. Daher stellt die nach oben gerichtete restliche Fehldeckung in der Mitte der Fig. 3 einen Kompromißzustand dar. Die Darstellung einer restlichen Fehldeckung für eine Korrekturlinse, die zum Drucken des Rotpunktmusters auf demselben Schirm hergestellt ist, würde der Fig. 3, allerdings mit einer Drehung um 120° im Gegenuhrzeigersinn entsprechen, so daß der rechteckige Mittelbereich 28 im wesentlichen mit der roten S-Achse zusammenfallen würde und die kreisförmigen Bereiche 29 und Punkte 30 auf oder neben

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der roten PS-Ach.se gemäß Pig. 4 liegen wurden. Entsprechend würde, eine Darstellung der restlichen Fehldeekung für eine Korrekturlinse, die zum Drucken des grünen Leuchtstoffpunktmusters auf demselben Bildschirm hergestellt ist, der Fig. 3 entsprechen, jedoch mit einer Drehung um 120° im Uhrzeigersinn, so daß der Mittenbereich 28 im wesentlichen mit der grünen S-Achse zusammenfallen würde und die kreisförmigen Bereiche 29 und Punkte 30 auf oder neben der grünen PS-Achse gemäß Pig. 4 liegen würden.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist die Frontscheibe 11 der Röhre nach Pig. 3 willkürlich in zwei Zonen unterteilt, nämlich eine große Mittelzone 31 und eine kleinere Außenzone 32, welche die gesamte Fläche auf beiden Seiten der Mittelzone

31 bildet. Die Grenzen zwischen den Zonen 31 und 32, welche in Fig. 3 durch gestrichelte Linien 33 dargestellt sind, sind vorzugsweise um die Hälfte bis zwei Drittel des Abstandes von der Mittel- zur äußeren Kante auf der PS-Achse gelegen und können leicht gebogen sein.

Beim Entwurf der verbesserten Linse 61 zum Drucken der Mittelzone 31 werden die Daten der restlichen Fehldeckung (gemäß Fig. 3) durch eine willkürliche Bewertung der Fehldeckungsvektoren für diejenigen Punkte, welche in der Mittelzone 31 liegen, verarbeitet, beispielsweise durch Multiplizieren jedes Fehldeckungsvektors mit einem konstanten Faktor wie 2, 3, 4 usw. gegenüber den nichtbewerteten Vektoren für die Punkte in den Außenzonen, und all diese Daten werden in einen geeignet programmierten Computer eingegeben, welcher die neue Linsenkontur berechnet. Wegen dieser Bewertung bewirkt derjenige Teil der neuen Linse, durch welcher die mittlere Zone 31 des Schirms belichtet wird, eine bessere Korrektur, so daß dort eine geringere Fehldeckung erreicht wird als mit der ursprünglichen Linse, welche zu der restlichen. Fehldeckung gemäß Fig. 3 geführt hat. Die neue Linse 61 zur Belichtung der äußeren Zone

32 ist in derselben Weise wie die Mittelzonenlinse berechnet,

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indem die Pe^ildeckungsvektoren in der äußeren Zone "32 gegenüber¹ den unbewerteten Yektoreii der Ilittelzone 31 bewertet werden.

Beim Drucken des Leuchtstoffschiraes 19 in den "beiden Zonen 31 und 32 wird die Frontscheibe 11* mit einem lichteiupfindli clien Überzug 72 beschichtet und dann im Lichtkasten 34 oder in verschiedenen Lichtkästen unter Verwendung geeigneter Korrekturlinsen 61 und Filter 71 in getrennten BeIichtungsschritten nacheinander belichtet. Beispielsweise kann die mittlere Zone 31 vorzugsweise durch Projektionslicht von der Lichtquelle durch ein neutrales Dichtefilter 71 belichtet wei'den, dessen Dichte sich radial verändert, so daß nur die mittlere Zone belichtet wird. Danach kann die äußare Zone 32 vorzugsweise durch Licht, welches durch ein anderes Filter 71 fällt, dessen Dichte sich derart ändert, daß praktisch nur die äußere Zone 32 belichtet wird, belichtet werden.

Bei der ersten Belichtung vorzugsweise der mittleren Zone 31 ist das Filter 71 vorzugsweise mit einer variablen Dichto derart ausgebildet, daß sich die Helligkeitsänderung des Lichtbündels am Schirm über die gesamte Schirmiläehe längs der PS-Achse ändert, wie es beispielsweise die Kurve 73 in Fig. 6 zeigt, wobei die maximale Helligkeit in der Mittelzone 31 des Schinaes herrscht. Bei der zweiten Belichtung hauptsächlich der äußeren £one 32 ist das andere Pi 11 fm· 71 so a uj-gebildet, daß die maximale Belichtungshelligkeit in der zweiten Zone 32 des Schirmes liegt und sieh die Helligkeit des Lichtbündels über den "Rest des Bildschirmes längs der PS-Achse gemäß Kurve 75 in Fig. 6 verändert. Die gesamte Belichtung in geder Entfernung von der Mitte längs der PS-Achse wird durch die Summe der beiden Kurven 73 und 75 dargestellt, wie aus der Kurve 77 ersichtlich ist. Die Helligkeit der durch die beiden Filter erzeugten Lichtbündel sollte längs der S—Achse und längs der Grenzen 33 der Bereiche etwa konstant sein. Der für die Beliebtuiif· der äußeren Zone verwendete Kollimator 47 kann größer

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als der für die Belichtung der mittleren Zone verwendete sein, so daß an den äußeren Kanten, wo die Maskenlöcher bei einer abgestuften Maske kleiner sind, wie es in der US-PS 3 685 994 beschrieben ist, stärker ist.

Die Grenzbereiche zwischen der mittleren und den äußeren Zonen, wo die Zonen 31 und 32 ineinander übergehen und wo die Belichtung des Schirmüberzuges in den beiden BeIichtungsschritten praktisch gleich ist, hat jeder Leuchtstoffpunkt eine etwas entartete Form, da die beiden Belichtungen durch die beiden unterschiedlichen Linsen etwas gegeneinander verschoben sind. Jedoch verringert die geringere Belichtung der sich nicht überlappenden Teile der Leuchtstoffpunkte entarteter Form das Aushärten und das Anhaften dieser Bereiche, so daß die in den Grenzbereichen 33 tatsächlich gebildeten Leuchtstoffpunkte akzeptable sind. Praktisch der gesamte Schirm wird durch die beiden Linsen belichtet, wobei jede Linse die Placierung der Leuchtstoffpunkte in derjenigen Zone, für welche sie berechnet ist, bestimmt. Bei der fertigen Röhre sind die Strahlauftreffpunkte in den Grenzgebieten 33 praktisch mit den Mittelpunkten der Leuchtstoffpunkte in diesen Zwischenbereichen ausgerichtet.

Beim Drucken jedes Farbmusters in getrennten Belichtungsschritten werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die beiden Linsen im gleichen oder in unterschiedlichen Abständen S von der Mittelachse des Strahlsystems und der Röhre angeordnet. Es kann sowohl ein Druckverfahren erster Ordnung als auch eines zweiter Ordnung angewendet werden.

Es sei darauf hingewiesen, daß jede Anzahl unterschiedlicher Bereiche oder Zonen des Schirms mit der gleichen Anzahl unterschiedlicher BeIichtungsschfitte bei unterschiedlichen optischen Bedingungen in den verschiedenen Zonen gedruckt werden kann.

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Wenn auch die Erfindung im Zusammenhang mit einer nicht als Matrixröhre ausgebildeten !Farbbildröhre mit einem Leuchtstoffpunktschirm beschrieben ist, so lassen sich nach der Erfindung auch die einzelnen Parbstreifenmuster einer Matrixröhre oder einer larbstreifensehattemnaskenröhre mit oder ohne undurchsichtigen Trennungslinien zwischen den Iieuchtstoffstreifen herstellen. Auch läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Punktschablone verwenden, wie es in der US-PS 3 558 310 erläutert ist.

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Claims (3)

1. -18-Patentanspruch.
2. Photographisches Verfahren zum Herstellen eines leuchtschirmes für Kathodenstrahlröhren mit einer Anordnung von leuchtstoff punkten auf einem Schirmträger und einer Maske, welche Öffnungen in gleicher Anordnung aufweist und in einem festen Abstand von dem Schirmträger befestigt ist, bei welchem auf dem Schirmträger ein lichtempfindlicher Überzug abgelagert wird, der dann durch die Maskenöffnungen von einer Punktlichtquelle belichtet und anschließend entwickelt wird, und bei welchem in einem ersten und einem zweiten Schirmbereich unterschiedliche Deckungsfehler zwischen den Strahlauftreffpunkten und den Iieuchtstoffpunkten korrigiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtempfindliche Überzug des Schirmes durch ein erstes Filter und durch eine erste, für die Minimalis ierung der De ckungs fehl er im ersten Schirmbereich dimensionierte Korrekturlinse belichtet wird und weiterhin durch ein zweites Filter und eine zweite für die Minimalis ie rung der De ckungs fehler in dem zweiten Schirmbereich bemessene Korrekturlinse belichtet wird, und daß das erste Filter im ersten Schirmbereich eine maximal helle und im zweiten Schirmbereich eine in der Helligkeit variierende Belichtung ergibt, während beim zweiten Filter die Verhältnisse gerade umgekehrt sind.
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