DE2305747A1 - Belichtungsvorrichtung zur herstellung von streifenfoermigen leuchtschirmen fuer farbbildroehren - Google Patents

Description

Patentanwälte DlpL-ing. R. B E E T 2 sen. DIpMng. K. LAVPRECHT

Dr.-Ing. R. B £ E T Z Jr. Slianoh»n22_l Steinsdorfsir. 1·

81-20.135P(2O.136H) 6.2.1973

HITACHI. LTD.. Tokio (Japan)

Belichtungsvorrichtung

zur Herstellung von streifenförmigen Leuchtschirmen

für Farbbildröhren

Die Erfindung bezieht eich auf eine Belichtungsvorrichtung zur Herstellung von streifenförmigen Leuchtschirmen von Frontschirmteilen von Farbbildröhren, mit einer Lichtquellenanordnung einschließlich eines Lichtstrahlers, eines Reflektors und einer Kollimatoreinrichtung, mit einer Grundplatte, auf der der Frontschirmteil sowie eine streifenförmige Farbauswahlelektrode in einer relativen Lage gelagert sind, wobei die Farbauswahlelektrode Schlitze aufweist, und mit einer Korrekturlinse, die den Strahlengang von der Lichtquellenanordnung auf ungefähr den Strahlengang des Elektronenstrahles in der Farbbildröhre leitet, wobei die Kollimatoreinrichtung einen Vorderteil aufweist, von dem das Licht

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zum Frontschirmteil über die Korrekturlinse ausgesandt wird.

Im allgemeinen hat eine Belichtungsvorrichtung, die zur Herstellung von Leuchtechirmen von Frontschirmteilen von Farbbildröhren dient, eine Lichtquellenanordnung, eine Korrekturlinse, die den Strahlengang des Lichts von der Lichtquellenanordnung auf ungefähr den Strahlengang der Elektronenstrahlen vom Elektronenstrahlerzeuger leitet, und eine Grundplatte, die den Frontschirmteil in einer vorbestimmten relativen Lage hält.

Bisher hat eine Lichtquellenanordnung mit einem Kollimator eine derartige Konstruktion, daß die vom Frontschirmteil der Farbbildröhre aus gesehene Lichtquellenanordnung als Punktlichtquelle arbeitet, wobei der Kollimator das von einem Lichtstrahler ausgesandte Licht zusammen mit einem Reflektor konzentriert. Bei einer derartigen Lichtquellenanordnung ist sehr viel Zeit erforderlich, um jede Belichtung zur Herstellung eines Leuchtschirmes auf der Innenfläche des Frontschirmteiles mittels einer streifenförmigen Farbauswahlelektrode vorzunehmen, in der zahlreiche Schlitze vorhanden sind. Eine Vergrößerung des Durchmessers der Punktlichtquelle, die für eine größere Lichtmenge des von der Lichtquellenanordnung ausgesandten Lichtes durchgeführt wurde, um die Belichtungszeit zu verringern, bewirkt, daß die entwickelten Leuchtstreifen eine gegenüber einer vorbestimmten Breite größere Breite aufweisen und sich mit benachbarten Leuchtstreifen überlappen, wodurch die Farben bei dem sich ergebenden Leuchtschirm vermischt werden. Weiterhin kann es bei einer derartigen Lichtquellenanordnung abhängig von der Form und/oder der Anordnung der in einer streifenförmigen Farbauswahlelektrode vorgesehenen Schlitze

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möglieb sein, daß jeder entwickelte Leuchtstreifen nicht kontinuierlich ist, was zu einer Verringerung der Qualität und insbesondere des Wirkungsgrades der Energieumwandlung durch den sich ergebenden Leuchtschirm führt.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Belichtungsvorrichtung zur Herstellung von streifenförmigen Farbleuchtschinaen anzugeben, die nicht diese Nachteile aufweisen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Vorderteil der Kollimatoreinrichtung im wesentlichen linear vom Frontschirmteil aus gesehen ist, so daß die Lichtquellenanordnung als eine lineare Lichtquelle dient, und daß die Länge des linearen Vorderteiles in der Längsrichtung der Schlitze in der streifenförmigen Farbauswahlelektrode verläuft.

Da bei der vorliegenden Erfindung eine Lichtquellenanordnung eine Kollimatoreinrichtung mit einem im wesentlichen linearen Vorderteil hat, von dem das Licht auegesandt wird, und da die Längsrichtung des linearen Vorderteils in der Richtung der Schlitze der verwendeten Farbauswahlelektrode liegt, ist die in der Zeiteinheit ausgesandte Lichtmenge vergrößert, so daß deshalb eine geringere Belichtungszeit erforderlich ist. Da weiterhin bei der vorliegenden Erfindung eine lineare Lichtquelle vorgesehen ist, kann zur Herstellung von kontinuierlichen Leuchtstreifen eine Mechanisch verstärkte streifenförmige Farbauswahlelektrode mit solchen Schlitzen verwendet werden, daß jeder von diesen in mehrere Schlitzteile so eingeteilt ist, daß jeder Schlitz überbrückt ist. Die erfindungsgemäße Belich-

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tungsvorrichtung eignet sieb, zur Herstellung eines streifenförmiges" Le^chtschirisäes "einer Farbbildröhre „ auf der Bilder mit einer flohen Reinheit land eiaer ausreichenden Helligkeit wiedergegeben, werden«

Nachfolgend wird die Erfindrang anhand der Zeichnung näiier erläutertο Ss zeigens

Fig. 1 eiae schematisehe Ansicht eines* swr Herst el lung sin-as Leicht scIiirsEies einsr
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Fig. 6 eine vergrößerte Teilansicht eines Ausführungsbeispiels eines streifenförmigen Leuchtschirmes, der mit der erfindungsgemäßen Belichtungsvorrichtung hergestellt wurde, und

Fig. 7a, 7b, 8a und 8 b Draufsichten und Schnitte

von anderen Beispielen für Kollimatoren und ihre zugeordneten Teile gemäß anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, wobei die Schnitte jeweils entlang den Linien 7 b - 7 b und 8 b - 8 b geführt sind.

In Fig. 1 ist eine Belichtungsvorrichtung zur Herstellung eines Leuchtschirmes einer Farbbildröhre dargestellt, die als Farbauswahlelektrode eine Schattenmaske aufweist. Mit dem Bezugszeichen 1 ist eine Lichtquellenanordnung bezeichnet. Eine Korrekturlinse 3 lenkt den Strahlengang des Lichte 2 von der Lichtquellenanordnung 1 auf ungefähr den Strahlengang der Elektronenstrahlen, Auf einer Grundplatte 5 sind ein Frontschirmteil k sowie eine Farbauswahlelektrode 11 der Farbbildröhre in einer vorbestimmten relativen Lage gelagert. Die Lichtquellenanordnung umfaßt einen Lichtstrahler 6, der beispielsweise aus einer Hochspannungs-Quecksilberbogenlampe besteht, einen Reflektor 7t einen Kollimator 8 und ein Gehäuse 9· Das vom Strahler 1 ausgesandte Licht tritt entweder direkt oder über eine Reflexion am Reflektor 7 in den Kollimator 8 ein. Es wird dort konzentriert, um von einem Vorderteil 10 des Kollimators 8 zum Frontschirm k auszutreten, um so einheitlich über die Farbauswahlelektrode 11 verteilt zu werden, wobei der Vorderteil 10 als Punktlichtquelle dient. Die Farbauswahlelektrode 11 liegt neben dem Frontschirmteil k auf dessen Innenseite, so daß

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ein Leuchtmaterial, das für jede Farbe mit beispielsweise dem "Brei"-Verfahren (slurry method) auf der Innenseite des Frontsohirmteiles h aufgetragen ist, "mit dem von der Lichtquellenanordnung 1 ausgesandten Licht nach dessen Durchtritt durch die Korrekturlinse 3 wzi-d die Farbauswahlelektrode 11 zum Leuchtmaterial belichtet

Beispiele für streif einförmige Farbauswahl elektroden sind in den Fig» 2a und 2b vergrößert dargestellt*, Diese streifenförmigen Farbaiaswahlelektroden dienen zur Herstellung von streifenförmiges Leuchtschirmen von Farbbildröhren« In Fig. 2a weist die Farbauswahlslektrod® mehrere kontinuierliche Schlitze 12 auf_s die parallel zueinander mit einem Abstand von ungefähr O₅ € mm vorgesehen sind,, wobei die Brei« te der Schlitze ungefähr O₈I - O₀ 12 mm beträgt» Da die Elektrode zahlreiche Schlitze iait einem so kl©inen*Abstand atafweist, ist sie nicht fest g©ntag_s um in. einer anderen Foiria als eben oder zylindrisch hergestellt zn werden. In Figo 2b ist jeder der Schlit3e_s die den Schlitten der Figo 2a ent= sprechen, durch Brückeia 13 isi Schiitsteile 12a singe teil t_o Die in Fig. 2b dargestellte Farbaust/ahlslektrode ist da«= durch mechanisch verstärkte Die ÄaordErang- dar Brücken 13 kann so sein, daß si© ungefähr O₅O6 = O₅ 12 ram lang (d, iio breit) sind und einen Abstand von U2ig©£*ähr O₅6 = O₉8 sum voa benachbarten Brücken in der Längsrichtung der Schlitzteil® 12a aufweisen, und da0 di© Brücken 13 in den Schlitzen versetzte Schlitzteil© 12a erssigen.

Wie oben bereits kurz erläutert wird®, dient ©ine einer herkömmlichen Belichtungsvorrichtung vorgesehene Liefet= quellenanordnong als Ptraktlichtquell©,, Ein Beispiel der struktion eines weseiatlichea Teiles einer derartigen^ be-

reite diskutierten Lichtquellenanordnung ist in den Fig. Ja und 3b dargestellt, in denen eine Endfläche eines Kollimatorgehäuses 9a eine kleine Öffnung i4 aufweist, wobei das Vorderende eines Kollimators 8, der im Gehäuse 9a vorgesehen ist, durch die kleine Öffnung 14 herausragt» Bekanntlich ist die von der Lichtquellenanordnung ausgesandte Lichtmenge proportional zur scheirtaron Fläche des Vorderteils 10, wie dieser vom Frontschirm (nicht dargestellt) aus gesehen wird. Wenn beispielsweise eine Lichtquellenanordnung als Punktlichtquelle mit einem Durchmesser von 1,5 mm dient, d. h., wenn der Durchmesser des Vorderteiles 10 1,5 mm beträgt, dann sind ungefähr 30 - 40 min erforderlich, um ...les Leuchtmaterial mit Licht von der Lichtquellenanordnung zu belichten, um dadurch einen vollständigen Leuchtschirm auf der Innenfläche des Frontschirmes einer Farbbildröhre von 35 cm (lk Zoll) herzustellen. Wenn der Durchmesser des Vorderteiles des verwendeten Kollimators zunimmt, dann haben die entwickelten Leuchtstreifen eine größere Breite als beabsichtigt, so daß sich benachbarte Streifen überlappen und eine Farbmischung bewirken. Eine bei dem oben beschriebenen Beispiel verwendete Farbauswahlelektrode ist in Fig. 2a dargestellt. Wenn eine verbesserte Farbauswahlelektrode, wie beispielsweise die in der Fig. 2b dargestellte Farbauswahlelektrode, zusammen mit der oben beschriebenen herkömmlichen Lichtquellenanordnung verwendet wird, dann müssen die sich ergebenden Leuchtstreifen so ausgebildet sein, wie die in der Fig. k dargestellten Leuchtstreifen, bei denen drei Arten, d. h. eine für Rot (R), Grün (G) und Elau (B) von Leuchtstreifen 15 durch Diskontinuitäten 16 unterbrochen werden, die zu einer Abnahme der Farbreinheit und Helligkeit der auf dem sich ergebenden Leuchtschirm wiedergegebenen Bilder führen.

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Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher erläutert, bei ,denen diese Nachteile, die oben beschrieben trarden« überwunden sind»

Die Fig_o 5a = 5e zeigen eine Kollimatoreinrichtung und

deren zugehörigen Teile in einer Draufsicht und in Längsschnittes*,, die eine Lichtquellenanordnung bildet₉ welche bei einer erfindtmgsgemäßen Belichtungsvorrichtung verxiiendet wird. Ein Kollimator 17 hat einen dünnen Vorderteil" 18„ der aus einer Öffnung 20-herausragt₉ die ebenfalls in einer dünnen Form in einer Bndfläche eines Kolliffiiatorgehätases vorgesehen ist« Diese Kolliisiatoreinrichtung bewirkt„ daß die gesamte Lichtquellenanordnung einschließlich der ICollimatoreiinrichtuisg im Gegensatz zur herkömmlichen Piasaktlichtquelle als lineare Lichtquelle wirkte SelbstirerstMiadlich soll die Läsigsrichtiasig des dünnen Vorderteils 18₉. d« h_o die lineare jLiclitquellenanordntingp ztisammesi mit der Längsrichtung der Schlitze verlaufen, die ±n ©iasr verwendeten₉ streifenfö^jHigen Farbauas wahl elektrode vorgesehen simd;, d. h. mit den harsias teil enden Leiicht streif ®n₀ liegen der dünnen oder linearen Lishtquaelisssanoirdmaiag nisniat die in der Zeiteinheit ausgesandte Lichtiaesige sta₀ wodurch die zur Belichtung erforderliche"Zeit verkürst wirdo Bekanntlich muß die relative Lage des dünnen oder linearen Yourcierteils 18 der Lichtquellenanordnung in bezug auf den Frontschirmteil und die streifenförajige Farbauswahlelektrode für jede Farbe verändert werden, um ©inen streifenförsüiges Leuchtschirm hersastellen, wie dieser in Figo 6" vergrößert dargestellt ist. Selbst %-iemn weiterhin mechanisch verstärkte streifenförmige Farbauswahlelektroden verwendet w©rden₀ wie diese in Fig. 2b dargestellt sind₉ dann- ermöglicht die erfindungsgesaäße lineare Lichtquellenanordnung die Herstellung eines streif©saförnaigesa Leuchtschirases 21 aus drei Arten,.

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d. h. aus Rot (R), GrUn (G) und Blau (Β), von fortlaufenden oder kontinuierlichen Leuchtstreifen, wie diese in Fig. 6 gezeigt sind.

Versuche haben ergeben, daß eine lineare Lichtquellenanordnung mit einer Kollimatoreinrichtung, deren dünner Vorderteil eine Größe von 1,5 mm χ 6 mm aufweist, 3-5 min zur Belichtung von jedem Leuchtmaterial erfordert, das mit Licht von der Lichtquellenanordnung belichtet wird, um einen vollständigen Leuchtschirm für eine Farbbildröhre mit 35 cm (iU Zoll) herzustellen. Dies bedeutet, daß die erforderliche Pelichtungszeit auf ein Sechstel bis ein Zehntel von der Belichtungszeit verringert wird, wenn die herkömmliche Punktlichtquelle mit einem Durchmesser von 1,5 mm verwendet wird. Diese Verringerung der Belichtungszeit ist im Vergleich zum Verhältnis zwischen den scheinbaren Flächen der erfindungsgemäßen und der bereits diskutierten Lichtquellenanordnung größer. Daraus geht hervor, daß ein erfindungsgemäßer Kollimator mit einem dünnen Vorderteil einen geringeren Lichtverlust aufweist und deshalb leistungsfähiger ist als ein herkömmlicher Kollimator.

Obwohl bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Vorderteil der Kollimatoreinrichtung, d. h. die Lichtquellenanordnung, dünn ausgebildet ist, ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt. Wesentlich an der erfindungsgemäßen Belichtungsvorrichtung ist, daß diese eine Lichtquellenanordnung mit einem derartig linearen Vorderteil aufweist, daß die Lichtquellenanordnung als Ganzes als eine om wesentlichen lineare Lichtquelle dient, wenn diese vom Frontschirmteil der Farbbildröhre aus betrachtet wird.

In den Fig. 7a und 7b ist ein weiteres Ausführungabei-

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spiel der Erfindung für den Hauptteil ά®τ Lichtquellenanordnung dargestellt ο Bei diesem Ausführungsbeispiel hat ein einziger Kollimator 17a einen Vorderteil aus zwei.dünnen Vorderenden 18a, die zueinander ausgerichtet oder auf einer Linie vorgesehen, sind» Die Anzahl der ausgerichteten, dünnen Vorderenden i8a des einzigen Kollimators 1?a kann größer als zwei sein«

In den Fig. 8a und 8b ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, das dem Ausführiangsbeispiel der Fig. 7a und 7b gleicht. Dabei sind zwei Kollimatoren 17b in einem Gehäuse vorgesehen, von denen jeder ©in Vorderende i8b aufweist, das als eine punktf örniige Lichtquelle dient. Die Linie j, auf der die beiden Yorderanden i8b liegen^ verläuft in der Längsrichtung des* Schlitz© einer, verwendeten streifeiaförmigen Farbauswahlelektrode _s so .daß die Lichtquellenanordnung als Gesamtes als eine lineare Lichtquelle dient. -Wiederum kann bei diesem Ausführungsbeispiel die Anzahl der ausgerichteten Vorderenden I8b größer als -zwei sein«

Bevorzugte Bereich© der ©ffsktivon oder wirksamen Dimensionen oder Abmessungen d©§ Vorderteils der linearen Lichtquellenanordnung sind so, daß di© Läng© 8 - 4θ mm nnü die Breite 0,3 bis 3₈5 bud betragene Es. ist selbstverständlich, daß bei der Verwendung derartiger Kollimatoren, -wie diese in Fig„ Ja. uad 8a dargestellt s±rad„ di© effektive oder wirksame Länge des Vorderteiles durch den Abstand zwi» sehen den äußeren Eaden von zwei entgegengesetzt liegendem Vorderenden bestimmt wird₉ und daß die effektiv© oder w±2*k~ same Breite gleich eise* Breite oder shi Durchmesser der ausgerichteten Vordereadsn sein kann.

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Claims (3)

Pa tentansprüche

1. Belichtungsvorrichtung zur Herstellung von streifenförmigen Leuchtschirmen von Frontschirmteilen von Farbbildröhren, mit einer Lichtquellenanordnung einschließlich eines Lichtstrahlers, eines Reflektors und einer Kollimatoreinrichtung, mit einer Grundplatte, auf der der Frontschirmteil sowie eine streifenförmige Farbauswahlelektrode in einer relativen Lage gelagert sind, wobei die Farbauswahlelektrode Schlitze aufweist, und mit einer Korrekturlinse, die den Strahlengang von der Lichtquellenanordnung uf ungefähr den Strahlengang des Elektronenstrahles in der Farbbildröhre leitet, wobei die Kollimatoreinrichtung einen Vorderteil aufweist, von dem das Licht zum Frontschirmteil über die Korrekturlinse ausgesandt wird, dadurch gekennzeichnet , daß der Vorderteil (18; i8a; i8b) der Kollimatoreinrichtung (17> 17a; 17b) im wesentlichen linear vom Frontschirmteil (k) aus gesehen ist, so daß die Lichtquellenanordnung als eine lineare Lichtquelle dient, und daß die Länge des linearen Vorderteiles in der Längsrichtung der Schlitze in der streifenförmigen Farbauswahlelektrode verläuft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollimatoreinrichtung (17) aus einem einzigen Kollimator besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der einzige Kollimator (i7a) mehrere Vorderenden (i8a) aufweist, wobei die Vorderenden insgesamt den linearen Vorderteil bilden.

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ke Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollimatoreinrichtung (i7b) aus mehreren Kollimatoren besteht j von denen jeder ein Vorderende (i8b) aufweist, wobei die Vorderenden der Kollimatoren insgesamt den linearen Vorderteil bilden,,

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