DE2363561A1

DE2363561A1 - Verfahren zum herstellen eines leuchtstoffschirmes fuer schwarzmatrix-farbbildroehren und zugehoerige belichtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2363561A1
Application number: DE2363561A
Authority: DE
Inventors: Hiromi Kanai; Eiichi Yamazaki
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1972-12-25
Filing date: 1973-12-20
Publication date: 1974-07-11
Also published as: JPS4988464A; GB1455719A; FR2231097A1; IT1000609B; FR2231097B1; US4045224A

Description

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« München £2, S.s-nsdorfstr, 1* ' 23635^1

8l-21.924P(21.925H) 20. 12. 1973

HITACHI, LTD., Tokio (Japan)

Verfahren zum Herstellen eines Leuchtstoffschirmes

für Schwarzmatrix-Farbbildröhren
und zugehörige Belichtungsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von
Leuchtstoff schirmen für Farbbildröhren, insbesondere Schwarzmatrix-Farbbildröhren.

In der Vergangenheit wurde zur Steigerung der Helligkeit des
Leuchtstoffschirmes von Farbbildröhren eine sogenannte Nachablenkungs-Fokussierfarbbildröhre entwickelt. Jedoch trat bei diesem Farbbildröhrentyp der Nachteil auf, daß, da eine hohe Fokussierspannung zwischen'

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einer Lochmaske und dem Leuchtstoff schirm angelegt werden muß, innerhalb der Farbbildröhre erzeugte Sekundärelektronen unter dem Einfluß der hohen Fokussierspannung auf den Leuchtstoffschirm treffen, so daß die Farbreinheit von auf dem Schirm wiederzugebenden Bildern verschlechtert wird. Weiter wurde, um diese Verschlechterung der Farbreinheit aufgrund der Sekundärelektronen zu verhindern und auch die Schärfe der Farbbilder zu verbessern, ein sogenannter Schwarzmatrix-Leuchtstoff schirm entwickelt, bei dem Leuchtstoffbereiche von Farbelementen, wie ζ«, B. Leuchtstoff punkte oder -streifen auf der Frontplatte der Farbbildröhre ziemlich klein gemacht werden und der Teil der Frontplatte, auf dem kein Leuchtstoff vorliegt, mit einem schwarzen Material, wie ζ. Β Graphit überzogen wird.

Im einzelnen weist der Schwarzmatrix-Leuchtstoffschirm eine Frontplatte, eine Schwarzmaterialschicht mit auf der Innenoberfläche der Frontplatte in einem bestimmten Muster angeordneten Löchern und ein die entsprechenden Löcher in der Schwarzmaterialschicht ausfüllendes Leuchtstoffmaterial auf. Das Leuchtstoff material kann über den Umfangsteilen der Schwarzmaterialschicht liegen. Die getrennten Leuchtstoffmaterialbereiche bilden ein Leuchtstoff punkte, -streifen oder dergleichen umfassendes Muster. Zur Vereinfachung der Erläuterung werden als Leuchtstoffmaterialbereiche im folgenden solche in Punktgestalt behandelt. Der Schwarzmatrix-Leuchtstoff schirm dieses Aufbaus wird hergestellt, indem man zunächst ein schwarzes Material auf die Innenoberfläche der Frontplatte in einem bestimmten Schichtmuster aufbringt und dann ein lichtempfindliches Leuchtstoffmateriäl

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auf die gemusterte Schwarzmaterialschicht sowie auf die freiliegenden Teile der Innenoberfläche der Frontplatte so aufbringt, daß die Schwarzmaterialschicht in der erhaltenen Leuchtstoff schicht, die eine ebene Oberfläche erhält, eingebettet wird, und daß man schließlich die Leuchtstoffmaterialschicht mit Lichtstrahlen durch Maskenöffnungen einer Farbwählelektrode oder Lochmaske belichtet. Dabei treffen die Lichtstrahlen durch die Farbwählelektrode oft auf andere Bereiche als die beabsichtigten Bereiche der Leuchtstoff schicht. Infolgedessen tritt der Nachteil auf, daß der anschließend durch eine Entwicklungsbehandlung gebildete Leuchtstoff schirm Leuchtstoffpunkte enthält, die angrenzende Leuchtstoffpunkte überlappen, wodurch die Farbreinheit der zu reproduzierenden Bilder verschlechtert wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,' ein Verfahren zum Herstellen eines Leuchtstoffschirmes für Schwarzmatrix-Farbbildröhren anzugeben, nach dem unter Überwindung der genannten Nachteile ein Leuchtstoff schirm erhältlich ist, mit dem sich Farbbilder hoher Farbreinheit reproduzieren lassen. Daneben liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Belichtungsvorrichtung anzugeben, die sich zur Durchführung dieses Verfahrens zum Herstellen eines Leuchtstoffschirmes eignet.

Gegenstand der. Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ein Verfahren zum Herstellen eines Leuchtstoffschirmes für Schwarzmatrix-Farbbildröhren mit einer Frontplatte, bei dem man ein erstes Muster von schwarzem Material auf der Innenoberfläche der Frontplatte und ein zweites Muster aus Leuchtstoffen bildet, wobei die BiI-

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dung des zweiten Musters die Anbringung einer Schicht aus einem lichtempfindlichen Material auf dem ersten Muster von schwarzem Material und auf den vom schwarzen Material nicht bedeckten Teilen der Innenoberfläche der Frontplatte umfaßt, und bei dem man die lichtempfindliche Leuchtstoffschicht mit Licht von einer Lichtquelle durch eine Farbwählelektrode innerhalb der Frontplatte hindurch belichtet, mit dem Kennzeichen, daß man die lichtempfindliche Leuchtstoffschicht außerdem mit Licht von einer anderen Lichtquelle außerhalb der Frontplatte belichtet und unerwünschte Teile der Leuchtstoffschicht entfernt.

Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Belichtungsvorrichtung mit einer Lichtquellenanordnung, einer Lochmaske, die zur Lichtquellenanordnung innerhalb einer Frontplatte einer Farbbildröhre passend ausgerichtet ist, auf der ein Leuchtstoffschirm zu erzeugen ist, mit dem Kennzeichen, daß die Lichtquellenanordnung eine erste Lichtquelle innerhalb der Frontplatte und wenigstens eine zweite Lichtquelle außerhalb "der Frontplatte aufweist .

Die Erfindung gibt also ein Verfahren zum Herstellen eines Leuchtstoffschirmes einer Schwarzmatrix-Farbbildröhre an, bei dem von zwei Lichtquellen Gebrauch gemacht wird, wovon eine innerhalb der Frontplatte der Röhre und die andere außerhalb der Frontplatte angebracht ist, um den Belichtung s vor gang durchzuführen. Ebenfalls gibt die Erfindung eine solche zur Durchführung des Verfahrens geeignete Belichtungsvorrichtung an.

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Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung veranschaulchten Ausführungsbeispiels näher erläutert; darin zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt eines Leuchtstoff schirm es einer Schwarzmatrix-Farbbildröhre,

Fig. 2 einen Querschnitt zur Veranschaulichung eines bekannten Verfahrens zum Herstellen eines Schwarzmatrix-Leuchtstoffschirmes ,

Fig. 3 einen Querschnitt zur Veranschaulichung, daß Leuchtstoffpunkte des Schwarzmatrix-Leuchtstoffschirmes nach Erzeugung gemäß einem bekannten Verfahren nicht an bestimmten Stellen und in bestimmten. Abmessungen gebildet sind, .

Fig. 4 einen schematischen Querschnitt zur Veranschaulichung des Verfahrens zum Herstellen eines Leuchtstoffschirmes für eine Schwarzmatrix-Farbbildröhre und einer Belichtungsvorrichtung gemäß der Erfindung, und

Fig. 5 einen Querschnitt zur Veranschaulichung der Lichtmengenverteilung , wo die Belichtung nach dem Verfahren und mit der Vorrichtung nach Fig. 4 erfolgt.

In Fig. 2 ist veranschaulicht, daß eine lichtempfindliche Leuchtstoffmaterialschicht 4 sowohl auf eine Schwarzmaterialschicht 2, die

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• auf die Innenoberfläche einer Frontplatte 1 in einem bestimmten Muster aufgebracht ist, als auch auf die freiliegenden Teile der Frontplatte 1 aufgebracht "ist, wobei die Leuchtstoffmaterialschicht 4 eine ebene Oberfläche und eine solche Tiefe aufweist, daß das schwarze Material 2 völlig darin eingebettet ist, und diese Figur veranschaulicht weiter, daß die Leuchtstoff materialschicht 4 mit Lichtstrahlen a belichtet wird, die durch Bohrungen einer Farbwählelektrode 5, wie z.B. einer Lochmaske durchgehen. In dieser Fig. 2 ist die Quelle dieser Lichtstrahlen nicht dargestellt. Wenn die Lichtstrahlen a auf die Leuchtstoff materialschicht 4 genau an bestimmten Stellen projiziert werden, erhält man bei anschließender Anwendung eines photographischen Prozesses den in Fig. 1 dargestellten Leuchtstoffschirm. Auch in Fig. 1 erkennt man das schwarze Material 2, außerdem Leuchtstoffmaterialpunkte 3 und Löcher 21, die durch die gemusterte Schwarzmaterialschicht 2 definiert werden und mit den Leuchtstoffmaterialpunkten 3 gefüllt sind. Man kann sagen, daß die Leuchtstoffmaterialpunkte über dem schwarzen Material möglichst nicht vorliegen sollen. Jedoch sei darauf hingewiesen, daß, da die Leuchtstoffpunkte mit den Lichtstrahlen a (Fig. 2) von gleichem Durchmesser wie dem der Matrixlöcher 21 in der Schwarzmaterialschicht tatsächlich nicht gleichmäßig und exakt an den bestimmten Stellen gebildet werden können, auch wenn die Lichtstrahlen etwas abgelenkt werden, die Durchmesser der Lichtstrahlen ein wenig größer als die der Matrixlöcher 21 gemacht werden, um diesen Nachteil zu vermeiden. Wenn die Lichtstrahlen a auf die lichtempfindliche Leuchtstoffmaterialschicht 4 projiziert werden, weist der erhaltene Leuchtstoffschirm angrenzende Leuchtstoffpunkte 41 verschiedener Arten auf, die einander überlappen j wie in

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Fig. 3 dargestellt ist, so daß eine richtige Farbwiedergabe von Bildern nicht möglich ist.

Um diesen Nachteil zu überwinden, wird erfindungsgemäß, wie in Fig. 4 veranschaulicht ist, eine Schwarzmaterialschicht 11 mit Löchern in bestimmter Anordnung oder Musterung auf der Innenoberfläche einer Frontplatte 10 nach einem herkömmlichen Verfahren gebildet, und man bringt dann eine lichtempfindliche Leuchtstoffmaterialschicht 12, die ein lichtempfindliches Material, wie z. B. Photoresist enthält, mit einer solchen Tiefe auf, daß die Schicht 12 eine ebene Oberfläche hat und die Schwarzmaterialschicht 11 völlig darin eingebettet ist. Danach wird die lichtempfindliche Leuchtstoff mater ialschicht 12 mit Lichtstrahlen von einer Lichtquelle 14 belichtet, die darauf durch die Löcher 131 einer Lochmaske 13 in einem bestimmten Abstand von der Frontplatte 10 projiziert werden. Die bis hier erläuterten Schritte sind die gleichen wie beim bekannten Leuchtstoffschirm-Herstellverfahren, wie sie im Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert wurden.

Erfindungsgemäß wird nun die Frontplatte 10 außerdem mit Licht von einer anderen Lichtquelle 15 belichtet, die auf der entgegengesetzten Seite der Fröntplatte wie die Lichtquelle 14 angeordnet ist. Die Lichtquelle 15 kann eine ebene Lichtquelle san. So wird die Leuchtstoffmaterialschicht 12 sowohl mit Lichtstrahlen von der Lichtquelle 15 belichtet, die durch die Löcher in der Schwarzmaterialschicht 11 durchgehen, als auch mit den Lichtstrahlen von der Lichtquelle 14 belichtet, die durch die Löcher 131 in der Lochmaske 13 durchgehen. Der Ab-

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stand zwischen der Lichtquelle 15 und der Frontplatte 10 ist beliebig gewählt, da dies für sich nicht kritisch ist, und dieser Abstand sowie der Abstand zwischen der Lichtquelle 14 und der Frontplatte 10 können z.B. von vergleichbarer Größe sein. Weiter kann das Licht von der Lichtquelle 15 parallel gemacht sein, um auf die Leuchtstoffmaterialschicht auf zutreffen. Auch können zusätzlich zu der Lichtquelle 15 eine oder mehrere Lichtquellen auf derselben Seite wie die Lichtquelle 15 vorgesehen werden.

Fig. 5 zeigt die Lichtmengenverteilung an und nahe den Löchern 111 in der Schwarzmaterialschicht 11, wo die Frontplatte 10 erfindungsgemäß durch die Lichtstrahlen an beiden Seiten der Frontplatte beleuchtet wird. In dieser Figur zeigt eine Kurve y eine Lichtmengenverteilung des Lichtstrahls m, der von der Lichtquelle 14 abgestrahlt wird. Es ergibt sich aus dieser Kurve y, daß die Lichtmenge in den Löchern 111 entsprechenden Bereichen groß und am Umfang der Löcher klein ist. Die Kurve χ zeigt die Lichtmengenverteilung eines Lichtstrahls c , der von der anderen Lichtquelle 15 ausgestrahlt wird. Es ergibt sich aus dieser Kurve x, daß die Lichtmenge nur in den Löchern 111 entsprechenden Bereichen groß ist. Daher ist die tatsächliche und resultierende Lichtmengenverteilung im Bereich an und nahe den Löchern entsprechend der Kurve z, die im wesentlichen eine Superposition der Kurve y und der Kurve χ darstellt. Aus dem Verlauf dieser Kurve ζ ersieht man, daß die Lichtmenge in den den Löchern 111 entsprechenden Bereichen am größten ist und sich mit dem Wachsen des Abstandes von den Löchern 111 nach und nach verringert. Die Linie η zeigt das Schwellenlichtmengenniveau, dem die lichtempfindliche Leuchtstoffma-

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terialschicht 12 ausgesetzt werden muß, um ein Leuchtstoffmuster zu definieren. Wie durch die Kurve ζ angedeutet ist, haben mindestens die Teile der.Schicht 12, die die Löcher 111 füllen, eine nicht geringere Lichtmenge als die dem Schwellenniveau η entspiechende Lichtmenge erhalten. Somit ergibt eine Entwicklungsbehandlung der belichteten Leuchtstoffmaterialschicht, daß Teile der Leuchtstoffmaterialschicht 12, die eine Lichtmenge unterhalb des Schwellenniveaus η aufgenommen haben, entfernt werden, und die ganzen übrigen Teile der Leuchtstoff schicht 12, die eine nicht unter dem Schwellenwert η liegende Lichtmenge aufgenommen haben und die Löcher 111 in der Schwarzmaterialschicht 11 füllen, erhalten bleiben, um den Leuchtstoffschirm zu bilden.

Die Erfindung wurde vorstehend im Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem die Emission von Lichtstrahlen von der Lichtquelle 15 auf die lichtempfindliche Leuchtstoffmaterialschicht 12 erfolgt, nachdem die Lichtemission zur Schicht 12 von der Lichtquelle 14 an der entgegengesetzten Seite der Frontplatte wie die Lichtquelle 15 vorgenommen wurde. Jedoch ist die Erfindung auf diese Reihenfolge nicht beschränkt, sondern die Beleuchtung von der Lichtquelle 15 aus kann auch gleichzeitig oder auch vor der Belichtung von der Lichtquelle 14 aus erfolgen.

Außerdem ist die Erfindung auf die Ausführungsart nicht beschränkt, bei der die Löcher in der auf die Frontplatte aufgebrachten Schwarzmaterialschicht ein kreisförmiges Lochmuster bilden, sondern die Erfindung ist auch bei einer Schwarzmaterialschicht mit anders gestalteten

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Löchern, ζ. Β. streifenartigen Löchern, ausführbar.

Weiter wurde die Erfindung bei Verwendung der Lochmasfe als Farbwählelektrode erläutert, doch kann ebenso eine streifenartige Farbwählelektrode verwendet werden.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Herstellen eines Leuchtstoffschirmes für Schwarzmatrix-Farbbildröhren mit einer Frontplatte, bei dem man ein erstes Muster von schwarzem Material auf der Innenoberfläche der Frontplatte und ein zweites Muster aus Leuchtstoffen bildet, wobei die Bildung des zweiten Musters die Anbringung einer Schicht aus einem lichtempfindlichen Material auf dem ersten Muster von schwarzem Material und auf den vom schwarzen Material nicht bedeckten Teilen der Innenoberfläche der Frontplatte umfaßt, und bei dem man die lichtempfindliche Leuchtstoffschicht mit Licht von einer Lichtquelle durch eine Farbwählelektrode innerhalb der Frontplatte hindurch belichtet, "dadurch gekennzeichnet, ' daß man die lichtempfindliche Leuchtstoff schicht (12) außerdem mit Licht von einer anderen Lichtquelle (15 ) außerhalb der Frontplatte (10) belichtet und unerwünschte Teile der Leuchtstoffschicht entfernt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Muster punktförmig ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Muster streifenförmig ist.
4. Belichtungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer Lichtquellenanordnung, einer

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Lochmaske, die zur Lichtquellenanordnung innerhalb einer Frontplatte einer Farbbildröhre passend ausgerichtet ist, auf der ein Leuchtstoff= schirm zu erzeugen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellenanordnung eine erste Lichtquelle (14) innerhalb der Frontplatte (10) und wenigstens eine zweite Lichtquelle (15) außerhalb der Front platte aufweist.

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