DE2509848A1

DE2509848A1 - System zur herstellung eines leuchtstoffschirmes einer farbbildroehre

Info

Publication number: DE2509848A1
Application number: DE19752509848
Authority: DE
Inventors: Kakuichiro Hosokoshi; Masakazu Maeda; Hiroto Nakamura; Akira Sato
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1974-03-07
Filing date: 1975-03-06
Publication date: 1975-09-18
Also published as: DE2509848C3; JPS50120562A; JPS5737974B2; GB1454876A; DE2509848B2

Description

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE

8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 86 02 45

Anwaltsakte 25 859 ^U:>

Matsushita Electronics Corporation Osaka / Japan

"System zur Herstellung eines Leuchtstoffschirmes einer

Farbbildröhre"

Die Erfindung betrifft ein System zur Herstellung eines Leuchtstoff- bzw. Leuchtphosphorschirmes (im folgenden wird nur noch von Leuchtstoffschirm gesprochen) einer Farbbildröhre, und betrifft insbesondere ein System zur Belichtung einer lichtempfindlichen Schicht, welche gleichmäßig auf der Innenfläche des Schirmträgers der Bildröhre aufgebracht ist, um damit ein gefordertes Muster aus Leuchtstoffpunkten u.a. zu bilden.

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Bei der Belichtung einer lichtempfindlichen, Schicht, welche gleichmäßig auf der Innenfläche des Schirmträgers einer Farbbildröhre aufgebracht ist, um ein gefordertes Leuchtstoff-Schirmmuster zu bilden, wird ein bestimmter Fleck mittels des Lichtstrahls belichtet, welcher von einer in einer der Ablenkzentren oder -mittelpunkte angeordneten Lichtpunktquelle ausgestrahlt wird, und welcher durch ein optisches Korrekturlxnsensystem und eine Lochmaske hindurch projiziert wird. Danach wird die belichtete Schicht entwickelt, so daß die Leuchtstoff- oder vorübergehenden Punkte oder Streifen gebildet werden können.

Das optische Korrekturlinsensystem, welches zwischen der Lichtquelle und der Lochmaske angeordnet ist, weist eine einzige oder eine Anzahl von Korrekturlinsen mit einer komplizierten, asphärischen Oberfläche auf, so^J daß der Lichtstrahl genau an einem Punkt auftreffen kann, wo der entsprechende Elektronenstrahl auftrifft. Um einen Leuchtstoffschirm einer Farbbildröhre der vorbeschriebenen Art mit einem großen Ablenkwinkel, beispielsweise von 110°, herzustellen, ist ein sehr kompliziertes , optisches Korrekturlinsensystem erforderlich, und es ist sehr schwierig, die asphärischen Korrekturlinsen mit derart komplizierten Oberflächen herzustellen.

Gemäß der Erfindung soll daher ein optisches Korrekturlxnsensystem geschaffen werden, welches zur Belichtung bei dem Herstellungsverfahren einer Farbbildröhre verwendet werden kann, und welches eine Anzahl asphärischer Korrekturlinsen mit weniger

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kompliziert ausgebildeten Oberfläehenkrümmungen aufweist. Ferner soll gemäß der Erfindung ein optischen Korrekturlinsensystem der vorbeschriebenen Art geschaffen werden, bei welchem die Korrektur mit einem höheren Genauigkeitsgrad erhalten werden kann und bei welchem der Belichtungsvorgang sowie die Einstellung des Belichtungsschrittes leichter durchgeführt werden kann.

Gemäß der Erfindung wird ein Anzahl Korrekturlinsen verwendet, mit welchen jeweils eine ganz bestimmte Korrektur erhalten wird. Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist ein optisches Korrekturlinsensystem vorgesehen, mit welchem nur die Korrektur der Aü-Abweich-Gharakteristik bzw. -Kennliniezu erhalten ist, wie nachstehend im einzelnen noch beschrieben wird; ferner ist ein weiteres optisches Korrektursystem vorgesehen, um die Korrektur derAP-Abweich-Gharakteristik bzw. -Kennlinie zu erhalten, wie ebenfalls nachstehend noch im einzelnen beschrieben wird. Das zuletzt angeführte System weist ein erstes optisches Korrektursystem, um eine grobe oder durchschnittliche Korrektur nur in Abhängigkeit von dem Ablenkwinkel zu erhalten, und ein zweites optisches Korrektursystem auf, um eine feine oder gesonderte Korrektur für AP-Abweichungen zu erhalten, welche in Abhängigkeit von dem Ablenkwinkel jeweils den einzelnen fiadialrichtungen entsprechen. Infolgedessen können dadurch die Ausführung und die Herstellung der Korrekturlinsen sehr vereinfacht undaich leichter durchgeführt werden.

Gemäß der Erfindung ist somit zur Belichtung einer lichtempfind-

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lichen Schicht, welche auf der Innenseite des Schirmträgers einer Farbbildröhre aufgebracht ist, um ein gefordertes Muster von Leuchtstoffpunkten oder vorübergehenden Behelfspunkten u.a. zu bilden, ein optisches Korrektursystem, welches vorgesehen ist, damit der Lichtstrahl genau an einer Stelle auftrifft, wo auch der Elektronenstrahl auftrifft, zwischen einer Lichtquelle und einer Lochmaske angeordnet. Hierbei weist das System ein optisches Linsensystem zur Korrektur der AS-Abweich-Charakteristik bzw. -Kennlinie und ein optisches Linsensystem zur Korrektur der^P-Abweich-Charakteristik bzw. -Kennlinie auf, wobei das zuletzt erwähnte, optische Linsensystem ein erstes und zweites optisches Korrektursystem aufweist. Hierbei ist das erste optische System ao ausgelegt, daß eine durchschnittliche bzw. mittlere Korrektur nur in Abhängigkeit von dem Ablenkwinkel ohne Berücksichtigung der Jeweiligen radialen Ablenkrichtungen erhalten wird, während das zweite optische System so ausgelegt ist, daß eine besondere, ganz bestimmteAP-AbweichoCharakteristik oder -Kennlinie nicht nur in Abhängigkeit von dem Ablenkwinkel, sondern auch von den 3eweiligen,radialen Ablenkrichtungen durchgeführt wird. Hierdurch können dann die Korrekturlinsen eine verhältnismäßig einfache, asphärische Oberfläche aufweisen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Aubführungeformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Ee zeigen: I¹Ig. 1 eine echematische Darstellung eur Erläuterung dee der Erfindung zugrunde liegenden Prinzips und der in der

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Beschreibung verwendeten Begriffe "Δρ- und AS-Abweich-Charakteristiken bzw. -Kennlinien";

Fig. 2 eine grafische Darstellung, in welcher die ΔΡ-Abweichkennlinie in Abhängigkeit von dem Ablenkwinkel und der Ablenkrichtung wiedergegeben ist;

Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Ablenkrichtungen auf dem Schirm einer Bildröhre;

Fig. 4 eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines optischen Korrekturlinsensystems gemäß der Erfindung; und

Fig. 5 und 6 grafische Darstellungen zur Erläuterung des ersten und zweiten optischen Korrektursystems gemäß der Erfindung für die AP-Abweichkennlinien oder -Charakteristiken.

Vor der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zu deren besseren Verständnis nachstehend im einzelnen das ihr zugrundeliegende Prinzip beschrieben.

Wenn, wie allgemein bekannt, der Ablenkwinkel des Elektronenstrahls in einer Farbbildröhre zunimmt, wird dessen Ablenkzentrum oder der -mittelpunkt abgelenkt bzw. verschoben. Infolgedessen muß beim Belichten einer lichtempfindlichen Materialschicht, welche gleichmäßig auf der Innenseite des Schirmträgers aufgebracht ist, um ein gefordertes Muster von beispielsweise vorübergehenden Punkten also zeitweise auftretenden Punkten oder Leuchtflecken zu bilden, die scheinbare Lage der punktförmigen Lichtquelle im allgemeinen dementsprechend mittels des optischen Systems für die ΔΡ-Abweichkorrektur in der axialen Richtung der Bildröhre und mittels des optischen Systems für die AS-Abweichkorrektur in den radialen

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Richtungen in einer Ebene verschoben werden, welche zu der Achse der Bildröhre senkrecht verläuft.

Um die Herstellung von Korrekturlinsen zu vereinfachen, d.h. damit sich ziemlich einfache Krümmungen an den Oberflächen der Korrekturlinsen ergeben, ist bei der Erfindung das optische System für dieAP-Abweichkorrektur aus zwei Korrekturlinsen gebildet.

In Mg. 1 wird daher, wenn der Ablenkwinkel des Elektronenstrahls zunimmt, der Ablenkmittelpunkt P^ umAP in axialer Richtung auf den Bildschirm ztF&em Punkt bzw. der Stelle P₂ verschoben. Diese Verschiebung wird in der vorliegenden Beschreibung als die "AP-Abweichcharakteristik bzw. -kennlinie" bezeichnet. Bei der Belichtung muß eine Korrektur oder eine Kompensation bzw. ein Ausgleich derARA-bweich-Charakteristik vorgenommen werden, so daß der Lichtstrahl genau an einem Punkt oder einer Stelle auftreffen kann, an welcher der Elektronenstrahl auftrifft. Hierzu muß daher die scheinbare Lage der punktförmigen Lichtquelle optisch in axialer Richtung in Richtung auf den Bildschirm verschoben werden. Andererseits kann der Elektronenstrahl nicht genau an dem vorbestimmten Leuchtstoffpunkt auftreffen. Wie in Fig. 2 dargestellt, ist der Ablenkwinkel umso größer, je größer die ΔΡ-Abweichung wird; auch ist dieÜP-Abweichung in Abhängigkeit von den radialen Richtungen auf einem Bildschirm verschieden, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt ist.

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist der Ablenkmittelpunkt des Elek-

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tronenstrahls auch in radialen Richtungen in einer Ebene, welche senkrecht zu der Achse der Elektronenstrahlquelle verläuft, unter dem Einfluß der sogenannten dynamischen Konvergenz verschoben, damit die drei Elektronenstrahlen an einer gemeinsamen Stelle auf der Lochmaske konvergieren. Die vorbeschriebene Verschiebung wird in¹ der vorliegenden Beschreibung als die 'VJß-Abweich-Gharakteristik bzw. -Kennlinie" bezeichnet. Bei der Belichtung muß auch eine Korrektur oder eine Kompensation bzw. ein Ausgleich derAB-Abweich-Gharakteristik durchgeführt werden, damit der Lichtstrahl genau an einer Stelle auftreffen kann, an welcher der Elektronenstrahl auftrifft. Hierzu muß dann die scheinbare Lage der punktf örmigen Quelle optisch in den radialen Sichtungen in einer Ebene verschoben werden, welche senkrecht zu der Achse der Bildröhre verläuft· Wenn die A^- und Δ S—Abweichkorrekturen nicht vorgenommen werden, können die Lichtstrahlen ΛΛ nicht genau auf dem entsprechenden Leuchtstoffpunkt 10 der i'arb-Dreiergruppe auftreffen, wie in J¹Ig. dargestellt ist.

Wenn die ΔΡ- undAß-Abweich-Korrekturen mittels einer einzigen Korrekturplatte vorgenommen werden, würde deren aspharische Oberfläche sehr kompliziert, so daß es äußerst schwierig ißt, eine optisch ausreichende Korrekturlinse zu erhalten· Um diese Schwierigkeit zu überwinden^ werden jeweils eine besondere Korrekturlinse für die Korrektur derAP-Abweichung und eine weitere Korrekturlinse «ur Korrektur der Aß-Abweichung verwendet. Hierbei ist, wie vorstehend bereits ausgeführt ₉ das System zur Korrektur der AP-Abweichung aus zwei Korrektur-

linsen zusammengesetzt, so daß Korrekturlinsen mit weniger komplizierten Oberflächenkrümmungen verwendet werden können. Infolgedessen weist das Korrektursystem dann insgesamt drei Korrekturlinsen auf, Hierbei wird die erste Linse zur Korrektur der .^P-Abweichung dazu verwendet, um eine grobe oder durchschnittliche bzw. mittlere Korrektur nur in Abhängigkeit von dem Ablenkwinkel zu erhalten, wie in Mg. 5 dargestellt ist, während die zweite Korrekturplatte oder -linse verwendet wird, um eine feine oder spezielle, gezielte Korrektur in Abhängigkeit von der asymmetrischen Komponente der radialen Ablenkrichtung zu erhalten, wie in Mg. 6 dargestellt ist. Infolgedessen ergeben sich nicht nur weniger komplizierte Krümmungen an der Oberfläche der Korrekturplatte oder -linse, sondern es ist in einfacher Weise auch ein ideales optisches Kompensations- oder Ausgleichsystem geschaffen.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, in welcher eine lichtempfindliche, öe f-ä&i-gej Schicht 2 gleichmäßig auf der Innenseite eines Schirmträgers 1 aufgebracht ist und eine Lochmaske 3 in einem vorbestimmten Abstand von der Trägerplatte 1 angeordnet und angebracht ist. Zwischen der Lochmaske 3 und einem Lampengehäuse mit einer Lichtquelle sind ein optisches Korrektursystem 5 zur Korrektur der^XS-Abweichung, ein erstes und zweites optisches Korrektursystem 6 und 7 zur Korrektur der Δ P-Abweichung und eine Korrekturlinse 8 zur Korrektur der scheinbaren Größe der Lichtquelle oder der Licht ausstrahlenden Stelle angeordnet.

Die Korrekturlinse 5 für die Δ S-Abweichung weist eine flache

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ebene Oberfläche und eine asphärische Oberfläche auf. Obwohl die asphärische Oberfläche der Korrekturlinse 5 noch viel komplizierter ist als die der Korrekturlinsen 6,7 und 8, kann sie doch auf verhältnismäßig einfache Weise hergestellt werden, so daß eine einwandfreie Korrektur der Δ S-Abweichung erhalten werden kann, da die Korrektur derΔP-Abweichung bei der Linsenausführung und dem -aufbau nicht in Betracht gezogen zu werden braucht.

Wie vorstehend schon ausgeführt, wird die erste Korrekturlinse 6 für die ΔP-Abweichung dazu verwendet, um eine grobe oder durchschnittliche bzw. mittlere Korrektur der ^P-Abweichung in allen radialen Richtungen nur in Abhängigkeit von dem Ablenkwinkel zu erhalten, wie in 3?ig. 5 dargestellt ist. Infolgedessen kann die Ausführung und der Aufbau der Korrekturlinse vereinfacht werden, und ihre asphärische Oberfläche ist rotationssymmetrisch bezüglich ihrer optischen Achse und kann auf einfache Weise hergestellt werden. Die zweite Korrekturlinse 7 wird dann dazu verwendet, um die feine Korrektur der A P-Abweichung in allen radialen Richtungen zu erreichen, da die ΔΡ-Abweichung in Abhängigkeit von der jeweiligen radialen Ablenkrichtung verschieden ist, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Infolgedessen ist die asphärische Oberfläche der zweiten Korrekturlinse 7 so ausgelegt, daß die Δ P-Abweichung sowohl in Abhängigkeit von dem Ablenkwinkel als auch in Abhängigkeit von der jeweiligen radialen Ablenkrichtung korrigiert werden kann, wie in Fig. 6 dargestellt ist, in welcher jede Abweichungskurve dieΔ P-Abweichung wiedergibt, welche aufgrund des Unterschiedes

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zwischen der in Fig. 5 dargestellten^durchschnittlichen Abweichung und der in Pig. 2 dargestellten Abweichung in jeder Richtung erhalten wird. Infolgedessen ist dadurch der Aufbau und die Ausführung der zweiten Korrekturl ins e 7 sehr viel einfacher und ihre sphärische Oberfläche kann in einfacher Weise hergestellt werden, da ihre Oberfläche durch Zusammenfügen und Vereinigen einer Anzahl einfacher kreisförmig gewölbter Oberflächen gebildet werden kannn.

Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung und zur Dimensionierung derartiger Korrekturlinsen beschrieben. Als erstes wird eine Farbbildröhre, welche hergestellt wurde, ohne daß das optische Korrektursystem bei der Belichtung verwendet wurde, oder bei welchem ein optisches Korrektursystem, dessen Kenndaten bekannt sind, verwendet wurde, vor- und aufbereitet und erregt, damit die Abweichung eines vorbestimmten Leuchtstoffpunktes von einer Stelle, an welcher der Elektronenstrahl auftrifft, sowie die Durchmesser der Leuchtstoffpunkte ermittelt werden können. Aus diesen Daten werden dann die durchschnittliche bzw. mittlere ΔP-Abweichunggn ±1 Abhängigkeit von dem Ablenkwinkel, die speziellen, einzelnenAP-Abweichungen in Abhängigkeit von der asymmetrischen Komponente der radialen Ablenkrichtungen j und die Zi S-Abweichung berechnet, so daß die Korrekturlinsen 5» 6 und 7 entsprechend bemessen werden können. Nachdem das gesamte optische Korrektursystem aus den Korrekturlinsen 5,6 und 7 zusammengebaut ist, wird die Abweichung bei dem gesamten Korrektursystem gemessen und entsprechend abgewandelt. In diesem Pail kann die Korrekturlinse 8 für die Lichtquelle anstelle einer teilweisen Korrektur der Linsen 5»6

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und 7 korrigiert werden, Andererseits kann ein die Punktgüte und-Beschaffenheit korrigierendes Filter, welches in das optische Korrektursystem eingesetzt wird, um eine gleichmäßige Beleuchtung über der lichtempfindlichen, photoleitfähigen Schicht zu erhalten, so bemessen und ausgelegt werden, um eine Teilkorrektur derAPAbweich-Charakteristik bzw. -Kennlinie zu erreichen.

Ferner braucht nicht jede der Korrekturlinsen des vorbeschriebenen optischen Linsensystems zwangsläufig eine einzelne Linse sein, sondern es kann auch durch eine Anzahl zusammengesetzter Linsen gebildet werden. Bei Farbbildröhren, bei welchen drei Elektronenkanonen in einer Reihe angeordnet sind, weist der von der mittleren Elektronenkanone ausgestrahlte Elektronenstrahl keineAS-Abweichung auf, so daß bei einer Belichtung bei dieser Art Bildröhre die Δ S-Korrektur nicht vorgenommen zu werden braucht.

Wie oben ausgeführt, weist gemäß der Erfindung das zur Belichtung von Farbbildröhren verwendete optische Korrektursystem insgesamt drei Korrekturlinsen oder -systeme auf, nämlich eine erste Linse oder ein System zur Korrektur der AS-Abweichung, eine zweite Linse oder ein System, um eine grobe oder mittlere Korrektur der AP-Abweichung nur in Abhängigkeit vom Ablenkwinkel zu erreichen, und eine dritte Linse oder ein System auf, um die feine oder spezielle bzw. gezielte Korrektur der ,Δ P-Abweichung in jeder radialen Richtung zu erreichen. Infolgedessen können die Ausführungen sowie

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der Aufbau der Korrekturlinsen oder -systeme sehr vereinfacht werden, und die asphärischen Oberflächen der Korrekturlinsen können in einfacher Weise hergestellt werden. Bisher ist die Erfindung nur in Verbindung mit der Schaffung von Dreiergruppen von Lichtpunkten oder -flecken beschrieben worden; selbstverständlich kann die Erfindung auch bei einer Belichtung zur Ausbildung von Leuchtstoffstreifen oder vorübergehenden Punkten oder Streifen angewendet werden.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

( 1.J System zur Herstellung eines LeuchtstoffSchirmes einer Farbbildröhre, dadurch gekennzeichnet, daß zur selektiven Belichtung einer lichtempfindlichen Schicht, welche auf einem Schirmträger (1) mittels eines von einer Lichtquelle (4) ausgehenden Lichtstrahles über ein optisches Korrektursystem (5 bis 8) und eine Lochmaske (3) aufgebracht wird, das optische Korrektursystem (5 bis 8) folgende Einrichtungen aufweist: eine optische Korrektureinrichtung (5) nur zur Korrektur der^S-Abweichung und eine optische Korrektureinrichtung aus einer ersten (6) und einer zweiten optischen Korrektureinrichtung (7) zur Korrektur der Λ P-Abweichung, wobei die erste optische Korrektureinrichtung (6) so ausgelegt ist, daß eine gleichgute Korrektur der4P-Abweichung für alle radialen Richtungskomponenten nur in Abhängigkeit von dem Ablenkwinkel erreicht wird, und wobei die zweite optische Korrektureinrichtung (7) so ausgelegt ist, daß eine besondere, gezielte Korrektur der AP-Abweichung nicht nur in Abhängigkeit von dem AblenkwinkeIy sondern auch in Abhängigkeit von einer asymmetrischen Komponente der radialen Ablenkrichtungen erreicht wird.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste optische Einrichtung (6) so ausgelegt ist, daß in Abhängigkeit von allen radialen Richtungskomponenten des Ablenkwinkels und ohne Berücksichtigung der jeweiligen Ablenkrichtungen eine durchschnittliche bzw. mittlere Korrektur der

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ilP-Äbweichung erreicht ist.
3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Korrektursystem eine Korrekturlinse (8) zur Korrektur der scheinbaren Größe und Form der Lichtquelle (4) aufweist, wobei die Linse (8) so ausgelegt ist, daß eine Teilkorrektur derAP- oderΔβ-Abweichung erreicht ist.
4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennz e i chnet, daß das optische Korrektursystem ein die Lichtpunktgute oder -beschaffenheit korrigierendes Filter aufweist, um eine gleichmäßige Helligkeit über der gesamten Oberfläche des Bildröhrenschirms zu schaffen, wobei das Filter so ausgelegt ist, daß eine Teilkorrektur derAP- oderAS-Abweichung erreicht ist.

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