DE2554879C2 - Verfahren zur Herstellung eines Mosaikbildschirmes einer Kathodenstrahlröhre mit temperaturkompensierter Maskenbefestigung - Google Patents

Description

— Beschichten der Innenfläche des Sichtfensters mit einer durch Licht härtbares Material enthaltenden Schicht,

— Erwärmen der Frontplattenanordnung auf Temperaturen oberhalb 50⁰C zum Trocknen der Schicht,

— Montieren der etwa Raumtemperatur aufweisenden Maskenanordnung in der erwärmten Frontplattenanordnung,

— Belichten der Schicht mit durch die Lochmaske projizierten Licht, ehe die Frontplattenanordnung unter 40° C abgekühlt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel (80) zur Erzielung eines gewünschten Abstandes (q) zv^schen der Lochmaske (77) und der Innenfläche des Sichtfensters (73) während der Belichtung abgekühlt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel unter 40° C abgekühlt werden, indem ein Luftstrom über sie geführt wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Mosaikbildschirmes einer Kathodenstrahlröhre nach den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmalen, die auf betriebsinternen Erfahrungen der Anmelderin bezüglich der Herstellung von derartigen Bildschirmen beruhen.

Direkte photographische Verfahren zur Herstellung eines Bildschirmaufbaus für eine Kathodenstrahlröhre mit einer Lochmaske sind bereits früher beschrieben worden, beispielsweise in den US-Patenten 34 06 068 und 36 85 994. Die Bildröhre enthält üblicherweise einen Frontplattenteil mit einem »Sichtfenster« und von dessen Rändern wegragenden Umfangsseitenwänden. Innerhalb des Frontplattenteiles ist eine Maskenanordnung mit einer Lochmaske und temperaturkompensierenden Befestigungsmitteln montiert, und zwar üblicherweise an drei oder vier Vorsprüngen, die in die Seitenwände eingesetzt sind und die Lochmaske in einem gewünschten Abstand von der Innenseite des Sichtfensters halten. Temperaiiirkompensationsbefestigungsmittel für die Lochmaske sind beispielsweise in den US-Patenten 38 03 436 und 33 30 980 beschrieben. Die Temperaturkompensierung funktioniert derart, daß die Lochmaske auf dem Bildschirm zu bewegt wird, wenn sich die Bildröhre während des Betriebes erwärmt iauf einen Maximalwert von etwa 80⁰C), so daß die durch die einzelnen Maskenöffnungen projizierten Elektronenstrahlen jeweils auf den ihnen zugeordneten Schirmelementen verbleiben. Bei Erwärmung dehnt sich die Maskenanordnung aus, wobei die nicht im Maskenzentrum befindlichen öffnungen sich von der Längsachse der Bildröhre nach außen verschieben. Wird die Lochmaske nach vorn in Richtung auf den Bildschirm bewegt, dann verschieben sich die Projektionen der nicht im Zentrum befindlichen öffnungen auf dem Biidschirm nach innen auf die Bildröhrenachse zu, so daß eine Kompensation der bei der Erwärmung nach außen erfolgenden Bewegung bewirkt wird.

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Mosaikschirmes einer Kathodenstrahlröhre mit einer Lochmaske, die mit Hilfe temperaturkompensierender Befestigungsmittel im Frontplattenteil montiert ist, wird das Frontplattenteil mit einer Schicht aus lichthärtendem Material (mit oder ohne Leuchtstoffpartikel) überzogen und mit dieser Schicht zu deren Trocknung erwärmt, und die Lochmaske wird im Frontplattenteil montiert Dann wird von einer punktförmigen Lichtquelle belichtungsaktives Licht durch die Lochmaske projiziert, so daß ausgewählte Bereiche der trocknen Schicht belichtet werden und dadurch gehärtet (unlöslich) werden.

Für den Belichtungsschritt setzt man voraus, daß alle Teile des Systems sich auf 22° C befinden. In manchen Fällen ist jedoch die Frontplatte kurz vor oder während des Belichtungsschrittes noch heiß (über 40⁰C). Von der Frontplatte kommende Wärme wärmt die temperatur-

kompensierenden Befestigungsmittel auf und bewirkt, daß sich die Lochmaske nach vorn in Richtung auf die Schicht bewegt Dadurch entstehen außermittige belichtete Bereiche, die nach innen verschoben sind, so daß entsprechend die lichtgehärteten Bereiche falsch liegen

und dann später gegenüber den auf dem Bildschirm auftreffenden Elektronenstrahlen falsch ausgerichtet sind. In einigen Fällen wird die Lochmaske wegen der Geometrie ihrer Befestigungsmittel, etwa drei Federn verwendende Anordnungen, gedreht oderviirwunden, und es werden auch Schirmeiemente verschoben. Auch kann eine heiße Frontplatte Wölbungen oder Verzerrungen der Lochmaske bewirken, wenn diese schneller warm wird als der Rahmen, an dem sie befestigt ist

Aufgabe der Erfindung ist es daher, Mittel bei einem

an sich bekannten Verfahren zur Herstellung eines Bildschirmaufbaus anzugeben, bei dem Lagefehler und Verzerrungen der Lochmaske während des Belichtungsschrittes vermieden werden, die von der über 40⁰C heißen Frontplatte durch Aufheizen der Lochmaske und ihrer Befestigungsmittel kurz vor oder während des Belichtungsschrittes verursacht werden. Diese Aufgabe wird durch den im Anspruch 1 gekennzeichneten Verfahrensschritt gelöst. Eine Weiterbildung der Erfindung ist Gegenstand eines Unteranspruches.

Das erfindungsgemäße Verfahren ähnelt dem bekannten Verfahren mit der Ausnahme, daß nach dem Montieren der Lochmaske im Frontplattenteil, während dessen Temperatur noch oberhalb 40° C liegt, die temperaturkompensierenden Befestigungsmittel abgekühlt

werden, so daß ein gewünschter Abstand zwischen Lochmaske und Frontplattenteil erhalten wird. Diese Abkühlung wird während der Belichtungsdauer durchgeführt, und man kann damit vor oder nach dem Anfang der Belichtung beginnen. Eine bequeme Methode zum Abkühlen der Befestigungsmittel besteht darin, daß man während der Belichtung einen Luftstrom über die Befestigungsmittel streichen läßt. Vorzugsweise werden die Befestigungsmittel mil Luft von Raumtemperatur bis

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unterhalb 25°C, wie gewünscht, abgekühlt. Die Erfin- violettlampe 43 ist ein Lichtreflektor45 angeordnet,

dung läßt sich verwenden, um eine Verschiebung von Die Linsenanordnung 5t ist auf einem Tragring 53

Bildschirmelementen und/oder ein Verwerfen der Loch- und Abstandsstücken 55 mit (Schrauben-)Bolzen 57

maske zu vermeiden, was auf die Belichtung einer noch montiert Der Tragring 53 wird zwischen dem Lichtka-

heißen Frontplattenanordnung zurückzuführen ist 5 sten 21 und dem Frontplattenträger 23 eingeklemmt

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfol- Die Linsenanordnung 51 besteht aus einer Korrektur-

gend anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt linse 61 und einer Keillinse 63, die beide mit Hilfe eines

F i g. 1 eine teilweise weggebrochene Seitenansicht Abstandsringes 65 voneinander getrennt sind, sowie ei-

eines Belichtungsgehäuses, bei welchem sich die Beiich- nem oberen und einem unteren Klemmteil 67 bzw. 69.

tungsschritte praktizieren lassen (in dem Belichtungsge- to Die obere Räche der Keillinse ist mit einem Korrektur-

häuse befindet sich eine Frontplattenanordnung in be- filter 71 für die Lichtintensität versehen, das eine neutral

lichtungsbereiter Lage) und graue Durchlässigkeit hat, welche von Punkt zu Punkt

F i g. 2 eine schematische Darstellung zur Veran- variiert, so daß punktweise Helligkeitsänderungen des

schaulichung der Belichtungsgehäusegeometrie und ei- Lichtfeldes entsprechend vorgegebenen Bedingungen

niger thermisch bedingter Verschiebungen bei der 15 reduziert werden. Ein Verschluß 22 unterbricht norma-

Frontplattenanordnung. lerweise den Weg des vom Ende 37 des Lichtledters 35

Das Ausfuhrungsbeispiel erläutert das Herstellungs- ausgehenden Lichtes nach oben, er kann für die geverfahren zum Drucken von Leuchtstoffelementen auf wünschte Belichtung der Schicht 75 auf dem Sichtfeneinen Schirm für eine 17-Zoll-Lochmaskenbildröhre mit ster 73 aus rlom Lichtweg herausgeschwenkt werden.
90°-Ablenkung für einen Fernsehempfänger. Da Loch- 20 Ein Stück Plastikrohr 81 mit einen? Durchmesser von maskenröhren in der Literatur ausreichend beschrieben 6,25 mm verläuft um die Innenwand Ses Frontplattensind, sei hier nur allgemein erwähnt, daß eine solche trägers 23. Beide Enden dieses Rohres enden in zwei Bildröhre einen evakuierten Glaskolben mit einer Befe- Schenkeln eines nicht dargestellten T-förmigen Metallstigungsanordnung für ein Elektronenstrahlsystem, ei- teils nahe der oberen Seite des geneigten Frontplattennem Trichterteil und einer Frontplattenanordnung auf- 25 trägers 73. Der dritte Schenkel des Metaflteilis ist an weist eine Druckluftquelle angeschlossen, aus welcher Luft

Bei der Herstellung der Bildröhre wird die Frontplat- kontinuierlich oder nur dann, wenn der Verschluß 22

tenanordnung als Einheit fertiggestellt Die Frontplat- vom Lichtleiter 35 weggeschwenkt ist oder entspre-

tenanordnung A gemäß F i g. 1 enthält eine Frontplatte chend irgendeinem anderen Programm zugeführt wer-

72 aus Glas, in der eine Lochmaskenanordnung B mon- 30 den kann. Das Plastikrohr 81 hat gegenüber der Lage

tiert ist Die Frontplatte 72 besteht aus einem Sichtfen- jedes Bimetallteiles der Befestigungsmittel 80 der Loch-

ster 73 und Seitenwänden 74. Innerhalb der Seitenwän- maske ein Loch 83, so daß ein durch den Pfeil angedeu-

de sind rings im Abstand Befestigungsstutzea 76 einge- teter Kühlluftstrom darübergeführt werden kann, wenn

fügt Die Lochmaskenanordnung B enthält eine Loch- dies gewünscht ist

maske 77 mit einer Anordnung von Löchern 79. Die 35 Für die Durchführung des hier zu beschreibenden Lochmaske 77 ist längs ihren Rändern am Maskenrah- Verfahrens in dein Belichtungsgehäuse Cgemäß Fig. 1 men 78 angebracht an dem wiederum in drei Positionen wird die Innenfläche des Sichtfensters 73 mit einer mit gegenseitigem Abstand Befestigungsmittel 80 ange- Schicht 75 aus lichthärtbarem Material beschichtet, beibracht sind, '«des dieser Befestigungsmittel 80 hat einen spielsweise mit einem Überzug aus einer wäßrigen Lö-Bimetallteil und einen Federteil. Die wegragenden En- 40 sung, die grünemittierende Leuchtstoffpartikel, Polyviden der Befestigungsmittel 80 passen in einer vorbe- nylalkohol und Ammoniumdichromat enthält Die stimmten Beziehung auf die Vorsprünge 76. Der Birne- Frontplatte 72 und die Schicht 75 werden zum Trocknen tallteil eignet sich zur Justierung des Abstandes der der Schicht auf über 50⁰C erhitzt Die Tempiratür kann Lochmaske 77 gegenüber der Innenfläche des Sichtfen- bis 8O⁰C betragen. Dann, nach dem Trocknen, aber wähsters 73 bsi Temperaturänderungeii der Lochmaske- 45 rend die Frontplatte noch wärmer als 40⁰C tlblichernanordnung B. weise bei etwa 45 bis 50° C, ist, wird die auf Zimmertem-

Die Frontplattenanordnung A weist ferner eine licht- peratur befindliche Maskenanordnung B in die Fronthärtbare Schicht 75 auf der Innenfläche des Sichtfen- platte 72 eingesetzt wobei die Befestigungsmittel 80 auf sters 73 auf. die Vorsprünge 74 zu sitzen kommen. Nach dem Einset-

Das in Fig. 1 veranschaulichte Belichtungsgehäuse 50 zen erwärmen sich die Befestigungsmittel 80 über 40° C, hat einen Lichtkasten 21 und einen Froniplattenträger da von den Teilen größerer Masse der Frontplatte 72 23, die durch nicht dargestellte Schrauben gegeneinan- und insbesondere von den Seitenwänden 74 Wärme abder in Position auf einer Grundplatte 25 gehalten wer- gsstuhh wird. Wegen der Wärmeabstrahlung von der den, die ihrerseits mit Hilfe von Trägern 27 unter einem Frontplatte 72 steigt auch die Temperatur der Lochmasgewünschten Winkel gehalten wird. Der Lichtkasten ist 55 ke 77 und des MasKenrahmens 78. Ein Tenjperaturanein zylindrisches becherförmiges Gußteil, das an einem stieg der Befestigungsmittel 80 bewirkt, daß sich die Ende durch eine angeformte Endwand 29 verschlossen Lochmaske in Richtung auf das Sichtfenster 73 zubeist. Das andere Ende wird durch eine Platte 31 abge- wegt

schlossen, die in eine kreisförmige Ausnehmung 33 des Die Frontplatte 72 mit der in ihr montierten Masken-Lichtkastens 21 paßt. In der Platte 31 ist ein Mittelloch, eo anordnung B wird auf den Frontplattenträger 23 des durch welches ein in der Bildröhrentechnik als Kollima- Belichtungsgehäuses Cgemäß F i g. 1 plaziert Die Blentor bezeichneter Lichtleiter 35 in Form eines sich ver- de 22 wird aus dem Strahlengang geschwenkt, so daß jungenden Glasstabes ragt. Das dünne Ende 37 des Licht vom Ende 37 der Lichtquelle nach oben durch die Lichtleiters 35 rag«, leicht über die Platte 31 hinaus und Linsenanordnung 5t und dann durch die öffnungen 79 bildet eine kleinflächige Lichtquelle für das Belichtungs- 65 der Lochmaske 77 schließlich auf die Schicht 75 fällt, gehäuse. Das dicke EiIf¹P 39 des Lichtleiters 35 wird mit Wenn die Blende 22 aus dem Strahlengang herausge-Hilfe einer Klammer 41 gegenüber einer Ultraviolett- schwenkt ist, wird Druckluft von Raumtemperatur in lampe 43 im Lichtkasten 21 gehalten. Hinter der Ultra- das Plastikrohr 81 eingelassen, welche durch die Löcher

83 ausströmt und dabei Kaltluftströme über die Befestigungsmittel fcO fließen läßt. Diese Kühlluft verringert die Temperatur der Befestigungsmittel 80 unter 25°C. obwohl die Lochmaske 77 und der Maskenrahmen 78 auch auf höherer Temperatur sein können. Infolge der Abkühlung der Befestigungsmittel 80 bewegt sich die Lochmaske 77 von der Scheibe 73 weg.

F i g. 2 zeigt schematisch Lichtstrahlen vom dünnen Ende 37 des Lichtleiters 35, welche durch ein außermittiges Loch 79 der Lochmaske 77 verläuft und auf die Schicht 75 auftrifft, wobei der Bereich R durch das Licht unlöslich gemacht wird. Die Lochmaske 77 befindet sich in einem Abstand q von der Innenfläche des Sichtfensters 73. Wenn keine Kühlluft zugeführt würde, dann würden die Befestigungsmittel, die ja temperaturkompensierend sind und sich auf einer wesentlich höheren Temperatur als 25° C befinden, die Lochmaske 77 dichter zum Sichtfenster 73 hindrücken, wie dies durch den Abstand 3'dargestellt ist. Di? unterschiedliche Maskenlage bewirkt, daß ein Bereich R\ der seitlich nach innen längs der Schicht 75 verschoben ist, unlöslich wird. Wenn die Bildröhre später fertiggestellt ist, würde das Schirmelement R' gegenüber der Maskenöffnung 79 nicht die richtige Lage haben, während das Schirmelement R richtig liegen würde.

Nachdem die Schicht 75 eine genügende Zeit belichtet worden ist, wird das Licht von der Lichtquelle und die Luftzufuhr zu den Befestigungsmitteln 80 wieder unterbrochen. Dann wird die Frontplattenanordnung A vom Belichtungsgehäuse C abgenommen, und die Maskenanordnung B wird von der Frontplatte 72 entfernt und die Schicht 75 wird durch Beströmen mit einem wäßrigen Lösungsmittel entwickelt. Die unbelichteten Teile der Schicht 75 werden durch das Lösungsmittel weggespült, und die belichteten Bereiche mit den grünemittierenden Leuchtstoffpartikeln verbleibt, η an ihrer Stelle.

Das Verfahren kann dann in der soeben beschriebenen Weise wiederholt werden für die Ausbildung weiterer Leuchtstoffelemente verwendet werden.

Das vorbeschriebene Verfahren eignet sich für kreisförmige Maskenöffnungen und Lichtquellen zur Erzeugung kreisförmiger Schirmelemente, wie in dem beschriebenen Beispiel. Es eignet sich aber auch auch zur Herstellung ünienförmiger, elliptischer oder rechteckiger Schirmelemente, wobei die Geometrie der Maskenöffnungen, der Lichtquelle und der Linsenanordnung in bekannter Weise abgewandelt werden kann.

Wie bereits erwähnt wurde, kann die Lochmaske 77 durch die von dem Sichtfenster 73 abgestrahlte Wärme über etwa 40 bis 40⁰C erwärmt werden. Normalerweise heizt sich die Lochmaske 77, die eine relativ niedrige Masse hat, schneller auf als der Maskenrahmen 78, der im Verhältnis eine größere Masse hat Wegen dieser unterschiedlichen Erwärmungsgeschwindigkeiten ist die Lochmaske unterschiedlichen Wärmeausdehnungen unterworfen und wölbt sich daher häufig. Durch ein solches Wölben werden Teile der Lochmaske in Richtung auf das Sichtfenster zu verlagert Zur Verringerung einer Maskenwölbung können ein oder mehrere Kühlluftströme, beispielsweise von Raumtemperatur, auf die Innenfläche der Lochmaske 77 gerichtet werden, so daß die Lochmaske unter 25° C abkühlt Dazu kann man das Plastikrohr 81 benutzen oder ein anderes, danebenliegendes und ebenfalls mit Luft gespeistes Rohr, das mit Öffnungen versehen ist, durch welche Luft gegen die Lochmaske 77 strömt

Es hat sich auch gezeigt daß wegen der Schräglage des Frontplattenhalters 23 des Belichtungsgehäuses um einen Winkel gegenüber der Horizontalen, die von der Frontplatte 72 kommende Hitze dazu neigt, sich in Richtung auf den höheren Teil der Frontplattenanordnung 72 zu konzentrieren, wodurch die Lochmaske 77, der Maskenrahmen 78 und deren Befestigungsmittel 80 dazu neigen, sich schneller auf der höheren Seite zu erwärmen als auf der niedrigeren Seite. Diese unterschiedliche Erwärmungsgeschwindigkeit zwischen dem oberen und dem unteren Teil der Frontplattenanordnung A kann Verwerfungen, Verwindungen oder lokal begrenzte Auswölbungen der Maskenanordnung B verursachen. Man kann dieser unterschiedlichen Wirkung dadurch begegnen, daß man Kühlluft oder ein anderes Kühlmittel in größerem Ausmaß an der höheren Seite der Frontplattenanordnung als an ihrer niedrigeren Seite zuführt. In der Praxis kann die Kühlungsverteilung auf die Oberfläche der Maskenanordnung abgestimmt werden, so daß lokale Unterschiede der Erwärmungsgeschwindigkeit innerhalb der Maskenanordnung vermieden werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Mosaikbildschirmes einer Kathodenstrahlröhre mit einer ein Sichtfenster aufweisenden Frontplattenanordnung, bei welcher der lumineszierende Schirm auf der Innenfläche des Sichtfensters angeordnet ist, ferner mit einer Maskenanordnung, die eine im Abstand von dem Sichtfenster vorgesehene Lochmaske enthält und mit temperaturkompensierenden Befestigungsmittel zur Montage der Lochmaskenanordnung in der Frontplattenanordnung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: