DE2607667C2

DE2607667C2 - Korrekturlinse in einer Vorrichtung zum Herstellen eines Leuchtschirms einer Farbbildröhre

Info

Publication number: DE2607667C2
Application number: DE2607667A
Authority: DE
Inventors: Kuniharu Mobara Osakabe
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1975-05-30
Filing date: 1976-02-25
Publication date: 1983-04-21
Also published as: JPS51140465A; FR2312786A1; DE2607667A1; GB1499304A; FR2312786B1; JPS5843852B2; US4099848A

Description

dl

sin6> - sin ff

^d ^r V N² - sin² ψ - cos Θ

in der φ den Einfallswinkel und Θ den Austrittswinkel des Lichts für die Korrekturlinse und N den Brechungsindex von deren Material bezeichnet. Die auf

65 kann.

Für die Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung wird nunmehr auf die Zeichnung bezug genommen: in dieser zeigt

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Herstellen eines Leuchtschirms für Farbbildröhren mit einer Korrekturiinse in bisher üblicher Ausbildung,

Fig. 2 den Belichtungszustand im mittleren Teil des Leuchtschirms;

Fig. 3 die Ausbildung von welligen Leuchtstoffstreifen in einem Eckbereich des Leuchtschirms bei Verwendung einer Korrekturlinse nach Fig. I.

F i g. 4 eine Skizze der neuartigen Korrekttrlinse zur

Ableitung der sie bestimmenden Größen,

F i g. 5 die Dickenabhängigkeit t vom Mittelpunktsabstand /-der Korrekturlinse für verschiedene Abstände a der Lichtquelle von der Korrekturlinse nach F i g. 4,

F i g. 6 eine Skizze der durch die Korrekturlinse nach F i g. 4 hervorgerufenen Wirkung.

Die F i g. 1 zeigt eine Belichtungsvorrichtung zum Herstellen eines Leuchtstoffschirms des Schlitztyps für eine Farbbildröhre. Es ist eine Frontscheibe 1 innen mit einer Schicht aus einem lichtempfindlichen Matenal belegt. Die Frontscheibe I ist in ihrer richtigen Lage auf einem Belichtungstisch 2 angeordnet Eine Farbwählelektrodeneinrichtung in Form einer Lochmaske 3 des Schlitztyps ist an der Innenseite der Frontscheibe 1 montiert. Eine Lichtquelle 4 ist unter dem Belichtungstisch 2 in einem bestimmten Abstand von der Frontscheibe 1 angeordnet. Die Lichtquelle 4 kann aus einer Punktquelle für Belichtungslicht bestehen, die auf eine Linearbewegung über einen bestimmten Weg entlang der Längsrichtung der Schlitze in djr Lochmaske 3 eingerichtet ist, oder sie kann auch eine längliche Lichtquelle bestimmter Länge in der Längsrichtung dieser Schlitze sein. Zwischen der Lichtquelle 4 und der Frontscheibe 1 ist eine Korrekturlinse 5 angeordnet, die zur Annäherung der optischen Bahn der Belichtungsstrahlen von der Lichtquelle 4 an die Bahn der Elektronenstrahlen in der Farbbildröhre dient.

Es ist zu bemerken, daß die Lochmaske 3 mit bestimmten Krümmungen ausgebildet ist, die in den Eckbereichen der Frontscheibe 1 größer sind. Wenn der Leuchtschirm mit Hilfe der Belichtungseinrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau hergestellt wird, werden gerade und zusammenhängende Leuchtstoffstreifen 6 auf der lichtempfindlichen Schicht la der Frontscheibe 1 im mittleren Teil der Lochmaske 3 gebildet, wie in F i g. 2 gezeigt ist. Andererseits werden Leuchtstoffstreifen 6 von welliger Form an den den Eckbereichen der Lochmaske 3 entsprechenden Stellen der Frontscheibe 1 gebildet, wie in F i g. 3 veranschaulicht ist, da die Leuchtstoffstreifen an diesen Stellen durch die Schlitze in der Lochmaske 3 mit großer Krümmung gebildet werden. F i g. 3 zeigt an den an der linken oberen Ecke der Frontscheibe 1 gebildeten Leuchtstoffstreifen, wie man ihn von der Seite des Bildröhrenhalses sieht. Dort bedeuten die gestrichelten Linien Schlitzbilder, die auf die lichtempfindliche Schicht projiziert werden. Bei Verwendung einer Punktlichtquelle werden die Schlitzbilder in der durch Pfeile angedeuteten Richtung verschoben, wenn die Punktlichtquelle verschoben wird, wodurch die zwei benachbarte, durch Verbindungspfeile angedeutete Schlitze verbindenden Bereiche belichtet werden.

Da die Längsmittelachse der entsprechenden Schlitze und die Bewegungsrichtung der Punktlichtquelle in den Eckbereichen nicht in ein und derselben Ebene liegen, weist das Schlitzbild eine Verschiebungskomponente in der Breiten- oder Querrichtung der Schlitze bei der Linearbewegung der Lichtquelle 4 auf, die zur Ausbildung der Leuchtstoffstreifen 6 in welliger Form entsprechend Fig. 3 führt. Es versteht sich ohne weiteres, daß solche Leuchtstoffstreifen von welliger Form ungünstigerweise Anlaß zu einer Farbverwischung oder -fehlanpassung beim Auftreffen des Elektronenstrahls geben.

Nach F i g. 4 hat die Korrekturlinse 7 einen dünnen Mittelteil mit der Dicke ίο und einen dicksten Teil mit der Dicke /„,.,, im radialen Zwischcnbercich zwischen dem Mittelteil und dem Aüßenumfang. Dabei ist die Korrekturlinse 7 axialsymmeirisch ausgebildet

Es sei nun in F i g. 4 angenommen, daß a den Abstand zwischen einer Lichtquelle bei O und der unteren Oberfläche der Korrekturlinse 7, ρ die scheinbare Verschiebung der Lichtquelle von O zur Korrekturlinse 7 hin bei Betrachtung durch diese hindurch, ; die Dicke der Korrekturlinse 7 bei einem Radialabstand r, N den Brechungsindex des Linsenmaterials, ψ einen Winkel, unter dem ein Lichtstrahl von der Lichtquelle bei O

ίο abgestrahlt wird, und Θ einen Winkel zwischen der optischen Achse OO' der Korrekturlinse 7 und dem sie verlassenden Lichtstrahl bedeuten, dann gelten folgende Beziehungen zwischen diesen Parametern, die sich aus dem Brechungsgesetz ableiten lassen:

df
ar

tanO =

sin θ - sin φ

V² - sin² φ - cos Θ

a - ρ + t r = a ■ tan φ

t ■ tan φ I

N~ /

(D

(2)

(3)

Wenn φ und Θ aus den Formeln (1) bis (3) eliminiert werden, läßt sich die Beziehung zwischen t und r durch die Gleichung t — F(r) ausdrücken, wodurch sich die Oberflächenkrümmung bestimmen läßt.

Fig.5 veranschaulicht graphisch die Beziehung zwischen t und r bei Variation des Wertes von a, während ρ und f_o fest mit 8,0 mm bzw. 7,0 mm gewählt sind.

Wenn die Korrekturlinse 7 des vorstehend erläuterten Aufbaus im Zusammenwirken mit einer länglichen Lichtquelle MN, wie in F i g. 6 dargestellt, verwendet wird, erscheint die längliche Lichtquelle durch die Korrekturlinse gesehen, als wenn sie geneigt wäre, wie dies durch Segmente M\/V₁, M2N2 und M3/V3 um einen Punkt O angedeutet ist, der von der tatsächlichen Lage O der Lichtquelle in Richtung auf die Korrekturlinse 7 hin um eine Strecke ρ längs der optischen Achse OO' in Abhängigkeit von den Betrachtungswinkeln P\O'P2 und P\O'Pi verschoben ist, wenn die Lichtquelle MN von den Punkten P₁, P₂ und P3 an der der Lichtquelle MN entgegegesetzten Seite der Korrekturlinse beobachtet wird. Der Grad der Neigung läßt sich variieren, indem man die Parameter a, ?o und(oder) ρ ändert. Es wurde gefunden, daß die Neigung des optischen Bildes der Lichtquelle größer wird, wenn bei der Linsengestaltung a und ρ kleiner gewählt werden oder t₀ größer gewählt wird. Aufgrund dieser Neigung des durch die Korrekturlinse gemäß der Erfindung projizierten Lichtquellenbildes erstrecken sich die längliche Lichtquelle und die Schlitze der Lochmaske dem Anschein nach im wesentlichen parallel zueinander, wodurch somit ein ausgezeichneter Kompensationseffekt zur Eliminierung der welligen Form der Leuchtstoffstreifen bei deren Bildung an den Ecken der Frontscheibe 1 erreicht wird.

b5 Dies läßt sich ebenso auf die Verwendung einer Punktlichtquelle übertragen. Man stellt also fest, daß damit eine Korrekturlinse angegeben ist, die sich zum erheblichen Unterdrücken der Bildung von welligen

Leuchtstoffstreifen eignet, indem man die Parameter a, flache untere Oberfläche aufweist, jedoch ist die

ρ und to mit geeigneten Werten für eine jeweils Erfindung auf diese Ausbildung der Korrekturlinse nicht

benötigte Farbbildröhre wählt. beschränkt. Es ist auch möglich, gekrümmte Oberflä-

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbei- chen sowohl an der Ober- als auch an der Unterseite der

spiel wird angenommen, daß die Korrekturlinse eine > Korrekturlinse vorzusehen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Korrekturlinse in einer Vorrichtung zum Herstellen eines Leuchtschirms einer Farbbildröhre, bei der eine innen auf die Frontscheibe der Farbbildröhre aufgebrachte lichtempfindliche Schicht mit dem Licht einer in festem Abstand davor angeordneten Lichtquelle durch eine Lochmaske und die lagefeste axialsymmetrische Korrekturiinse hindurch belichtet wird, die den Strahlenweg zu den einzelnen Stellen des Leuchtschirms für das Licht der Lichtquelle dem für die Elektronenstrahlen im Betriebe der Farbbildröhre annähert, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturiinse (7) bestimmt ist durch die Beziehungen

d:
dr

sin θ - sin φ

Vn² - sin² φ - cos θ

(D

für die Änderung der Linsendicke t als Funktion des Radialabstandes r von der optischen Achse (00'),

tan0 =

für den Austrittswinkel Θ der Lichtstrahlen aus der Korrekturlinse (7) und

r = a ■ tan φ

t ■ tan φ

für den Einfallswinkel φ der Lichtstrahlen in die Korrekturlinse (7), in denen a der Abstand der Lichtquelle (4) von der Korrekturlinse (7), ρ die scheinbare Verschiebung der Lichtquelle (4) entlang der optischen Achse (OO¹) auf die Korrekturlinse zu durch deren Einwirkung bei Betrachtung der Lichtquelle (4) von der Frontscheibe (1) her und N der Brechungsindex für das Material der Korrekturiinse (7) sind, wobei die scheinbare Verschiebung ρ eine konstante Größe ist.

Die Erfindung betrifft eine Korrekturlinse in einer Vorrichtung zum Herstellen eines Leuchtschirms einer Farbbildröhre, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs angegeben ist.

Eine Korrekturlinse dieser Art ist in der US-PS 17 276 beschrieben. Diese bekannte Korrekturlinse dient dem Zweck, die sonst zwischen den Leuchtstoffpunkten und den Elektronenstrahlen auftretende radiale Fehlüberdeckung möglichst weitgehend zu verringern. Dazu wird die Dicke t der Korrekturlinse als Funktion des Radialabstandes /-bestimmt nach der Beziehung

diese Weise erhaltene Korrekturlinse weist einen Bereich mit maximaler Dicke im Zentrum auf, an den sich zu beiden Seiten periphere Bereiche mit deutlich geringerer Dicke anschließen. Die Einschaltung dieser Korrekturiinse in den Strahlenweg des Lichtes zwischen der Frontscheibe der Farbbildröhre und der Lichtquelle führt zu einer scheinbaren Verschiebung der Lichtquelle entlang der optischen Achse, wobei die Größe dieser scheinbaren Verschiebung eine Funktion des Austrittswinkeis θ ist und mit diesem variiert

Eine Korrekturlinse, die sich zwischen einer Lichtquelle und der Frontscheibe einer Farbbildröhre bei der Herstellung von deren Leuchtschirm befindet, ist in der DE-OS 24 08 993 beschrieben. Auch diese bekannte Korrekturlinse weist ihre größte Dicke in ihrem Zentrum auf, während ihre Randbereiche deutlich dünner gehalten sind. Außerdem wird diese Korrekturiinse bei ihrem praktischen Einsatz so gelagert, daß sie eine mit einer Linearverschiebung der Lichtquelle synchronisierte Kippbewegung erfährt. Auf diese Weise soll vermieden werden, daß sich bei der Ausbildung der Leuchtstoffstreifen auf dem Leuchtschirm im Bereich von dessen Ecken eine Welligkeit der Leuchtstoffstreifen ergibt, die dort zum Auftreten von Farbfehlern im

(2) 25 späteren Einsatz der Farbbildröhre führt. Dies gelingt

mit der bekannten Korrekturiinse jedoch nur bedingt, da bei der Bewegung der Korrekturlinse und der Lichtquelle unvermeidlich Toleranzfehler auftreten. Außerdem wird durch die Notwendigkeit einer abgestimmten Bewegung von Lichtquelle und Korrekturiinse der Gesamtaufbau der Vorrichtung zum

Herstellen der Leuchtschirme kompliziert und kostspie-

an²?) Mg.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,

(3) 35 ausgehend von einer im Betrieb lagefest angeordneten

Korrekturlinse der eingangs erwähnten Art diese so auszubilden, daß sie die Entstehung von welligen Leuchtstoffstreifen auch in den Eckbereichen des Leuchtschirms auf der Frontscheibe von Farbbildröhren zu vermeiden gestattet.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Ausbildung der Korrekturlinse, wie sie im Patentanspruch gekennzeichnet ist.

Das wesentliche Kriterium für die erfindungsgemäß ausgebildete Korrekturlinse ist also, daß die durch ihre Einschaltung zwischen der Frontscheibe der Farbbildröhre und der zu deren Belichtung dienenden Lichtquelle bewirkte scheinbare Verschiebung ρ der Lichtquelle eine konstante und insbesondere auch vom Austrittswinkel θ für das Licht unabhängige Größe ist. In baulicher Hinsicht ergibt sich eine radiale Dickenverteilung in der Weise, daß sich an einen zentralen Bereich mit minimaler Dicke ein radialer Zwischenbereich mit maximaler Dicke anschließt, während im äußeren Randbereich wieder eine Dickenabnahme auftreten