DE2755294A1

DE2755294A1 - Belichtungsvorrichtung zur herstellung eines streifenrasters auf dem schirmtraeger einer farbkathodenstrahlroehre

Info

Publication number: DE2755294A1
Application number: DE19772755294
Authority: DE
Inventors: Kumio Fukuda; Taketoshi Shimona
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1976-12-11
Filing date: 1977-12-12
Publication date: 1978-06-15
Also published as: US4226513A; GB1598084A; JPS5373065A; JPS5947860B2; DE2755294C2

Description

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Henkel, Kern, Feiler & Hänzel Patentanwälte

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TOKYO SHIBAURA EIECTRIC CO., LTD., Möhlstraße 37

D-8000 München 80

KAWASAKI-SHI, JAPAN

Tel: 089/982085-87

Telex: 0529802 hnkld Telegramme: ellipsoid

12. Dez, 1977

Belichtungsvorrichtung zur Herstellung eines Streifenrasters auf dem Schirmträger einer Farbkathodenstrahlröhre

Die Erfindung betrifft eine Belichtungsvorrichtung zur Herstellung eines Streifen- bzw. Zeilenrasters auf dem Schirmträger einer Farbkathodenstrahlröhre.

Eine beispielsweise mit sog. "in-line"-Elektronenrohranordnung ausgerüstete Farbkathodenstrahlröhre besitzt bekanntlich den in Fig. 1 schematisch dargestellten Aufbau. Diese Röhre weist einen Trichterteil 4 und einen Frontplattenteil 6 auf, die unter Bildung eines Kolbens 2 miteinander verschweißt sind. Ein Hfilsteil des Trichterteils 4 nimmt die längs der X-Achse angeordneten in-lin-Elektronenrohre 8 auf. Eine Lochmaske 12 ist so in den Frontplattenteil 6 eingesetzt, daß sie der Rückseite eines Schirmträgers 1o des Frontplattenteils .6 zugewandt ist. Die mit einer Vielzahl von längs der Y-Achse verlaufenden Schlitzöffnungen 14 versehene Lochmaske 12 enthält Brücken bzw. Stege 16 zwischen den Jeweiligen Schlitzöffnungen 14. An der Innenfläche 11 des Schirmträgers 1o ist ein Leucht-

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schlrm I9 aus einander abwechselnden Leuchtstoffstreifen 18 und lichtabsorbierenden Streifen 2o vorgesehen, die beide in Richtung der Y-Achse verlaufen.

Die auf der Innenfläche 11 des Schirmträgers 1o der Farbkathodenstrahlröhre ausgebildeten Leuchtstoffstreifen 18 werden im allgemeinen auf photographischem Wege mittels einer Belichtungsvorrichtung hergestellt. Dieses photographische Verfahren umfaßt die folgenden Schritte: Aufbringen einer photoempflndliehen Schicht auf die Innenfläche 11 des Schirmträgers, Einsetzen der Lochmaske 12 in der Weise, daß sie der Innenfläche 11 des Schirmträgers 1o zugewandt ist, und Projizieren eines Lichtstrahls auf die photoempfindliche Schicht von einer langgestreckten Lichtquelle oder einer linear beweglichen Punktlichtquelle her, gefolgt von einem Ätzvorgang. Mittels der langgestreckten Lichtquelle oder der linear beweglichen Punktlichtquelle sollen durchgehende Leuchtstoffstreifen 18 ausgebildet werden. Wenn die Punktlichtquelle bewegungslos festgelegt Ist, wird der durch die Schlltzöffnung 14 der Lochmaske 12 fallende Lichtstrahl nur auf den Teil der photoempfindlichen Schicht projiziert, welcher der betreffenden Schlitzöffnung 14 gegenüberliegt. Der dem Steg 16 gegenüberliegende Teil der photoempfindlichen Schicht wird dagegen nicht belichtet. Wird dagegen das Licht mittels einer langgestreckten Lichtquelle oder einer linear in Bewegung versetzten Punktlichtquelle auf die photoempfindliche Schicht geworfen, so wird auch der dem Steg 16 gegenüberliegende Teil der photoempfindlichen Schicht belichtet, so daß ein durchgehender Leuchtstoffstreifen 18 gebildet wird.

Bekannt ist eine Belichtungsvorrichtung unter Verwendung der länglichen Lichtquelle oder der linear beweglichen Punktlichtquelle. Diese bisherige Belichtungsvorrichtung ist

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jedoch mit dem Mangel behaftet, daß die in den vier Ecken des Schirmträgers 18 gebildeten LeuchtstoiTstreifen zickzackförmig werden und dadurch die Farbeinheit einer Farbkathodenstrahlröhre in den vier Ecken beeinträchtigen. Die genannte Zickzackform der Leuchtstoffstreifen 18 ist bekanntlich darauf zurückzuführen, daß eine auf übliche Weise gefertigte Lochmaske 12 keine flache Ebene einnimmt, sondern eine leicht gekrümmte, in Richtung der X-Achse nach außen gewölbte Fläche besitzt, so daß die seitlichen Ränder der in der Lochmaske 12 ausgebildeten Schlitzöffnungen 14 nicht sämtlich parallel zur Achse der länglichen Lichtquelle 15 liegen. Insbesondere die in den vier Ecken der Lochmaske 12 ausgebildeten Schlitzöffnungen 14 zeigen eine deutliche räumliche Verschiebung gegenüber einer länglichen Lichtquelle 15. Diese Verschiebung tritt zwischen der länglichen Lichtquelle I5 und den längs der Z- und Y-Achsen angeordneten Schlitzöffnungen 14 nicht auf, doch wird sie bei den Schlitzöffnungen 14 in der Nähe der vier Ecken der Lochmaske 12 um so ausgeprägter. Infolge dieser Verschiebung erhalten die Leuchtstoffstreifen 18 die Zickzackform gemäß Fig. 2.

In den US-PSen 5 889 145, 3 890 151, J> 971 o4} und 4 00I sind bereits Belichtunsvorrichtungen beschrieben, mit welchen die geschilderte Zickzackform der Leuchtstoffstreifen 18 weitgehend vermieden werden soll. Diese bisherigen Belichtungsvorrichtungen sind Jedoch mit den im folgenden aufgeführten Nachteilen behaftet, so daß sie die an eine derartige Belichtungsvorrichtung zu stellenden Anforderungen nicht voll zu erfüllen vermögen.

Da nämlich mit jeder dieser bisherigen Belichtungsvorrichtungen ein Leuchtschirm nur mit geringer Fertigungsgeschwindigkeit

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hergestellt werden kann, mUssen für die Herstellung einer großen Zahl von Farbkathodenstrahlröhren zahlreiche derartige Einheiten vorgesehen werden. Außerdem sind die bisherigen Belichtungsvorrichtungen kompliziert aufgebaut, so daß sich Wartungsschwierigkeiten ergeben; außerdem sind mit ihnen nicht immer Leuchtschirme mit gleichmäßiger Güte herstellbar. Ein weiterer Nachteil dieser Vorrichtungen besteht darin, daß eine Erhöhung der Leistung einer Lichtquelle mit dem Ziel der Steigerung der Fertigungsleistung bei der Herstellung von Leuchtschirmen nachteilig zu einer Herabsetzung der Betriebslebensdauer der Lichtquelle führt.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer Belichtungsvorrichtung der genannten Art, mit welcher die Entstehung von zickzackförmigen Leuchtstoffstreifen vermieden wird und somit eine Fai ^kathodenstrahlröhre mit ausgezeichneter Farbreinheit hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Belichtungsvorrichtung zur Herstellung eines Streifenrasters auf einem Schirmträger einer Farbkathodenstrahlröhre erfindungsgemäß gelöst durch eine längliche Lichtquelle, durch eine Linsenanordnung aus einer ersten und einer zweiten Korrektionslinse oberhalb der Lichtquelle, durch einen über der Linsenanordnung vorgesehenen Tisch mit einer Öffnung zur Ermöglichung eines Durchtritts des von der länglichen Lichtquelle durch die Korrektionslinsenanordnung emittierten Lichts und zur Aufnahme eines mit einer Lochmaske mit einer Vielzahl von Schlitzöffnungen versehenen Frontplattenteils der Farbkathodenstrahlröhre, wobei das Streifenraster der Frontplatte der Korrektionslinsenanordnung zugewandt ist, sowie dadurch, daß die erste Korrektionslinse eine Linsenfläche besitzt,durch die ein virtuelles Bild der länglichen Lichtquelle, welches von der zweiten Korrektionslinse projiziert wird, von einem Leuchtstoffschirm durch die

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Schlitzöffnungen der Lochmaske her gesehen, so gedreht wird, daß es entsprechend der Richtung, in welcher das Bild der länglichen Lichtquelle projiziert werden soll, einen vorbestimmten Winkel zum tatsächlichen Bild dieser Lichtquelle bildet, und daß die zweite Korrektionslinse eine Linsenfläche besitzt, durch welche das virtuelle Bild der länglichen Lichtquelle längs des Orts bzw. der Bahn der durch die Farbkathodenstrahlröhre hindurchlaufenden Elektronenstrahlen projiziert wird.

Im folgenden ist eine bevorzugte AusfUhrungsfoim der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt gehaltene perspektivische Darstellung einer Kathodenstrahlröhre,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Teils eines Leuchtstoffstreifens zur Veranschaulichung dei Zickzackform, welche die Leuchtstoffstreifen in den vier Ecken eines Schirmträgers der Kathodenstrahlröhre annehmen,

Fig. 3 eine schematische perspektivische Darstellung des Schirmträgers und der Lochmaske zur Verdeutlichung der Zlckzackform der in den vier Ecken des Schirmträgers ausgebildeten Leuchtstoffstreifen,

Fig. H eine schematische Schnittansicht einer Belichtungsvorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung,

Fig. 5 eine dreidimensionale Darstellung der Art und Weise, auf welche das Bild einer langgestreckten

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Llchtquelle durch die bei der erfindungsgemäßen
Belichtungsvorrichtung verwendeten ersten und
zweiten Korrektionslinsen projiziert wird, und

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Art und Weise,
auf welche die Lichtstrahlen durch die beiden
Korrektionslinsen der erfindungsgemäßen Belichtungsvorrichtung gebrochen werden.

Fig. 4 veranschaulicht schematisch eine erfindungsgemäße Belichtungsvorrichtung zur Herstellung eines Streifenrasters auf dem Schirmträger einer Farbkathodenstrahlröhre. Die
den Teilen von Fig. 1 und 2 entsprechenden Teile sind dabei in Fig. 4 mit denselben Bezugsziffern wie dort bezeichnet.

Wie in Fig. 4 in einem dreidimensionalen Koordinatensystem veranschaulicht, ist die langgestreckte Lichtquelle 15 bei der erfindungsgemäßen BelichtungsvorrJ 'htung auf der nicht dargestellten, senkrecht zu den X- und Z-Achsen stehenden
Y-Achse angeordnet. Diese Lichtquelle 15 könnte auch durch eine Punktlichtquelle ersetzt werden, die sich längs der
Y-Achse über eine vergleichsweise kleine Strecke bewegt.
Oberhalb der länglichen Lichtquelle 15 sind eine erste und eine zweite Korrektionslinse 28 bzw. Jo in der angegebenen Reihenfolge von der Lichtquelle aus angeordnet, wobei die
Mittelpunkte der Korrektionslinsen 28, }o auf der X Achse
liegen.

Ein Über der Korrektionslinsenanordnung vorgesehener Tisch 32 weist eine öffnung J>k auf, welche der zweiten Korrektionslinse 30 zugewandt ist, so daß ein Lichtstrahl vcn der länglichen Lichtquelle 15 zur photoempfindlichen Schicht 36 geworfen
wird, mit welcher die Rückseite des Schirmträgers 1o des Front-

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plattenteils 6 beschichtet ist. Der mit der Lochmaske 12 versehene Frontplattenteil 6 ist gemäß Fig. 4 so am Tisch 32 montiert, daß sein Mittelpunkt mit der X-Achse fluchtet. Der Leuchtstoffschirm I9 wird auf der Innenfläche des Schirmträgers 1o durch Ätzen der photoempfindlichen Schicht 36 ausgebildet.

Im folgenden ist anhand von Fig. 5 und 6 die Funktion der beiden Korrektionslinsen 28 und J>o erläutert. Theoretisch ist die erste Korrektionslinse 28 in erster Linie vorgesehen, um die Verzeichnung der länglichen Lichtquelle 15 zu korrigieren. Die erste Korrektionslinse 28 korrigiert dabei die Position des Bilds der lärgLichen Lichtquelle 15, um ein virtuelles Bild davon hervorzubringen, welches durch die beiden Korrektionslinsen 28 und 30 parallel zur Schlitztfffnung 14 gerichtet wird. Die zweite Korre ktionslinse J5° dient in erster Linie dazu, eine Ausrichtung zwischen dem Ort der durch eine Farbkathodenstrahlröhre laufenden Elektronenstrahlen und dem von der länglichen Lichtquelle 15 emittierten Lichtstrahl zu gewährleisten. Die zweite Korrektionslinse 30 ist hierfür so ausgelegt, daß sie den Lichtstrahl auf die photoempfindliche Schicht 36 in der Weise projiziert, daß die von der in-line-Elektronenrohranordnung 8 (Fig. 1) eine Farbkathodenstrahlröhre emittierten Elektronenstrahlen genau auf die Leuchtstoffstreifen 18 auftreffen. Diese beiden Korrektionslinsen 23 und J>o steuern in Zusammenwirken miteinander das von der länglichen Lichtquelle I5 ausgestrahlte Licht der- · art, daß die beiden auf die photoempfindliche Schicht 36 des Leuchtschirms I9 projlzlerten Bilder 22 und 24 parallel zueinander zu liegen kommen. Das Bild 24 ist dabei die Projektion der Schlitzöffnung 14, d.h. ein auf dem Leuchtschirm 19 durch die Schlitzöffnung 14 hindurch geformtes Bild von einem Lichtstrahl, der vom Mittelpunkt der länglichen Lichtquelle

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ausgestrahlt wird, nämlich eines Lichtstrahls, für den vorausgesetzt werden kann, daß er von einer unbeweglich am Mittelpunkt der länglichen Lichtquelle 15 angeordneten Punktlichtquelle emittiert wird. Das Bild 22 ist dabei eine Projektion der länglichen Lichtquelle 15, die auf dem Leuchtschirm 19 durch die Lichtstrahlen gebildet wird, welche gemeinsam durch einen einzigen Punkt in der Schlitzöffnung 1 ■*♦ durchfallen. Die beiden KorrektIonslinsen 28 und Jo bewirken somit eine unmittelbare, geradlinige Projektion des Lichts mit gleichmäßiger Breite auf die photoempfindliche Schicht 36 des Leuchtschirms I9 unter Ausbildung gerader Leuchtstoffstreifen 18.

Die Krümmungen der beiden KorrektIonslinsen 28 und 30 lassen sich konkret wie folgt definieren. Gemäß Fig. 5 sei zunächst angenommen, daß die Längsachse 4o einervorgegebenen Schlitzöffnung 14 in der Lochmaske 12 einen Winkel ß bildet, der eine bestimmte Beziehung zum Winkel θ der räumlichen Verschiebung (im folgenden als Verschiebungswinkel bezeichnet; vergl. Fig. 2) gegenüber der durch das Zentrum der Schlitzöffnung 14 verlaufenden Y„-Achse besitzt, und daß die längliche Lichtquelle 15 auf der Y-Achse angeordnet ist, wobei ihr Mittelpunkt bzw. Zentrum durch einen Basispunkt O bezeichnet ist. Die Schlitzöffnung 14 besitzt dabei eine räumliche Verschiebungsbeziehung zur Lichtquelle I5. Wenn das von der länglichen Lichtquelle 15 emittierte und durch die Schlitzöffnung 14 geworfene Licht unter diesen Bedingungen auf den Leuchtschirm I9 projiziert wird, liegen das Bild 24 der Schlitzöffnung 14 und das Bild 22 der Lichtquelle I5 nicht auf derselben Achse, vielmehr überschneiden diese Bilder einander unter dem Verschiebungswinkel 9 gemäß Fig. 2 und 3. Wenn dagegen das von der ersten Korrektionslinse 28 gelieferte virtuelle Bild 42 der länglichen Lichtquelle I5 einen Winkel bildet, der in einer vorbestimmten Beziehung zum Versohiebungs-

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winkel θ steht, so werden das Bild 22 der länglichen Lichtquelle 15 und das Bild 24 der Schlitzöffnung 14 auf den Leuchtschirm 19 längs derselben Achse entwickelt, wodurch eine Zickzackform der Leuchtstoffstreifen 18 vermieden werden kann.

Die erste Korrektionslinse 28 projiziert das virtuelle Bild 42 der länglichen Lichtquelle 15 auf die YZ-Ebene. Das aus den beiden Korrektionslinsen 28 und 30 gebildete Korrektionslinsensystem besitzt dieselbe Funktion wie in dem Fall, wenn die erste Korrektionslinse 28 entfernt und die längliche Lichtquelle I5 in einer mit 42 bezeichneten Position unter einem vorbestimmten Winkel zur Y-Achse angeordnet wird, der eine bestimmte geometrische Beziehung zum Verschiebungswinkel θ besitzt. Wenn die längliche Lichtquelle 15 am Punkt 42 angeordnet wird, lassen sich daher die optischen Eigenschaften der zweiten Korrektions linse J>o bestimmen. Gemäß Fig. 6 werden nämlich die optischen Eigenschaften der zweiten Korrektionslinse auf der Grundlage der erwähnten Position 42 des virtuellen Bilds so ausgelegt, daß ein durch die zweite K01 rektionslinse ~}o gebrochener Lichtstrahl auf den Bereich des Leuchtschirms I9 projiziert wird, auf den die Elektronenstrahlen durch die betreffende Schlitzöffnung 14 hindurch auftreffen.

Der Verschiebungswinkel 9 ergibt sich daraus, daß die Lochmaske 12 eine leicht gekrümmte Fläche besitzt. Der Verschiebungswinkel θ wird daher aufgrund der Beziehung zur Position einer Schlitzöffnung 14 auf der Lochmaske 12 als stetige Funktion ausgedrückt. Dies bedeutet, daß die Krümmung der ersten Korrektionslinse 28, die auf dem als stetige Funktion ausgedrückten Verschiebungswinkel 9 beruht, auf ähnliche Welse durch eine stetige Funktion bezeichnet wird. Anhand von Fig. '3 sei angenommen, daß das Bild der länglichen Lichtquelle

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-ΟΙ 5 zur zweiten Korrektionslinse 30 über einen Bereich bzw. Abschnitt der ersten Korrektionslinse 28 projiziert wird, der durch eine gerade Linie 44 mit dem Mittelpunkt G₁ bezeichnet ist. Bei 42 ist in Fig. 5 das virtuelle Bild der länglichen Lichtquelle 15 angedeutet, wenn es in der Richtung betrachtet wird, in welcher das Bild der Lichtquelle 15 zur zweiten Korrektionslinse J>o geworfen wird. In diesem Fall fällt ein vom Zentrum 0 der Lichtquelle I5 ausgehender Lichtstrahl durch das Zentrum O₁ der genannten geraden Linie 44 hindurch. Der dem Zentrum G₁der geraden Linie 44 entsprechende Punkt auf dem virtuellen Bild 42 ist mit R₁ bezeichnet. Weiter sei angenommen, daß das Bild der länglichen Lichtquelle 15 zur zweiten Korrektionslinse 30 über einen Bereich bzw. Abschnitt projiziert wird, der durch eine andere, nicht dargestellte, gerade Linie mit dem bei G₂ angedeuteten Zentrum ausgedrückt ist. Hierbei ist das Zentrum des virtuellen Bilds der länglichen Lichtquelle I5» welches dem Zentrum 0 der Lichtquelle 15 entspricht, mit R₂ bezeichnet. Auf ähnliche Weise wird das Zentrum des virtuellen Bilds der länglichen Lichtquelle 15 zur zweiten Korrektionslinse 30 über eine gerade Linie projiziert, deren Zentrum, mit G, bezeichnet, bei R_ dargestellt ist. Die jeweiligen Mittelpunkte besitzen eine solche Beziehung zueinander, daß auf der Y-Achse G₁ größer als G, und G₂ größer als G₁ ist, während auf der Z-Achse R₁ größer ist als R, und R« größer ist als R₁. Dies bedeutet, daß die Z-Komponenten der Verschiebungen der Zentren R«» Rp» ^R-x ^der virtuellen Bilder der Lichtquelle 15 vom Zentrum 0 dieser Lichtquelle 15 in sich monoton vergrößernden Funktionen angegeben sind. Bei einer Bestimmung bzw. Festlegung der speziellen Richtung, in welche das virtuelle Bild der länglichen Lichtquelle I5 durdidie erste Korrektionslinse 28 projiziert werden soll, und des vom virtuellen Bild zur Y-Achse festgelegten, vorgeschriebenen Winkels, lassen sich

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Positionen der jeweiligen Punkte auf der gekrümmten Fläche der ersten Korrektion^linse 28 definieren. Eine Ebene oder Fläche wird im allgemeinen durch folgende Gleichung ausgedruckt :

X_D =ΓΑπιηΥ^ΐηΖ^η

Wenn die Größe einer Konstante Amn unter Berücksichtigung der oben genannten Bedingung bestimmt wird, kann der Wert bzw. die Größe von X~ anhand der Koordinatengrößen von

Y und Z gemäß obiger Gleichung bestimmt werden. In dieser Gleichung bedeuten m und η Jeweils ganze Zahlen, während

Y und Z die betreffenden Koordinatenpunkte auf den Y- und Z-Achsen wiedergeben. Die obige Gleichung drlickt gegenüber den Y- und Z-Achsen symmetrische Ebenen aus. Der Grund für die Anwendbarkeit dieser Gleichung auf die Erfindung liegt darin, daß dann, wenn der Mittelpunkt der Lochmaske 12 mit der auf vorgeschriebene Weise gekrümmten Ebene oder Fläche am Schnittpunkt der Achsen Y und Z angeordnet wird, die Schlitzöffnungen 14 der Lochmaske 12 in symmetrischer Beziehung zu den Achsen Y und Z angeordnet werden können. Die Größe von X_ß gemäß obiger Gleichung bezeichnet den betreffenden Punkt der verschiedenen Punkte auf der X-Achse, nämlich die Positionen der jeweiligen Punkte auf erster und zweiter Korrektions linse 28 bzw. J>o bei mit Null bezeichnetem Mittelpunkt. Die Konstante Amn wird offensichtlich unter Berücksichtigung des Brechungsindex des Materials der ersten Korrektionslinse 28, ihrer Dicke am Mittelpunkt und der vielfältigen* Beziehung zwischen erster und zweiter Korrektionslinse 28 bzw. 30 bestimmt.

Die KrUmmungsflächen der zweiten Korrektionslinse 30 lassen sich auf folgende Weise festlegen. Gemäß den Flg. 5 und 6 bildet das von der eisten Korrektionslinse 28 projizierte virtuelle Bild 42 der länglichen Lichtquelle 15 den vorbestimmten Winkel zur Y Achse, welcher eine gewisse Beziehung zum Verschiebungswinkel θ besitzt. Der Mittelpunkt dieses virtuellen Bilds 42 ist dabei mit R, bezeichnet. Vom Punkt

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H₁ auf der zweiten Korrektionsllnse 30 aus gesehen, wird die längliche Lichtquelle I5 durch das virtuelle Bild 42 dargestellt. Die zweite Korrektions linse J>o wird nun so ausgelegt, daß sie das virtuelle Bild 42 durch die Schlitz-Öffnung 14 hindurch auf den Bereich auf dem Leuchtschirm 19 wirft, auf den die Elektronenstrahlen auftreffen sollen. Wie erwähnt, liefert die erste KorrektIonslinse 28 jedoch verschiedene Formen des virtuellen Bilds 42 in verschiedenen Bereichen einer durch die Y-Z-Achse bestimmten Ebene. Um nun die Elektronenstrahlen genau auf die Leuchtstoffstreifen 18 auf dem Leuchtschirm 19 auftreffen zu lassen, muß die zweite Korrektionslinse 50 die Position des auf den Leuchtschirm 19 projizierten virtuellen Bilds 42 korrigieren, da diese Position entsprechend der Richtung variiert, in welcher die längliche Lichtquelle 15 vom Leuchtschirm I9 aus betrachtet wird. In der Praxis wird die Position des Punkts H₁ auf der gekrümmten Fläche bzw. Ebene der zweiten Korrektionslinse Jo unter Berücksichtigung eines Abstands Λ Z. vom Zentrum O der länglichen Lichtquelle 15 zum Zentrum R₁ ihres virtuellen Bilds 42 bestimmt. Bezüglich der genannten Z-Komponente allein wird die Koordinatenposition eines vom Zentrum O der länglichen Lichtquelle I5 emittierten und durch den Punkt G₁ auf der ersten Korrektionslinse 28 geleiteten Lichtstrahls durch ^ Z₂ am Punkt H₁ auf der zweiten Korrektionslinse 50 korrigiert. Als Ergebnis wird der Lichtstrahl zum Zentrum M der Schlitzöffnung 14 abgelenkt. Des Ausmaß bzw. die Größe A Z^, in welchem bzw. bis zu welcher die Koordinatenposition eines vom Zentrum O der länglichen Lichtquelle I5 ausgehenden Lichtstrahls korrigiert wird, läßt sich durch folgende Gleichung ausdrücken:

AZg = Az₂ - ^z₁

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In diesem FpII wird Δ Z_ß auf eine Größe eingestellt, die mit dem Ausmaß übereinstimmt, in welchem die eine Kathodenstrahlröhre durchlaufenden Elektronenstrahlen beabsichtigt abgelenkt bzw. verschoben werden. Wenn die Koordinatenposition eines Lichtstrahls, der durch den Punkt G₁ auf der ersten Korrektions linse 28 hindurchfällt, nach Λ Z₂ {A Z₂ = Δ Zg + AZ^sm Punkt H₁ auf der gekrümmten Fläche der zweiten Korrektionslinse J5o korrigiert wird, so koinzidiert die Koordinatenposition des Lichtstrahls, der durch die zweite Korrektionslinse j5o hindurchgetreten ist, mit der absichtlich bzw. gewollt festgelegten Bahn der eine Farbkathodenstrahlröhre durchlaufenden Elektronenstrahlen, wobei sich dieser Lichtstrahl zur Lochmaske 12 fortsetzt Wie im Fall der ersten Korrektions linse 28 kann die Krümmung der zweiten Korrektions linse jjo mittels einer Konstante Amn definiert werden, die in der Gleichung X_p = Σ AmnY^mZⁿ enthalten ist, welche zur Bezeichnung einer Ebene benutzt wird, die unter Berücksichtigung der oben genannten Bedingung bestimmt wird.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, kennzeichnet sich die erste Korrektionslinse 28 dadurch, daß die Größe Δ Z₁, mit welcher die Koordinatenposition eines Lichtstrahls auf eine parallel zur Y-Achse liegende Ebene projiziert wird, ein monotones Inkrement gegenüber der Y Achse angibt. Obgleich die in diesem monotonen Inkrement enthaltene Korrektionsgröße^ Z₁ nur im ersten Quadranten erscheint, läßt sich dennoch die Korrektionsgröße Λ Z. in den anderen Quadranten voraussagen, die untereinander symmetrisch zur Y- oder Z-Achse angeordnet sind. Anhand von Fig. 6 sei angenommen, daß die Größe Δ Z. der Korrektur durch die erste Korrektionslinse 28 einen positiven Wert besitzt und ein monotones Inkrement gegenüber der Y-Achse angibt, und daß die

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Größe bzw. das Ausmaß Δ Z₂ (A Z₂ ~Λ^ +21Z₁) der Korrektur durch die zweite Korrektions linse J>o einen negativen Wert besitzt. Wenn dann die Korrekturgröße Δ Z₀ der Koordinatenposition eines vom Mittelpunkt 0 der länglichen Lichtquelle 15 ausgehenden Lichtstrahls mit einem konstanten Wert gewählt wird, um Koinzidenz zwischen der Bahn der eine Fnrbkatnodenstrahlröhre durchlaufenden Elektronenstrahlen und der Bahn des Lichtstrahls zu erreichen, ist es möglich, die Werte der Ausmaße bzw. Größen

4 Z₁ und^Zg (Az₂ =Δ Zg +^Az₁) der durch die beiden Korrektionslinsen 28 und 3o bewirkter. Korrektur beliebig zu wählen. Infolgedessen kann der die vorbestimmte Beziehung zum Winkel θ der räumlichen Verschiebung besitzende Drehwinkel eines virtuellen Bilds der länglichen Lichtquelle 15 frei eingestellt werden.

Im folgenden ist eine Abwandlung der vorstehend beschriebenen AusfUhrungsform erläutert. Dabei können die Positionen auf erster und zweiter Korrektionslinse 28 bz*».^o miteinander vertauscht werden, d.h. die zweite Korrektions linse J>o kann näher als die erste Korrektionslinse 28 an der länglichen Lichtquelle 15 angeordnet sein. Gemäß den Fig. 4 bis 6 sollte Jedoch die erste Korrektionslinse 28 vorzugsweise wesentlich dichter an der länglichen Lichtquelle 15 angeordnet sein als die zweite Korrekt ions linse 3Jo. Mit dieser Anordnung wird die Aufgabe der Erfindung wirksam gelöst. Der Grund hierfür liegt gemäß Fig. 5 darin, daß das Bild der länglichen Lichtquelle 15 bei der zweiten Korrekt ions linse J>o durch einen kleineren Bereich hindurchtritt als an der ersten Korrektionslinse 28. Der Unterschied zwischen dem Ausmaß, in welchem die Koordinatenposition eines durch einen von zwei dicht nebeneinander angeordneten Punkten hindurchtretenden Lichtstrahls durch Brechung korrigiert wird, und dem Ausmaß, in welchem die Koordinatenposition eines anderen, durch den

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anderen Punkt hindurchtretenden Lichtstrahls auf ähnliche Weise durch Brechung korrigiert wird, ist wesentlich kleiner als der Unterschied zwischen dem Ausmaß, in welchem die Koordinatenpucition eines Lichtstrahls, der sich durch einen von zwei weit voneinander entfernten Punkten bewegt, durch Brechung korrigiert wird, und dem Ausmaß, in welchem die Koordiiiatenposltion eines anderen, durch den anderen Punkt hindurchfallenden Lichtstrahls auf ähnliche Weise durch Brechung korrigiert wird. Dies bedeutet, daß das Bild einer Lichtquelle stärker verzeichnet wird, wenn dieses Licht durch einen größeren Bereich einer Korrektionslinse hindurchgeleitet wird. Während die erste Korrektionslinse 28 ein Bild der länglichen Lichtquelle I5 verzeichnet bzw. verzerrt, darf die zweite Korrektionslinse J>o dieses Bild nicht verzeichnen. Aus diesem Grund werden die beiden Korrektions linsen 28 und j5° bevorzugt in den genannten Positionen angeordnet. Die erfindungsgemäße Belichtungsvorrichtung, die gemäß Fig. H einen einfachen Aufbau besitzt, bietet somit die Vorteile, daß genau geradlinig verlaufende Leuchtstoffstreifen 18 in lotrechter Richtung des Leuchtschirms 19 ausgebildet werden können, ohne daß diese Streifen speziell in den vier Ecken des Schirmträgers 1o eine Zickzackform annehmen, so daß die Farbreinheit in diesen Ecken verbessert wird. Außerdem wird die gesamte photoempfindliche Schicht 36 auf dem Leuchtschirm 19 bei einmaliger Lichtaufstrahlung vollständig belichtet, wodurch die Belichtungszeit weitgehend verklirzt und die Fertigungsleistung erhöht wird.

Mit der Erfindung wird also eine Belichtungsvorrichtung zur Ausbildung eines Streifenrasters auf einem Schirmträger einer Farbkathodenstrahlröhre geschaffen, mit welcher der Farbkathodenstrahlröhre ausgezeichnete Eigenschaften bezUglich der Farbreinheit verliehen werden können.

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Claims

Patentansprüche

Vl. ) Belichtungsvorrichtung zur Herstellung eines Streifenrasters auf einem Schirmträger einer Farbkathodenstrahlröhre, gekennzeichnet durch eine längliche Lichtquelle (15)# durch eine Linsenanordnung aus einer ersten und einer zweiten Korrektionslinse (28, J>0) oberhalb der Lichtquelle, durch einen über der Linsenanordnung vorgesehenen Tisch (^2) mit einer öffnung (3^;0 zur Ermöglichung eines Durchtritts des von der länglichen Lichtquelle (15) durch die Korrektionslinsenanordnung emittierten Lichts und zur Aufnahme eines mit einer Lochmaske (12) mit einer Vielzahl von Schlitzöffnungen (14) versehenen Frontplattenteils (6) der Farbkathodenstrahlröhre (10), wobei das Streifenraster der Frontplatte der Korrektionslinsenanordnung zugewandt ist, sowie dadurch, daß die erste Korrektionslinse (28) eine Linsenfläche besitzt, durch die ein virtuelles Bild der länglichen Lichtquelle, welches von der zweiten Korrektionslinse projiziert wird, von einem Leuchtstoffschirm durch die Schlitzöffnungen der Lochmaske her gesehen, so gedreht wird, daß es entsprechend der Richtung, in welcher das Bild der länglichen Lichtquelle projiziert werden soll, einen vorbestimmten Winkel zum tatsächlichen

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ORIGINAL INSPECTED

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Bild dieser Lichtquelle bildet, und daß die zweite Korrektionslinse (30) eine Linsenfläche besitzt, durch welche das virtuelle Bild der länglichen Lichtquelle längs des Orts bzw. der Bahn (locus) der durch die Farbkathodenslrahlröhre hindurchlaufenden Elektronenstrahlen projiziert wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die längliche Lichtquelle durch eine linear bewegbare Punktlichtquelle gebildet ist.
^. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die erste Korrektionslinse eine Linsenfläche aufweist, durch welche das virtuelle Bild der länglichen Lichtquelle parallel zu den jeweiligen Schlitzöffnungen der Lochmaske gerichtet wird, die am Frontplattenteil der Kathodenstrahlröhre angebracht ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Linsenfläche der zweiten Korrektionslinse durch das Ausmaß bzw. die Große bestimmt ist, in welchem bzw. mit der das von der ersten Korrektionslinse auf die zweite Korrektionslinse geworfene virtuelle Bild der länglichen Lichtquelle von deren tatsächlichem Bild und der Position einer Schlitz-Öffnung verschoben ist, durch welche das virtuelle Bild der länglichen Lichtquelle auf die Lochmaske geworfen wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die erste Korrektionslinse dichter an der länglichen Lichtquelle angeordnet ist als die zveite Korrekt!onslinse.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die erste Korrektionslinse in einem dreidimensionalen Koordinatensystem aus einer durch das Zentrum der länglichen Lichtquelle und die (der) erste(n) Korrektionslinse verlaufenden X-Achse, einer durch die Längsachse der länglichen Lichtquelle gebildeten Y-Achse und einer die X- und Y-Achsen unter einem rechten Winkel schneidenden und durch das Zentrum der länglichen Lichtquelle verlaufenden Z-Achse eine solche Linsenfläche besitzt, daß das Ausmaß Z-, In welchem die Koordinatenposition eines Lichtstrahls durch Brechung in der parallel zur Y-Achse liegenden Ebene der ersten Korrektionslinse korrigiert wird, ein monotones Inkrement zu einem beliebigen Y-Koordinatenpunkt im ersten Quadranten des dreidimensionalen Koordinatensystems zeigt, und daß die Linsenfläche im ersten Quadranten gegenüber der Y- und Z-Achse symmetrisch zur Linsenfläche des zweiten, des dritten und des vierten Quadranten liegt.

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