DE3021195A1

DE3021195A1 - Farbkathodenstrahlroehre mit ebenem bildschirm

Info

Publication number: DE3021195A1
Application number: DE3021195A
Authority: DE
Inventors: Akira Nakayama; Michio Tamura
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1979-06-07
Filing date: 1980-06-04
Publication date: 1981-01-22
Also published as: GB2052148A; FR2458890A1; JPS55163745A; NL8003252A; AU538301B2; GB2052148B

Description

THR MEHR - MOUUER · STElNtviEiSTER Sony ΞΒ0Ρ86

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Farbkathodenstrahlröhre mit ebenem Bildschirm, mit einer auf einem ebenen Bildschirmabschnitt ausgebildeten Farbphosphormaske und einEm dem ebenen Bildschirmabschnitt zugekehrten Element zur Be-Stimmung einer Elektronenstrahl-Auftreffposition.

Es gibt Farbkathodenstrahlxöhren mit einem in einem Fließverfahren hergestellten sphärischen oder zylindrischen Bildschirm., der naturgemäß relativ grobe Form- und Maßtoleranzen aufweist. Die Farbphnsphormaske bedeckt die

IQ Innenüberflache des gekrümmten Bildschirms, und darüber befindet sich eine Schattenmaske bzw. ein Gitterelement zur Bestimmung einer Elektronenstrahl-Auftreffposition. Die Schattenmaske enthält Löcher, Schlitze oder dergleichen und bildet mit der Farbphosphormaske ein sog. Paarungs-

-J5 system. Die vorher für die einzelnen Bildschirme ausgesuchten Einrichtungen zur Bestimmung der Elektronenstrahl-Auf treff position werden jeweils an einer für eine fertige Röhre vorgesehenen Position eingesetzt, und dann werden die als Maske benutzten Elemente optisch mit den verschie-

2Q denen Farbphosphorarten bedruckt, um einen Farbbildschirm mit einem gewünschten Muster herzustellen.

Farbkathodenstrahlröhren mit ebenem Bildschirm der eingangs genannten Art sind besonders bei den kleineren Roh— rentypen weit verbreitet und haben als Bildschirm eine ebene Glasplatte. Eine in Fig. 1 der anliegenden Zeichnung schematisch dargestellte bekannte Farbkathodenstrahlröhre mit ebenem Bildschirm hat einen Hüllkörper 1 mit einem Halsabschnitt 2, einem Trichterabschnitt 3 und einem durch

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Fritten dicht an das offene Ende des Trichterabschnitts angesetzten ebenen Bildschirmabschnitt k. Eine Elektronenkanone 5 in dem Halsabschnitt 2 erzeugt separate Elektronenstrahlen beispielsweise für die Farben rot, grün und blau. -Die innere Oberfläche des Bildschirmabschnitts i» ist mit einer z.B. durch Aufdrucken verschiedener Farbphosphorarten gebildeten Farbphcsphcrmaske 6 bedeckt, und darüber befindet sich eine Einrichtung 7 zur Bestimmung von Elektronenstrahl-AuftreffPositionen, z.B. in Form eines Lochgitters o. dgl., ujelche dafür sorgt, daß die von der Elektronenkanone 5 ausgehenden Elektronenstrahlen auf den richtigen Farbphosphorarten landen.

Der aus einer ebenen Glasplatte hergestellte Bildschirmabschnitt if genügt in seinen Form- und Maßtoleranzen hohen Ansprüchen. Da hierbei auch das Gitterelement eine hohe mechanische Genauigkeit aufweist, braucht nach dem Auftragen der Farbphosphorarten auf den Bildschirm kein dazu passendes Elektroden- bzw. Gitterelement mehr ausgesucht zu werden. Damit entfällt die sonst übliche Paar-Bildung, und es besteht Austauschbarkeit für alle Kathodenstrahlröhren gleichen Typs.

Durch Anwendung von Druck-Methoden bei der Ausbildung der Farbphosphormaske auf ebenen -Bildschirmen ließe sich dieser PrDduktionsabschnitt wesentlich vereinfachen.

Üblicherweise besitzt das Gitterelement zur Bestimmung der Elektronenstrahl-AuftreffPositionen eine Blattfeder, die von einem am Bildschirm befestigten Stift erfaßt wirdj um das Gitterelement zu fixieren. Die Notwendigkeit der Anbringung eines Stiftes oder ähnlichen Uarsprungs auf

3D der Bildschirm-Innenoberflache erschwert .oder verhindert

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die Anwendung des Druck-Verfahrens.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Farbkathodenstrahlröhre der eingangs genannten Art zu verbessern, damit dem Stand der Technik anhaftende Nachteile vermieden werden.

Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist kurzgefaßt im Patentanspruch 1 angegeben.

Varteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen enthalten.

1D Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäß ausgebildeten FarbkathotJenstrahlröhre ist es, daß die Elemente zur Positionsfestlegung für das die Elektronenstrahlauftreffposition bestimmende Element auf der Bildschirm-' Innenseite nicht über die Innenoberfläche des Bildschirms hinausragen, sondern vorzugsweise Aussparungen oder Vertiefungen sind. So werden jegliche Uorsprünge auf der Bildschirm-Innenseite vermieden, und der Druck-Vorgang zur Herstellung der Farbphosphormaske kann ungehindert stattfinden.

Vorzugsweise sind die ersten, der Bezugspositionsbestimmung dienenden Einrichtungen als Vertiefungen oder Aussparungen in der Innenoberflache des ebenen Bildschirms, und die zweiten Einrichtungen als Vorsprünge ausgebildet, welche mit den Aussparungen in Eingriff bringbar sind.

Nachstehend werden einige die Merkmale der Erfindung aufweisende Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf

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eine Zeichnung, die auch den zuvor gewürdigten Stand der Technik umfaßt, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der zuvor er-. läuterten bekannten Farbkathadenstrahlrähre mit einem ebenen Bildschirm,

Fig. 2 einen abgebrochenen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Farbkathodenstrahlröhre mit ebenem Bildschirm,

Fig. 3 eine Perspektivdarstellung wesentlicher Einzel-1G heiten aus Fig. 2,

Fig. h eine Draufsicht auf den Bildschirm van Fig. 2 und 3, und

Fig. 5 eine Seitenansicht zu dem Zusammenbau eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Elemente des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels in Fig. 2, die mit denen in dem zuvor in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen übereinstimmen und gleiche Bezugszahlen uie jene tragen, werden hier nicht noch einmal erwähnt.

Das Element bzw. Gitterelement 7 zur Bestimmung der ElektrDnenstrahl-Auftreffposition ist als Langlochgitter ausgebildet, so daß die auf der Innenoberfläche des Bildschirmabschnitts k aufgetragenen Farbphnsphorarten senkrechte Streifen bilden. Ein Rahmen 8 des Gitterelementes 7 besteht aus zwei Gruppen sich jeweils gegenüberliegender Rahmenteile Ba₁Ob und Bc,Sd (Fig. 3). Ein mit durchgehenden senkrechten Schlitzen versehenes Liniengitter 9 erstreckt sich zwischen der Rahmenteilgruppe 8a,8b des Rahmens B.

Gemäß Fig. k ist in die Innenaberflache und am Rand des 3G als ebene Glasplatte hergestellten Bildschirmabschnitts k mindestens eine Aussparung 10 eingeformt, um als Bezugs-

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punkt für die Horizontal- und Vertikalrichtungen χ und y des Bildschirms k, die senkrecht zueinander verlaufen, zu dienen. Nach diesem Bezugspunkt uird auch das die Elektronenstrahl-AuftreffPositionen bestimmende Gitterelement 7 ausgerichtet. Außerdem befinden sich am Rand in der

Innenoberfläche des Bildschirmabschnitts k zmei Positionierrillen bzw» -aussparungen 11a und 11b, uelche eine Drehung des Gitterelementes 7 relativ zu dem Bildschirmabschnitt k verhindern und dem Gitterelement außerdem die Möglichkeit 1G bieten, sich unter Itlärmeeinujirkung relativ zu dem Bildschirm k auszudehnen oder zu schrumpfen, da der Bildschirmabschnitt if und das Gitterelement 7 naturgemäß unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten haben.

An einer der Aussparung 1D entsprechenden Position trägt der Rahmen B des Gitterelementes 7 z.B. eine Nase oder einen Stift 12. Ferner sind an dem Rahmen B an den Aussparungen 11a,11b entsprechenden Positionen zuei Stifte 13a und 13b angebracht, um in die jeweils zugeordnete Aussparung 11a bzw. 11b einzugreifen.

Bei dem vorliegenden. Ausführungsbeispiel sind die Stifte 12,13a,13b und die Aussparungen 10,11a,11b in einem gleichen Uinkelabstand gegenüber einer Achse des Hüllkörpers 1 angeordnet. Der Stift 12 befindet sich auf der Oberfläche des mit dem Liniengitterelement 9 verbundenen Rahmenteils 8b und ist der Aussparung 10 in der inneren Oberfläche des Bildschirmabschnitts k zugekehrt. Die Stifte . 13a und 13b sind auf der gleichen Oberfläche des mit dem Liniengitterelemant 9 verbundenen anderen Rahmenteila 8a angebracht und den Aussparungen 11a,11b in der Innenoberfläche des Bildschirmabschnitts k zugekehrt. Die Aussparung 10 ist konisch, ihr Durchmesser wird zum Boden hin ab. Der Stift 12 ist kugelförmig abgerundet, so daß

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im montierten Zustand die Achsen von Aussparung 10 und Stift 12 übereinstimmen. Die Aussparungen 11a und 11b sind V-förmige längliche ν Rillen- oder Nuten, die etwa einem Radius des Hüllkörpers folgen, und die zugeordneten Stifte 13a,13b sind kugelförmig abgerundet. Wenn die Stifte 13a,13b in die Aussparungen 11a,11b eingreifen, verhindern sie eine Verdrehung des Gitterelementes 7 relativ zu dem Bildschirmabschnitt k und positionieren das Gitterelement 7 auf dem Bildschirmabschnitt k in einer senkrecht 1G zur Röhrenachse des Hüllkörpers 1 verlaufenden Ebene in Verbindung mit der Aussparung 10 und Stift 12. Damit ist die Gitterelement-Bezugsposition in bezug auf die x- und y-Richtungen festgelegt.

Uenn es bei dem eine· Anzahl senkrechter Schlitze (wie oben ermähnt) enthaltenden Gitterelement 7 aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Gitterelement 7 und Bildschirmabschnitt if durch Dehnung und Schrumpfung zu einer Änderung der Relativlage des Gitterelementes 7 zu dem Bildschirmabschnitt k kommt, treten Farbdeckungsfehler auf, uelche die Bildqualität beeinträchtigen. Um derartige Farbdeckungsfehler beim Dehnen und Schrumpfen zu vermeiden und außerdem Verformungen oder Verzerrungen im Bildschirm h oder Gitterelement 7 zu verhindern, ist die Richtung der länglichen Positionierrillen /11a und 11b so gewählt, daß Dehnungen und Schrumpfungen absorbiert und eine Drehung des Gitterelementes 7 verhindert werden. _r

Die Tiefen der Aussparungen 10', 11a, 11b und die Höhen der Stifte 12, 13a, 13b sind so aufeinander abgestimmt, daß im montierten Zustand ein vorgegebener Abstand zwischen dem

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Gitterelement 7 und dem Bildschirmabschnitt k eingehalten idird.

Gernäß Fig. 2 sind an der Rückseite des Rahmens B von Gitterelement 7 z.B. mittels Punktschweißungen mehrere Bittfedern "\k befestigt, deren freie Enden eine im Trichterabschnitt 3 des Hüllkörpers 1 eingeformte Schulter 15 hintergraifen und auf diese Lüeise das Gitterelement 7 elastisch in Richtung auf den Bildschirmabschnitt k drükken, um die Stifte 12, 13a,13b fest in ihre gegenüberliegenden Aussparungen 10, 11a, 11b zu drücken".

Weil die erfindungsgemäße Farbkathodenstrahlröhre in ihrer inneren Bildschirmoberfläche nur Aussparungen 10,11a,11b zur Aufnahme der Gitterelement-Stifte aufweist, sind bei der Bildschirmbeschichtung zur Herstellung der Farbphosphormaske auf der Bildschirm-Innenoberfläche zumindest einige Prazeßschritte in Druckverfahren ausführbar.

Dagegen muß beim Stand der Technik vor der Befestigung des Bildschirmabschnitts k an dem Trichterabschnitt 3 durch Fritten in einem Rotations- oder Schleuderbeschich-

2D tungsprozeß zunächst eine Farbphosphoraufschlämmung auf den Bildschirmabschnitt aufgetragen, dann das Gitterelement 7 an dem Bildschirmabschnitt k befestigt, dann die Aufgetragene Aufschlämmung durch das Gitterelement 7 als optische Maske hindurch mit einem dem Elektronenstrahl für die erste Farbe entsprechenden Lichtstrahl belichtet, anschließend das Gitterelement 7 wieder abgenommen und schließlich die belichtete Aufschlämmung zu dem ein vorbestimmtes Muster oder Streifenmuster aufweisenden ersten Phosphor entwickelt werden. Diese Prozedur muß zur Aus-" bildung van zweiten und dritten Streifenmustern jeweils

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in ähnlicher Weise wiederholt werden.

Weil der erfindungsgemäße Bildachirmabschnitt it auf seiner inneren Oberfläche keinerlei Erhebungen aufweist, kann das Aufbringen der einzelnen Farbphosphoraufschlämmungen mittels einer Gummiualze in einem Druckprozeß erfolgen; die früher zu dem gleichen Zweck angewandte Schleuderbeschicfitung erübrigt sich- Dann werden die gleichmäßig oder homogen aufgetragenen Phaspharaufschlämmungen, wie oben angegeben, unter Verwendung des an dem Bildschirmabschnitt k angebrachten Gitterelementes 7 als optische Maske optisch aktiviert.

Wenn die Phaspharaufschlammung in dem zuvor erwähnten Druckprozeß aufgetragen wird, kann sie eine größere Viskosität haben als jene für die früher notwendige Schleuderbeschichtung. Folglich werden weniger Trocknungszeit sauiie Energie benötigt.

Bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird die Phosphoraufschlammung im Druckprozeß aufgetragen und das gewünschte Muster durch den optischen Aktivier-Prozeß

ZO hergestellt. An Stelle dieser optischen Aktivierung bzw. optischen Musterausbildung können aber auch die einzelnen Farbphosphorarten in Form entsprechender Muster gedruckt werden. Das erspart die Belichtungs- und Entwicklungsschritte und vereinfacht den ganzen Prozeß. Da erfindungsgemäß auf eine Paar-Bildung von Gitterelement 7 und Bildschirm k verzichtet werden kann, läßt sich die Phosphormaske in einer Serienfertigung produzieren. Der DruckprozeB ist schon deshalb wirtschaftlicher, weil dabei keine Phaspharaufschlammung verschüttet und vergeudet uiird.

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In der Praxis werden zwischen benachbarten Farbphosphor streifen der Maske 6 Schutzbänder aus einem schwarzen Material wie Kohlenstoff bzu. Ruß schichtweise aufgebracht. Diese Schu'tzbänder können in einem gewünschten Muster z.B. in einem Schleuderprozeß aus einer Kohlenstoffaufschlämmung gebildet und dann optisch "gedruckt" bzw. aktiviert werden, ähnlich wie bei dem bekannten Herstellverfahren. Danach werden die verschiedenen Farbphospharbereiche zwischen den benachbarten Schutzbändern im Druck her-1D gestellt.

Bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Stifte 12,13a und 13b direkt an dem Rahmen S mit dem sich dazwischen erstreckenden Liniengitter 9 befestigt. In bestimmten Fällen kann es nützlich sein, die Stifte über Befestigungsteile an dem Rahmen 8 zu befestigen. Ferner ist es möglich die Lage und dieForm der Aussparungen 1D₁11a,11b sowie der ihnen zugeordneten Stifte 12,13a,13b anders zu wählen. Außerdem kann der Rahmen 8 anders als in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben ausgebil-

2G det sein.

Bei einem in Fig. 5 dargestellten abgewandelten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht der Rahmen 8 aus einem ersten Rahmenelement 8A,an dem die Stifte oder Nasen 12,13a und 13b befestigt sind, und einem zweiten Rahmenelement SB, auf dem sich das (in Fig. 5 nicht dargestellte) Liniengitterelement erstreckt. Zunächst wird auf dem Bildschirmabschnitt k, auf dem in der oben beschriebenen Weise bereits die fertige Farbphosphormaske 6 ausgebildet ist, das erste Rahmenelement 8A aufgesetzt,

3D wobei die Nasen 12,13a und 13b in die Aussparungen 1Ü,

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11a bzm. 11b eingreifen. Dieses Zuiischenerzeugnis uird gemäß Fig. 5 von einer punktförmigen Lichtquelle 16 angestrahlt, so daß die Schlitze des Liniengitters ein Moire-Muster auf der Farbphosphormaske 6 erzeugen, nach dem die Position des zweiten Rahmenelementes BB relativ zu dem ersten Rahmenelement BA genau justier- und einstellbar ist.

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Claims

PATENTANWÄLTE

TER MEER-MÜLLER-STEINtMEISTER

Beim EuropSlschen Patentamt zugelassene Vertreter — Professional Representatives before the European Patent Office Mandataires agrdes pres l'OHIce europoon des brevets

Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-ing. H. Steinmeister

Dipl.-ing, F. E. Müller Siekerwall 7, Triftstrasse 4·

■ D-8ÖOQ MÜNCHEN 23 - O-4800 BIELEFELD 1 . ;

Case: SB0P86 . 4. Juni 1980

Mü/Qdt

SDIMY CORPORATION 7-35, Kitashinagaua 6-chome, Ι<υ, Tokyo, Japan

FarbkathadenstrahlröhrE mit ebenem Bildschirm Priorität: 7. Juni 1979, Japan, No. 71538/1979

PATENTANSPRÜCHE:

^ Farbkathodenstrahlröhre mit ebenem Bildschirm,. mit . einer auf einem ebenem Bildschirmabschnitt ausgebildeten Farbphosphormaske und einem dem ebenen Bildschirmabschnitt zugekehrten Element zur Bestimmung einer Elektronenstrahl-Auftreffposition , dadurch gekenn..zeichnet, daß in der Innenoberfläche des ebenen Bildschirmabschnitts (Ό eine Bezugsposition für das Element (7) zur Bestimmung der Elektronenstrahl-Auftreffposition festlegende erste Einrichtungen (10,11...) vorgesehen und an dem Element (7) mit den ersten Einrichtungen in Eingriff bringbare ziueite Einrichtungen (12,13...) angeordnet sind.

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2. Farbkathadenstrahlröhre nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Einrichtungen (1:0,11...) Aussparungen, und die zweiten Einrichtungen (12,13...) mit den Aussparungen in Eingriff bringbare Vorsprürtge sind.
3. Farbkathodenstrahlröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Einrichtungen (1G;11a,11b) im wesentlichen gleiche liiinkelabstände relativ zu einer Achse eines Röhrenkörpers (1) haben.
k. Farbkathodenstrahlrähre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß drei Aussparungen vorhanden sind, von denen die eine (10) konisch ausgebildet ist und die anderen zuei sich radial zu dem Röhrenkörper (1) erstreckende Nuten mit U-förmigern Querschnitt sind.
5. Farbkathadenstrahlröhre.nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen (1^,15), welche das Element (-7). elastisch, gegen den ebenen Bildschirmabschnitt (l·) drücken.

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