DE3104700A1

DE3104700A1 - "verfahren zum bestimmen der mittleren breite von leuchtstoffstreifen eines bildschirms"

Info

Publication number: DE3104700A1
Application number: DE19813104700
Authority: DE
Inventors: Frank Rowland Lancaster Pa. Ragland jun.
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1980-02-11
Filing date: 1981-02-10
Publication date: 1981-12-17
Also published as: FR2475829A1; JPS56128547A; US4286164A; PL229601A1; IT8119486A0; IT1135278B; CA1151288A

Description

U.S. Ser.No. 120,472 , ___ _n~_ncA ,„^ _/ri, _c

AT: 11.Februar 1980 fc RCA 72964 MVB/Elf

RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)

/erfahren zum Bestimmen der mittleren Breite von Leuchtstoffstreifen eines Bildschirms

Diese Erfindung betrifft ein neues Verfahren, um die mittlere Breite von photolumineszierenden Streifen in einem lokalisierten Bereich eines Bildschirmes zu bestimmen. Das Verfahren ist besonders nützlich, um Leuchtstoffstreifen in einer Schattenmaske-Farbfernsehbildröhre, die einen gestreiften Bildschirm hat, zu messen.

Eine Sohattenmasken-Bildröhre enthält einen evakuierten Kolben, in dem sich ein Lumineszenz- oder Leuchtstoff-Bildschirm , der rot emittierende, grün emittierende und blau emittierende BiIdschirme.lemente enthält, eine elektronenstrahlerzeugende Vorrichtung, um den Bildschirm zur Lumineszenz anzuregen, und eine Schattenmaske zwischen dem Bildschirm und den elektronenstrahler zeugenden Vorrichtungen enthält. Die Maske besteht aus einem durchbrochenen Metallblech, das präzise geformt und im Abstand vom Bildschirm angeordnet ist, so daß die Maskenöffnungen in einer systematischen Beziehung zu den Bildschirmelementen stehen. Bei einem Typ von Schattenmasken-Farbbildröhren sind die Bildschirmelemente parallele Leuchtstoffstreifen und die Maskenöffnungen sind in Spalten angeordnet, die parallel zur" Längsrichtung der Streifen verlaufen und die öffnungen selbst sind in derselben Richtung langgestreckt. Dieser Bildschirmtyp

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und Verfahren zu seiner Herstellung sind zum Beispiel aus der US-PS 4 049 451 (Law) bekannt. Die Streifen sind sowohl kathodolumineszent (durch Elektronen anregbar) als auch photolumineszent (durch ultraviolettes Licht anregbar).

Bei den meisten bekannten Verfahren wird der Bildschirm einer Röhre photographisch aus der inneren Oberfläche des; Bildfensters des Frontplattenpaneels der Röhre hergestellt, wobei die Schattenmaske der Röhre als photographisches Muster (Kopierschablone) verwendet wird. Anschließend wird das Paneel, das den Bildschirm und die Maske enthält, mit anderen Teilen ζυ einer Farbbildröhre zusammengesetzt. Nach der Fertigstellung des Bildschirms , jedoch vor dem Zusammensetzen des Paneels mit den anderen Teilen der Bildröhre, kann es wünschenswert sein, die mittlere Breite der Leuchtstoffstreifen des Bildschirms zu bestimmen. Diese Bestimmung kann zum Zwecke der Verfahrenssteuerung oder Qualitätskontrolle genutzt werden.

Eine direkte Messung mit Hilfe eines Mikroskops und eines Fadenkreuzes ist für routinemässige Massenproduktionsverfahren zu langsam und zu teuer. Außerdem hängt die Genauigkeit einer solchen Messung stark vom Können des am Mikroskop Arbeitenden ab. Eine wünschenswerte Bestimmung sollte schnell, billig, genau und unabhängig vom menschlichen Können sein.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das diesen Forderungen genügt.

Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 gekennzeichnete Verfahren gelöst.

Gemäß der Erfindung enthält das neue Verfahren folgende Schritte: Als erstes werden die Breiten der parallelen Lumineszenz- oder Leuchtstoffstreifen eines lumineszierenden Bildschirms mit einem

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Bündel ultraviolettem Lichts abgetastet, wobei die Streifen entlang des Weges der Abtastung zur Photolumineszenz angeregt werden. Die Intensitäten der Photolumineszenz in einem identifizierenden Spektralband wird bezüglich der Position des Lichtflecks erfaßt und in einem Zug elektrischer Signale umgewandelt. Dann wird die mittlere Breite der Streifen, die durch das Spektralband identifiziert wurden, aus der Strecke errechnet, über die die Intaisitäten der Signale kontinuierlich über einem vorgegebenen Wert liegen.

Das vorliegende Verfahren läßt sich bequem mit einem Dreifarben-Linien- oder Streifenbildschirm durchführen, der für die Verwendung in einer Schattenmasken-Farbbildröhre bestimmt ist, wobei in diesem Falle der Bildschirm und die Maske in ihrem normalen Abstand montiert werden. Als nächstes wird der Bildschirm von einer UV-Lichtquelle durch die Maske beleuchtet, wobei Flecken von Licht durch die Massenöffnungen und auf den Bildschirm fallen. Dann wird die Breite der Streifen durch Bewegen der Lichtquelle und der Maske mit Schirm in bezug aufeinander abgetastet. Ausgewählte Emissionen von Streifen von jeder der Emissionsfarben können mit einem optischen Filter , der ein identifizierendes Spektralband zu einem optischen Sensor durchläßt, ausgewählt werden.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine teilweise schematische , teilweise geschnittene Aufsicht einer Einrichtung zur Durchführung einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung;

Figur 2 eine Schnittansicht von Teilen der Maske, des Bildschirms und von Fenstern bei der Durchführung des Verfahrens

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mit der Einrichtung, die in Fig.1 dargestellt ist; und

Figur 3 eine Kurvenfaitiilie, die in willkürlichen Einheiten die Ausgangsintensitäten bezüglich der Position der Ultraviolett-Lichtflecke für rot emittierende, grün emittierende und blau emittierende Streifen eines einzelnen Bildschirms, die bei der Durchführung des vorliegenden Verfahrens erhalten wurde.

Figur 1 zeigt ein Belichtungsgehäuse oder eine Belichtungseinrichtung 21, die sich zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens eignet, und ein Blockschaltbild eines elektronischen Systems zur Verarbeitung der Information zur Ermittlung der mittleren Strichbreiten in lokalisierten Bereichen eines Bildschirms für eine Schattenmasken-Farbfernsehbildröhre gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Die Röhre, die in der US-PS 4 049 451 näher beschrieben ist, enthält ein Frontplattenpaneel, einen lumineszierenden Bildschirm auf dessen innerer Oberfläche, und eine Schattenmaske, die in nahem Abstand vom Bildschirm montiert ist. Der Bildschirm enthält eine Vielzahl von im wesentlichen parallelen rot emittierenden, grün emittierenden und blau emittierenden Streifen, die in Tripein in zyklischer Reihenfolge angeordnet sind. Die Maske hat Spalten von öffnungen; die Spalten verlaufen im wesentlichen parallel zu den Streifen und die öffnungen sind in der Längsrichtung der Streifen und Spalten zu Schlitzen verlängert. Die Spalten von öffnungen sind den Streifen systematisch zugeordnet und für jedes Tripel ist eine Spalte von öffnungen vorhanden.

Das neue \ferfahren ist dazu geeignet, die mittlere Breite der Streifen jeder der Emissionsfarben in einem örtlich begrenzten Bereich auf dem Bildschirm zu bestimmen, bevor die Röhre zusammengesetzt wird. Die Streifenbreiten von einer oder mehreren Emissionsfarben können gleichzeitig bestimmt werden. Ferner kann man die mittleren Breiten der Streifen in einem oder mehreren

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örtlich begrenzten Bereichen gleichzeitig bestimmen. Weiterhin kann man die mittleren Abstände zwischen den Mitten benachbarter Parbstreifen und von Tripel zu Tripel bestimmen. Das neue Verfahren wird im folgenden bezüglich der gleichzeitigen Bestimmung der mittleren Breiten der Streifen aller drei Emissionsfarben in einem einzigen örtlichen Bereich des Bildschirms beschrieben.

Die Belichtungseinrichtung 21 enthält einen Lampenkasten 23 mit einem becherförmigen Teil, der am einen Ende durch eine integrale Endwand 25 geschlossen ist. Am offenen Ende des Lampenkastem; 23 ist eine Platte 27 angebracht, die eine zentrale öffnung 29 und auf ihrer Außenseite eine Schiene (nicht dargestellt) hat. In der Schiene läuft ein Paneelträger 31, der eine zentrale öffnung 32 hat, und kann nach rechts oder links bewegt werden. Wie in Figur 1 dargestellt ist, wird der Paneelträger 31 durch eine Verbindungsstange 33 mittels eines passenden Antriebs 35 linear angetrieben. Eine Ültraviolett-Lichtquel-Ie 37, die in Form einer Linie (senkrecht zur Ebene von Figur 1) emittiert, ist im Boden des Lampenkastens 23 so angebracht, daß ihre Längsrichtung senkrecht zur Richtung der Schiene auf der Platte 27 verläuft. Wenn gewünscht, kann eine Lichtquelle kleiner Fläche oder eine Punktlichtquelle verwendet werden, über der öffnung 29 in der Platte 27 ist ein UV-durchlässiger Filter, der UV-Licht, aber kein sichtbares Licht durchläßt, angebracht.

Ein Paneel 41 , das ein zentrales Bildfenster 43 und eine integrale Seitenwand 45 hat, liegt wie dargestellt mit dem herausragenden Ende der Seitenwand 45 am Träger 31 an, wobei das Bildfenster 43 nach oben gerichtet ist. Im Paneel ist eine Schattenmaske 4 7 montiert und in einem kurzen Abstand zur Schattenmaske 47 ist ein Lumineszenz-Bildschirm 49 an der inneren Oberfläche des Fensters 43 angebracht. Die relevante Struktur der Maske 4 7 und des Paneels 41 ist in Figur 2 genauer dargestellt.

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Die Maske hat einen kurzen Abstand q vom Bildschirm 49 und einen großen Abstand ρ von der Lichtquelle 37. Der Abstand ρ ist so gewählt, daß die Lichtquelle 37 im wesentlichen die gleiche Position bezüglich des Bildschirms 49 und der Maske 47 hat wie die zum Aufkopieren des Bildschirms 49 verwendete Lichtquelle. Der Bildschirm enthält eine Vielzahl von photolumineszierenden Streifen, die zyklisch in Trios oder Tripein angeordnet sind, wobei jedes Tripel einen rot emittierenden Streifen R, einen grün emittierenden Streifen G und einen blau emittierenden Streifen b enthält. Das Paneel 41 ist so positioniert, daß die Streifen R, G und B senkrecht zur Laufrichtung des Paneelträgers 31 sind. Die Maske 47 hat Spalten von öffnungen 51; die Spalten sind im wesentlichen parallel zu den Streifen des Bildschirms 49 und die öffnungen 51 sind in der Längsrichtung der Spalten langgestreckt.

Oberhalb des Paneels 41 ist auf einem Fuß (nicht dargestellt) der am Paneelträger 31 angebrachte, eine Gruppe von drei nahe beieinander liegenden Sensoren 55, 57 und 59 zur Messung der jeweiligen Intensitäten von rotem, grünem und blauem sichtbaren Licht, das vom Bildschirm 49 emittiert wird, angebracht. Ein rotdurchlässiges Filter 55F ist vor dem Rotsensor 55 angebracht, ein gründurchlässiges Filter 57F ist vor dem Grünsensor 57 angebracht und ein blaudurchlässiges Filter 59F ist vor dem Blausensor 59 angebracht. Zwischen den Sensoren und dem Fenster 53 liegt ein panchromatischer , ultraviolett-undurchlässiger Filter 61. Der ultraviolett-undurchlässige Filter 61 ist auf einem Rahmen 62 montiert, der das Licht, das vom Filter 61 durchgelassen wird, auf Emissionen von einem gewünschten, lokalisierten Bereich des Bildschirms 49 begrenzt. Der Ausgang der Sensoren 55,57 und 59 ist mit einem elektronischen Verarbeitungssystem oder Computer verbunden, der durch einen Block 71 dargestellt ist und den Ausdruck und/oder eine bildliche oder graphische Ausgabe der errechneten mittleren Breiten jedes der eine verschiedene Farbe emittierenden Streifen durch

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einen Mechanismus, der durch einen Block 79 dargestellt ist, steuert. Ein Positionswandler 63 ist durch eine Verbindung oder ein Gestänge 65 mit dem Paneelträger 31 verbunden. Das elektrische Signal vom Positionswandler 63 wird durch die Leitung 67 in den Computer 71 eingegeben.

Das Paneel 41 wird auf den Träger 31 gesetzt, wie Figur 1 zeigt, und die Lichtquelle 37 wird erregt, so daß sie ultraviolettes Licht emittiert, welches die Maske 47 beleuchtet. Die Maske 47 wirft einen Schatten auf den Bildschirm 49, die Öffnungen 51 in der Maske 47 ermöglichen es jedoch ultravioletten Lichtstrahlen , die durch die ausgezogenen Linien 83 in Figur 2 definiert sind, durch die Maske 47 hindurchzutreten, so daß Lichtflecke 81 auf den Bildschirm 49 fallen. Nur zwei Strahlen, die durch zwei Öffnungen 51 fallen, sind dargestellt, tatsächlich fällt jedoch ein Strahl durch jede der Öffnungen Der Träger 31 wird nun durch die Stange 33 um eine Strecke S (nicht dargestellt) in Figur 1 nach links bewegt. Das Bildfenster 43 , die Maske 47, die Sensoren 55,57 und 59 sowie die verschiedenen Filter bewegen sich alle mit dem Paneel 41 auf den Paneelträger 31. Bei dieser Bewegung wird der Winkel der Lichtstrahlen, die durch die Öffnungen 51 fallen, geändert, so daß sich die Wege der Lichtstrahlen zu anderen Stellen bewegen, wie durch die gestrichelten Linien 85 dargestellt ist. Dabei oewegen sich die Lichtflecke 81 quer über die Breiten der Streifen R,G und B um eine Strecke "g" zu einer Stelle, die durch die Zahl 87 bezeichnet ist. Die Streck 3 d ist gleich S.p/q. Während der Bewegung erregen die Lichtflecke die Streifen zur Lumineszenz, so daß diese ihr charakteristisches sichtbares Licht emittieren, wie es durch die Pfeile r, g und b in Fig.2 dargestellt ist. Die Emissionen dieses sichtbaren Lichtes bezüglich der Position des Lichtfleckes während der Abtastung werden durch den Rotsensor 55, den Grünsensor 57 und den Blausensor 59 wahrgenommen und in Züge von elektrischen Signalen umgewandelt. Das ultraviolettdurchlässige Filter 39 sperrt

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praktisch alles sichtbare Licht, das vom Bereich der Lichtquelle 37 kommt. Das ültraviolettsperrfilter 61 sperrt praktisch das ganze ultraviolette Licht, das durch das Bildfenster 43 fällt, es läßt jedoch praktisch das ganze sichtbare Licht durch, das durch das Fenster 43 gefallen ist. Das Rotfilter 55F, das Grünfilter 57F und das Blaufilter 59F , die dem Rotsensor 55, dem Grünsensor 57 bzw. dem Blausensor 59 zugeordnet sind, lassen sichtbare Spektralbänder durch, die nur die Emissionen einer Anzahl der rot emittierenden, grün emittierenden bzw. blau emittierenden Streifen identifizieren.

Ein Graph, der typische Streifenausgangsprofile von den drei Sensoren zeigt, ist in Figur 3 in Form der Kurven 91,93 und für die rote, grüne bzw. blaue Emission dargestellt. Für die Blauemissionskurve 95 ist die Helligkeit durch die Skala ohne Klammern dargestellt. Für die Grünemissionskurve 93 und die Rotemissionskurve 91 gelten die in Klammern stehenden Zahlen der Ordinate. Die mittlere Breite der jeweiligen Farbleuchtstoff streifen ist eine Funktion der Strecke, über die die Intensitäten, die durch die jeweilige Kurve dargestellt werden, sich über einem gegebenen Schwellenwert befinden. Typische Schwellenwerte sind die halbe Differenz zwischen dem mittleren Maximal- und Minimalwerten der Kurven. Wenn die drei Profile gleichzeitig erhalten werden, kann der mittlere Abstand zwischen den Streifen auch durch Rechnung ermittelt werden, da die mittleren Relativlagen der Streifen auch bestimmt werden.

Der Lichtfleck sollte in der Richtung der Abtastung schmaler sein als die Breite der Streifen, die abgetastet weiden. Jeschmäler der Fleck bezüglich der Breite der Streif er. ist, die abgetastet werden, umso länger werden die Maxima und die Minima (der Kurven, wie der, die in Figur 3 dargestellt sind) sein und umso kürzer werden die Übergänge dazwischen sein. Der Fleck kann in der Längsrichtung der Streifen langgestreckt sein, um die Intensität der Emission voai Fleck zu erhöhen.

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Yi=

Die Abtastgeschwindigkeit soll viel langsamer sein als die Abfall geschwindigkeit der Lumineszenz von den Streifen. Je grosser die Differenz ist, umso genauer werden die Resultate der Methode sein. Kleinere Differenzen werden die Minima und die Übergangsbereiche der Kurven, die in Figur 3 dargestellt sind, beträchtlich ändern.

Obgleich das neue Verfahren anhand der Verwendung einer Schattenmaske zur Erzeugung der UV-Flecke und zur Bewirkung der Abtastung beschrieben wurde, kann es auch mit anderen Vorrichtungen zur Erzeugung und Abtastung des Flecks realisiert werden. Beispielsweise kann ein Abtastfleck verwendet werden, der durch einen bewegten Laserstrahl erzeugt wird. Es können auch andere Alternativen für die verschiedenen Schritte, die oben beschrieben wurden, verwendet werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche :

1.') Verfahren zum Bestimmen der mittleren Breite von Leuchtstoffstreifen in einem örtlich begrenzten Bereich eines Lumineszenz-Bildschirms, der eine Vielzahl von parallelen photolumineszierenden Streifen enthält, dadurch gekennzeich net, daß

a) die Breiten der Streifen (R,G,B) mit einem Bündel· (83,85) ultravioletten Lichts abgetastet werden, wobei die Streifen durch auffallende Lichtflecken (81,87) angeregt werden, Licht (r,g,b) längs des Weges der Abtastung zu emittieren;

b) die Emissionen des Lichts (91,93,95) in einem identifizierenden Spektralband , die durch bestimmte Streifen in dem lokalisierten Bereich emittiert wurden, bezüglich der Position der

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Lichtflecken in dem Weg erfasst und in einem Zug elektrischer Signale umgewandelt werden, und

c) die mittlere Breite der ausgewählten Streifen aus der errechneten Strecke errechnet werden, über die die Emissionen der Signale kontinuierlich Über einem festgesetzten Wert liegen.

2.) Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer des Abfalles der Lichtemissionen wesentlich geringer ist, als die Zeit, in der die Intensität der Signale ständig über dem festgesetzten Wert liegt, und daß die Lichtflecken in Richtung der Abtastung wesentlich schmäler sind als die Breite der Streifen.

3.) Verfahren nach Anspruch "!,dadurch gekennzeichnet, daß das identifizierende Spektralband dadurch definiert wird, daß man die Lichtemissionen durch einen optischen Filter (55f, 57f,59f) fallen läßt, der selektiv die Hauptemission von den ausgewählten der Streifen durchläßt.

4.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtflecken durch das Durchtreten von Strahlen von ultraviolettem Licht durch Öffnungen (51) einer Schattenmaske (47) von einer ültraviolettlichtquelle (37) erzeugt werden, wobei die Schattenmaske sich in eimern vorgegebenen Abstand bezüglich des Bildschirmes (49) befindet und Spalten von Öffnungen, die in der Längsrichtung der Spalten langgestreckt sind, enthält und wobei die Spalten im wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Streifen verlaufen₄

5.) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ültraviolettlichtquelle eine lineare Lichtquelle ist, die in einem beträchtlichen Abstand (p) von r)pi Rob^ttPTWiagVp ancfPöFfinPt ist- ytiu ä&t&n Lauy«= uu waaciit-li parallel zur Länge der Streifen ist, und daß die Abtastung

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dadurch bewirkt wird, daß man die Lichtquelle bezüglich der Maske und dem Schirm in Querrichtung bezüglich der Länge der Streifen bewegt.

6.) Verfahren nach Anspruch 4, d a d urch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle stationär ist und das Abtasten durch gemeinsames Bewegen der Maske und des Bildschirms in einer querverlaufenden Richtung bezüglich der Länge der Streifen erreicht wird.

7.) Verfahren nach Anspruch 4,dadurch gekennzeichnet , daß der Bildschirm im wesentlichen aus drei verschiedenen Manigfaltigkeiten von parallelen, aneinander grenzenden Streifen mit drei verschiedenen sichtbaren Emissionsfarben, die in einer regelmässigen, zyklischen Anordnung angeordnet sind, besteht und daß die Emissionen von jeder der drei verschiedenen Manigfaltigkeiten von Streifen gleichzeitig wahrgenommen werden? daß die wahrgenommenen Emissionen in drei verschiedene Züge von elektrischen Signalteilen der Emissionen in drei verschiedenen identifizierenden Spektralbändern umgewandelt werden und daß die Breiten und Abstände der Streifen jeder der drei verschiedenen Manigfaltigkeiten von Streifen hieraus errechnet werden.

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