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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und auf ein Verfahren
zum Entwickeln eines latenten Ladungsbilds auf einem Photorezeptor,
der auf einer Innenoberfläche
eines Leuchtschirms einer Katodenstrahlenröhre (CRT) angeordnet ist, und
insbesondere auf eine Vorrichtung mit einer Vorspannungsabschirmung
und auf ein Verfahren zum Betreiben einer Entwicklungsvorrichtung
mit der Vorspannungsabschirmung.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Das
US-Pat. Nr. 6.007.952 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Ladungsbilds auf
einem Photorezeptor, der auf einer Innenoberfläche einer Leuchtschirm-Frontplatte
einer Katodenstrahlenröhre
(CRT) angeordnet ist. Der Entwickler enthält einen Entwicklerbehälter mit
einer Gegenelektrode und mit zwei Paar Frontplatteneinfassungs-Seitenwandabschirmungen.
An die Gegenelektrode wird ein Potential angelegt, das zwischen
der Gegenelektrode und dem Photorezeptor auf der Leuchtschirm-Frontplatte
ein elektrostatisches Driftfeld erzeugt. In den Entwicklerbehälter werden
reibungselektrisch geladene Phosphormaterialien eingeführt und
durch das schematisch in 1 gezeigte elektrostatische
Driftfeld zu dem Photorezeptor auf der Leuchtschirm-Frontplatte
gelenkt. Um zu verhindern, dass die reibungselektrisch geladenen
Phosphormaterialien die Umfangsseitenwand der Leuchtschirm-Frontplatte erreichen,
sind um die Umfangsseitenwand der Leuchtschirm-Frontplatte die Frontplatteneinfassungs-Seitenwandabschirmungen
angeordnet. Die Frontplatteneinfassungs-Seitenwandabschirmungen
sind aus einem geeigneten isolierenden Material wie etwa aus einem Polyethylen
mit einem ultrahohen Molekulargewicht (UHMW-Polyethylen) gebildet. Um die Ansammlung
von Phosphorpartikeln an den Abschirmungen zu verhindern, werden
die Abschirmungen, wie in 2 gezeigt
ist, mit positiven Ladungen vorbereitet, die die Normalkomponente
des elektrischen Felds bei den Abschirmungen aufheben, so dass die
Abschirmungen die positiv geladenen Phosphorpartikel nicht anziehen
und ansammeln. Obgleich das Vorbereiten mit positiven Ladungen die
Ansammlung von Phosphorpartikeln verringert, liefert es kein Mittel,
um die Menge der Phosphormaterialablagerung am Rand des Photorezeptors
zu steuern oder um sicherzustellen, dass das Gewicht der in den Umfangsbereichen
des Photorezeptors abgelagerten Phosphormaterialien dasselbe wie
das Gewicht der in seinem Mittelteil abgelagerten Phosphormaterialien
ist. Somit besteht ein Bedarf an einer Entwicklungsvorrichtung mit
Mitteln zum Liefern einer gleichförmigen Phosphorablagerung,
während
eine Ansammlung von Phosphormaterialien an den Abschirmungen verhindert
wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung werden eine wie beanspruchte Vorrichtung
und ein wie beanspruchtes Verfahren zum Entwickeln eines elektrostatischen
latenten Ladungsbilds, das auf einem Photorezeptor gebildet ist,
der an einer Innenoberfläche
einer heuchtschirm-Frontplatte einer CRT angeordnet ist, offenbart.
Die Vorrichtung ist ein Entwickler, der einen Entwicklerbehälter mit
einer Behälterseitenwand,
die an einem Ende durch einen unteren Teil und an dem anderen Ende
durch einen Frontplattenträger, durch
den eine Öffnung
verläuft,
um Zugang zu der Frontplatte zu schaffen, geschlossen ist, umfasst.
In dem Entwicklerbehälter
ist eine Gegenelektrode angeordnet und von der Innenoberfläche der
Leuchtschirm-Frontplatte
beabstandet, aber im Wesentlichen parallel zu ihr. An die Gegenelektrode
ist ein erstes Potential angelegt, um zwischen der Gegenelektrode
und dem Photorezeptor, der geerdet ist, ein elektrostatisches Driftfeld zu
erzeugen. In den Entwicklerbehälter
werden zwischen die Gegenelektrode und die Leuchtschirm-Frontplatte reibungselektrisch
geladene Trockenpulver-Lichtemissions-Phosphormaterialien
eingeführt,
die eine Ladung mit der gleichen Polarität wie das an die Gegenelektrode
angelegte erste Potential haben. Die reibungselektrisch geladenen
Phosphormaterialien werden durch das angelegte elektrostatische
Driftfeld zu dem Photorezeptor auf der Leuchtschirm-Frontplatte
gelenkt. Um eine Umfangsseitenwand der Leuchtschirm-Frontplatte
ist eine Vorspannungsabschirmung angeordnet. Die Vorspannungsabschirmung
umfasst zwei Paar isolierender Elemente, die gegenüberliegend
angeordnete Hauptoberflächen
haben, wobei auf einer ihrer Hauptoberflächen wenigstens ein leitender
Streifen vorgesehen ist. Für
den leitenden Streifen wird ein geeignetes Potential bereitgestellt,
um ein elektrisches Oberflächenfeld
zu erzeugen, das die reibungselektrisch geladenen Phosphormaterialien
gleichförmig
zu dem Photorezeptor lenkt und die Ansammlung von Phosphormaterialien
an der Vorspannungsabschirmung verhindert.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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In
den Zeichnungen ist Folgendes gezeigt:
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1 ist
ein schematisches Diagramm der elektrischen Feldlinien zwischen
einer Gegenelektrode und dem Photorezeptor vor der Phosphorablagerung
mit Seitenwandabschirmungen des Standes der Technik;
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2 ist
ein schematisches Diagramm der elektrischen Feldlinien zwischen
der Gegenelektrode und dem Photorezeptor, nachdem die Seitenwandabschirmungen
des Standes der Technik vorbereitet worden sind;
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3 ist
eine Draufsicht, teilweise im axialen Schnitt, einer Farb-CRT, die
gemäß dem vorliegenden Verfahren
hergestellt worden ist;
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4 ist
ein Schnitt einer CRT-Leuchtschirm-Frontplatte mit einer Matrix
an ihrer Innenoberfläche während eines
Schritts des Herstellungsprozesses;
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5 ist
ein Schnitt einer fertig gestellten Bildschirmbaueinheit der in 3 gezeigten
Röhre;
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6 ist
ein Schnitt der CRT-Leuchtschirm-Frontplatte, die einen über der
Matrix liegenden Photorezeptor während
eines weiteren Schritts des Herstellungsprozesses zeigt;
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7 zeigt
eine in der vorliegenden Erfindung genutzte Entwicklungsvorrichtung;
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8 ist
ein vergrößerter Schnitt
der CRT-Leuchtschirm-Frontplatte
und einer ersten Ausführungsform
der innerhalb des Kreises 8 aus 7 gezeigten
Vorspannungsabschirmung;
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9 zeigt
eine zweite Ausführungsform
der Vorspannungsabschirmung;
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10 ist
ein schematisches Diagramm der elektrischen Feldlinien zwischen
der Gegenelektrode und dem Photorezeptor für die in 9 gezeigte
zweite Ausführungsform;
und
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11 zeigt
eine dritte Ausführungsform
der Vorspannungsabschirmung.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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3 zeigt
eine Farb-CRT 10 mit einer Glashülle 11, die eine rechteckige
Leuchtschirm-Frontplatte 12 und einen durch einen rechteckigen
Trichter 15 verbundenen röhrenförmigen Hals 14 umfasst.
Der Trichter 15 besitzt eine leitende Innenbeschichtung
(nicht gezeigt), die mit einem Anodenknopf 16 in Kontakt
steht und bis in den Hals 14 verläuft. Wie im Fachgebiet bekannt
ist, besteht die leitende Innenbeschichtung vorzugsweise im Wesentlichen
aus Eisenoxid und Graphit. Die Frontplatte 12 umfasst einen
Betrachtungsleuchtschirm 17 und einen Umfangsflansch oder
eine Umfangsseitenwand 18, der bzw. die durch eine Glasurmasse 19 mit dem
Trichter 15 abgedichtet ist. Wie in 4 gezeigt
ist, ist an einer Innenoberfläche
des Betrachtungsleuchtschirms 17 eine verhältnismäßig dünne Licht
absorbierende Matrix 20 mit mehreren Öffnungen 21 vorgesehen. Auf
der Innenoberfläche
des Leuchtschirms 17 ist ein Dreifarb-Lumineszenz-Phosphorbildschirm 22 getragen, der über der
Matrix 20 liegt. Der in 5 gezeigte
Bildschirm 22 ist vorzugsweise ein Linienbildschirm, der mehrere
Bildschirmelemente enthält,
die aus rot, blau und grün
emittierenden Phosphorstreifen, R, B und G, bestehen, die in verschiedenen
der Matrixöffnungen 21 zentriert
und auf zyklische Weise in Farbgruppen oder Bildelementen von drei
Streifen oder Triaden angeordnet sind. Die Streifen verlaufen in
einer Richtung, die allgemein senkrecht zu der Ebene ist, in der
die Elektronenstrahlen erzeugt werden. In der normalen Betrachtungsstellung
der Ausführungsform
verlaufen die Phosphorstreifen in der vertikalen Richtung.
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Vorzugsweise überlappen
sich Teile der Phosphorstreifen wenigstens mit einem Teil der Licht
absorbierenden Matrix 20, die die Öffnungen 21 umgibt.
Alternativ kann auch ein Punktbildschirm genutzt werden. Über dem
Bildschirm 22 liegt eine dünne leitende Schicht 24,
vorzugsweise aus Aluminium, die Mittel zum Anlegen eines gleichförmigen Potentials
an den Bildschirm sowie zum Reflektieren von Licht, das von den
Phosphorelementen emittiert wird, durch den Leuchtschirm 17 bereitstellt.
Der Bildschirm 22 und die darüber liegende Aluminiumschicht 24 umfassen
eine Bildschirmbaueinheit. Wieder anhand von 3 ist mit
herkömmlichen
Mitteln in vorgegebener beabstandeter Beziehung zu der Bildschirmbaueinheit
eine Farbauswahlelektrode mit mehreren Öffnungen wie etwa eine Schattenmaske,
eine flache gespannte Maske oder eine Fokusmaske 25 lösbar angebracht.
Die Farbauswahlelektrode 25 ist in einer im Fachgebiet
bekannten Weise abnehmbar an mehreren Stehbolzen 26 befestigt,
die in die Seitenwand 18 der Frontplatte 12 eingelassen
sind.
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In
den Hals 14 ist mittig eine schematisch durch die Strichlinien
gezeigte Elektronenkanone 27 eingebaut, um drei Elektronenstrahlen 28 zu
erzeugen und entlang konvergenter Wege durch die Öffnungen
in der Farbauswahlelektrode 25 zu dem Bildschirm 22 zu
lenken. Die Elektronenkanone ist herkömmlich und kann irgendeine
geeignete im Fachgebiet bekannte Kanone sein.
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Die
Röhre 10 ist
dafür ausgelegt,
mit einem äußeren Magnetablenkjoch
wie etwa mit dem in dem Gebiet des Trichter-Hals-Übergangs befindlichen Joch 30 verwendet
zu werden. Wenn das Joch 30 aktiviert ist, setzt es die
drei Strahlen 28 Magnetfeldern aus, die veranlassen, dass
die Strahlen in einem Rechteckraster horizontal und vertikal über den
Bildschirm 22 abtasten. Die Anfangsablenkebene (bei der
Ablenkung null) ist in 3 durch die Linie P-P etwa in
der Mitte des Jochs 30 gezeigt. Der Einfachheit halber
sind die tatsächlichen
Krümmungen
der Ablenkstrahlwege in der Ablenkzone nicht gezeigt.
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Der
Bildschirm 22 wird durch einen elektrophotographischen
Rasterungsprozess (EPS-Prozess) (electrophotographic screening process)
hergestellt, der im US-Pat. Nr. 4.921.767, erteilt an Datta u.a
am 1. Mai 1990, beschrieben ist. Wie im Fachgebiet bekannt ist,
wird die Frontplatte 12 anfangs gereinigt, indem sie mit
einer Lauge gewaschen wird, in Wasser gespült wird, mit gepufferter Flusssäure geätzt wird
und erneut mit Wasser gespült
wird. Daraufhin wird die Innenoberfläche des Betrachtungsleuchtschirms 17,
vorzugsweise unter Verwendung des herkömmlichen Nassmatrixprozesses,
der im US-Pat. Nr. 3.558.310, erteilt an Mayaud am 26. Jan. 1971, beschrieben
ist, mit einer Licht absorbierenden Matrix 20 versehen.
Bei dem Nassmatrixprozess wird auf die Innenoberfläche, z.B.
durch Rotationsbeschichtung, eine geeignete Photoresistlösung aufgetragen
und die Lösung
getrocknet, um eine Photoresistschicht zu bilden. Daraufhin wird
die Farbauswahlelektrode 25 in die Frontplatte 12 eingeführt und
die Frontplatte auf einem Drei-in-einem-Lichtgehäuse (nicht gezeigt) angeordnet,
das die Photoresistschicht einer chemisch wirksamen Strahlung von
einer Lichtquelle aussetzt, die durch die Öffnungen in der Farbauswahlelektrode
Licht projiziert. Die Belichtung wird zwei weitere Male wiederholt,
wobei die Lichtquelle so angeordnet wird, dass die Wege der Elektronenstrahlen
von den drei Elektronenkanonen simuliert werden. Das Licht ändert selektiv
die Lösbarkeit
der belichteten Bereiche der Photoresistschicht. Nach der dritten
Belichtung wird die Frontplatte von dem Lichtgehäuse entfernt und die Farbauswahlelektrode
von der Frontplatte entfernt. Die Photoresistschicht wird unter
Verwendung von Wasser entwickelt, um ihre besser löslichen
Bereiche zu entfernen und dadurch die darunter liegende Innenoberfläche des
Betrachtungsleuchtschirms freizulegen und die weniger löslichen
belichteten Bereiche der Photoresistschicht ungestört zu lassen.
Daraufhin wird auf der Innenoberfläche der Leuchtschirm-Frontplatte
gleichförmig eine
geeignete Lösung
aus Licht absorbierendem Material vorgesehen, um den freiliegenden
Teil des Betrachtungsbildschirms und die erhaltenen, weniger lösbaren Bereiche
der Photoresistschicht zu bedecken. Die Schicht aus Licht absorbierendem
Material wird getrocknet und unter Verwendung einer geeigneten Lösung, die
den erhaltenen Teil der Photoresistschicht und das darüber liegende
Licht absorbierende Material, das in der an der Innenoberfläche des
Betrachtungsleuchtschirms haftenden Matrix 20 Öffnungen 21 bildet,
auflöst und
entfernt, entwickelt. Für
eine Frontplatte 12 mit einer Diagonalabmessung von 51
cm (20 Zoll) haben die in der Matrix 20 gebildeten Öffnungen 21 eine
Breite von etwa 0,13 bis etwa 0,18 mm und haben die lichtundurchlässigen Matrixlinien
eine Breite von etwa 0,1 bis 0,15 mm. Daraufhin wird die Innenoberfläche des
Betrachtungsleuchtschirms 17 mit der Matrix 20 daran
mit einer geeigneten Schicht aus einem verdampfbaren organischen
leitenden Material (OC-Material), nicht gezeigt, beschichtet, was
eine Elektrode für
eine darüber liegende
verdampfbare organische photoleitende Schicht (OPC-Schicht), ebenfalls
nicht gezeigt, liefert. Die OC-Schicht
und die OPC-Schicht umfassen zusammen einen wie in 6 gezeigten
Photorezeptor 36.
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Geeignete
Materialien für
die OC-Schicht enthalten bestimmte quaternäre Ammoniumpolyelektrolyte, die
im US-Pat. Nr. 5.370.952,
erteilt an P. Datta u.a. am 6. Dez. 1994, beschrieben sind. Vorzugsweise
wird die OPC-Schicht durch Beschichten der OC-Schicht mit einer
Lösung
gebildet, die Polystyrol, ein Elektronendonatormaterial wie etwa
1,4-Di (2,4-Methylphenyl)-1,4
Diphenylbutatrien (2,4-DMPBT); Elektronenakzeptormaterialien wie
etwa 2,4,7-Trinitro-9-Fluorenon
(TNF) und 2-Ethylanthrochinon (2-EAQ) und ein geeignetes Lösungsmittel
wie etwa Toluol, Xylol oder ein Gemisch aus Toluol und Xylol, enthält. Zu der
Lösung
können
außerdem
ein Tensid wie etwa Silikon U-7602 und ein Weichmacher wie etwa
Dioctylphthalat (DOP) zugegeben werden. Das Tensid U-7602 ist von
Union Carbide, Danbury, CT, verfügbar.
Der Photorezeptor 36 wird unter Verwendung einer Koronaentladungsvorrichtung
(nicht gezeigt, aber beschrieben im US-Pat. Nr. 5.519.217, erteilt
am 21. Mai 1996 an Wilbur u. a.), die den Photorezeptor 36 auf
eine Spannung innerhalb des Bereichs von etwa +200 bis +700 Volt
lädt, gleichförmig elektrostatisch
geladen. Daraufhin wird die Farbauswahlelektrode 25 in
die Frontplatte 12 eingeführt, die auf einem Lichtgehäuse (ebenfalls
nicht gezeigt) angeordnet ist, und die positiv geladene OPC-Schicht
des Photorezeptors 36 durch die Farbauswahlelektrode 25 Licht
von einer Xenon-Blitzlampe oder von einer anderen Lichtquelle ausreichender
Intensität
wie etwa von einer Quecksilberdampflampe, die in dem Lichtgehäuse angeordnet
ist, ausgesetzt. Das Licht, das unter einem gleichen Winkel wie
einer der Elektronenstrahlen von der Elektronenkanone der Röhre durch
die Öffnungen
in der Farbauswahlelektrode 25 geht, entlädt die belichteten
Bereiche auf dem Photorezeptor 36 und bildet ein latentes Ladungsbild
(nicht gezeigt). Die Farbauswahlelektrode 25 wird von der
Frontplatte 12 entfernt und die Frontplatte auf einem ersten
Phosphorentwickler 40 wie etwa dem in 7 gezeigten
angeordnet.
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Der
Phosphorentwickler 40 umfasst einen Entwicklerbehälter 42 mit
einer Behälterseitenwand 44,
die an einem Ende durch einen unteren Teil 46 und an dem
oberen Ende durch einen Frontplattenträger 48, der vorzugsweise
aus PLEXIGLASTM oder aus einem anderen isolierenden
Material hergestellt ist und eine Öffnung 50 dadurch
besitzt, um einen Zugang zum Innern der Leuchtschirm-Frontplatte 12 zu
liefern, geschlossen ist. Die Behälterseitenwand 44 und
der untere Teil 46 des Entwicklerbehälters 42 sind aus
einem Isolator wie etwa aus PLEXIGLASTM hergestellt,
der außen
von einer aus Metall hergestellten Masseabschirmung umgeben ist.
In dem Entwicklerbehälter 42 ist
eine Gegenelektrode 52 angeordnet, die etwa 25 bis 30 cm
unter der Mitte der Innenoberfläche
der Leuchtschirm-Frontplatte 12 beabstandet und im Wesentlichen
parallel dazu ist. An die Gegenelektrode 52 wird ein positives
Potential von etwa 25 bis 35 kV angelegt, und der organische Leiter
des Photorezeptors 36 wird geerdet. Bei einem Abstand von
30 cm zwischen der Gegenelektrode 52 und der Leuchtschirm-Frontplatte 12 wird
ein Driftfeld von 1 kV/cm oder 105 V/m erzeugt.
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Aus
einer Phosphorzufuhreinrichtung 54 wird z.B. mittels einer
Schnecke, nicht gezeigt, Phosphormaterial in Form von Trockenpulverpartikeln
mit der gewünschten
Lichtemissionsfarbe in einen Luftstrom zerstreut, der durch ein
Rohr 56 in ein Venturi-Rohr 58 geht, wo er mit
den Phosphorpartikeln gemischt wird. Das Luft-Phosphor-Gemisch wird
in ein Rohr 60 hindurchgeleitet, das dem Phosphorpulver
wegen des Kontakts zwischen den Phosphorpartikeln und der Innenoberfläche des
Rohrs 60 eine reibungselektrische Ladung erteilt. Zum Beispiel
wird ein Polyethylenrohr verwendet, um das Phosphormaterial positiv
zu laden. Das stark geladene Phosphor-Luft-Gemisch geht durch einen
abgedichteten Verteiler 62 aus PVC-Rohrmaterial, der in einem Paar kommerziell
verfügbarer
Düsenköpfe 64 endet.
Der Verteiler 62 rotiert über der Gegenelektrode 52,
während
das Phosphor-Luft-Gemisch in den Entwicklerbehälter 42 über der
Gegenelektrode gesprüht
wird. Die elektrostatische Kraft, die aus der Kombination der Gegenelektrode 52,
die auf einem hohen positiven Potential gehalten wird, und des Photorezeptors 36,
der an der inneren Betrachtungsoberfläche der rechteckigen Frontplatte 12 angeordnet
ist, die auf Massepotential gehalten wird, entsteht, treibt den
Phosphor auf den Photorezeptor. Um die Ablagerung des Phosphormaterials
auf der inneren Umfangsseitenwand 18 der rechteckigen Frontplatte 12 zu
verhindern, wird eine Vorspannungsabschirmung 65 genutzt,
die zwei Paar Frontplatteneinfassungs-Seitenwandabschirmungen 66 und 68 umfasst.
Jede der Abschirmungen 66 und 68 hat zwei gegenüberliegend
angeordnete Hauptoberflächen.
Die Abschirmungen 66 sind von den kurzen Seiten der Frontplatten-Umfangsseitenwand 18 beabstandet,
während
die Abschirmungen 68 von den langen Seiten der Frontplatten-Umfangsseitenwand 18 beabstandet
sind. Die Abschirmungen 66 und 68 sind aus einem
isolierenden Material wie etwa aus UHMW-Polyethylen gebildet und
haben für
eine Leuchtschirm-Frontplatte
mit einer Diagonalabmessung von etwa 51 cm eine Dicke von etwa 9,5
mm und eine Höhe
von etwa 10 cm. Die Paare von Abschirmungen 66 und 68 haben
eine Dielektrizitätskonstante,
die doppelt so groß wie
die des Vakuums ist. An einer der Hauptoberflächen der Abschirmungen 66 und 68 ist
eine in 8 gezeigte Erdplatte 70 angeordnet.
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Um
die Ansammlung von Phosphorpartikeln an den Abschirmungen 66 und 68 zu
verhindern und um die Ablagerung des Phosphormaterials zu beeinflussen,
sind die in 8 gezeigten Abschirmungen mit
einem leitenden Streifen 72 versehen, an den ein geeignetes
Vorspannungspotential V angelegt wird. Durch die Kombination des
Vorspannungspotentials V und des Felds, das durch das an die Gegenelektrode 52 angelegte
Potential induziert wird, wird nun das resultierende elektrische
Feld erzeugt. Falls die Höhe
des leitenden Streifens 72 etwa 5 mm ist und falls an die
Gegenelektrode 52, die sich 25 cm von dem Photorezeptor 36 an
der Innenoberfläche
der Leuchtschirm-Frontplatte 12 befindet,
ein Potential von 25 kV angelegt wird, ist der Spannungsabfall über einen
5-mm-Spalt, der der Höhe
des Streifens 72 entspricht, etwa 500 Volt. Mit dem auf
etwa +300 Volt geladenen OPC des Photorezeptors 36 und
mit einer an den Streifen 72 angelegten Vorspannung im
Bereich von 0 bis +4,5 kV könnte
die Vorspannung genutzt werden, um die Ablagerung der Phosphormaterialien
am Umfang des Photorezeptors so zu beeinflussen, dass die Menge
des am Rand des Bildschirms abgelagerten Phosphors durch Bereitstellung
eines elektrischen Felds, das verschieden von dem ist, das ohne den
leitenden Streifen 72 auftreten würde, angepasst wird. Die Wirkung
eines vorgespannten leitenden Streifens ist in der unten stehenden
TABELLE zusammengefasst. Diese TABELLE enthält die Daten einer Reihe von
Experimenten (Vergleichsbeispiel), die mit einer Abschirmung 66 durchgeführt wurden,
die nur für
den 9-Uhr-Rand des
Bildschirms konstruiert war und auf deren Innenseite (der Frontplatteneinfassung
gegenüberliegend)
vollständig
eine leitende Elektrode lag, an die eine Vorspannung V angelegt
wurde. Die Höhe
des leitenden Streifens 72 war angenähert 5 cm, und der nächste Rand
des leitenden Streifens war angenähert 0,5 cm von dem Photorezeptor 36,
wobei der nächste
Rand des leitenden Streifens im Wesentlichen parallel zu dem lokalen
Umriss der Frontplattenoberfläche
war, die den Photorezeptor 36 stützte. Während die Vorspannung V in
dem Bereich von null bis 4,5 kV eingestellt wurde und der Entwickler
mit etwa 25 kV betrieben wurde, die an die Gegenelektrode 52 angelegt
wurden, wurden in der Phosphorablagerung an der Abschirmung 66 sowie
in den Umfangsgebieten des Phosphorbildschirms wesentliche vorspannungsabhängige Ladungen
beobachtet. Genauer war mit einer an die Abschirmung 66 angelegten
Spannung null, d.h. mit der geerdeten Abschirmung, die gesamte Abschirmung
mit einer starken Ablagerung bedeckt und waren die Umfangsbildschirmgebiete
mit einer dünnen
Phosphorschicht bedeckt. Mit einer Vorspannung im Bereich von 0,5
bis 2,5 kV erreichte die Phosphorschicht an den Umfangsgebieten
des aktiven Bildschirms die gleiche angenäherte Dicke wie in der Mitte
des Bildschirms, wobei an der Abschirmung in der Nähe derjenigen
Abschirmungskante, die am nächsten
zu dem Photorezeptor 36 war, eine fortschreitend zunehmende
phosphorfreie transparente Zone beobachtet wurde. Während die
Vorspannung V weiter erhöht
wurde, nahm die oben beschriebene transparente Zone weiter zu (siehe
TABELLE), wobei die Phosphorbedeckung der Umfangsgebiete des aktiven
Bildschirms fortschreitend dünner
wurde.
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In
einer in 9 gezeigten zweiten Ausführungsform
der Erfindung haben die Paare der Abschirmungen 66 und 68 die
auf der Hauptoberfläche
angeordnete Erdplatte 70, die der Leuchtschirm-Umfangsseitenwand 18 zugewandt
ist. An der gegenüberliegend
angeordneten Hauptoberfläche
sind mehrere leitende Streifen 74, 76, 78, 80, 82 und 84 vorgesehen.
An jeden der leitenden Streifen wird eine andere Spannung angelegt.
Obgleich sechs leitende Streifen gezeigt sind, liegt es im Umfang
der Erfindung, entweder eine größere oder
eine kleinere Anzahl von Streifen zu verwenden. In dieser Ausführungsform
ist V1 = 3775 Volt, VN =
8925 Volt und werden die Zwischenspannungen proportional erzeugt,
um das lokale elektrische Potential anzunähern, das durch die Parallelplattenkombination
der Gegenelektrode 52 und des Photorezeptors 36 erzeugt wird.
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10 zeigt
für mehrere
leitende Streifen mit den daran angelegten Spannungen V1,
V2, VN-1 und VN die gestrichelten Äquipotentiallinien 85.
Die Äquipotentiallinien 85 sind
im Wesentlichen parallel zu den leitenden Streifen. An die Gegenelektrode 52 wird
eine Hochspannung HV im Bereich von 25 bis 35 kV angelegt. Die resultierenden
elektrischen Feldlinien 87 sind im Wesentlichen senkrecht
zur Richtung der Äquipotentiallinien 85.
Diese elektrischen Feldlinien leiten die Phosphormaterialien geradlinig
zu dem Photorezeptor 36.
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11 zeigt
eine weitere Ausführungsform
der Erfindung. In dieser Ausführungsform
sind zwei leitende Streifen 94 und 96 auf der
der Leuchtschirm-Umfangsseitenwand 18 zugewandten Hauptoberfläche der isolierenden
Elemente 66 und 68 angeordnet. An den der Seitenwand
zugewandten Oberflächen
der isolierenden Elemente 66 und 68 ist zwischen
den und in Kontakt mit den leitenden Streifen 94 und 96 eine
hochohmige Beschichtung 98 abgelagert, die aus einem Gemisch
aus Ruß und
einem geeigneten Bindemittel hergestellt ist. Wie in 11 gezeigt
ist, bildet die resistive Beschichtung 98 einen Widerstand
R2 in einem Spannungsteiler, der ferner
veränderliche
Widerstände
R1 und R3 enthält. Eine
Seite des veränderlichen
Widerstands R1 ist mit der Hochspannungs-Leistungsversorgung
HV verbunden, die die Spannung für
die in 7 gezeigte Gegenplatte 52 be reitstellt.
Die andere Seite des veränderlichen
Widerstands R1 ist mit dem leitenden Streifen 96 verbunden.
Der veränderliche
Widerstand R3 ist zwischen Masse und den
leitenden Streifen 94 geschaltet. Die veränderlichen
Widerstände
R1 und R3 werden
so eingestellt, dass sie am Streifen 94 ein niedriges Potential
und am Streifen 96 ein hohes Potential liefern. Das Potential
am Streifen 94 wird nahe dem Potential am Photorezeptor 36,
aber etwas höher
als dieses, eingestellt, so dass es eng an das lokale Potential
angepasst ist, das durch eine Parallelplattenkombination des Photorezeptors 36 und
der Gegenelektrode 52 erzeugt würde. Das Potential an der Beschichtung 98 wird
gleichfalls so eingestellt, dass es angenähert gleich dem ist, das dem
lokalen Potential entspricht, das durch eine Parallelplattenkombination
des Photorezeptors 36 und der Gegenelektrode 52 erzeugt
würde.
Das resultierende Potential über
R2 und die Abschirmungen 66 und 68 ist
einstellbar, um den gewünschten
kontinuierlichen Potentialgradienten an den Abschirmungen zu liefern,
um die Ablagerung von Phosphormaterialen darauf zu verhindern und
um die Ablagerung von Phosphormaterialen am Rand des Photorezeptors 36 zu
beeinflussen. Die tatsächlichen
Werte von R1 und R3 werden
empirisch ausgewählt.
Weitere Materialien, die verwendet werden können, um die hochohmige Beschichtung 98 zu
bilden, enthalten widerstandsbehaftete Tinten, Chromoxid und Cermet.
Cermet ist ein durch Zerstäuben
abgelagertes Material, das im US-Pat. Nr. 4.010.312, erteilt an
Pinch u. a., beschrieben ist. Am Punkt 100 des Spannungsteilers
kann eine alternative Hochspannungsversorgung, nicht gezeigt, angeschlossen
werden, um eine dynamische Steuerung des elektrischen Felds zu ermöglichen.
