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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen eines Fluoreszenz-Schirmes
für eine Kathodenstrahlröhre (CRT) und insbesondere auf ein Verfahren zum Ausbilden
von Carbon-Streifen oder Fluoreszenz-Schichten auf einer Innenfläche einer CRT-
Scheibe in einem Schwarz-Weiß- oder Farbfernsehempfänger.
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Es ist allgemein bekannt, daß ein Fluoreszenz-Schirm eine CRT-Scheibe in einem Farb-
Fernsehgerät oder dgl. mit dem nachfolgenden Verfahren hergestellt wird.
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Zuerst wird die Innenfläche der Scheibe mit Carbon beschichtet und dann getrocknet.
Der so getrocknete Carbon-Film wird in einer Weise belichtet und entwickelt, um
Carbon-Streifen auszubilden, die eine vorbestimmte Breite und einen vorbestimmten
Abstand aufweisen.
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Nachfolgend wird diese Innenfläche der Scheibe gleichmäßig mit einem Fluoreszenz-
Mittel über den Carbon-Streifen (Kohlenstoff-Streifen) beschichtet und dann getrocknet.
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Danach wird ein Schlitzgitter mit feinen vertikalen Streifen-Schlitzen an die Innenfläche
der Scheibe geführt, die mit einer Fluoreszenz-Lichtquelle beleuchtet, und dann
entwickelt wird, um einen Fluoreszenz-Schirm für eine erste Farbe zu erzeugen.
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Dem Vorhergehenden entsprechend, werden nacheinanderfolgend Fluoreszenz-Mittel
der zweiten und der dritten Farbe zugeführt, getrocknet, beleuchtet und entwickelt, um
einen Fluoreszenz-Schirm der drei Grundfarben (R, G, B) zu erzeugen.
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Bei solchen Carbon-Streifen ist die Linienweite hinsichtlich des Kontrastes usw. fest
eingestellt. Normalerweise sind Scheiben mit Carbon-Streifen periodisch durch
Messung auf der Basis einer Zufallsabtastung gewonnen, und die Linienbreite der
Carbon-Streifen werden visuell mittels eines Mikroskopes geprüft. Das Ergebnis einer
solchen Messung wird einer Belichtungstabelle zurückgeführt, nach der der auf der
inneren Fläche der Scheibe getrocknete Carbon-Film von einer Lichtquelle belichtet
wird, so daß die Linienbreite eines jeden Carbon-Streifens unter Steuerung der
Änderung der Belichtung gemäß dem Meßwert eingestellt ist.
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Durch den Meßbetrieb der Linienbreite der Carbon-Streifen mittels eines Mikroskopes
ist es jedoch unvermeidbar, daß einige Pegelunterschiede bei den einzelnen Messungen
verursacht werden, wodurch einige Änderungen der Linienbreiten der Carbon-Streifen
verursacht sind. Weiterhin ist es notwendig, Messungen an verschiedenen Abschnitten
der Scheibe durchzuführen, um zu erfassen, ob die Linienbreite über den gesamten
Schirm gleichmäßig ist oder nicht und die für derartige Messungen benötigte Zeit wird
durch die Sicht-Prüfung extrem lang, so daß die Arbeitseffizienz sehr gering ist.
Zusätzlich sind bei solchen periodischen Messungen ein vollständiges Ergebnis nicht
erzielbar, da es unmöglich ist, jeder Linienbreitenänderung nachzugehen, die während
des Intervalls der Sicht-Prüfung auftritt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung ein Herstellungsverfahren für einen Fluoreszenz-CRT-
Schirm vorzusehen, das geeignet ist, die Linienbreite der gesamten Carbon-Streifen
mittels eines vollständigen automatischen mechanischen Systemes zu messen und um
einen zufriedenstellenden Fluoreszenz-Schirm mit hoher Qualität herzustellen, bei dem
die Linienbreiten der Carbon-Streifen konstant gehalten werden können.
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Um die zuvor genannte Aufgabe zu lösen, ist erfindungsgemäß ein Verfahren zum
Herstellen (eines) Fluoreszenz-Schirmes vorzusehen, das die Schritte aufweist:
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Beschichten einer Innenfläche einer Scheibe mit einem Carbon-Film und danach
Trocknen, Belichten und Entwickeln dieses Carbon-Filmes, um damit Carbon-Streifen
auf der Scheibe auszubilden;
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Aufnehmen der Carbon-Streifen auf der Innenfläche der Scheibe als Videoinformation
mittels einer optischen Einrichtung;
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Eingeben der Videoinformation in eine Bildverarbeitung, um die Linienbreite der
Carbon-Streifen zu berechnen; und
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Steuern der Belichtung während eines Carbon-Streifenbelichtungsprozesses, der bei
einer nachfolgenden Scheibe angewendet wird, auf der Basis der so berechneten
Linienbreite.
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Bei dem Verfahren zum Ausbilden von Carbon-Streifen auf der Innenfläche einer
Scheibe werden die Carbon-Streifen mittels einer optischen Einrichtung von der Scheibe
als Videoinformation empfangen und diese Videoinformation wird einer
Bildverarbeitung zugeführt. Die Linienbreite der Carbon-Streifen wird aus der
Videoinformation berechnet und das Ergebnis der Messung wird auf der Basis der so
berechneten Linienbreite während des Streifenbelichtungsverfahrens der
Belichtungstabelle zurückgeführt, wordurch die Belichtung gesteuert wird, um somit
zufriedenstellende Carbon-Streifen einer vorbestimmten Linienbreite auszubilden. Die
zuvor genannten und weiteren Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der
nachfolgenden Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die Darstellung der
anhängenden Zeichnungen erfolgt, deutlich.
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Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines beispielhaften automatischen Steuersystemes;
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Fig. 2 ist eine Seitenansicht, die die Lageanordnung zwischen einer Scheibe und CCD-
Kameras darstellt, um Carbon-Streifen als Videoinformation zu empfangen, die auf der
Innenfläche der Scheibe ausgebildet sind;
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Fig. 3 ist eine Draufsicht auf eine Scheibenhalteeinrichtung;
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Fig. 4 ist eine vergrößerte Seitenansicht, die darstellt, wie Carbon-Streifen als
Videoinformation mittels einer CCD-Kamera aufgenommen werden;
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Fig. 5 stellt die Videoinformation der Carbon-Streifen dar;
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Fig. 6 ist eine charakteristische Darstellung, die die Information einer projezierten
Verteilung wiedergibt, die aus der Videoinformation erhalten wird;
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Fig. 7 ist eine Draufsicht, die die Lage der Messungen auf der Scheibe mittels der
CCD-Kamera darstellt; und
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Fig. 8 stellt die Beziehung der Verbindung zwischen einem zentralen Rechner und
Belichtungstabellen dar.
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Nachfolgend wird ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel des
Herstellungsverfahrens für den Fluoreszenz-CRT-Schirm im einzelnen unter
Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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In diesem Ausführungsbeispiel wird die Herstellung eines Fluoreszenz-CRT-Schirmes
mittels eines automatischen Steuersystems, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, durchgeführt.
Dieses System umfaßt eine mechanische Einheit 1 mit optischen Einrichtungen zum
Aufnehmen der Carbon-Streifen, die auf einer Innenfläche einer Scheibe ausgebildet
sind, als Videoinformation, einen Bildprozessor 3, zum Berechnen der Linienweite der
Carbon-Streifen gemäß der Eingangsvideoinformation, die über eine Steuerung 2
empfangen wurde, und einen Host-Computer 5, der einen Speicher aufweist, um die
Daten der berechneten Linienbreite zu speichern und um die Information, die auf diesen
Daten basiert, in mehrere Belichtungstabellen 4 zurückzuführen, und um damit die
Belichtung mit den Tabellen 4 durchzuführen.
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Die mechanische Einheit 1 weist, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt ist, eine
Scheibenhalteeinrichtung 8 auf, um eine Scheibe 7 vorsichtig zu halten, die aus einer
CRT-Glasscheibe zusammengesetzt ist und mittels mehrerer Rollen 6 in eine
vorbestimmte Lage transportiert wurde, um Carbon-Streifen zu messen, und CCD-
Kameras 9, die als optische Einrichtung vorgesehen sind, um die Carbon-Streifen als
Videoinformation auf der inneren Oberfläche 7a der Scheibe 7 aufzunehmen.
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Die Scheibenhalteeinrichtung 8 besteht aus einem Paar von Scheibenanhebeelementen
10, 11 um die Scheibe 7 anzuheben, die mit ihrer Innenfläche 7a nach unten gedreht,
mit einem vorbestimmten Abstand von der Transportebene der Rollen 6 transportiert
wurde, um darauf einen Fluoreszenz-CRT-Schirm auszubilden, einem Paar
Anstoßelemente 12, 13 und einem Paar Druckelemente 14, 15, um die Scheibe 7, die
von der Transportebene der Rollen 6 angehoben ist, in fester Lage zu halten.
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Das Scheibenanhebeelement 10, 11 ist aus einem Paar flacher rechtwinkliger Platten
zusammengesetzt, die länger als die Scheibe 7 in Längsrichtung sind. Das
Scheibenanhebeelement 10, 11 ist zwischen der Transportebene der Rollen 6 und der
einen Fläche 7b der Scheibe 7 auf deren offenen Fläche eingefügt und wird von einer
nicht dargestellten Hochfahr-/Runterfahreinrichtung angetrieben, um die Scheibe 7 von
der Transportebene der Rollen 6 um einen vorbestimmten Abstand anzuheben.
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Währenddessen sind die Anstoßelemente 12, 13 und die Druckelemente 14, 15 an
Ausrichtpunkten der Scheibe 7, die zur Transportebene der Rollen 6 erhöht sind,
angeordnet, und dienen dazu, die Scheibe 7 festzuhalten. Jedes der Anstoßelemente 12,
13 ist in einem quadratischen Körper geformt, dessen Abschnitt, der mit einer Seite 7c
der Scheibe 7 in Kontakt gelangt, im wesentlichen bogenförmig ist, und wird mit der
Scheibe 7 in punktuellen Kontakt gebracht. Jedes der Druckelemente 14, 15, die den
Anstoßelementen 12, 13 gegenüberliegend angeordnet sind, sind säulenartig ausgebildet
und werden elastisch in die Richtung eines Pfeiles X in Fig. 3 zu der anderen Seite 7d
der Scheibe 7 gedrückt, die bzgl. Anstoßelementen 12, 13 entgegengesetzt ist. Somit ist
die Scheibe 7 von den Anstoßelementen 12, 13 und den Druckelementen 14, 15
festgehalten, während sie von der Transportebene der Rollen 6 angehoben wird.
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Die CCD-Kameras 9 sind oberhalb und gegenüber der Scheibe 7 angeordnet, wobei sie
fest in einer Lage zum Messen der Carbon-Streifen gehalten werden. Die CCD-
Kameras 9 sind mit einer scheibenförmigen Kamerapositionierbasis 16 verbunden und
werden in die Richtungen eines Pfeiles Y nach Fig. 2 zu der oder von der Scheibe 7
verschoben. Um somit zum Erfassen der Verteilung der Linienbreiten der Carbon-
Streifen auf der ganzen Scheibe 7 geeignet zu sein, sind insbesondere in diesem
Ausführungsbeispiel die CCD-Kameras 9 in Positionen angeordnet, die jeweils der
Mitte A1 der Scheibe 7 und den Umgebungen A2, A3, A4, A5 der vier Ecken der
Scheibe 7 entsprechen, die im wesentlichen von der Mitte A1 gleich beabstandet sind,
wie in Fig. 7 dargestellt ist. Die CCD-Kameras 9, die in diesem Ausführungsbeispiel
angewendet werden, sind monochromatisch.
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Wie in Fig. 4 dargestellt ist, ist eine Lichtquelle 18, wie z.B. eine Halogenlampe, an
den vier Enden einer jeden CCD-Kamera 9 vorgesehen, um den Unterschied im
Videobild, das über die optische Linse erhalten wurde bezüglich der Carbon-Streifen
17, die auf der inneren Fläche 7a der Scheibe 7 ausgebildet sind, zu vergrößern. Das
von den Lichtquellen 18 abgestrahlte Abgabelicht wird auf einen Abschnitt der Scheibe
7 der optischen Linse gegenüberliegend aufgestrahlt, da die Lichtquelle 18 an den vier
Enden der CCD-Kamera 9 getragen wird. Das Licht der Halogenlampe wird auf die
Scheibe 7 über einen Ultraviolett-Abtrennfilter projiziert.
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Der Bildprozessor 3 ist so aufgebaut, daß die über den Controller 2 empfangene
Videoinformation der Carbon-Streifen, die durch die CCD-Kameras 9 aufgenommen
wurde, zu empfangen und um die Linienbreite der Carbon-Streifen gemäß dieser
Videoinformation zu berechnen. Insbesondere die Videoinformation (wie in Fig. 5
dargestellt), die von den CCD-Kameras 9 erhalten wurde, wird in den Bildprozessor 3
eingegeben. In Fig. 5 entsprechen die schwarzen Abschnitte den Carbon-Streifen 17.
Die Eingangsvideoinformation (z.B. zusammengesetzt aus 512 x 480 Punkten) wird aus
einer Spannungsform in ein digitales Signal umgewandelt. Nachfolgend wird das
digitale Signal in 64 Graustufen eingeteilt, die dann entweder horizontal oder vertikal
addiert werden, um sie gegen Informationen aus der projizierten Verteilung, die in Fig.
6 dargestellt ist, zu ersetzen. Danach wird das Rauschen dieser Information abgetrennt,
und die oberhalb des Abtrennpegels projizierte Verteilung (durch eine gepunktete Linie
in Fig. 6 angegeben) wird mittels einer Maximum-Differential-Rechenmethode
verarbeitet, wodurch die Endabschnitte davon erfaßt werden. Da die Information auf
der Basis der Punkte, die zwischen den so erfaßten Enden bestehen, verarbeitet und
berechnet wurde, werden die Breiten der abgestuften Abschnitte erhalten, und die
Linienbreite der Carbon-Streifen 17, die gerade auf der Innenfläche 7a der Scheibe 7
ausgebildet werden, gemessen. Die Linienbreitendaten der Carbon-Streifen 17 die so
berechnet wurden, geben den Mittelwert der gemessenen Werte von zehn Streifen in der
Mitte der vier Ecken der Scheibe 7 dar, einschließlich der Daten, die die Röhrenform
der Scheibe 7 und die ID-Nummer der entsprechenden der verschiedenen
Belichtungsscheiben 7 angibt.
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Der Host-Computer 5 speichert in seinem Speicher die Linienbreitendaten der Carbon-
Streifen 17, die vom Bildprozessor 3 einzeln bzgl. der Röhrenart, der ID-Nummer der
Belichtungstabelle und der Meßpunkte einzeln berechnet wurden. Diese Daten werden
zu den Belichtungstabellen zurückgeführt, um so die Belichtung auf jeder Tabelle 4 zu
steuern. Der Host-Computer 5 hat einen Belichtungskorrekturbereich, in dem die
Belichtung so korrigiert wird, um eine gewünschte Linienbreite in Übereinstimmung
mit der voreingestellten Linienbreite der Carbon-Streifen zu erzielen. Der
Belichtungskorrekturbereich ist beispielsweise in einen Bereich eingeteilt, in dem die
Belichtung nicht korrigiert werden muß, wenn die Linienbreite der Carbon-Streifen
einen vorbestimmten Wert aufweist, und in Bereiche, in denen die Belichtung um Raten
von 3%, 5% und 10% jeweils eingestellt wird, um so die Linienbreite auf den
vorbestimmten Wert in dem Fall, daß ein Fehler vorliegt, zu korrigieren. Daher wird in
dem Host-Computer 5 der Betrieb so ausgeführt, daß, wenn die Linienbreitendaten der
Carbon-Streifen 17, die von dem Bildprozessor 3 berechnet wurden, für einen Bereich
des Belichtungskorrekturbereiches eingegeben wurden, wird der in diesem Bereich
vorbestimmte Belichtungswert automatisch den Belichtungstabellen 4a, 4b, 4c, 4d, 4e
zurückgeführt, wie in Fig. 8 dargestellt ist, wodurch die Belichtung in jeder der
Tabellen 4a, 4b, 4c, 4d, 4e eingestellt ist.
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Ein Fluoreszenz-CRT-Schirm wird auf der Innenfläche der Scheibe 7 in dem
nachfolgenden Verfahren durch die Verwendung eines solchen automatischen
Steuersystems erzeugt.
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Zuerst wird die ganze Innenfläche 7a der Scheibe 7, die durch die Rollen 6 transportiert
wird, mit Carbon beschichtet, das dann getrocknet wird.
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Nachfolgend wird der so getrocknete Carbon-Film über eine Maske belichtet, die ein
vorbestimmtes Muster mit feinen vertikal Streifen-Schlitzen aufweist, und wird dann
entwickelt, um die Carbon-Streifen 17 auszubilden.
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Danach wird, wenn die Scheibe 7 in eine Lage versetzt ist, um die Linienbreiten der
Carbon-Streifen 17 zu messen, die Scheibe 7 um etwa 10mm von der Transportebene
der Rollen 6 mittels der zuvor beschriebenen Scheibenanhebeelemente 10, 11
angehoben.
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In diesem Zustand wird die Scheibe 7 mittels der Andruckelemente 14, 15 gegen die
Anstoßelemente 12, 13 angedrückt.
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Somit wird die Scheibe 7 festgehalten, während sie von der Transportebene der Rollen
6 angehoben wird.
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Nachfolgend wird die Kamerapositionierbasis 16 abwärts in Richtung der Scheibe 7
versetzt, und die CCD-Kameras 9 werden in Richtung der Scheibe 7 bewegt.
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Danach wird das von jeder Lichtquelle, wie z.B. einer Halogenlampe, abgestrahlte
Ausgangslicht auf die Scheibe 7 über einen Ultraviolett-Trennfilter abgestrahlt.
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Die Carbon-Streifen 17, die auf der Innenfläche 7a der Scheibe 7 ausgebildet sind, sind
um ein Maß von 1,2mm² auf ein Mikroskopfeld von einer optischen Linse vergrößert
und dann von der CCD-Kamera 9 aufgenommen, deren Ausgangs-Videoinformation
dem Bildprozessor 3 zugeführt wird.
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Die so eingegebene Videoinformation wird von dem Bildprozessor 3 verarbeitet und die
aktuelle Linienbreite der Carbon-Streifen 17 wird aus dieser Videoinformation
berechnet.
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Die Linienbreitendaten der Carbon-Streifen 17 werden einzeln bzgl. der Röhrenart der
Scheibe 7 und der ID-Nummer der Belichtungstabelle 4 berechnet.
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Die so berechneten Daten werden dem Host-Computer 5 eingegeben und dann im
Speicher gespeichert. Danach werden die gespeicherten Daten mit dem
Belichtungskorrekturbereich in dem Zentralrechner 5 gemischt und der Belichtungswert,
der mit dem relevanten Bereich übereinstimmt wird automatisch zu jeder der
Belichtungstabellen 4a, 4b, 4c, 4d, 4e im Belichtungsprozeß der Scheiben für die
Carbon-Streifen 17 zurückgeführt.
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Wenn beispielsweise die Linienbreite der Carbon-Streifen 17, die über Belichten und
Entwickeln nach der Belichtungstabelle 4a gebildet wurden, nicht mit dem
vorbestimmten Wert übereinstimmt, wird die Belichtung des Korrekturbereiches, der
diesem Wert entspricht, der Belichtungstabelle 4a zurückgeführt, so daß die Belichtung
eingestellt wird.
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Insbesondere die Belichtung der Scheiben nach jeder der Belichtungstabellen 4a, 4b, 4c,
4d, 4e wird automatisch gesteuert, so daß die Linienbreite der Carbon-Streifen 17 unter
der Steuerung des vorbestimmten Wertes erhalten bleibt. Hieraus folgt, daß die Carbon-
Streifen 17 der vorbestimmten Linienbreite über die gesamte Innenfläche 7a der Scheibe
7 ausgebildet werden kann, die von den Rollen 6 nach einer solchen Steuerung
transportiert wird. Hieraus ergibt sich, da die Belichtungstabellen 4a, 4b, 4c, 4d, 4e
gleichzeitig gesteuert werden, daß die Carbon-Streifen 17 mit der vorbestimmten
Linienbreite ohne Berücksichtigung der ID-Nummer mit jeder Belichtungstabelle
erhaltbar sind.
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Nachdem die Carbon-Streifen 17, die so ausgebildet wurden, wird die ganze
Innenfläche 7a der Scheibe 7 einheitlich über den Carbon-Streifen 17 mit einem
Fluoreszenzmittel einer ersten Farbe beschichtet, das dann getrocknet wird.
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Nachfolgend wird ein Schlitz-Gitter, das feine vertikale Streifen-Schlitze aufweist, mit
der Innenfläche 7a der Scheibe 7 verbunden, die mit einem Fluoreszenz-Licht der ersten
Farbe von einer Lichtquelle belichtet und dann entwickelt wird, um einen Fluoreszenz-
Schirm einer ersten Farbe zu erzeugen.
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Entsprechend dem Vorhergegangenen werden Fluoreszenzmittel einer zweiten und einer
dritten Farbe nacheinanderfolgend aufgetragen, getrocknet, belichtet und entwickelt,
um einen Fluoreszenz-Schirm für die drei Primärfarben (R, G, B) zu erzeugen.
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Gemäß dieses Verfahrens wird es möglich, den Meßbetrieb für die Linienbreiten der
Carbon-Streifen 17 mittels eines vollständig automatisierten mechanischen Systems
deutlich zu vereinfachen, sowie Veränderungen in der Messung zu beseitigen, um evtl.
die Linienbreiten der Carbon-Streifen 17 konstant zu halten. Da jede Scheibe 7
überprüft werden kann, wird weiterhin ein genauer Betrieb kontinuierlich durchgeführt,
der auf jede Veränderung der Carbon-Streifen 17 reagiert, wodurch eine genaue
Kontrolle der Linienbreiten gesichert ist. Somit ist eine hohe Stabilität durch
Realisierung einer höheren Qualität des Fluoreszenz-CRT-Schirmes erzielbar.
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In dem vorhergegangenen Ausführungsbeispiel wird weiter die Linienbreite der Carbon-
Streifen 17 nach dem Vollenden der Carbon-Streifen 17 gemessen. Die Messung der
Linienbreiten der Carbon-Streifen 17 kann jedoch nach dem Ausbilden eines
Fluoreszenzmittels einer ersten Farbe vor der Fertigstellung der Carbon-Streifen 17
oder nach dem Ausbilden eines Fluoreszenzmittels einer zweiten Farbe oder auch nach
dem Ausbilden aller Fluoreszenzmittel durchgeführt werden.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie durch die Beschreibung hierbei deutlich
wurde, sind die auf der Innenfläche einer Scheibe gebildeten Carbon-Streifen als
Videoinformation mittels optischer Mittel empfangen und diese Videoinformation wird
einem Bildprozessor eingegeben, so daß die Linienbreiten der Carbon-Streifen auf der
Basis der Eingabeinformation berechnet werden. Danach wird das Meßergebnis den
Belichtungstabellen zurückgeführt, während der Carbon-Streifen-Belichtungsprozeß der
Scheiben, die auf der Belichtungstabelle angeordnet sind, in Übereinstimmung mit den
berechneten Linienweiten berechnet, um somit die Belichtung zu steuern. Somit wird es
möglich, kontinuierlich zufriedenstellende Carbon-Streifen mit einer vorbestimmten
Linienbreite zu erhalten.
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Weiterhin wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren die Linienbreiten der Carbon-
Streifen mittels eines vollständig automatisierten mechanischen Systems gemessen.
Daher kann das Meßverfahren bemerkbar vereinfacht werden, mit dem weiteren Vorteil
einer exakten Messung bei jeder Scheibe, wodurch eine hochgenaue Steuerung der
Linienbreiten erzielt wird und die Qualitätsstabilität des Fluoreszenz-CRT-Schirmes
erhöht ist.