EP0005567B1

EP0005567B1 - Verfahren zur Herstellung einer Farbfernsehbildröhre

Info

Publication number: EP0005567B1
Application number: EP79200214A
Authority: EP
Inventors: Hubert Dr. Göddecke; Werner Dr. Reichardt; Kurt Schumacher; Rainer Töpfer
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH; Philips Gloeilampenfabrieken NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH; Koninklijke Philips NV
Priority date: 1978-05-22
Filing date: 1979-05-03
Publication date: 1982-05-12
Also published as: EP0005567A2; EP0005567A3; JPS54155760A; DE2822345C3; CA1145813A; DE2822345B2; DE2962778D1; DE2822345A1; JPS6131937B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer mit einer Farbauswahlelektrode versehenen Farbfemsehbildröhre, bei dem in mindestens einer Verfahrensstufe ein Tragrahmen einer zu biklenden Farbauswahlelektrode oder eine fertige Farbauswahielektrode in das Frontglas eingelegt wird, wobei zur gegenseitigen Positionierung mindestens drei im Frontglas verankerte Dorne mit Haltern am Tragrahmen bzw. an der Farbauswahlelektrode zusammenwirken.
Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Farbfernsehbildröhre ist einer der ausschlaggebendsten Verfahrensschritte dazu bestimmt, den Abstand der Farbauswahlelektrode zum Frontglas während des Herstellungsverfahrens mit sehr niedrigen Toleranzen einzuhalten.
Die Einführung der sogenannten In-line-Technik, bei dem die drei Elektronenstrahlerzeugungssysteme in einer Ebene nebeneinander angeordnet sind und nicht mehr wie bei der Delta-Röhre auf den Eckpunkten eines gleichschenkligen Dreiecks, und die dadurch bedingte neue Beschichtung des Bildschirms nicht mehr mit auf den Ecken eines gleichschenkligen Dreiecks angeordneten Leuchtstoffpunkten, sondern durch in Richtung senkrecht zur Zeilenrichtung liegende Leuchtstoffstreifen mit sich abwechselnden Farben, und zwar der Farben Rot, Grün und Blau, bringt zwar eine gewisse Erleichterung mit sich, weil nämlich in Richtung senkrecht zur Zeilenrichtung die Toleranzen für den Auftreffpunkt des Elektronenstrahls auf dem Bildschirm etwas erweitert werden können. In Zeilenrichtung bleiben die Toleranzen jedoch weiterhin bestehen, so daß während des Herstellungsverfahrens gerade beim Zusammensetzen der Farbauswahlelektrode und später während des Herstellungsverfahrens in den verschiedensten Verfahrensstufen der Lage der Farbauswahlelektrode gegenüber dem Frontglas die größte Aufmerksamkeit gewidmet werden muß.
Mit der neuerdings eingeführten Steigerung der Bildhelligkeit werden die Anforderungen an die Auftreffgenauigkeit der Elektronenstrahlen auf den zugehörigen Leuchtstoffstreifen weiter erhöht. Dadurch werden die zulässigen Toleranzen im Abstand zwischen der Innenoberfläche des Frontglases und der Außenoberfläche des Maskenbleches weiter eingeengt, was eine noch höhere Einsetzgenauigkeit der Farbauswahlelektrode in das Frontglas nötig macht.
Bei derartigen Arbeiten sind zahlreiche sogenannte Justierschritte erforderlich, wobei an die Maschinen gewisse Justierhilfen angebaut sind, um die Teile möglichst genau gegeneinander auszurichten. So ist es bekannt, in einem ziemlich frühen Verfahrensschritt das Frontglas in die Maschine derart einzulegen, daß von oben der Tragrahmen mit den an ihm befestigten Haltern eingesetzt werden kann, wobei z. B. die Halter Bohrungen aufweisen können, die über entsprechende im Glas eingesetzte Dorne greifen und dort einrasten. Dieser lediglich mit den Haltern versehene Tragrahmen wird dann in der Maschine auf das vorgebogene Maskenblech, das bereits vor dem Tragrahmen auf eine Abstandslehre gelegt wurde, die ihrerseits auf der Innenoberfläche des nach oben offenen Frontglases ruht, in einer möglichst genauen Position aufgesetzt und auf dem Umfang mit dem Maskenblech verschweißt. Es stellte sich heraus, daß vielfach der Tragrahmen nicht ganz richtig im Frontglas gehalten wird, weil nämlich die Halter nicht ganz auf die Dorne aufgeschoben sind und dadurch eine leichte Schieflage möglich ist. Dadurch kann es geschehen, daß das Maskenblech gegenüber dem Tragrahmen ebenfalls nicht richtig aufgesetzt ist und dann in einer geringfügigen Schieflage angeschweißt wird.
In einem viel späteren Verfahrensschritt wird der sogenannte Südpunkt festgelegt, d. h., die fertiggestellte Farbauswahlelektrode wird in einer entsprechenden Vorrichtung von oben in das Frontglas an drei Punkten mit den Haltern eingeklinkt und dann meistens per Hand heruntergedrückt, so daß sie einrastet. Dann kann in dieser Lage schon eine Abstandsbestimmung erfolgen. Es wird aber auf jeden Fall in einem besonderen Verfahrensschritt der Südpunkt dadurch festgelegt, daß ein Halteplättchen im eingerasteten Zustand der Farbauswahlelektrode in dem Frontglas für den vierten Halter angeschweißt wird. Durch diese zusätzliche Verschweißung erhält die Farbauswahlelektrode eine größere mechanische Stabilität. Auch hierzu ist es erforderlich, daß die Farbauswahlelektrode mit ihren Haltern richtig auf den Dornen sitzt, und wenn die Dorne etwas rauh sind, schieben sich die Halter teilweise nicht richtig über die Dorne, so daß auch schon der Vorschlag gemacht wurde, die Dorne zu polieren und die entsprechenden Bohrungen in den Haltern leicht konisch zu stanzen, so daß ein besseres Überschieben gewährleistet ist. Derartige Arbeitsschritte sind aber in einer Massenherstellung sehr aufwendig.
Weiterhin wurde festgestellt, daß beim sogenannten Flowcoaten, also bei den einzelnen Belichtungen für die Farben Rot, Grün und Blau, das Einrasten der Farbauswahlelektrode an den vier Punkten mit den vier Haltern in dem Frontglas nicht mit der genügenden Genauigkeit erfolgt. Hier sind Unterschiede von Arbeitskraft zu Arbeitskraft feststellbar, weil nämlich die verschiedenen Belichter mit recht unterschiedlicher Sorgfalt arbeiten und daher Schwankungen in den einzuhaltenden Toleranzen festzustellen sind.
Schließlich ist noch beim endgültigen Einsetzen der Farbauswahlelektrode in dem Frontglas vor dem Zusammenbau der Röhre besondere Sorgfalt geboten, weil nämlich auch dieser letzte Arbeitsschritt mit ausschlaggebend dafür ist, wie später einmal in der fertig zusammengebauten Röhre der Elektronenstrahl eines Erzeugungssystems seinen zugeordneten Leuchtstoffstreifen trifft. Während im Zentrum eines Bildschirms kaum Abweichungen auftreten, sind in Richtung der Diagonalen in der Nähe der Ecken starke Abweichungen sichtbar, so daß es gilt, hier entscheidend einzugreifen.
Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind Rütteltische, z. B. zur Festlegung von Wackelkontakten bei der Herstellung elektronischer Schaltungen, oder Rüttelförderer bekannt, z. B. bei der Herstellung von elektronischen Bauelementen zum Gurten. In der Herstellungstechnik der Farbfernsehbildröhren ist ein Rütteln des Röhrenkolbens ebenfalls bekannt, und zwar, um lose Teile aus dem Maskenbereich herauszuschütteln, damit sie im wiedergegebenen Bild nicht stören können, wobei die losen Teile in der Form von Schweißspratzern, Glassplittern oder von organischen Stoffen auftreten können, die alle gleichermaßen dann, wenn sie sich vor den Schlitz in der Farbauswahlelektrode legen, einen deutlichen Schatten oder Farbverfälschungen auf dem Bildschirm beim Betrieb der Farbfernsehbildröhre verursachen, so daß eine derartige Röhre, wenn die Teile nicht durch Rütteln beseitigt werden könnten, unverkäuflich ist.
Röhren mit Farbreinheitsfehlern, die durch obengenanntes nicht ganz hundertprozentiges Einjustieren in den verschiedenen Verfahrensschritten verursacht werden, sind später nur noch schwer korrigierbar.
Die Aufgabe der Erfindung bestand also darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem bei der Herstellung einer Farbfernsehbildröhre Frontglas und Farbauswahlelektrode schnell und zuverlässig in eine reproduzierbare gegenseitige Soll-Position gebracht werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Herstellung einer Farbfernsehbildröhre der eingangs genannten Art nach der Erfindung als Einjustierhilfe beim Einlegen der genannten, magnetischen Teile ein sich periodisch änderndes magnetisches Feld an diese Teile angelegt, um sie in eine reproduzierbare gegenseitige Soll-Position zu rütteln.
Die Erfindung besteht also darin, u. a. in die eingangs angedeuteten Verfahren an den betreffenden Stellen zusätzliche Verfahrensschritte einzubringen, d. h. ein sich änderndes magnetisches Feld wirksam werden zu lassen, wodurch ein Rütteln der Teile erfolgt. Durch ein derartiges Rütteln erreichen die Teile eine definierte Endlage, so daß dann im nächsten Verfahrensschritt eine zuverlässige weitere Montage erfolgen kann, und zwar mit dem Ergebnis, daß die Lage der Teile beim Einjustieren von der Arbeitskraft an der betreffenden Maschine bzw. Vorrichtung unabhängig wird und daß auch zusätzlich eine Einengung der Toleranzen möglich wird.
Ein Verfahen nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zum Einjustieren des Tragrahmens mit seinen Haltern in dem Frontglas und des Maskenbleches gegenüber dem Tragrahmen bei der Herstellung der Farbauswahlelektrode außerhalb des Frontglases ein mit Wechselstrom erregter Elektromagnet in der Mitte der Längsseite des Tragrahmens derart angeordnet wird, daß das durch den Elektromagneten erzeugte magnetische Rüttelfeld die Teile in etwa 5 Sekunden in ihre endgültige Lage bringt.
Ein weiteres Verfahren nach der Erfindung besteht darin, daß zum Einjustieren der Farbauswahlelektrode an drei Punkten vor der Befestigung des Halteplättchens für den Halter am Südpunkt zwei mit Wechselstrom erregte Elektromagnete in der Nähe der Südecken des Tragrahmens außerhalb des hochstehenden Randes des Frontglases derart angeordnet werden, daß das durch die Elektromagnete erzeugte magnetische Rüttelfeld die Teile in etwa 5 Sekunden in ihre endgültige Lage bringt.
Schließlich kann ein Verfahren nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet sein, daß zum Einjustieren der Farbauswahlelektrode mit vier Haltern vor den einzelnen Belichtungen beim sogenannten Flowcoaten mindestens zwei mit Wechselstrom erregte Elektromagnete außerhalb des Frontglases auf dem sphärischen Teil desselben in der Nähe des hochgezogenen Randes und in der Nähe der Ecken mindestens einer Seite des Frontglases bzw. des Tragrahmens derart angeordnet werden, daß das durch die Elektromagnete erzeugte magnetische Rüttelfeld die Teile in etwa 5 Sekunden in ihre endgültige Lage bringt. Alternativ können mindestens zwei Elektromagnete an der offenen Seite des Frontglases unterhalb des Tragrahmens angeordnet werden.
Die Elektromagnete werden vorzugsweise mit Wechselstrom von etwa 50 Hz erregt.
Bei Einsatz der Erfindung können z. B. Einsetzgenauigkeiten in axialer Richtung des Abstandes Maskenblech zu Frontglasinnenoberflächen von 0,01 bis 0,02 mm eingehalten werden. Die Verbesserungen betragen gegenüber dem Einsetzen von Hand z. B. beim Fixieren des Südpunktes bis 20 µm.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf den hochgezogenen Rand eines Frontglases mit eingelegter Farbauswahlelektrode und einem Elektromagneten an der Längsseite,
Fig. 2 eine Querschnittsansicht der kritischen Aufhängepunkte, und zwar Lagerung der Bohrung eines Halters der Farbauswahlelektrode auf einem Dorn und Auflage des Maskenbleches auf einem Tragrahmen,
Fig. 3 eine Draufsicht auf den hochgezogenen Rand eines Frontglases mit darin eingelegter Farbauswahlelektrode und zwei Elektromagneten nach der Erfindung auf den beiden Schmalseiten,
Fig. 4 eine Draufsicht auf das Frontglas mit zwei aufgesetzten Elektromagneten im sphärischen Bereich,
Fig. 5 Seitenansicht zu Fig.4 in teilweise geschnittener Darstellung mit zwei Alternativen für die Lage der Elektromagnete,
Fig. 6 eine beispielsweise Schaltungsanordnung für die Anschlüsse von zwei Elektromagneten.

In den Figuren ist jeweils mit 1 der hochgezogene Rand des Frontglases einer Farbfernsehbildröhre bezeichnet. In Fig. 1 sind mit 2 die Aufhängepunkte für einen Tragrahmen 3 mit Maskenblech 4 einer Farbauswahlelektrode bezeichnet, wobei diese Farbauswahlelektrode, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 5 versehen ist, in eine Vorrichtung in einer betreffenden Maschine in das Frontglas von oben eingesetzt wird. Das Frontglas muß also so eingelegt werden, daß nach oben die offene Seite liegt. Die drei Halter werden bei 2 eingerastet, und damit nun der eingelegte Tragrahmen 3 mit seinen Haltern bei 2 einrastet, und das Maskenblech seine richtige Lage findet, wird der Elektromagnet 16 eingeschaltet. Er übt auf den Tragrahmen über das magnetische Feld einen Zug aus. Die Feldlinien des Elektromagneten 16 treten aus den mit N und S bezeichneten Polen etwa senkrecht aus, wie bei 8 angedeutet, verlaufen dann zum Tragrahmen und schließen sich in diesem. Erfolgt der Anschluß des Elektromagneten 16 an das Wechselstromnetz mit 50 Hz, so erfolgt ein Vibrieren des Tragrahmens mit 100 Hz und damit wird dieser mit seinen Haltern auf die Dorne heraufgerüttelt und ohne Zutun einer Arbeitskraft wird nach etwa 5 Sekunden die endgültige Lage erreicht. Gleichzeitig wird das Maskenblech 4 in seine kräftefreie Ruhelage gerüttelt. Erst dann gibt die Maschine das Anschweißen für das Maskenblech 4 frei.
Das automatische Anschweißen erfolgt bei 14 (Fig. 2) auf dem Umfang an den sich überlappenden Bereichen des umgebogenen Randes vom Maskenblech 13 an das gegenliegende Teil des Tragrahmens 12.
Zur Verdeutlichung ist noch einmal in der Fig. 2 schematisch eine derartige Halterung herausgezeichnet. So zeigt die Fig. 2 auf der linken Seite bei 9 einen Teil des hochgezogenen Randes des Frontglases. 10 ist der in das Glas eingesetzte metallische Dorn, auf dem der Halter 11 ruht. Dieser Halter ist an dem Tragrahmen 12 der Farbauswahlelektrode angeschweißt und trägt an seinem einen Ende eine Bohrung, die über den konischen Teil des Dorns hinübergeschoben wird. Dadurch bleibt die Farbauswahlelektrode während der Fertigung immer lösbar im Frontglas und ist auch später nur durch die Federkraft des Halters 11 gehalten. Der Tragrahmen 12 kann dickwandiger als das Maskenblech sein. Er braucht es nicht für sogenannte rahmenlose Masken. Es ist üblich, das Blech 12 mit Sicken zu versehen und dadurch eine gleiche Blechstärke vom Maskenblech 13 zum Rahmen 12 hinüberzuführen, was aus wärmetechnischen Gründen sehr günstig ist. Die Verbindung zwischen dem Tragrahmen 12 und dem Maskenblech 13 erfolgt bei 14. Es ist leicht einsehbar, daß zur Herstellung der Verbindungen 14, wobei es sich um bis zu 10 Punktschweißungen auf dem Umfang für eine 67-cm-Farbfernsehbildröhre handelt, der Tragrahmen 12 mit seinem Halter 11 zunächst erst einmal richtig auf dem Dorn 10 aufliegen muß, und zwar in einer endgültigen Lage. Dann muß das Blech 13 richtig auf dem Tragrahmen 12 bzw. auf dem hochgezogenen Rand 12 der Farbauswahlelektrode aufliegen, um die Schweißung bei 14 in der richtigen Zuordnung der Teile vorzunehmen. Damit nun an beiden Stellen die richtige Lage erreicht wird, wird der Elektromagnet 16 in einer bestimmten Verfahrensstufe eingeschaltet und rüttelt dann, wobei die 100-Hz-Vibration etwa 5 Sekunden lang dauern kann. Danach haben dann die Teile ihre richtige Lage erreicht und der nächste Verfahrensschritt kann erfolgen.
Die Fig. 3 zeigt eine weitere ähnliche Anordnung. Hier geht es in einem späteren Verfahrensschritt darum, den sogenannten Südpunkt festzulegen, d.h. an den drei mit 2 bezeichneten Stellen ist die Farbauswahlelektrode 5 in dem hochgezogenen Rand des Frontglases 1 eingerastet. Nur noch der sogenannte Südpunkt bei 15 ist frei. Es werden hier die Elektromagnete 6 und 7 eingeschaltet. Sie bringen die gesamte Farbauswahlelektrode gegenüber dem feststehenden Glas in Vibration mit 50 Hz und ebenfalls nach etwa 5 Sekunden ist hier eine endgültige Lage erreicht und der Einrichter an diesem Arbeitsplatz kann das Halteplättchen zur Befestigung des Halters für den Südpunkt anschweißen, so daß auch der letzte Punkt für die Befestigung der Farbauswahlelektrode in dem betreffenden zugeordneten Frontglas festgelegt und fixiert ist.
Auch an dieser Stelle war bisher ein Einjustieren per Hand vorgesehen, wobei die unterschiedlichen Einrichter unterschiedlichen Druck auf die Farbauswahlelektrode ausübten und dadurch unterschiedliche Ergebnisse in der Herstellung erreicht wurden.
Fig. 4 zeigt eine weitere Anordnung in einer noch späteren Verfahrensstufe. Es ist die Aufsicht auf das Frontglas 1 gezeigt, und zwar auf den sphärischen Teil, auf dem auf der Innenseite der Bildschirm hinterlegt wird. Beim Hinterlegen des Bildschirmes wird bekanntlich beim sogenannten Flowcoaten in drei Belichtungsschritten gearbeitet, weil die Farben Rot, Grün und Blau in getrennten Schritten nacheinander aufgebracht werden müssen, wobei zur Belichtung die Lichtquelle verschiedene Positionen einnehmen muß. Da bei diesem chemischen Behandlungsverfahren Leuchtstoffsuspensionen und Wasser verwendet werden müssen, muß bei der Behandlung jedesmal die Farbauswahlelektrode 5 aus dem Frontglas herausgenommen werden. Sie. wird dabei an den Haltern 2 ausgehakt und vor dem nächsten Belichtungsschritt wieder eingerastet, wobei ebenfalls wieder von Hand aus die Maske in die Halter richtig eingedrückt wird. Dabei entstehen erhebliche Unterschiede in der Lage der Farbauswahlelektrode, und um unabhängig von dieser Handarbeit zu sein, werden nach der Erfindung auf den sphärischen Teil oder unterhalb des Frontglases, wie in den Fig. 5 und 4 gezeigt, an einer Seite des Frontglases bzw. des Tragrahmens 3 zwei Elektromagnete aufgesetzt, deren Felder senkrecht auf den Tragrahmen treffen und sich in diesem schließen. Wenn mindestens zwei Elektromagnete 17 und 18 angeordnet sind, dann erfolgt ein Rütteln, welches genügt, die Teile jedesmal in ihre genaue Lage hineinzubringen. Es können alternativ Elektromagnete 19 und 20 unterhalb des Tragrahmens angeordnet werden, also auf der offenen Seite des Frontglases. Auch hier wird immer eine genaue Positionierung der Teile gegeneinander erreicht und dadurch werden die Toleranzen bei der Herstellung erheblich verbessert.
Fig. 6 zeigt schließlich eine beispielsweise Schaltungsanordnung. An die Klemmen 21 und 22 kann das Wechselstromnetz mit 220 V50 Hz angeschlossen werden. Ein Einstelltransformator 23 hat Ausgänge, die über die Gleichrichter 24 und 25 zu den Elektromagneten 6 und 7 führen. Diese werden also gegenphasig erregt und ziehen dadurch das Blech bzw. das ferromagnetische Eisen des Tragrahmens zu sich hin, und das im Takte von 50 Hz, so daß die Teile vibrieren und durch das feine Vibrieren in die richtige Lage hineingerüttelt werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer mit einer Farbauswahlelektrode versehenen Farbfernsehbildröhre, bei dem in mindestens einer Verfahrensstufe ein Tragrahmen einer zu bildenden Farbauswahlelektrode oder eine fertige Farbauswahlelektrode in das Frontglas eingelegt wird, wobei zur gegenseitigen Positionierung mindestens drei im Frontglas verankerte Dorne mit Haltern am Tragrahmen bzw. an der Farbauswahlelektrode zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß als Einjustierhilfe beim Einlegen der genannten, magnetischen Teile ein sich periodisch änderndes magnetisches Feld an diese Teile angelegt wird, um sie in eine reproduzierbare gegenseitige Soll-Position zu rütteln.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einjustieren des Tragrahmens mit seinen Haltern in dem Frontglas und des Maskenbleches gegenüber dem Tragrahmen bei der Herstellung der Farbauswahlelektrode außerhalb des Frontglases ein mit Wechselstrom erregter Elektromagnet in der Mitte der Längsseite des Tragrahmens derart angeordnet wird, daß das durch den Elektromagneten erzeugte magnetische Rüttelfeld die Teile in etwa 5 Sekunden in ihre endgültige Lage bringt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einjustieren der Farbauswahlelektrode an drei Punkten vor der Befestigung des Halteplättchens für den Halter am Südpunkt zwei mit Wechselstrom erregte Elektromagnete in die Nähe der Südecken des Tragrahmens außerhalb des hochgezogenen Randes des Frontglases derart angeordnet werden, daß das durch die Elektromagnete erzeugte magnetische Rüttelfeld die Teile in etwa 5 Sekunden in ihre endgültige Lage bringt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einjustieren der Farbauswahlelektrode mit vier Haltern vor den einzelnen Belichtungen beim sogenannten Flowcoaten mindestens zwei mit Wechselstrom erregte Elektromagnete außerhalb des Frontglases auf dem sphärischen Teil desselben in der Nähe des hochgezogenen Randes und in der Nähe der Ecken mindestens einer Seite des Frontglases bzw. des Tragrahmens derart angeordnet werden, daß das durch die Elektromagnete erzeugte magnetische Rüttelfeld die Teile in etwa 5 Sekunden in ihre endgültige Lage bringt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Elektromagnete an der offenen Seite des Frontglases unterhalb des Tragrahmens angeordnet werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromagnete mit Wechselstrom von etwa 50 Hz erregt werden.