EP0107181B1

EP0107181B1 - Lichthauskorrekturfilter für ein Lichthaus zur Herstellung von Leuchtschirmen für Farbbildröhren

Info

Publication number: EP0107181B1
Application number: EP83110460A
Authority: EP
Inventors: Bruno Fischer
Original assignee: Nokia Graetz GmbH
Current assignee: Nokia Deutschland GmbH
Priority date: 1982-10-26
Filing date: 1983-10-20
Publication date: 1989-06-07
Also published as: EP0107181A2; DE3239559A1; JPS5994327A; US4634224A; EP0107181A3; DE3380045D1; JPS5952507B2; CA1239438A

Description

Die Erfindung betrifft ein flächenhaft ausgebildetes Lichthauskorrekturfilter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es wird in einem Lichthaus bei der Beleuchtung während der Herstellung von Bildschirmen für Farbbildröhren verwendet. Dabei wird eine auf dem Frontglas einer Farbbildröhre gleichmäßig verteilte Leuchtstoffschicht durch eine Schattenmaske hindurch bestrahlt, wobei eine chemische Reaktion in Gang gesetzt wird, die zur Haftung der von Strahlung getroffenen Leuchtstoffgebiete am Frontglas führt.
Um die Leuchstoffgebiete dort anzubringen, wo sie bei Betrieb der Röhre von den durch die öffnungen der Schattenmaske dringenden Elektronen getroffen werden können, erfolgt die Belichtung zusätzlich durch eine Linse hindurch, welche den Weg der Strahlen den in der fertigen Farbbildröhre auftretenden Flugbahnen der Elektronen nachbildet.
Um weiterhin Einfluß auf die Breitenverteilung der Leuchtstoffgebiete nehmen zu können, wird in den Strahlengang ein Korrekturfilter gebracht, welches die Strahlen in Abhängigkeit von Ort schwächt.
Aus der EP-A1-0 044 454 ist ein derartiges Lichthauskorrekturfilter bekannt. Um eine vorgegebene Lichtintensitätsverteilung einzuhalten, ist es mit einem Lichtabsorbierenden Transmissionsmuster versehen. Seine flächenhafte Durchlässigkeitsverteilung wird durch eine entsprechende Verteilung von lichtundurchlässigen Lackpünktchen eingestellt, welche durch Sprühen eines Lacks aufgebracht werden.
Andere bekannte Korrekturfilter verwenden zur ortsabhängigen Schwächung der Strahlung als Sperrschicht dünne Nickelstreifen, welche mit unterschiedlichen gegenseitigen Abständen angeordnet sind, um die gewünschte Ortsabhängigkeit der Strahlungsschwächung zu erhalten. Letztere sind robuster im Gebrauch und leichter zu warten. Die bedeutsamsten Nachteile der bekannten Korrekturfilter sind, daß auch die durchlässigen Flächen einen Teil der Strahlung reflektieren und daß solche bekannten Korrekturfilter sich durch Strahlungsabsorption in der Sperrschicht erwärmen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Reflexion im Bereich der durchlässigen Schicht und die Erwärmung der Korrekturfilter zu vermindern. Dies geschieht mit den im Anspruch 1 angegebenen Mitteln. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen dazu an.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, daß die Durchlaßschicht durch Entspiegelung optisch vergütet und die Reflektivität der Sperrschichte wie bie einem Kaltlichtspiegel erhöht wird. Für die Auswahl der Wellenlängenbereiche, in denen vergütet bzw. die Reflektivität erhöht wird, ist die spektrale Wirksamkeit der Teilbereiche des zur Bestrahlung verwendeten gesamten Spektrums auf die Leuchstoffschicht maßgebend. Derjenige Teil des Strahlungsspektrums, welcher bei der Ingangsetzung der chemischen Reaktion nicht wirksam ist, kann vom Korrekturfilter durchgelassen, darf jedoch nicht absorbiert werden. Für diesen Spektralbereich kann also die Sperrschicht durchlässig, die Durchlaßschicht reflektierend sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 15 erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: ein Lichthaus im Schnitt;
Fig. 2: den Ausschnitt aus einem Korrekturfilter mit Streifenmuster;
Fig. 3 bis Fig. 6: weitere Ausschnitte mit anderen Mustern bei bis anderen Ausführungsformen des Korrekturfilters;
Fig. 7 bis Fig. 14: Ausschnitte aus dem Querschnitt von verschiedenen Ausführungsformen des erfindungsfemäßen Korrekturfilters;
Fig. 15: ein Diagramm, welches die spektrale Bestrahlungsstärke SB und die wirksame relative spektrale Bestrahlungsstärke WRSB über der Wellenlänge λ bezogen auf eine Beleuchungs_ßtärke von 1 Lux = 1 Im/m₂ zeigt.

Fig. 1 zeigt schematisch den Schnitt durch ein Lichthaus. Im Lampentopf 1 befindet sich eine Strahlungsquelle 2 in der Halterung 3. Die Strahlung der Strahlungsquelle gelange durch das Fenster 4 und das Korrekturfilter 6 zur Linse 5, welche im allgemeinen aus einer konkav und konvex geschliffenen und einer planen Seite besteht. Die form der Linse bewirkt auf der Leuchtschicht des Leuchtschirmes 8 an einigen Stellen eine verstärkt und an anderen Stellen eine abgeschwächte Bestrahlung. Dies ist unvermeidlich, denn die Linse muß die Strahlen so beeinflussen, daß sie in der Richtung der in der fertigen Röhre verwendeten Elektronenstrahlen durch die Schattenmaske 7 hindurchtreten, d.h. die Bahn der Elektronen nachbilden. Die dabei auftretenden Unterschiede in der Beleuchtungsstärke müssen vom Korrekturfilter ausgeglichen werden. Bei manchen Bestrahlungsvorrichtungen befindet sich das Korrekturfilter direkt auf der Linse 5.
Ein Ausschnitt aus dem bekannten Korrekturfilter mit Streifenmuster ist in Fig. 2 gezeigt. Die Erfindung kann jedoch auch bei jedem anderen Muster verwendet werden, z.B. bei solchen Mustern, wie sie in den Figuren 3 bis 6 dargestellt sind.
Fig. 7 zeigt einen Ausschnitt des Querschnitts durch ein Korrekturfilter. Erfindungsgemäß ist auf dem Träger 10, welcher indentisch mit der Linse 5 sein kann, zwischen der Sperrschicht 11 die die Strahlungsreflexion vermindernde Schicht 12 vorhanden. Beide Schichten sind aus strahlungsdurchlässigem Meterial, die Schichtdicken sind jedoch so bemessen, daß die optische Anpassung an den Träger 10 im Bereich der Schichten 12 soweit wie möglich verbessert ist, während im Bereich der Schichten 11, um Reflexion durch Fehlanpassung zu bewirken, die Anpassung soweit wie möglich vermindert ist.
Fig. 8 zeigt im Vergleich zu Fig. 7 ein Korrekturfilter mit Sperrschichten aus strahlungsundurchlässigem Material, welche als Abschirmung 13 bezeichnet sind. Dabei kann es sich z.B. um die bekannten Nickelstreifen handeln, welche stark reflektierend ausgebildet sind. Mis 10 ist wieder der Träger bezeichnet und 12 ist eine die Strahlungsreflexion vermindernde Schicht.
Fig. 9 zeigt einen für die Herstellung vorteilhaften Aufbau des Korrekturfilters, bei dem die die Strahlungsreflexion vermindernde Schicht 12 durchgehend aufgebracht ist. Die Abschirmung 13 befindet sich auf dieser Schicht, 10 ist der Träger.
Fig. 10 gibt ein Beispiel des Korrekturfilters mit im Vergleich zu Fig. 9 umgekehrter Schichtfolge. Auf dem Träger 10 befindet sich die Abschirmung 13 und darüber die die Strahlungsreflexion vermindernde Schicht 12.
Das Korrekturfilter gamäß Fig. 11 entspricht im Prinzip dem in Fig. 10 gezeigten, es weist jedoch eine mehrlagige Schicht 12 auf. Die einzelnen Lagen der Schicht 12 sind in den Dicken un den die Brachzahl bestimmenden Werkstoffeigenschaften so gestaltet, daß die Durchlässigkeit in Abhängigkeit der Wellenlänge auf das Spektrum der Strahlungsquelle und aus die spektrale Empfindlichkeit der Leuchstoffschicht abgestimmt ist. Mit 10 ist der Träger und mit 13 die Abschirmung bezeichnet.
Die Anordnung in Fig. 12 unterscheidet sich von der gemäß Fig. 7 nur dadurch, daß die Schichten 11 und 12 mehrlagig sind, welches bessere optische Anpassung im Vergleiche zum Korrekturfilter gemäß Fig. 7 ermöglicht.
Wie die Korrekturfilter gemäß Figuren 13 und 14 verdeutlichen, kann die Schicht 12 durchgehend ausgibildet sein oder uner oder über den Schichten 11 verlaufen. Ein solcher Aufbau bringt eine Vereinfachung des Herstellverfahrens mit sich. Der Träger ist wieder mit 10 bezeichnet.
Das Diagramm in Fig. 15 gibt die "spektrale Bestrahlungsstärke" SB uns die von den Leuchtstoffen verwertete "wirksame relative spektrale Bestrahlungsstärke" WRSB wieder. SB and WRSB sind über der Wellenlänge X in nm aufgetragen.
Aus dem Spektrum der Strahlung einer Quecksilberdampflampe, wie sie üblicherweise zur Bestrahlung verwendet wird, reagiert nur der kurzwellige Teil mit der Leuchtstoffschicht. Die zur Haftung des Leuchstoffes am Frontglas führende chemische Raaktion wird vom langwelligen Teil oberhalb der Wellenlänge von 490 nm nicht unterstützt, dieser Teil bewirkt nur unnötige Wärme, was im praktischen Betrieb bei der Beschirmung des Frontglases stört. Lange Abkühlzeiten verlängern nämlich die Taktzeiten der Fertigung. Um trotzdem zu dem gewünschten Fertigungsdurchsatz zu kommen, müssen entsprechend mehrere Bestrahlungsvorrichtungen, sogenannte "Lichthäuser", installiert werden. Ein solcher Mehraufwand kann vermieden werden, wenn man durch Verwendung der Erfindung die Absorption im Korrekturfilter senkt. Die Sperrschicht kann im wirksamen Wellenlängenbereich von 320 bis 490 nm als Reflexionsschicht wirken, dei Strahlung oberhalb von 490 nm jedoch ungehindert passieren lassen, da diese für den Leuchtstoff wirkungslos ist. Somit wird nur der chemisch wirksame Spektralbereich reflektiert (Prinzip des Kaltlichtspiegels).
Die nicht mit der Sperrschicht versehenen Flächenteile des Korrekturfilters werden erfindungsgemaß mit einer deren Strahlungsreflexion vermindernden Schicht 12 belegt. Beispielsweise wird im wirksamen Wellenlängenbereich von 320 bis 490 nm die Durchlässigkeit soweit wie möglich erhöht. Für Wellenlängen größer als 490 nm kann dann auch Reflexion zur Minimierung der Absorption beitragen. Dies wird durch Vergütung mittels Bedampfung erreicht, wie sie von der Anwendung bei optischen Geräten her bekannt ist.
Der bei Anwendung der Erfindung erzielte Nutzen besteht erstens in einer Verkürzung der Belichtungszeit, weil infolge der Vergütung bei gleicher Erwärmung des Korrekturfilters mehr Strahlung auf die Leuchstoffschicht gelangt und zweitens in einer Verkürzung der Abkühlzeit, weil infolge von verminderter Absorption durch verbesserte Reflexion weniger Wärme im Korrekturfilter entsteht.
Versuche haben gezeigt, daß als Abkühlzeit bei Anwendung der Erfindung nur ein kleiner Teil der Besrahlungszeit erforderlich ist, während bei Verwendung bekannter Korrekturfilter das Verhältnis von Abkühlzeit zu Bestrahlungszeit ca. 1:1 beträgt.

Bezugszeichenliste

1 Lampentopf

2 Strahlungsquelle
3 Halterung
4 Fenster
5 Linse
6 Korrekturfilter
7 Schattenmaske
8 Leuchtschirm mit Leuchtstoffschict aus roten, grünen und blauen Leuchstoffgebieten
9 Frontglas
10 Träger
11 Sperrschicht (die Strahlungsreflexion erhö hende Schicht)
12 Schicht (die Strahlungsreflexion vermindernde Schicht)
13 Abschirmung

Claims

1. Flächenhaft ausgebildetes Lichthauskorrekturfilter für ein bei der Beleuchtung während der Herstellung von Bildschirmen von Farbbildröhren verwendetes Lichthaus, wobei die Filterfläche teilweise mit einer ein bestimmtes Muster aufweisenden Sperrschicht versehen ist und dessen nicht mit der Sperrschicht versehene Flächenteile lichtdurchlässig sind, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtdurchlässigen Flächenteile mit einer die Reflexion der während der Beleuchtung wirksamen Lichtstrahlung vermindernden Schicht (12) und/oder die für die Sperrschicht (11) vorgesehenen Flächenteile mit einer die Reflexion der während der Beleuchtung wirksamen Lichtstrahlung erhöhenden Schicht belegt sind, die die Sperrschicht bildet.

2. Korrekturfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Strahlungsreflexion vermindernde und die die Strahlungsreflexion erhöhende Schicht aus Werkstoffen bestehen, die für bestimmte Wellenlängenbereiche der Strahlung durchlässig bzw. sperrend sing, wobei diese Schichten als Dünnschichten ausgebildet und ihre Schichtdicken für Sperrung bzw. Durchlaß dieser Wellenlängenbereiche bemessen sind.

3. Korrekturfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschichten aus einem strahlungsundurchlässigen Werkstoff bestehen und die die Strahlungsreflexion vermindernde Schicht aus strahlungsdurchlässigem Werkstoff besteht, dessen Schichtdicke für minimale Reflexion eines bestimmten Wellenlängenbereichs bemessen ist.

4. Korrekturfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die die Strahlungsreflexion vermindernde Schicht aus strahlungsdurchlässigem Werkstoff auch über oder unter den Sperrschichten erstreckt.

5. Korrekturfilter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Strahlungsreflexion vermindernde Schicht und/oder die Sperrschicht aus mehreren Lagen bestehen.

6. Korrekturfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen der Sperrshicht solche Dicken besitzen, daß sich in dem Wellenlängenbereich derverwendeten Strahlung infolge maximaler Reflexion Sperrung ergibt.

7. Korrekturfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen der die Strahlungsreflexion vermindernde Schicht solche Dikken besitzen, daß sich in dem Wellenlängenbereich der verwendeten Strahlung verbesserte Durchlässigkeit infölge verminderter Reflexion ergibt.

8. Korrekturfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Strahlungsreflexion vermindernde Schichten zu einer geschlossenen Fläche erweitert sind, auf welcher die Sperrschichten angeordnet sind.

9. Korrekturfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Strahlungsreflexion vermindernden Schichten zu einer geschlossenen Fläche erweitert sind, welche sich auch über die Sperrschichten erstreckt.

10. Korrekturfilter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die die Strahlungsreflexion vermindernde Schicht und die Sperrschicht und/oder deren einzelne Lagen aus Werkstoffen mit unterschiedlichen Brechzahlen bestehen.