EP0107181B1 - Lichthauskorrekturfilter für ein Lichthaus zur Herstellung von Leuchtschirmen für Farbbildröhren - Google Patents
Lichthauskorrekturfilter für ein Lichthaus zur Herstellung von Leuchtschirmen für Farbbildröhren Download PDFInfo
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- EP0107181B1 EP0107181B1 EP83110460A EP83110460A EP0107181B1 EP 0107181 B1 EP0107181 B1 EP 0107181B1 EP 83110460 A EP83110460 A EP 83110460A EP 83110460 A EP83110460 A EP 83110460A EP 0107181 B1 EP0107181 B1 EP 0107181B1
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- H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
- H01J9/20—Manufacture of screens on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted or stored; Applying coatings to the vessel
- H01J9/22—Applying luminescent coatings
- H01J9/227—Applying luminescent coatings with luminescent material discontinuously arranged, e.g. in dots or lines
- H01J9/2271—Applying luminescent coatings with luminescent material discontinuously arranged, e.g. in dots or lines by photographic processes
- H01J9/2272—Devices for carrying out the processes, e.g. light houses
- H01J9/2273—Auxiliary lenses and filters
Definitions
- the invention relates to a two-dimensional light house correction filter according to the preamble of claim 1.
- a phosphor layer uniformly distributed on the front glass of a color picture tube is irradiated through a shadow mask, a chemical reaction being set in motion, which leads to the adhesion of the phosphor areas hit by radiation to the front glass.
- the exposure is additionally carried out through a lens, which simulates the path of the rays of the trajectories of the electrons occurring in the finished color picture tube.
- a correction filter is placed in the beam path, which weakens the beams depending on the location.
- Such a light house correction filter is known from EP-A1-0 044 454.
- a light-absorbing transmission pattern In order to maintain a predetermined light intensity distribution, it is provided with a light-absorbing transmission pattern. Its areal permeability distribution is adjusted by a corresponding distribution of opaque paint spots, which are applied by spraying a paint.
- the basic idea of the invention is that the transmission layer is optically coated by anti-reflective treatment and the reflectivity of the barrier layer is increased like a cold light mirror.
- the spectral effectiveness of the partial areas of the entire spectrum used for the irradiation on the phosphor layer is decisive for the selection of the wavelength ranges in which the coating is coated or the reflectivity is increased.
- the part of the radiation spectrum which is not effective in starting the chemical reaction can pass through the correction filter, but must not be absorbed.
- the barrier layer can thus be transparent for this spectral range, and the transmission layer can be reflective.
- Fig. 1 shows schematically the section through a light house.
- a radiation source 2 in the holder 3.
- the radiation from the radiation source passes through the window 4 and the correction filter 6 to the lens 5, which generally consists of a concave and convex ground and a flat side.
- the shape of the lens on the luminescent layer of the luminescent screen 8 causes an intensified radiation in some places and a weakened radiation in other places. This is inevitable because the lens must influence the rays so that they pass through the shadow mask 7 in the direction of the electron beams used in the finished tube, i.e. emulate the path of the electrons.
- the differences in illuminance that occur must be compensated for by the correction filter.
- the correction filter is located directly on the lens 5.
- FIG. 2 A section of the known correction filter with a stripe pattern is shown in FIG. 2.
- the invention can also be used in any other pattern, e.g. in such patterns as are shown in FIGS. 3 to 6.
- the layer 12 which reduces the radiation reflection is present on the carrier 10, which can be identical to the lens 5, between the barrier layer 11. Both layers are made of radiation-transmissive material, but the layer thicknesses are dimensioned in such a way that the optical adaptation to the carrier 10 in the region of the layers 12 is improved as much as possible, while in the region of the layers 11, in order to bring about reflection by mismatch, the adaptation is as far as possible is reduced as possible.
- FIG. 8 shows, in comparison to FIG. 7, a correction filter with barrier layers made of radiation-impermeable material, which are designated as shielding 13.
- shielding 13 This can be, for example, the act known nickel strips, which are highly reflective.
- Mis 10 is again the carrier and 12 is a layer that reduces radiation reflection.
- FIG. 9 shows a construction of the correction filter which is advantageous for the production, in which the layer 12 which reduces the radiation reflection is applied continuously.
- the shield 13 is on this layer, 10 is the carrier.
- FIG. 10 gives an example of the correction filter with the layer sequence reversed compared to FIG. 9.
- the shield 13 is located on the carrier 10 and, above it, the layer 12 which reduces the radiation reflection.
- the correction filter according to FIG. 11 corresponds in principle to that shown in FIG. 10, but it has a multilayered layer 12.
- the individual layers of layer 12 are designed in the thicknesses and the material properties that determine the brach number so that the transmissivity is matched to the spectrum of the radiation source and the spectral sensitivity of the phosphor layer as a function of the wavelength.
- the carrier is designated by 10 and the shielding by 13.
- FIG. 12 differs from that in FIG. 7 only in that the layers 11 and 12 are multilayered, which enables better optical adaptation compared to the correction filter in FIG. 7.
- the layer 12 can be formed continuously or run un or above the layers 11. Such a structure simplifies the manufacturing process.
- the carrier is again designated 10.
- the diagram in FIG. 15 shows the “spectral irradiance” SB and the “effective relative spectral irradiance” WRSB used by the phosphors. SB and WRSB are plotted over the wavelength X in nm.
- the barrier layer can act as a reflection layer in the effective wavelength range from 320 to 490 nm, but allow the radiation above 490 nm to pass unhindered, since this has no effect on the phosphor. This means that only the chemically effective spectral range is reflected (principle of the cold light mirror).
- the surface parts of the correction filter which are not provided with the barrier layer are coated with a layer 12 which reduces their radiation reflection.
- the transmittance is increased as much as possible in the effective wavelength range from 320 to 490 nm.
- reflection can also help to minimize absorption. This is achieved by means of vapor deposition, as is known from use in optical devices.
- the benefits achieved by using the invention are firstly a shortening of the exposure time because more radiation reaches the phosphor layer due to the same heating of the correction filter, and secondly a shortening of the cooling time because less heat in the correction filter due to reduced absorption through improved reflection arises.
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- Formation Of Various Coating Films On Cathode Ray Tubes And Lamps (AREA)
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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 Beleuchungsßtärke 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.
- 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
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