NL8801943A - Werkwijze voor het vervaardigen van een kleurenbeeldbuis. - Google Patents

Description

N.V. PHILIPS' GLOEILAMPENFABRIEKEN TE EINDHOVENWerkwijze voor het vervaardigen van een kleurenbeeldöuis.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor hetvervaardigen van een kleurenbeeldbuis waarbij een beeldvenster voorzienwordt van een beeldscherm van in verschillende kleuren luminescerendefosforelementen, een gespannen vlak schaduwmasker voorzien van een grootaantal openingen wordt opgehangen in het beeldvenster, een omhullingsdeelvoorzien van een electrodensysteem voor het opwekken van ten minsteéén electronenbundel aan het beeldvenster wordt bevestigd zodat eenomhulling wordt gevormd.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit het Amerikaanseoctrooischrift 4,547,696. Hierin wordt een werkwijze voor hetvervaardigen van een kleurenbeeldbuis beschreven, waarbij eerst hetbeeldvenster en het schaduwmasker dat op een draagraam is aangebracht,door middel van een eerste stel referentieholtes in het beeldvenster, eentweede stel referentieholtes in het draagraam en een aantal bolvormigereferentie- elementen welke in de referentieholtes passen, in eengedefinieerde positie ten opzichte van elkaar worden geplaatst. Op hetdraagraam is een derde stel referentieholtes aangebracht om het draagraamsamen met het beeldvenster in een gedefinieerde positie ten opzichte vaneen belichtingshuis te plaatsen. Vervolgens wordt met behulp van eenfotografisch proces, met een belichting door middel van lichtstralen, dein verschillende kleuren luminescerende fosforelementen van hetbeeldscherm op het beeldvenster aangebracht, waarbij het beeldvensterherhaaldelijk van het draagraam wordt genomen en weer door middel van debolvormige referentie-elementen en de referentieholtes in dezelfdeonderlinge positie worden teruggeplaatst. Nadat het beeldscherm isgevormd wordt een konusvormig omhullingsdeel waarvan de rand voorzien isvan een vierde stel referentieholtes door middel van bolvormigereferentie-elementen die in de referentieholtes passen op het draagraamgeplaatst en daaraan wordt bevestigd door middel van een glasfrit.

Voor het verkrijgen van een goed werkende kleurenbeeldbuisdient de uiteindelijke positionering van de delen onderling voldoendeexact te zijn. De gebruikte referentiemiddelen voor het onderling positioneren van de delen dienen hiertoe zo nauwkeurig vervaardigd tezijn dat de delen reproduceerbaar in de nauwkeurig gedefinieerdepositie ten opzicht van elkaar kunnen worden gebracht.

Niet alleen bij de werkwijze zoals beschreven in hetAmerikaanse octrooischrift 4,547,696 maar ook bij andere bekendewerkwijzen voor het vervaardigen van een kleurenbeeldbuis wordt tijdenshet bevestigen van het omhullingsdeel aan het beeldvenster en tijdens hetevacueren van de omhulling van de kleurenbeeldbuis deze verwarmd totongeveer 400°C. Gedurende dit verwarmen zet het schaduwmasker uit en inde praktijk blijkt dat wanneer de kleurenbeeldbuis is afgekoeld hetschaduwmasker niet altijd naar zijn oorspronkelijke positie terugkeert.Hierdoor kunnen de openingen in het schaduwmasker ten opzichte van defosforelementen van het beeldscherm verplaatst zijn waardoor dekleurenbeeldbuis kleurfouten vertoont.

Het is het doel van de uitvinding een werkwijze voor hetvervaardigen van een kleurenbeeldbuis te verschaffen waarbij het optredenvan kleurfouten nagenoeg in het geheel wordt voorkomen.

Een werkwijze van de in de aanhef genoemde soort heeftdaartoe volgens de uitvinding het kenmerk dat nadat de omhulling isgevormd het schaduwmasker en het beeldvenster ten opzichte van elkaarworden gepositioneerd door het gespannen schaduwmasker plaatselijk tevervormen door middel van het toevoeren van energie. Doordat hetschaduwmasker nadat de omhulling is gevormd ten opzichte van hetbeeldvenster kan worden gepositioneerd, is het mogelijkverplaatsingsverschillen tussen het beeldvenster en het schaduwmasker dieontstaan zijn gedurende de vervaardiging van de kleurenbeeldbuis tecompenseren en het schaduwmasker in een gewenste positie ten opzichtevan het beeldvenster te plaatsen.

Een voorkeursvorm van een werkwijze volgens de uitvindingheeft het kenmerk dat het schaduwmasker voordat het wordt opgehangen aanzijn rand voorzien wordt van een groot aantal sleuven zodat strippen aande rand van het schaduwmasker worden gevormd, het schaduwmasker onderspanning in het beeldvenster wordt opgehangen waarbij de sleuvengedeeltelijk vrij blijven en het positioneren van het schaduwmaskergeschiedt in afhankelijkheid van het toevoeren van energie aan strippen.Hierdoor wordt een eenvoudige manier verkregen voor het gedefinieerdpositioneren van het schaduwmasker ten opzichte van het beeldvenster onder behoud van het vacuum dat in de omhulling heerst. Het positionerenvan het schaduwmasker is gebaseerd op het feit dat de aan de rand van hetschaduwmasker aangebrachte strippen gezien kunnen worden als veren.

Is het schaduwmasker gespannen in het beeldvensteropgehangen dan bevinden zich de nagenoeg tegenover elkaar gelegenstrippen in een evenwichtssituatie waarbij de openingen in hetschaduwmasker een zekere positie innemen ten opzichte van defosforelementen. Door energie toe te voeren aan strippen wordt deevenwichtssituatie en dientengevolge de positie van de openingen in hetschaduwmasker ten opzichte van de fosforelementen veranderd. Hetschaduwmasker neemt in deze veranderde evenwichtssituatie de veranderdepositie ten opzichte van het beeldscherm blijvend in.

Het toevoeren van energie aan strippen wordt op eenvoudigewijze verkregen in een verder voorkeursvorm van een werkwijze volgens deuitvinding die gekenmerkt wordt doordat het toevoeren van energiegeschiedt door bestraling met een electronenbundel opgewekt door hetelectrodensysteem. Een alternatieve uitvoeringsvorm van een werkwijzevolgens de uitvinding heeft het kenmerk dat het toevoeren van energiegeschiedt door bestraling met een laserbundel, die door eenlichtdoorlatende opening in de omhulling heen wordt gericht.

Een voorkeursvorm van een werkwijze volgens de uitvindingheeft het kenmerk dat via het schaduwmasker een testpatroon opgewekt doorhet electrodensysteem op het beeldscherm wordt weergegeven en dat hetpositioneren plaats heeft totdat een gewenst testpatroon wordtweergegeven. Door het electrodensysteem te gebruiken voor het opwekkenvan het testpatroon wordt het schaduwmasker natuurgetrouw ten opzichtevan het beeldscherm uitgericht, waardoor de kleurenbeeldbuis een goedewerking vertoont. Het gebruik van het electrodensysteem zowel voor hetopwekken van het testpatroon als het toevoeren van energie aan strippenverschaft bovendien een elegante werkwijze voor het vervaardigen van eenkleurenbeeldbuis.

Enige uitvoeringsvormen van de werkwijze volgens deuitvinding zullen bij wijze van voorbeeld worden beschreven aan de handvan de tekening, waarin

Figuur 1 schematisch in doorsnede een kleurenbeeldbuis meteen vlak schaduwmasker toont voordat de omhulling is gevormd,

Figuur 2 schematisch in aanzicht een vlak schaduwmasker bevestigd aan een draagraam toont en

Figuren 3 en 4 schematisch in doorsnede eenkleurenbeeldbuis met een vlak schaduwmasker tonen nadat de omhulling isgevormd.

In figuur 1 zijn schematisch de onderdelen van eenkleurenbeeldbuis weergegeven voordat ze worden samengesteld tot eenomhulling. Deze onderdelen zijn een beeldvenster 1, een schaduwmasker 2bevestigd aan een draagraam 3 en een konusvormig omhullingsdeel 4voorzien van een electrodensysteem 5 dat drie electronenkanonnen omvat.Het beeldvenster 1 is voorzien van een beeldscherm 6 bestaande uit eengroot aantal in rood, groen en blauw luminescerende fosforelementen. Defosforelementen kunnen bijvoorbeeld stipvormig of stripvormig zijn. Deuitvinding wordt bij wijze van voorbeeld verder beschreven aan de handvan stripvormige elementen waarvan de lengterichting loodrecht op hetvlak door de electronenkanonnen (hier het vlak van tekening) staat. Hetvlakke schaduwmasker 2 dat voorzien is van een groot aantal openingen 7is onder mechanische spanning aangebracht op het draagraam 3.

Een manier voor het gespannen ophangen van hetschaduwmasker 2 waarbij de grootte van de spanning zich bevindt binnenhet elastische bereik van het schaduwmasker is beschreven in hetAmerikaanse octrooischrift 4.547.696.

In het omhullingsdeel 4 dat hier bij wijze van voorbeeldkonusvormig weergegeven is maar in een andere uitvoeringsvorm van deuitvinding bijvoorbeeld doosvormig zijn kan, bevindt zich hetelectrodensysteem 5 voor het opwekken van drie electrodenbundels.

Bij het vervaardigen van een kleurenbeeldbuis dienen dezeonderdelen nauwkeurig ten opzichte van elkaar gepositioneerd tot eenomhulling samengesteld te worden, zodat electronenbundels opgewekt doorhet electrodensysteem 5 via openingen 7 van het schaduwmasker 2 op hunbijbehorende fosforelementen vallen. Eén van de manieren om dezenauwkeurige positionering te verkrijgen is beschreven in het Amerikaanseoctrooischrift 4,547,696.

Wanneer de onderdelen nauwkeurig ten opzichte van elkaargepositioneerd zijn worden ze in het algemeen onder tussenvoeging van eenglasfrit aan elkaar bevestigd zodat een omhulling wordt gevormd dievervolgens geëvacueerd wordt. Gedurende het bevestigen en het evacuerenwaarbij de kleurenbeeldbuis tot ongeveer 400°C wordt verwarmd kan het schaduwmasker uit zijn nauwkeurige positie ten opzichte van hetbeeldscherm verplaatst worden. Volgens de werkwijze volgens de uitvindingwordt deze nadelige verplaatsing gecompenseerd door nadat de omhulling isgevormd het schaduwmasker nauwkeurig ten opzichte van het beeldvenster tepositioneren. Een uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvindingzal bij wijze van voorbeeld aan de hand van de figuren 2 en 3 wordenbeschreven.

In Figuur 2 is schematisch in aanzicht gezien vanuit hetelectrodensysteem een vlak, nagenoeg rechthoekig schaduwmasker 2weergegeven dat onder mechanische spanning is opgehangen in een draagraam 3. Het schaduwmasker 2 is aan zijn rand voorzien van een aantal sleuven 8zodat strippen 9 aan de rand van het schaduwmasker 2 gevormd worden. Degrootte van de mechanische spanning van het schaduwmasker 2 en destrippen 9 bevindt zich binnen het elastisch bereik van het materiaalwaarvan het schaduwmasker 2 is vervaardigd. Het schaduwmasker 2 wordtzodanig in het draagraam 3 opgehangen dat de sleuven 9 gedeeltelijk vrijblijven. Daar de grootte van de spanning waarmee het schaduwmasker 2 isopgehangen binnen het elastische bereik van het materiaal waarvan hetschaduwmasker 2 vervaardigd is, blijft kunnen de strippen beschouwdworden als veren. Het gespannen schaduwmasker 2 bevindt zich in eenelastische evenwichtssituatie, waarbij de openingen 7 in hetschaduwmasker 2 een bepaalde positie ten opzichte van de fosforelementeninnemen. Door aan bepaalde strippen energie toe te voeren, verslappendeze strippen waardoor de evenwichtssituatie verstoord wordt en door despanning in het schaduwmasker 2 bereikt deze een andereevenwichtssituatie waarbij de openingen 7 in het schaduwmasker 2 tenopzichte van hun voorgaande positie verplaatst zijn.

Wordt bijvoorbeeld aan de strippen 14 en 15 (Figuur 2)energie toegevoerd dan resulteert dit in een verwarming van destrippen 14 en 15 waardoor de strippen 14, 15 verslappen. De mechanischespanning waaronder het schaduwmasker 2 in het draagraam 3 is opgehangenzorgt er nu voor dat de openingen 7 van het schaduwmasker 2 eentranslatie ten opzichte van het beeldscherm in de x-richting ondervindt,zoals in Figuur 2 door de pijlen wordt weergegeven. De strippen 14 en 15die door de bestraling verslappen worden door deze translatie in hetschaduwmasker 2 uitgerekt en verkrijgen een lengte die hoort bij denieuwe evenwichtssituatie. De grootte van de translatie kan beïnvloed worden door het aantal strippen waaraan energie toegevoerd wordt teveranderen. Een translatie van de openingen 7 van het schaduwmasker 2 iny-richting kan op analoge wijze geschieden.

Een rotatie om een as loodrecht op het vlak dat door de x-en y-as bepaald wordt, wordt bijvoorbeeld verkregen door aan de strippen14 en 15 energie toe te voeren.

Voor het positioneren van het schaduwmasker 2 ten opzichtevan het beeldscherm 6 wordt met behulp van het electrodensysteem 5 eentestpatroon op het beeldscherm 6 weergegeven (schematisch door deelectronenbundels 20, 21 en 22 in Figuur 3 weergegeven). Hetoptimaliseren van dit testpatroon geschiedt bijvoorbeeld als volgt. Hetop het beeldscherm 6 weergegeven testpatroon wordt bekeken en inafhankelijkheid bijvoorbeeld van de aanwezige kleurfouten kan de richtingen de grootte van de verplaatsing van het schaduwmasker 2 wordennagegaan, waarbij de openingen 7 van het schaduwmasker 2 een nauwkeurigerpositie ten opzichte van de fosforelementen van het beeldscherm 6innemen. Met behulp van een stuureenheid (niet getekend in Figuur 3)wordt de stroom door het afbuigspoelenstelsel 23 zodanig geregeld dat eenelectronenbundel 10 die strippen van het schaduwmasker 2 bestraalt zodatde benodigde verplaatsingen verkregen worden.

In figuur 4 geschiedt het toevoeren van energie aan destrippen alternatief door een laserbundel 11 opgewekt door een laser 12op de gewenste strippen te laten vallen. De laserbundel 11 wordt hiertoedoor een lichtdoorlatend venster 13 dat in de konusvormige omhulling 4 isaangebracht gestuurd.

Door de werkwijze volgens de uitvinding is het mogelijkeen onnauwkeurig uitgericht schaduwmasker nadat de kleurenbeeldbuis’ issamengesteld nauwkeurig ten opzichte van het beeldvenster uit te richten,zodat nagenoeg geen kleurfouten tijdens de werking van dekleurenbeeldbuis optreden.

Het is duidelijk dat de uitvinding niet beperkt is tot dehierboven beschreven uitvoeringsvormen maar dat binnen het raam van deuitvinding de vakman vele variaties ten dienste staan.

Claims (5)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een kleurenbeeldbuiswaarbij een beeldvenster voorzien wordt van een beeldscherm van inverschillende kleuren luminescerende fosforelementen, een gespannen vlakschaduwmasker voorzien van een groot aantal openingen wordt opgehangen inhet beeldvenster, een omhullingsdeel voorzien van een electrodensysteemvoor het opwekken van ten minste één electronenbundel aan hetbeeldvenster wordt bevestigd zodat een omhulling wordt gevormd, met hetkenmerk, dat nadat de omhulling is gevormd het schaduwmasker en hetbeeldvenster ten opzichte van elkaar worden gepositioneerd door hetgespannen schaduwmasker plaatselijk te vervormen door middel van hettoevoeren van energie.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat hetschaduwmasker voordat het wordt opgehangen aan zijn rand voorzien wordtvan een groot aantal sleuven zodat strippen aan de rand van hetschaduwmasker worden gevormd, het schaduwmasker onder spanning in hetbeeldvenster wordt opgehangen waarbij de sleuven gedeeltelijk vrijblijven en het positioneren van het schaduwmasker geschiedt inafhankelijkheid van het toevoeren van energie aan strippen.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dathet toevoeren van energie geschiedt door bestraling met eenelectronenbundel opgewekt door het electrodensysteem.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat hettoevoeren van energie geschiedt door bestraling met een laserbundel, diedoor een lichtdoorlatende opening in de omhulling heen wordt gericht.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat via het schaduwmasker een testpatroon opgewekt door het electrodensysteem ophet beeldscherm wordt weergegeven en dat het positioneren plaats heefttotdat een gewenst testpatroon wordt weergegeven.