DE2225500A1 - Lochmasken-Farbbildröhre - Google Patents

Description

7383-72/Sch/Ba
RGA 65003

U.S. Ser.No. 147,776
AT: 28. Mai 1971

RGA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)

Lochmasken-Farbbildröhre

Die Erfindung betrifft eine Farbbildröhre mit einem Mosaik- . leuchtschirm aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Leuchtstoffelementsätze, die bei Elektronenbeschuß jeweils verschiedenfarbiges Licht aussenden, ferner mit einer im Abstand vom Leuchtschirm angeordneten Lochmaske und mit einem Elektronenstrahlsystem, das für jeden Leuchtstoffelementsatz einen durch die Lochmaske hindurch nur auf die Leuehtstoffelemente des betreffenden Satzes auftreffenden Elektronenstrahl erzeugt.

Die Leuehtstoffelemente sind bei dem Leuchtschirm einer derartigen Farbbildröhre in Form von Punkten oder Linien vorgesehen, die üblicherweise auf dem Schirmträger, meist der Röhrenfrontscheibe, in Dreiergruppen aus drei kreisförmig angeordneten Punkten verschiedenfarbiges Licht aussendender Leuchtstoffe nach einem photographischen Direktdruckverfahren aufgebracht sind, wobei ein lichtempfindlicher Überzug auf der Frontscheibe aufgebracht und durch die kreisförmigen Öffnungen der Lochmaske mittels einer Punktlichtquelle belichtet werden, der Überzug durch Wegwaschen der nicht ausgehärteten Teile entwickelt wird, so daß das gewünschte Muster belichteter ausgehärteter Punkte übrig bleibt. Dieses Verfahren wird für jede Farbe, also Rot, Grün und Blau wiederholt. Die Lochmaske wird vorzugsweise abnehmbar auf dem Flansch der Frontscheibe befestigt, so daß sie sich jederzeit entfernen und wieder in exakt derselben Lage aufsetzen läßt. Das Leuchtstoffpulver kann

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beispielsweise unmittelbar mit jedem lichtempfindlichen Überzug vor dessen Aufbringen auf die Frontscheibe gemischt werden oder auf den Überzug nach dessen Belichtung aufgebracht werden.

Im Betrieb der Röhre werden die Elektronenstrahlen Einwirkungen wie der Ablenkung in horizontaler und vertikaler Richtung und der dynamischen Konvergierung zur Aufrechterhaltung der Strahlkonvergenz auf dem Schirm bei unterschiedlichen Ablenkwinkeln unterworfen, welche die Elektronenstrahlwege und damit die Auftreffpunkte der Strahlen auf dem Schirm in einer Weise beeinflussen, wie es bei den zum Drucken des Schirmes benutzten Lichtstrahlen nicht der Pail gewesen ist. Wenn man keine Kompensation für die Unterschiede zwischen den Wegen der Elektronenstrahlen und der Lichtstrahlen vorsieht, dann ergeben sich erhebliche Fehldeckungen zwischen den Strahlauftreffpunkten und den Leuchtstoffpunkten, so daß deren Mittelpunkte nicht zusammenfallen. Die verschiedenen Arten von Fehldeckungen, welche auftreten können und daher kompensiert werden müssen, sind in den Spalten 1 und 2 des US-Patentes 3,476,025 vom 4. November 1969 beschrieben. Dieses Patent behandelt ein Verfahren zur Ausbildung einer Korrekturlinse, die bei Anwendung in dem Belichtungskasten für den Druck des Mosaikschirmes der Schattenmasken-Farbbildröhre die von einer Punktlichtquelle ausgehende Lichtstrahlen so ablenkt, daß eine annehmbare Kompensation für jeden einer Vielzahl vorbestimmter Punkte eintritt, welche über die gesamte Schirmfläche verteilt sind, und zwar für alle Bedingungen, die eine Fehldeckung der Auftreffpunkte mit den Leuchtstoffpunkten zur Folge haben, für Ablenkwinkel von mindestens 90° (in dem beschriebenen Beispiel handelt es sich um eine 9O°-Röhre mit einer Schirmdiagonale von etwa 50 cm

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die Anfertigung und Verwendung von Korrekturlinsen für die Schirmherstellung von Schattenmasken-Farbbildröhren, insbesondere für Röhren mit Ablenkwinkeln von mehr als 90°, also beispielsweise 110°-Röhren, unerwünschte Zustände übrig bleiben, die sich nicht mit

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Hilfe einer Brechungslinse korrigieren lassen. Solche Restzustände sind beispielsweise Verzerrungen der Dreiecke, welche durch die Mittelpunkte der drei Leuchtstoffpunkte der verschiedenen Leuchtstoffe peeler Triade gegenüber einem gleichfertigen Dreieck gebildet werden. Infolge der ungleichen Seiten dieser Dreiecke treten Überlappungen von Leuchtstoffpunkten benachbarter Triaden bzw. zu große Abstände anderer Punkte auf. Je nach der Art der zum Druck des Mosaikschirms verwendeten Korrekturlinse können diese Dreiecksverzerrungen an den Enden der Hauptachsen des Bildschirmes maximal und in der Mitte des Bildschirmes minimal sein oder über die gesamte Schirmfläche unterschiedlich sein. In einigen !fällen, insbesondere wenn der Schirm durch ein "second order printing"-Verfahren hergestellt wird, wie es im US-Patent 3,282,691 vom 1. November 1966 beschrieben ist, sind die Strahlauftreffpunkte im wesentlichen konzentrisch mit den zugehörigen Leuchtstoffpunkten, selbst wenn die Leuchtstofftriaden von ihrer Parallelität abweichen. Jedoch sind in den meisten Fällen, insbesondere bei großen Ablenkwinkeln, die Strahlauftreffpunkte nicht in genauer Übereinstimmung mit den Leuchtstoffpunkten der verzerrten Triaden. Je nach der Größe dieser Fehldeckung können sich unbefriedigende Toleranzen zwischen Auftreffpunkt und Leuchtstoffpunkt ergeben, also Toleranzen der Weißgleichförmigkeit bei Strahlauswanderungen oder Toleranzen der Farbreinheit bei Überschneidungen. Die Strahlauswanderuigstoleranz ist der minimale Abstand, um den ein bestimmter Strahlauftreffpunkt sich gegenüber dem zugehörigen Leuchtstoffpunkt verschieben darf, ohne daß er jedoch sich über diesen Leuchtstoffpunkt hinaus erstreckt (d.h. beginnt ihn zu verlassen). Diese Toleranz ist also durch den kürzesten Abstand zwischen den Rändern des Leuchtstoffpunktes und des zugehörigen Strahlauftreffpunktes definiert. Wenn die Strahlauftreffpunkte kleiner als die Leuchtstoffpunkte sind (!Röhren mit positiver Toleranz) und ein bestimmter Strahlauftreffpunkt über seinen Leuchtstoffpunkt hinausragt (Zustand negativer Leuchtstoffpunkttoleranz), dann wird von diesem

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leuchtstoffpunkt weniger Licht als im Normalfall ausgesendet und die Weißbalance zwischen den drei verschiedenfarbigen Leuchtstoffpunkten verändert sich, so daß für die betreffende Triade die Weißgleichförmigkeit verringert ist. Die Farbreinheitstoleranz für einen bestimmten Farbstoffpunkt ist durch den kürzesten Abstand zwischen der Kante des Farbstoffpunktes und der Kante des nächsten Strahlauftreffpunktes, der einem anderen Leuchtstoffpunkt zugeordnet ist, definiert, also durch den Abstand, um den sich dieser nächste Strahlauftreffpunkt auf einen bestimmten Leuchtstoffpunkt zubewegen kann, ehe er diesen berührt oder sich mit dem Leuchtstoffpunkt überschneidet. Eine solche Überschneidung ergibt bei einer Röhre für eine !Farbwiedergabe eine Verringerung der Farbreinheit an diesem Punkt des Bildschirmes, da der überschneidende Strahl, der mit einer 3?arbinformation für eine bestimmte Farbe moduliert ist, auch etwas Licht in einer anderen Farbe hervorrufen würde.

Die Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung einer Lochmasken-Farbbildröhre mit einem Mosaikleuchtschirm, der verbesserte Toleranzverhältnisse zwischen den Leuchtstoffelementen und den Elektronenstrahlauftreffpunkten bietet.

Diese Aufgabe wird bei einer Farbbildröhre der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Größe der Leuchtstoff elemente in jedem Satz sich asymmetrisch über die Fläche des Leuchtschirmes ändert. Hierbei wird die Größe eines oder mehrerer der verschiedenen Leuchtstoffelemente jeder Triade je nach den Erfordernissen in mindestens denjenigen Bereichen des Schirmes, wo eine Verbesserung erforderlich ist, vergrößert oder verkleinert, so daß die gewünschte Balance zwischen den minimalen Überschneidungs- und Auswanderungstoleranzen für jede Farbe erreicht wird. Vorzugsweise werden die Größen der Leuchtstoff elemente so gewählt, daß die Toleranz in vorbestimmten kleinen, über die gesamte Schirmfläche verteilten Bereichen verbessert wird. Vorzugsweise werden ferner die minimalen Aus-

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wanderungs- "und Überschneidungstoleranzen für jedes Leuchtstoffelement im wesentliehen gleichgemacht. Jedoch kann es in einigen Fällen erwünscht sein, daß die Überschneidungstoleranz etwas größer als die entsprechende Auswanderungstoleranz ist.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 eine schematische Zeichenansicht einer Lochmasken-Farbbildröhre nach der Erfindung;

Pig. 2 einen Querschnitt durch einen Belichtungskasten zum Drucken des Bildschirmes, in welchem die Frontscheibenanordnung der Röhre bei der Herstellung montiert wird;

Fig. 3 eine Vorderansicht der Röhrenfrontscheibe zur Veranschaulichung eines Gitters aus sich schneidenden Linien, welches ein Punktmuster für die Messung der Fehldeckung zwischen Strahlauftreffpunkten und Leuchtstoffpunkten bestimmt;

Pig. 4 eine typische Darstellung der gegenseitigen Lagen von sechs Leuchtstoffpunkten und ihre zugeordneten Strahlauftreffpunkte in der Nähe eines der Schnittpunkte in Pig. 3;

Pig. 5 eine Kennlinie zur Bestimmung der optimalen Größe der Leuchtstoffpunkte; und

Pig. 6 eine Schar von Kurven gleichen Verhältnisses von Leuchtstoffpunkt zu Öffnung auf dem Bildschirm.

In Pig. 1 ist eine Farbbildröhre der erwähnten Art schematisch dargestellt. Sie enthält einen Kolben 10 mit einem üblichen Elektronenstrahlsystem 11, wie es beispielsweise im US-Patent 3,254,251 vom 31. Mai 1966 beschrieben ist, zur Erzeugung dreier Elektronenstrahlen, welche längs der Strahlwege 13, 15 und 17 auf einen Mosaikfarbbildschirm 19 gerichtet werden, der

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auf der Innenseite der Frontscheibe 21 des Röhrenkolbens 10 aufgebracht ist. Eine Lochmaske 23 ist in geringem Abstand vom Bildschirm 19 im Weg der Strahlen angebracht. Vorzugsweise erzeugt das Strahlsystem 11 die Strahlen in Dreiecksanordnung, und die Lochmaske 23 ist mit einer Vielzahl kleiner kreisförmiger Öffnungen 23a ausgebildet, welche systematisch nach einem diamantförmigen Muster angeordnet sind. Der Bildschirm 19 enthält eine Vielzahl von Farbleuchtstoffelementen in Form kreisförmiger Punkte in jeweiliger Zuordnung zu den Öffnungen 23a der Lochmaske 30. Gemäß Fig. 4 sind die Leuchtstoff punkte im allgemeinen nach einem hexagonalen Muster angeordnet, wobei jeweils drei Leuchtstoffpunkte jeweils unterschiedliche Farben emittierenden Leuchtstoffes (beispielsweise Hot, Grün und Blau) eine Dreiergruppe (in Dreiecksanordnung) bilden.

Im Betrieb der Röhre sind die drei Elektronenstrahlen infolge des mechanischen Aufbaus des Strahlsysteines 11 und/oder der durch nicht dargestellte äuiSere Mittel einwirkenden Konvergenzkräfte so gerichtet, dai3 sie sich in der Nähe des Schirmes 19 überkreuzen. Jeder der drei Strahlen gelangt zur Lochmaske 23 und durchdringt mit einem Teil die öffnungen 23a derart, daß er nur auf Leuchtstoffpunkten auftritt, welche Licht derselben Farbe emittieren. Die Strahlen werden mit Hilfe üblicher Abtastspulen 25 in horizontaler und vertikaler Richtung über den Schirm 19 abgelenkt: Eine der Ablenkrichtungen ist durch die Strahlen 13', 15' und 17' veranschaulicht. Die anfängliche Ablenkebene steht senkrecht auf der Längsrichtung der Mittelachse A-A der Röhre und liegt etwa in der Mitte der Ablenkspulen 25· Das Ablenkzentrum jedes Strahles ist definiert durch den Schnittpunkt des (verlängerten) Strahlweges mit der Ebene P-P. Wenn sich der Ablenkwinkel von Mull her vergrößert, dann verschiebt sich die wirksame Ablenkebene axial in Richtung auf den Bildschirm.

Fig. 2.veranschaulicht einen Lichtkasten, der zur Verwendung zum Drucken eines Mosaikfarbleuchtstoffschirms für eine Loch-

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maskenröhre verwendet werden kann. Der Lichtkasten 26 weist eine Lichtbox 27 "und eine Frontscheibenhalterung 28 auf, die durch nicht dargestellte Bolzen miteinander auf einer Basis "befestigt sind, die ihrerseits durch Schenkel 30 unter einem gewünschten Winkel gehalten wird. Die Lichtbox 27 ist ein zylindrisches becherförmiges Gußteil, welches an einem Ende durch eine angegossene Endwand 31 verschlossen ist. Das andere Ende der Lichtbox 27 ist durch eine Platte 32 faBt verschlossen, welche in eine kreisförmige Ausnehmung 33 der Lichtbox 27 paßt. Die Platte 32 hat ein Mittelloch, durch welches ein Lichtleiter oder Kollimator 35 in Form einer sich verjüngenden Glasstange hineinragt. Das dünne Ende 37 des Lichtleiters 35 ragt leicht über die Platte 31 hinaus und bildet eine Punktlichtquelle für den Lichtkasten. Das dickere Ende 39 des Lichtleiters ist mit einer Klammer 41 gegenüber einer in der Lichtbox 27 mittels einer Passung 45 montierten Lampe 43 gehaltert. Eine Korrekturlinsenanordnung 51 ist mit Hilfe von Bolzen 57 über Abstandsstücke auf einem Linsenhalterungsring 53 befestigt. Der Halterungsring 53 ist zwischen der Lichtbox 27 und der Frontscheibenhalterung 28 eingeklemmt. Die Linsenanordnung 51 kann aus zwei getrennten Linsen 61 und 63 bestehen, die für unterschiedliche Arten optischer Korrekturen vorgesehen sind und durch einen Trennring 65, eine obere Klammer 67 und eine untere Klammer im Abstand zueinander gehalten werden. Es kann aber auch gegebenenfalls nur eine Korrekturlinse verwendet werden. Aul der oberen Fläche der Linse 63 ist ein optisches Filter 71 veränderlicher Durchlässigkeit angebracht, wie es in der US-Patentanmeldung 844,852 vom 25· Juli 1969 beschrieben ist. Das Filter 71 kann aus vorgeformten Kohlepartikeln'(mit einem mittleren Durchmesser von etwa 10 Millimikron) in Gelatine oder einem anderen klaren farblosen Bindemittel bestehen und in seiner Dicke über eine halbe Wellenlänge des gelben Lichtes variieren. Dieses Filter hat im wesentlichen eine neutrale Graudurchlässigkeit, die sich nur in der Grauintensität ändert. Diese Änderung erfüllt von Punkt zu Punkt derart, daß punktweise Veränderungen tier HeJliftkoit im Lichtfeld entstehen. Die Hauptaufgabe des FiI-

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ters 71 liegt in der Erhöhung der Belichtung der Randbereiche der Frontscheibe zur Kompensation der im Verhältnis zur Mitte nach den Rändern zu abnehmenden Öffnungsgröße der Lochmaske (Verbesserung der Toleranz) und zur Kompensation der üblichen, quadratisch mit der Entfernung erfolgenden Lichtabnahme an den Rändern.

Die Leuchtstoffpunkte jedes Farbstoffes (beispielsweise Rot) werden üblicherweise in folgender Art auf die Frontscheibe der Röhre aufgebracht:

1) Überziehen der Innenfläche der Frontscheibe 21 mit einem lichtempfindlichen Material, das bei Belichtung aushärtet und das mit Partikeln des jeweiligen aufzudruckenden Leuchtstoffes gemischt ist;

2) Montage der Lochmaske 23 mit der Frontscheibe und Montage dieses Aufbaus in einem Lichtkasten (beispielsweise 26), der

eine Lichtquelle und eine oder mehrere Linsen 61, 63 enthält, die so bemessen sind, daß die Lichtstrahlen derart gebrochen werden, daß sie die Abweichungen der Elektronenstrahlwege von der normalen geradlinigen Lichtausbreitung (wie im US-Patent 3,476,025) kompensieren, damit im wesentlichen eine Übereinstimmung der Strahlauftreffpunkte mit den Leuchtstoffpunkten beim späteren Betrieb der Röhre vorliegt;

3) Belichtung des lichtempfindlichen Überzuges mit dem durch die Linsenanordnung (einschließlich des Filters 71) und die Maskenöffnungen hindurchtretenden Lichtes zum Härten der entsprechenden punktförmigen Bereiche des Überzugs;

4) Entwickeln des Überzuges durch Abwaschen der nicht ausgehärteten Teile zwischen den ausgehärteten Punktbereichen; und

5) Beschichten der Punktbereiche mit dem gewünschten Leucht-

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stoff material, wenn dieses noch nicht bereits in dem Überzug enthalten gewesen war.

Die Leuchtstoffpunkte der anderen Farben (beispielsweise Grün und Blau) werden auf der Frontscheibe durch entsprechende Wiederholung dieses Verfahrens ausgebildet. Dies wird üblicherweise jeweils in einem anderen Lichtkasten durchgeführt, wobei die Lichtquelle im Ablenkzentrum für die jeweilige zu druckende Farbe, oder an einem dazu in Beziehung stehenden Punkt, angeordnet ist und jeweils eine andere Linsenanordnung, welche speziell auf die betreffende Farbe abgestimmt ist, verwendet wird.

Es ist üblich, eine vorbestimmte Vielzahl von über die gesamte Schirmfläche verteilten Punkten bei einigen Röhren im Betrieb zu überwachen: beispielsweise die Schnittpunkte eines aus horizontalen und vertikalen Linien 75 und 77 (Fig. 3) bestehenden Gitters auf der Frontscheibe 21 durch ein Mikroskop zu betrachten und festzustellen, welche Fehldeckungen und/oder Dreiecksverzerrungen in der Nähe jedes dieser Punkte auftreten. Von jedem Punkt werden Mikrophotographien einer Gruppe vergrößerter Leuchtstoffpunkte und der zugehörigen Strahlauftreffpunkte gemacht. Eine Dreiecksgruppe von sechs Punkten, welche eine Triade von Punkten und drei benachbarte Punkte umfaßt, wird ausgewählt und in vergrößertem Maßstab sorgfältig aufgezeichnet, wie es Fig. 4 zeigt.

Fig. 4 zeigt eine typische Triade kreisförmiger Leuchtstoffpunkte 81 mit einem roten Leuchtstoffpunkt 81R, einem grünen Leuchtstoffpunkt 81G und einem blauen Leuchtstoffpunkt 81B, und drei angrenzende Leuchtstoffpunkte 81R¹, 81G¹ und 81B¹-, die durch große ausgezogene Kreise mit den Mittelpunkten 82R, 82G, 82B, 82R¹, 82G¹ und 82B^! dargestellt sind. Diese Leuchtstoffpunkte sind in bekannter Weise mit im wesentlichen gleicher Größe in jedem kleinen Schirmbereich aufgedruckt. Die Größe die-

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ser Punkte verändert sich üblicherweise in unterschiedlichen Bereichen wegen der radialen Abstufung der Maskenöffnungen und der sich verändernden Dichte des Filters 71. Pie kreisförmigen Strahlauftreffpunkte 83R, 83G und 83B sowie die angrenzenden Auftreffpunkte 83R¹, 83G·¹ und 83B¹ sind durch die kleinen ausgezogenen Kreise mit den Mittelpunkten 84R_f 84G-, 84B, 84R¹, 84G-' und 84B¹ dargestellt. Wegen der begrenzten Größe der Strahlenquelle und wegen der Geometrie der Röhre hat der Strahlauftreffpunkt einen inneren Kernschatten, einen äußeren Halbschatten und eine Zwischengröße oder einen Zwischendurchmesser, welcher die Helligkeit des emittierten Lichtes bestimmt. Aus Toleranzgründen wird üblicherweise das Maximum (also der Kernschatten) verwendet.

Der erste Gehritt bei der Analysierung einer Darstellung wie in Fig. 4 liegt in der Bestimmung des kritischsten Zustandes, also der kleinsten Auswanderungs- und Überschneidungstöleranzen. Eine kleine oder negative Überschneidungstoleranz wird als kritischer betrachtet als eine gleich große Auswanderungstoleranz, da Farbreinheitsfehler im Bild dem Auge stärker auffallen als gleich große Fehler der 7/eißgleichförmigkeit. Bei dem speziellen dargestellten Beispiel werden die beiden Toleranzen als gleichkritisch angesehen.

Als erstes seien die Toleranzen für eine typische Leuchtstoffpunkttriade betrachtet. Es sei vorangestellt, daß die Auswanderungstoleranz längs einer Linie gemessen wird, die durch die Zentren jedes Leuchtstoffpunktes und seines zugehörigen Auftreffleckes verläuft, während die Überschneidungstoleranz für einen bestimmten Leuchtstoffpunkt gegenüber einem bestimmten benachbarten Strahlauftreffpunkt längs einer Linie gemessen wird, welche die Zentren des Leuchtstoffpunktes und des Auftreffpunktes verbindet. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die kritische Toleranz die Auswanderungstoleranz für den blauen Leuchtstoffpunkt 81B (und 81B') ist, welche hier Null ist, wobei sich also

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der Leuchtstoffpunkt und der Auftreffleck "berühren. Andererseits ist die minimale (Jberschneidungstoleranz für denselben (blauen) Leuchtstoffleck, die der kürzeste Abstand zwischen dem blauen Leuchtstoffleck 81B¹ und dem nächsten benachbarten grünen Auftreffleck 83G ist, größer als notwendig.

Die Auswanderungstoleranz kann vergrößert (und somit günstiger gestaltet) werden, indem man etwas der überschüssigen Blauüberschneidungstoleranz gegen ein Mehr an Auswanderungstoleranz einhandelt. Dies erfolgt durch Erhöhung der Größe oder des Durchmessers der blauen Leuchtstoffpunkte in diesem Bereich um einen Betrag, der die Hälfte der Differenz zwischen den beiden Toleranzen beträgt, also in diesem Pail die Hälfte der Blauüberschneidungstoleranz. Die Umgrenzungen der vergrößerten blauen Leuchtstoffpunkte sind in Pig. 4 durch gestrichelte Kreise 85B und 85B' dargestellt. Damit ergeben sieh also gleiche Auswanderungstoleranzen BLT und Überschneidungstoleranzen BOT für die blauen Leuchtstoffpunkte. Wenn jedoch die Überschneidungstoleranz kritischer als die Auswanderungstoleranz ist, dann kann es wünschenswert sein, die Blauauswanderungstoleranz um einen geringeren Betrag zu vergrößern, so daß sie beispielsweise die Hälfte oder ein Drittel der Überschneidungstoleranz beträgt.

Eine andere kritische Toleranz in Pig. 4 ist die kleine Überschneidungstoleranz für den roten Leuchtstoffpunkt 81R gegenüber dem angrenzenden blauen Auftreffpunkt 83B¹ im Vergleich zu der relativ großen Auswanderungstoleranz für diesen Leuchtstoffpunkt 81R. Die Rotüberschneidungstoleranz wird in diesem Bereich vergrößert und die Rotauswanderungstoleranz verkleinert, indem die Größe der roten Leuchtstoffpunkte verringert wird. Das Ausmaß der Verringerung der Größe beträgt die Hälfte der Summe der beiden ursprünglichen Rottoleranzen, so daß die neuen roten Leuchtstoffpunkte 85R und 85R¹ gleiche Auswanderungs- und. Überschneidungstoleranzen RLT und IiCT haben.

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Die minimale Überschneidungstoleranz für den grünen Leuchtstoff punkt 81G gegenüber dem blauen Auftreffleck 83B' ist fast gleich der grünen Auswanderungstoleranz in Pig. 4· Da jedoch die Überschneidungstoleranz mindestens gleich der Auswanderungstoleranz sein soll, wird die Größe der grünen Leuchtstoffpunkte in diesem Bereich verringert, wie die neuen Punkte 85G und 85G' zeigen, und zwar in der gleichen Weise wie die roten Leuchtstoffpunlcte, so daß die Grünüberschneidungstoleranz GTO gleich der Auswanderungstoleranζ GLT wird. Nachdem die kritischsten Auswanderungs- und Überschneidungstoleranzen in Betracht gezogen und günstiger gestaltet worden sind, ist es nicht mehr notwendig auch noch die anderen Beziehungen in Fig. 4 zu besprechen. Die gestrichelten Kreise in I¹Ig. 4 bestimmen drei unterschiedliche Leuchtstoffpunkt-Durchmesser, die in einem bestimmten Schirmbereich erforderlich sind, damit die gewünschten Auswanderungs- und 'Überschneidungstoleranzen für jede der drei Farben in diesem Bereich sich ergeben.

Eine entsprechende Analyse läßt sich für jeden der für die Messung ausgesuchten Bildschirmpunkte durchführen, und die neuen Werte der Leuchtstoffpunkt-Durchmesser, der Auswanderungstoleranz und der Überschneidungstoleranz für jeden Punkt werden in drei getrennten Tabellen, für jede Farbe eine, aufgeführt. Diese Werte werden zur Modifizierung des Lichtfilters 71 benutzt, welches in dem Lichtkasten zum Drucken des Schirmes der oben erwähnten Experimentierröhre verwendet worden war. Die Veränderung des Filters geschieht in der Weise, daß die mit dem modifizierten Filter gedruckten Leuchtstoffpunkte im wesentlichen die gewünschten neuen Durchmesser zur Verbesserung der Toleranz haben.

Zunächst wird jeder neue Leuchtstoffpunkt-Durchmesser durch die bekannte Maskenöffnung an demselben Punkt (der durch die Abstufungskennlinien der verwendeten Maske bestimmt ist) dividiert, und die daraus resultierenden Verhältnisse werden hinsichtlich ihrer Lage auf dem Schirm, beispielsweise durch

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Zuordnung von Bummern zu den Schnittpunkten der Linien 75 und 77 in I*ig. 3 aufgetragen. Die Verhältnisse entlang jeder horizontalen Linie 75 (A bis M) werden getrennt über dem Abstand vom Schirm aufgetragen, wie es beispielsweise durch die Punkte 87 in Pig. 5 dargestellt ist. Die Unregelmäßigkeiten dieser Verhältnisse längs jeder horizontalen Linie 75 werden durch graphische Mittelung beim Einzeichnen der stetigen Kurve 89 zwischen den Punkten 87 innerhalb der durch die neuen Toleranzen für jeden Punkt erlaubten Grenzen ausgeglichen. Die durch die Kurve 89 für die horizontalen Linien A bis M bestimmten Verhältnisse in jeder der Positionen O bis 20 der Pig. 3 werden getrennt längs der vertikalen Linien 77 aufgetragen, und jeder Satz der aufgetragenen Verhältnisse wird durch die stetige Kurve in derselben Weise wie es in Fig. 5 für die horizontalen Linien 75 erfolgt ist, approximiert. Als nächstes werden die approximierten Verhältnisse an den ausgewählten Punkten, welche durch den Satz vertikaler Kurven bestimmt sind, hinsichtlich ihrer Lage auf dem Schirm mit einem getrennten Satz für jede Farbe aufgezeichnet, und gemäß Pig. 6 werden Kurven 91 durch diese Punkte gleicher Verhältnisse gezogen. Dieser Kurvensatz 91 ergibt die gewünschte Veränderung im Leuchtstoffpunkt-Durchmesser für eine der drei Farben.

Das Muster der Kurven 91 für jede Farbe kann auf der Unterfläche der Korrekturlinse 63 für diese Farbe gemäß Fig. 2 oder auf einer gesonderten Glasplatte in im wesentlichen derselben Ebene reproduziert werden, indem man Lichtstrahlen von Punkten der Kurve 91 durch die Korrekturlinsen 61 und 63 zur Lichtquelle 37 führt, wie es in den Fig. 4 und 5 des US-Patentes 3,476,025 beschrieben ist. Die zu den Kurven 91 gehörigen Verhältnisse werden in Filterdichten umgewandelt, die zum Drucken der Leuchtstoffpunkte mit Durchmessern entsprechend diesen Verhältnissen erforderlich sind, und dann wird ein neues Lichtfilter mit dem gewünschten Muster zum E_rsatz des ursprünglichen Filters 71 hergestellt. Das neue Filter kann durch Überziehen

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der oberen Fläche der Linse 63 mit einem Filtermaterial, dessen Dichte durch Belichtung verändert werden kann, und durch Belichten dieses "Überzuges mit Licht von der Quelle 37 durch einen Stapel geeigneter dünner Lichtfilter neutraler Dichte gebildet werden, die jeweils eine Kontur haben, die einer der Dichtekurven angepaßt ist.

Dieses neue Lichtfilter wird dann im Lichtkasten zum Druck des Musters von Leuchtstoffpunkten einer der drei Farben auf der Frontscheibe verwendet. Die Leuchtstoffpunkte der anderen beiden Farben werden in gleicher Weise mit Hilfe eines Lichtkastens gedruckt, welcher ein Lichtfilter enthält, das zur Herstellung der gewünschten Leuchtstoffpunkt-Durchmesser für die betreffende Farbe ausgebildet ist.

Die Erfindung läßt sich auch für die Herstellung von Lochraaskenröhren verwenden, deren Leuchtstoffelemente und zugehörige Strahlauftreffpunkte eine andere als die Kreisform haben. Fig. 7 zeigt einen Teil eines Bildschirmes einer Linienschirmröhre mit länglichen Maskenöffnungen zur Erzeugung von länglichen Strahlauftreffpunkten. Der Schirm enthält längliche Leuchtstoff streif en 93ß, 93G- und 933 für die Farben Rot, Grün und Blau, die eine typische Triade bilden und bestimmten Maskenöffnungen zugeordnet sind, ferner sind zwei Streifen 93B¹ und 93G¹ dargestellt. Die zugehörigen Strahlauftreffpunkte sind mit 95R, 95G, 95B, 95B¹ und 95&¹ bezeichnet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Abstände zwischen den Strahlauftreffpunkten im wesentlichen gleich, jedoch sind die Abstände zwischen den grünen und blauen Streifen 93G- und 93B wesentlich größer als zwischen den blauen und roten Streifen 93B und 93R. Dadurch entstehen ungleiche Auswanderungs- und überschneidungstoleranzen für jede-Farbe. In diesem Fall ist die Breite jedes der Leuchtstoffstreifen um einen Betrag vergrößert worden, der ausreicht, um die Auswanderungs- und Überschneidungstoleranzen für jede Farbe gleich zu machen, wie es die verbreiterten Streifen 97R, 97G und 97B zeigen.

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Claims (10)

1. Patentan· Sprüche

   (J) Farbbildröhre mit einem Mosaik-Leuchtschirm aus einer

   Mehrzahl unterschiedlicher Leuchtstoffelementsätze, die bei Elektronenbeschuß jeweils verschiedenfarbiges Licht aussenden, ferner mit einer im Abstand vom Leuchtschirm angeordneten Lochmaske und mit einem Elektronenstrahlsystem, das für jeden Leuchtstoffelementsatz einen durch die Lochmaske hindurch nur auf die Leuchtstoffelemente des betreffenden Satzes auftreffenden Elektronenstrahl erzeugt, dadurch geke ή nzeichnet , daß die Größe der Leuchtstoffelemente (81) in jedem Satz sich asymmetrisch über die Fläche des Leuchtschirmes (19) ändert.
2. 2) Farbbildröhre mit einem Mosaik-Leuchtschirm aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Leuchtstoffelementsätze, die bei Elektronenbeschuß jeweils verschiedenfarbiges Licht aussenden, ferner mit einer im Abstand vom Leuchtschirm angeordneten Lochmaske und mit einem Elektronenstrahlsystem, das für jeden Leuchtstoffelementsatz einen durch die Lochmaske hindurch nur auf die Leuchtstoffelemente des betreffenden Satzes auftreffenden Elektronenstrahl erzeugt, wobei die Größe der Elektronenatrahlauftreffpunkte kleiner als diejenige der entsprechenden Leuchtstoffelemente und in einem beliebigen vorgegebenen kleinen Bereich des Schirmes im wesentlichen konstant ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Leuchtstoffelemente (81) in jedem Satz sich über die Fläche des Leuchtschirmes (19) nach einem Muster ändert, welches sich von dem Änderungsmuster jedes der anderen Leuchtstoffelementsätze unterscheidet.
3. 3) Farbbildröhre mit einem Mosaik-Leuchtschirm aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Leuchtstoffelementsätze, die bei Elektronenbeschuß jeweils verschiedenfarbiges Licht aussenden, forner mit einer im Abstand vom Leuchtschirm angeordneten

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   lochmaske und mit einem ElektronenstrahlsyBtem, das für jeden Leuchtstoffelementsatz einen durch die Lochmaske hindurch nur auf die Leuchtstoffelemente des betreffenden Satzes auftreffenden Elektronenstrahl erzeugt, wobei ohne Korrektur der Größe der Leuchtstoffelemente über die Fläche des Leuchtschirmes unerwünschte Änderungen der Überschneidungs- und Auswanderungstoleranzen zwischen Schirm und Elektronenstrahlauftreffpunkten auftreten wurden, dadurch gekennzeichnet, daß die Größen der Leuchtstoffelemente (81) selektiv so bemessen sind, daß einige gegenüber ihrer unkorrigierten Größe größer und andere kleiner sind, derart, daß die kritischsten Toleranzen in einem gegebenen Schirmbereich auf Kosten der entsprechenden weniger kritischen Toleranz verbessert werden, wobei die Korrektur, soweit sie nötig ist, für jedes LeuchtBtoffelement so getroffen ist, daß sie durch die Toleranzbedingungen an dem betreffenden Punkt des Leuchtschirmes bestimmt ist.
4. 4) Farbbildröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlauftreffpunkte (83) und die Leuchtstoffelemente (81) mindestens in einer Mehrzahl von Bereichen des Leuchtschirmes (19) eine leichte Fehldeckung aufweisen.
5. 5) Farbbildröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche über die gesamte Fläche des Leuchtschirmes (19) verteilt sind.
6. 6) Farbbildröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Leuchtstoffelemente (81) so gewählt ist, daß die Außwanderunga- und Überschneidungstoleranz für jedes Leuchtetoffelement jeder Farbe in jedem der Bereiche praktisch gleich ist.
7. 7) Farbbildröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Leuchtstoffelemente (81) so gewählt ist, daß

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   die Übers chneidiingatoleranz für jedes Leuchtstoff element jeder Farbe größer als die Auswanderungstoleranz ist.
8. 8) Farbbildröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (23a) der Lochmaske (23) in ihrer Größe von einer vorgegebenen Größe in der Lochmaskenmitte zu einer kleineren Größe nach den Rändern der Lochmaske zu abgestuft ist.·
9. 9) Farbbildröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlsystem (11) drei Strahlen (13,15,17) in Dreiecksanordnung erzeugt, daß die Öffnungen (23a) der Lochmaske (23) kreisförmig sind und daß die Leuchtstoffelemente (81) in einem im wesentlichen hexagonalen Muster mit Triaden angeordnet sind, die jeweils aus Leuchtstoffpunkten eines jeder der drei Sätze verschiedener. Leuchtstoffe bestehen. '
10. 10) Verfahren zur Herstellung einer Farbbildröhre nach Anspruch 3·

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