DE2126783A1 - Verfahren zum Herstellen des Schir mes einer Kathodenstrahlrohre auf photo graphischem Wege - Google Patents

Description

7203-71/H

RCA 62008 O 1 O C ·7 ο ο

U.S.SerdTo. 42,322 ΖΙΖο/ΟΟ

Filed:June 1,1970

RCA Corporation, New York,N.Y.,V.St.A.

Verfahren zum Herstellen des Schirmes einer Kathodenstrahlröhre auf photographischem Wege.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen des Schirmes einer Kathodenstrahlröhre auf photographischem Wege, bei welchem eine photoempfindliche Schicht auf der einen Oberfläche des Schirmträgers der Röhre durch eine lochmaske hindurch belichtet wird und zur Steuerung der Intensität des auf die Schicht auftreffenden Lichtes durch die Maske Licht einer vorgegebenen Anfangsintensität auf die Schicht projiziert wird»

Beim photographischen Direktdruckverfahren zum Herstellen einer (Schirm-) Matrix oder eines Leuchtschirmes wird gewöhnlich die innere Oberfläche des Schirmträgers einer Kathodenstrahlröhre mit einer Schicht aus photoempfindlichem Material belegt (dessen Zusammensetzung typisch einen mit einem Dichromat sensibilisierten Polyvinylalkohol enthält)„ Hierzu sei beispielsweise auf die deutsche Patentschrift 1 293 823 verwiesen« Nachdem am Schirmträger eine Lochmaske montiert worden ist, wird die gesamte Frontplattenanordnung auf eine sogenannte Lichtkammer aufgesetzte Mit Licht, das in verschiedenen Richtungen durch die Lochmaske geleitet wird, wird die Schicht mehrere Male belichtet. Hierdurch entstehen auf ausgewählten Bereichen der Schicht Mehrfachmuster der Löcher der Maske_o Nach der Belichtung wird die Frontplattenanordnung von der Lichtkammer abgenommen und die Schicht mit Wasser abgespült, wodurch die noch löslichen Bereiche entfernt werden, während die unlöslich gewordenen Teile an Ort und Stelle bleiben< >

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Im Idealfall haben die durch jeden der verschiedenen Lichtstrahlen auf der Schicht gebildeten Muster belichteter Bereiche die gleiche Grosse und Gestalte Diese ideale Gleichmässigkeit wird aber in der Praxis nicht erreicht, da für jede ! der verschiedenen Belichtungen in Folge der Lichtprojektion aus verschiedenen Winkeln während einer Mehrfachbelichtung ein anderer Gesamtlichtstrom auf die Schicht fällt. Auch Änderungen der Maskendurchlässigkeit können zu Grössenunterschieden der belichteten Schichtbereiche führen,, Der belichtete , Bereich ist normalerweise umso grosser, je grosser die Durchlässigkeit der Maske ist»

P Wenn die Lichttransmission durch die Maske während der

Belichtung gemessen wird, können sich zusätzliche Änderungen durch Einschwingvorgänge und eine Unausgeglichenheit des Meßsystems ergeben. Änderungen können auch dann auftreten, wenn doppelte Belichtungszyklen nicht aufeinanderfolgend durchgeführt werden*

Bei einem Verfahren gemäß der Erfindung wird, wie schon erwähnt wurde, Licht einer vorgegebenen Anfangsintensität , durch die Maske hindurch auf die photoempfindliche Schicht projiziert«, Nach einer kurzen Verzögerungszeit wird durch Messung eines Teiles des von der Maske durchgelassenen Lichtes ein Signal erzeugt, das dem Intensitätspegel des durchgelassenen Lich-" tes entspricht, und durch kontinuierliches Justieren der Licht-,

intensität in Abhängigkeit von diesem Signal wird ein auf die : Schicht fallender Gesamtlichtstrom erzeugt.

: Anhand der Zeichnung wird die Erfindung an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Liehtkammer mit einem Blockschaltbild eines Belichtunge-

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steuersystem gemäß einem Ausführungsbeispeil der Erfindung;

Figo 2 eine schematische elektrische Schaltungsanordnung des BeHchtungssteuersystems gemäß Fig_e 1;

Figo 3 eine schematische elektrische Schaltungsanordnung des Systems zum Steuern der Belichtungszyklen gemäß Fig. 1; »

Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung des Zeitverzögerungsbetriebes des Zyklussteuersystems gemäß Figo 3;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines projizierten Lichtstrahls! mit dem mittels der in Fig* I dargestellten Vorrichtung die photoempfindliche Schicht belichtet wird;

Fig. 6 eine Draufsicht auf einen Bruchteil der Schicht mit einer Gruppe von drei "belichteten Rasterpunkten, die man durch drei Belichtungen mit projizierten Lichtstrahlen in der in Fig. 3 dargestellten Weise erhält;

Fig. 7 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkung des in der Lichtkammer gemäß Fig. 1 verwendeten Gesamtlichtstromes; und

Fig« 8 ein Diagramm mit Kurven zur Erläuterung der Änderungen der Öffnüngsgrösse eines Matrixmusters in Abhängigkeit von der Grosse der Maskenlöcher_e

Die in Fig· I dargestellte Schirmträgeranordnung 10 umfaßt eine Schirmträgerplatte 11, &υ.ί deren innerer Oberfläche sich eine photoempfindliche Schicht 12 befindet, und eine Lochmaske 13, die in der Nähe der Schicht 12, jedoch im Abstand von dieser angeordnet ist_e Darstellungsgemäß.sitzt die Schirmträgeranordnung 10 auf einer Photobelichtungsvorriohtung oder sogenannten "Lichtkainmer" 14 ο Die Licht kamm er 14 soll die Schicht 12 durch Projektion des Lichtes einer kleinflächigea

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(punktförmigen) Lichtquelle 27 belichten,das auf die Maske"13 fällt, so daß Einzellichtstrahlen durch die Löcher 16 der Maske gelangen und auf der Schicht 12 ein Muster bilden, das praktisch die gleiche Form hat wie die Löcher 16₀

Ein Gehäuse 17 der Lichtkammer 14 enthält einen Frontplattenhalter 18, eine Lampe 19» einen Reflektor 20 , einen Kollimator 21, ein Abdeckglied (Eclipser) 22 sowie eine Linsenanordnung 23g Der Frontplattenhalter 18 lagert die Schirmtragerplatte 11 genau achsgleich ausgerichtet über der Lampe 19, wie in Figo 1 dargestellt ist. Die Linsenanordnung 23 enthält eine Korrekturlinse 24» Keillinsen 25 und ein auf der Oberseite der Keillinse 25 angeordnetes Lichtfilter 26„ Der Kollimator 21 umfaßt ein Lichtrohr in Form eines konischen Glasstabes, dessen schmales Ende die erwähnte kleinflächige Lichtquelle 27 der Lichtkammer 14 bildet. Das Abdeckglied 22 wird so betätigt, daß es das auf die photoempfindliche Schicht 12 projizierte Licht unterbricht. Der Kollimator 21, das Abdeckglied 22 und die Linsenanordnung 23 sind fluchtend über der Lampe 19 zwischen dieser und der Schirmtrageranordnung 10 montierte Der Reflektor 20 befindet sich unterhalb der Lampe 19»

Zur Herstellung einer Schirmkonstruktion auf der inneren Oberfläche der Schirmträgerplatte 11 einer Farbfernsehbildröhre vom Lochmaskentyp wird diese Oberfläche zunächst gereinigt und dann mit einer Schicht 12 aus photoempfindlichem Material belegt, dessen Löslichkeit sich ändert, wenn es belichtet wird» Ein Beispiel für ein solches Material ist Polyvinylalkohol, der ein lösliches Dichromat enthalte Nach Trocknung der Schicht 12 wird eine Lochmaske in der Frontplattenanordnung so montiert, daß sie der Schicht 12 in einem Abstand gegenüberliegt,. Die Anordnung wird gemäß Fig. 1 auf die Lichtkammer 14 aufgesetzte Die in Fig. 1 dargestellte Lichtkammer besitzt eine normalerweise abgedeckte, kontinuierlich emittierende Lichtquelle. Beim hier beschriebenen Beispiel..

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enthält die Maske 13 praktisch, kreisförmige Löcher mit einem Durchmesser von etwa 0,33 mm und einem von Mitte zu Mitte gerechneten Lochabstand von ungefähr 0,71 nun in der Hahe des Maskenzentrumsc Nun wird durch Entfernen des Abdeckgliedes 22 die Lampe 19 aufgeblendet. Durch die Maskenanordnung hindurch wird für eine vorbestimmte Zeitdauer Licht mit einer vorgegebenen Anfangsintensität auf die Schicht projiziert« Wach Ablauf dieser Zeitdauer wird das Abdeckglied 22 geschlossene Dann wird die Frontplattenanordnung von der Lichtkammer 14 abgenommen. Viienn eine Reihe von Frontplatten nacheinander behandelt werden, wird das Verfahren für die nächste Frontplatte wiederholt.

Im Falle einer Dreifarben-Farbfernsehröhre wird die Belichtung durch die Maske 13 normalerweise dreimal wiederholt, wobei jedes Mal die Lichtstrahlen mit einem leicht geänderten Winkel auftreffen, so daß die Einzelstrahlen, drei verschiedene Belichtungsmuster oder belichtete Rasterpunkte auf der Schicht 12 erzeugeno Jeder belichtete Punkt ist ein Kreis mit einem Durchmesser von etwa 0,33 mm«,

Anschliessend an die Belichtung und die Entfernung der Frontplattenanordnung von der Lichtkammer 14 wird die Maske 13 von der Schirmträgerplatte 11 getrennte Die belichtete Schicht 12 wird mit einem Druckwasserstrahl etwa 30 Sekunden lang gespült, worauf die Schirmträgerplatte 11 mit Wasser abgewaschen und getrocknet wird» Wenn beispielsweise ein positiver

: Photoabdecklack verwendet wird, haftet an dieser Stelle des Verfahrens an der Schirmträgeroberfläche eine Schablone, die aus offenen Bereichen und drei Mustern von Punkten aus einer gehärteten Polymerschicht der Oberfläche besteht. Das Muster " der Löcher der Lochmaske 13 bestimmt die auf der Schicht 12 gebildeten graphischen Bilder<, Wenn man eine Maske mit kreisförmigen Löchern als Schablone benutzt, entstehen auf

• der Schicht 12 Muster aus parktisch kreisförmigen Punkten. ■

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Die Grosse der Punktmuster auf der Schicht 12 richtet sichnach dem auf die Schicht auftreffenden Gesamtlichtstrom, wie noch erläutert werden wirdo "· -

Die Schicht 12 wird mit einer Strahlungsenergie

oelichtet, für deren Bereich und Art das Schichtmaterial empfindlich isto Benutzt man vorzugsweise ein photoempfindliches' Material wie eine lösung aus Polyvinylalkohol mit einem kleinen Gehalt an Ammoniumdichromat, eignet sich ultraviolettes Licht (ungefähr 3650 Ä) als Strahlungsenergie₀

Das Ausmaß der Belichtung beeinflußt das auf der

ψ Schicht entstehende Muster» Damit die Schicht 12 für jedes der drei Muster in gleichem Maße belichtet wird, muß der für jedes Muster auf die Schicht fallende Gesamtlichtstrom gleich groß sein«» Der Begriff "Gesamtlichtstrom" ist definiert als die Summierung der Zuwachslichtintensitäten für den gesamten belichteten Bereich während der gesamten Belichtungsdauer. Zu diesem Zweck wird entweder die Lampe 19 mit einer weitgehend konstanten Lichtintensität betrieben und die Zeit entsprechend geändert(lichtintegrierendes Steuersystem), oder die Zeit wird konstant auf einem gegebenen Wert gehalten, während der Intensitätspegel der Lampe 19 kontinuierlich innerhalb eines vorbestimmten Wertbereiches justiert wird (Intensitätssteuersystem)· Wenn auf einem speziellen Schirmträger drei Muster in drei getrennten Lichtkainmern belichtet werden₉ wird vorzugsweise eine bestimmte Zeit eingehalten und die Intensität'der Lampe 19 kontinuierlich justiert, um den Gesamtlichtstrom auf die Schicht 12 für jede Belichtung konstant zu halten» : Dieses Verfahren hat den praktischen Vorteil, daß bei Verwenj dung einer ganzen Reihe von Lichtkammern 14 jede von ihnen j ihren Belichtungszyklus in der gleichen Zeit vollendet·

Pig. 5 zeigt sohematisch das projizierte Licht als Einzelstrahl 15, der durch ein Loch der in Fig. 1 dargestellten Maske verläuft. Jeder auf die Schicht 12 auftreffende Einzel-

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strahl 15 bestellt aus zwei Teilen, nämlich einem Zentralteil 54 und einem Umfang- oder Randteil 55» Der Zentralteil 54 wird Tollständig durch Lichtstrahlen gebildet, die von allen Teilen der Lichtquelle 27 in zylindrischer Form durch das Loch 16 gelangen* Der Randteil 55 besteht dagegen aus Lichtstrahlen von nur einem Teil der Lichtquelle 27, die in konischer Form das Loch 16 durchdringen«. Der koiiischeTeil des Einzelstrahls .15 wird gelegentlich als Penumbra (Halbschatten) bezeichnete

Figo 6 zeigt einen Ausschnitt mit einer Gruppe von drei Punkten, die bei der Herstellung von Lochmaskenröhren Jeweils durch eine andere Belichtung und Entwicklung gebildet werden» Alle drei Punkte dieses Musters ergeben sich durch Belichtung der Schicht 12 mit einem durch das gleiche_s in Fig« 5 schematisch dargestellte Maskenloch projizierten Einzelstrahl 15, der bei jeder Belichtung unter einem leicht geänderten Winkel einfällt, und durch anschliessende Entwicklung des Schichtmaterials· Der Zentralteil 54 des Einzelstrahls belichtet einen zentralen Punktteil 56 auf der Schicht, während der Randteil 55 den Punkt durch teilweise Belichtung eines jeden Punktteil 56 umgebenden Ringes 57 vergrässert·

Der in Fig. 7 angegebenen Kurve ist zu entnehmen, daß die Grosse, dchi der Durchmesser jedes Rasterpunktes auf der Schicht durch den den belichteten Bereich treffenden Gesamtlichtstrom bestimmt ist. Zur Bildung eines belichteten Musters auf der Schicht, also von gehärteten, am Schirmträger haftenden Rasterpunkten ist eine Mindestbelichtungszeit (Mindest-Gesamtlichtstrom) notwendig« Diese Mindestbelichtung ist auf der Kurve durch den Punkt 58 angegeben und definiert als der Schwellwert der Strahlungsenergie, die zum Erzeugen eines haftenden Musters in der Schicht 12 erforderlich ist« Eine photoempfindliche Schicht etwa aus- mit Ammoniumdichromat sensibilisiertem Polyvinylalkohol haftet erst nach, einer solchen Mindestbelichtungo

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Nach Erreichen des Schwellwertes führt eine weitere Belichtung zu einem schnellen Wachstum des Punktes, wie es annähernd durch den Teil der Kurve zwischen dem ersten Punkt und einem zweiten Punkt 59 dargestellt ist„ Ein weiteres Anwachsen des Punktmusters der Schicht beruht auf dem Randteil 55 (Penumbra), wie der Teil der Kurve zwischen dem zweiten Punkt 59 und einem dritten Punkt 60 zeigt» Wie der Steigung der Kurve in diesem Bereich zu entnehmen ist, nimmt die Punktgrösse hier relativ langsam zu, da die Lichtintensität im Randteil 55 gering ist₀ Nachdem beim dritten Punkt 60 die Schichtpunktgrösse ein Maximum erreicht hat, hat eine weitere Belichtung praktisch kein weiteres Punktwachstum mehr zur Folge₀

Durch eine lange Belichtungsdauer kann zwar das Entstehen eines Schichtmusters für jede Schirmträgeranordnung in voller Grosse gewährleistet werden, doch sollte vorzugsweise die Belichtung vor Erreichen des dritten Punktes 60 abgebrochen werden. Der Grund hierfür sind Probleme wie ein übermässiges Aushärten des Musters, Grenzgebiethärtung durch Überlappungsbelichtungen, Änderungen der Photolackempfindlichkeit und Einschränkungen hinsichtlich der Verfahrensdauer. Es ist daher erforderlich, das Punktwachstum zu steuerno

Mit dem Belichtungssteuersystem gemäß der Erfindung wird der auf die photoempfindliche Schicht auftreffende Gesamtlichtstrom gesteuertο Dies ermöglicht des Druck von praktisch gleichen Mustern für jede: von beispielsweise drei Belichtungen. Die Steuerung gewährleistet auch eine ziemlich gleichmässige Rasterpunktgrösse bei Verwendung einerMehrzahl von Masken, von denen jede eine andere mittlere lochgrösse in der Nähe ihres Zentrums hat. Wenn die mittlere Lochgrösse in einer Maske 13 grosser ist als ein vorgegebener Wert, wird weniger Licht durch das Loch projiziert, und wenn die mittlere Lochgrösse umgekehrt zu klein ist, wird die Menge oder'

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Intensität des durch das loch projizierten lichtes erhöht· Vor Anwendung einer Steuerung gemäß der Erfindung führten grosse Löcher naturgemäß zu grossen Rasterpunkten und umgekehrte Durch die Erfindung wird nun eine gleichmässigere Rasterpunktgrösse unabhängig von kleineren Schwankungen der Lochgrösse erreichte

Ein schematisches Blockschaltbild eines Belichtungssteuersystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine Lichtkammer ist in Fig. 1 dargestellt. Das Steuersystem; umfaßt eine Lichtmeßanordnung 28, eine Vergleichseinheit 29» eine Signalkonditioniereinheit 30» eine Leistungssteuereinheit 31 und eine Zyklussteuereinheit 60. Die Lichtmeßanordnung 28 ' . weist eine Photozelle 32 auf, die in einem Gehäuse 33 montiert ist. Das Gehäuse 33 enthält eine Schraubklemme 34» einen Haltering 35 und einen flexiblen Blendschutz 36· Die Lichtmeßan- ■; Ordnung 28 ist justierbar am einen Ende eines Armes 37 montiert, welcher an einer Welle 38 befestigt ist, die schwenkbar am Gehäuse 17 gelagert ist₀ Eine Betätigungsvorrichtung 67 für den Lichtmeßarm (Figo 3)» die ihrerseits von einem Magnetventil 69 betätigt wird, und ein Verbindungsglied (nicht dargestellt) drehen die Welle 38 so, daß sie die Lichtmeßanordnung 28 aus einer Warteposition in eine Position bringt, bei der '■ die Meßanordnung sich ungefähr zentrisch über der Schirmträgeranordnung 10 befindet,wie in Mg. 1 dargestellt ist. . ,

!•igο 2 zeigt einen Teil der Steuerung für die Lampe 19 zum Belichten der photoempfindlichen Schicht 12 ₀ Die Photozelle ist in die Vergleichseinheit 29 geschaltet, bei der es sich um eine Iheatstone-Brücke handelt, die ausser der Photozelle 32 zwei Pestwiderstände 39a und 39b sowie ein Potentiometer 41 enthält und an eine 12V-Gleichspannungsq.uelle 43 angeschlossen ist. Der bevorzugte Wert für die beiden Pest- 1 widerstände 39a und 39b beträgt 12 Kiloohnu Der bevorzugte ' y/ertebereich für '(das Potentiometer 41 reicht von 0 bis 2 Κϋοοφ.

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! Die Signalkonditioniereinheit 30 kann einen Gleichstromver- ! stärker 44 und eine Impedanzanpassungsschaltung enthalten¹, die zwischen die Brückenzweige geschaltet sind. .

Die Leistungssteuereinheit 31 enthält einen Regler 45, der an sich beliebig sein. Für den praktischen Betrieb der leistungssteuereinheit 31 wird jedoch ein Torsteuerglied mit einem steuerbaren Siliciumgleichrichter vom Typ VS6734AF-115 (erhältlich bei Beotrol,Ine· ₉, Rockville, Maryland) bevorzugt«, Die leistungssteuereinheit 31 enthält ferner zwei Siliciumgleichrichter 46a und 46b₉ einen Ballasttransformator 47 sowie die Lampe 19· Eine Wechselstrom-Leistungsquelle 48 W mit einer (Spitzen-)Spannung von ungefähr 180 V ist über die Gleichrichter 46a und 46b mit dem Ballasttransformator 47 gekoppelt.

In Pig» 3 ist die Zyklussteuereinheit 70 dargestellt. Sie enthält einen Zyklusstabschalter 63, der an ein erstes Relais 65 mit (normalerweise geschlossenen ) Hohlkontakten 65a und 65b angeschlossen ist» Mit den Kontakten 65a ist ein Kondensator 64 gekoppelt, dessen bevorzugter Kapazitätswert 2QuP beträgto Eine über die Kontakte 65a angeschlossene Diode 66 wie z.B. eine Siliciumdiode vom Typ 1N1764 (erhältlich bei der RCA Corp. Harrison, N.J.) angeschlossen, welche einen b Einwegstrom von der Wechselstrom-Leistungsquelle 48 zum Konden-, sator 64 fliessen läßi» Ein Zeitgeber 53 mit normalerweise , offenen Zeitgeberkontakten 53a und 53b weist einen Rückstell- ! steuerkreis auf j der über die Relaiskontakte 65b zum einen ^{: ;} Pol der Leistungsquelle 48 führt. Bevorzugt wird ein 0 bis 15 ■ : Minuten-Zeitgeber vom Typ Cato«305D015A20PX (erhältlich bei ι Automatic Time Control, King of Prussia, Penna), Der zum Magnetventil 69 fliessende Strom wird durch die Schaltkontakte j 53b des Zeitgebers 53 gesteuert· Die Kontakte 53a und 65b · steuern die Leistung für ein zweites RQlais 42_s welches bei seiner Erregung hohe Kontakte 42a und 42b (Pig.2) öffnet und gleichzeitig Arbeitskontakte 42c schließt»

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Wie in Figo 2 dargestellt ist, sind die Kontakte 42a zwischen den Widerstand 39b und den Verstärker 44 geschaltet, die Kontakte 42b zwisohen.die Photozelle 32 und den Verstärker 44, und die Kontakte 42c über die Wheatstone-Brüeke zwischen dem Verbindungspunkt des Widerstands 39a mit dem Potentiometer 41 und einer Verbindungsstelle zwischen dem Y/iderstand 39^ und der Photozelle 32c

In einem Ruhe- und Wartezustand bei eingeschalteter leistung befinden sich die Schaltungsanordnungen der Figo 2 und 3 in der dargestellten Lage₀ Die Relaiskontakte 42o sind normalerweise geschlossen, um den Eingangssignalkreis des Verstärkers 44 kurzzuschliessen und dessen durch den Pfeil 49 angedeutete Signal auf Null zu halten« Die Lampe 19 leuchtet mit einer Intensität, die durch eine Eingangssignalspannung gesteuert wird, welche kontinuierlich von einer Eingangs-Justiereinheit 68 an den Verstärker 44 angelegt wird. Das an den Verstärker 44 angelegte Eingangssignal erfährt eine Impedanzanpassung« Das Ausgangssignal des Verstärkers 44 wird an den Regler 45 angelegt, der seinerseits Steuerimpulse an die Gleichrichter 46a und 46b liefert.

In Fig. 2 ist ein Diagramm, einer Sinus-Periode 50 der Wechselstrom-Leistungsquelle 48 dargestellt, deren Leis'tungspegel durch die Zeitpunkte geregelt wird, bei denen die Steuer-1πιρμΐ8β auftreten. Wenn ein Steuerimpuls an den steuerbaren Siliciumgleichrichter 46a oder 46b angelegt wird, wird diese leitend. Der Gleichrichter 46a steuert daher die Leistung, die während der positiven Halbperiode 51a der Periode 50 an die

\ Lampe 19 angelegt wird, während der Gleichrichter 46b die der Lampe 19 während der negativen Halbperiode 51b zugeführte Leistung regelt«» Die Zündzeitpunkte jedes der Steuerimpulse ! bestimmt den Teil ^eder Halbperiode 51a oder 51b, während weleher die Gleichrichter 46a und 46b leiten, doho denjenigen . Teil der Sinus-Schwingung, während welcher Leistung zugeführt wird, und steuern somit die Lichtintensität der Lampe„ Die

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' Zündzeitpunkte der von der Eingangsspannung der Justiereiniieit . 68 herrührenden Steuerimpulse werden so gewählt, daß sie an ir- ; gendeiner Zwischenstelle, etwa "bei 52a und 52b in jeder HaIb- ; periode 51a und 51b auftreten, wenn ein Fehlersignal 49 der Grosse Null angelegt wird«. Ein positives oder negatives Fehler-, signal 49 wird dann den Zeitpunkt des Steuerimpulses entsprechend zum Anfang bzw₀ Ende jeder Halbperiode hin verschieben und die Intensität der Lichtquelle 19 erhöhen bzw* verringern»

Beim Wartezustand wird an die in Fig. 3 dargestellte Schaltungsanordnung Leistung angelegte Wenn sich der Schalter

63 in der dargestellten Position befindet, wird der Kondensator

64 voll aufgeladene Zu den anderen Komponenten der Schaltung gelangt wegen der normalerweise offenen Schalter bzwo Reläiskontakte keine Leistung.

Bei einem automatischen Betrieb der in Pig. I dargestellten Lichtkammer zum Herstellen einer Schirmkonstruktion wird eine Sohirmträgerplatte 11, auf deren innerer Oberfläche sich eine photoempfindliche Schicht 12 befindet, und in der eine Lochmaskenanordnung 13 montiert ist_v an ihrein Pig. I dargestellte Position auf dem Frontplattenhalter 18 gebracht. Zur Einleitung des Lichtkammerbetriebes wird dann der normalerweise geschlossene Zyklusstabschalter 63 (Fig. 3) betätigt j und in die gestrichelt dargestellte Stellung gebracht, um · über das Relais 65 den Kondensator 64 kurzzuschliessen« Der ; durch das Relais 65 fliessende Strom betätigt die Kontakte 65a : und 65b. Die in die in Fig. 3 obere Position umgelegten Kontakte. j 65a schaffen einen Haltekreis, damit der Kondensator 64 selbst ! dann seine Entladung über das Relais 65 vollenden kann, wenn ·

! eine Bedienungsperson den Schalter 63 losläßt. Das Relais 65 j hält hierbei die Kontakte 65a so lange in ihrer oberen Position, bis der Kondensator 64 sich soweit entladen hat, daß das Relais

65 nicht mehr anziehen kann.

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Beim Anziehen des Relais 65 werden die Kontakte 65b ; in die in Figo 3 untere Position gebracht₉ wodurch der Zeitrück-i stellkreis und der Zeitgeber 53 erregt werden₀ Durch die Rückstellung des Zeitgebers 53 werden dessen Kontakte 53a und 53b geschlossene Über die geschlossenen Kontakte 53b wird das Magnetventil 69 gespeist, welches gleichzeitig das Abdeckglied 22 ■ öffnet und durch Betätigung der Vorrichtung 67 die Iiichtmeßanordnung 28 in die Meßposition schwenkte Bei offenem Abdeckglied fällt Licht durch die Lichtkammer hindurch nach oben durch die Kappenanordnung auf die Photozelle 32_O Die sich schliessenden Zeitgeberkontakte 53a verbinden das zweite Relais 42 mit den offenen Relaiskontakten 65b.

Nachdem die Spannung des Kondensators 64 auf einen bestimmten Wert abgeklungen ist, federn die Kontakte 65a und 65b des ersten Relais 65 in ihre in Figo 3 dargestellte Position. Dies hat zur Folge, daß der Kondensator 64 sich für den näehsten Zyklus auflädt und das zweite Relais 42 erregt wird ο Dgcs anziehende Relais 42 schliesst die Kontakte 42a und 42b und öffnet die Kontakte 42c, welche den Betrieb des automatischen Belichtungssteuersystems gemäß Figo 2 einleiten,,

Dadas zweite Relais 42 erst anzieht, wenn der Kondensator 64 sich genügend entladen hat, ergibt sich vor dem Arbeitsbeginn des BelchtungsSteuersystems eine Verzögerungo Fig_e 4 zeigt eine typische Entladungskurve 71 des Kondensators 64ο Der Kondensator entlädt sich im wesentlichen exponentiell ausgehend von einem Anfangsspeisespannungswert (V" ) an der Stelle 72 der Kurve 71ο Bei einem niedrigeren Spannungswert 73 (V₂) an der Stelle 74 der Kurve 71 fällt das erste Relais 65 ab» Die Zeit, in der die Spannung vom Anfangswert an der Stelle 72 bis zum niedrigeren Spannungswert 74 absinkt, also die. bis zum Zeitpunkt 75 verstreichende Zeit, stellt die Verzögerung vor Beginn des Betriebes des Belichtungssystems dar.

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i Während der Verzögerungszeit kann die Lichtmeßanordnung I 28 über der Frontplatte angeordnet werden und Lient auf die i Photozelle 32 fallen«, In dieser Verzögerungszeit stabilisiert sich die Photozelle 32 "bei der vorbestimmten Anfangslichtintensität, die durch das von der Justiereinheit 68 an den Verstärker 44 angelegte Ruhesteuersignal voreingestellt wird. Wenn daher das automatische Belichtungssteuersystem eingeschaltet wird, empfängt die Photozelle 32 Licht der vorbestimmten Anfangs- ! intensität.» Diese vorbestimmte Anfangslichtintensität beträgt vorzugsweise zwischen der Hälfte und Dreiviertel der mittleren Lichtintensität der Lampe 19 während des Betriebes»

Bei einem bevorzugten Beispiel kann die Verzögerung aus der Formel t

V₂ = Y₃e^m

errechnet werden, wobei V die Speisespannung, V₀ der Spannungs-

S c.

wert, bei welchem das erste Relais 65 abfällt, t die Zeit in Sekunden, R der Innenwiderstand des ersten Relais 65 und C die Kapazität des Kondensators 64 bedeuten» Die bevorzugten Werte sind R =10 Kiloohm, V₀= 180 V (Gleichstrom), V₀ = 20 V (Gleich-

s c.

strom) und C = 20 fuFo Mit diesen Werten beträgt die Verzögerungszeit ungefähr 0,44 Sekunden_e

In der beschriebenen Weise gelangt ein Teil des auf die Schicht 12 fallenden Lichtes durch die Schicht und die Schirmjträgerplatte 11 hindurch und trifft auf die Photozelle 32o Entisprechend der Intensität, mit der sie beleuchtet wird, erzeugt •die Photozelle ein elektrisches Signal, das in der Wheatstone-Brücke mit einem vorgegebenen Standardsignal, das vom Potentio-

•ter 41 geliefert wird, verglichen wird« Dies führt zu einem Fehlersignal 49^Fig· 2) als Ergebnis der Vergleichsmessung. Das Fehlersignal 49 wird an den Verstärker 44 angelegt, wo es verstärkt wird und eine Impedanzanpassung erfährt« Das Ausgangssignal des Verstärkers 44 wird, wie schon erwähnt, an den Regler 45 angelegt, der kontinuierlich die Lichtstärke der Lampe 19 in Abhängigkeit vom Fehlersignal 49 justiert, indem er einen

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Steuerimpuls zum Regeln des Betriebes der steuerbaren Siliciumgleichrichter 46a und 46b erzeugt«

Wenn die Intensität des auf die Photozelle 32 fallenden Lichtes kleiner als gewünscht ist, veranlaßt ein positives Fehlersignal, das der Regler 45 die Leistung erhöht, mit der die Lampe 19 gespeist wird, und wenn die Photozelle 32 zu stark beleuchtet wird, verringert der Regler in Folge eines negativen Fehlersignales den Leistungseingang der Lampe 19β Beispielsweise führt ein Fehlersignal 49 von 6 mV zu einer Intensitätsänderung der Lampe 19 von ungefähr 9 $» Selbstverständlich sorgt das Beleuchtungssystem für eine kontinuierliche Fehlersignal-Leistungsregelung, so daß die Lichtintensität der Lampe 19 innerhalb eines bestimmten Wertebereiches nahezu konstant bleibt.

Nach einer bestimmten Zeitdauer, beispielsweise nach 8 Minuten, betätigt der Zeitgeber 53 (Fig. 3) das Magnetventil 69, das darauf hin das Abdeekglied 22 schließt. Ungefähr zur gleichen Zeit öffnet das zweite Relais 42 die ersten Kontakte 42a und die zweiten Kontakte 42b , während die dritten Kontakte 42© geschlossen werden« Hierdurch justiert der Verstärker 44 die Intensität der Lampe 19 auf den von der Einheit 68 eingestellten Anfangsintensitätswert· Wenn sich die Licatkammer 14 im Wartebetrieb befindet, strahlt die Lampe 19 ; kontinuierlich mit dieser vorgegebenen Anfangsintensität, bis ' der nächste Belichtungszyklus eingeleitet wird. Der Betrieb der Lampe mit der vorgegebenen Anfangsintensitat während des Wartebetriebes hat auch den Vorteil einer optimalen Lebensdauer der Lampe. STach Vollendung der Belichtung wird die Lichtmeßanordnung 28 in eine Warteposition geschwenkt und die Frontplattenanordnung von der Lichtkammer 14 abgenommen· '

Die in Fig. 8 dargestellten Kurven zeigen die Änderung der Schiehtpunktgrösse einer Matrix mit der Maskenlochgrösse bei einem Verfahren gemäß der Erfindung und bei einem bekannter

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Verfahren» Die erste Kurve 61 zeigt die Beziehung zwischen der Maskenlochgrösse und der Matrixöffnungsgrösse im Falle des ; beschriebenen Verfahrens, während die zweite Kurve 62 die gleiche Abhängigkeit im Falle eines bekannten Verfahrens darstellt. Der auf die Schicht auffallende Gesamtlichtstrom wird so justiertj daß .ein Muster mit haftenden· 16/40 mm-Punkten imFalle von 13,1/40 mm-Maskenlöehern belichtet wird«, Wie die Steigung der ersten Kurve 61 des Verfahrens gemäß der Erfindung zeigt, ändert sich die Rasterpunktgrösse wesentlich weniger über einen Lochgrössenbereich als beim bekannten Verfahren gemäß der zweiten Kurve 62o Mit dem hier beschriebenen Verfahren können also für eine Serie von Schirmträgern mit jeweils stark unterschiedlichen Maskenlochgrössen sehr gleichmässige Schirmkonstruktionen geschaffen werden_e

Dieser Schritt wird nur angewandt, wenn die Erzeugung des gleichen Musters wie die Maskenschablone gewünscht wird, das Muster aber kleiner werden soll als die Schablone· Bei der Herstellung von Kathodenstrahlröhren vom Lochmaskentyp, bei denen das kleinere Muster zu einer Matrixröhre führt, die als "Röhre mit negativer Toleranz" bekannt ist, sind andere Mustergrössen als das Schablonenbild erwünscht, doh-. die lichtabsorbierende Matrix (graphisches Bild) besitzt löcher, die zwar praktisch die gleiche Form wie die Maskenlöcher haben, aber kleiner sind« Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung ermöglicht das beschriebene Verfahren die Herstellung von Matrixröhren mit negativer Toleranz durch wiederholbare Steuerung des auf die Schicht 12 auftreffenden Gesamtlichtstromes, damit sich kleinere Muster oder Punkte gleichmässiger Grosse ergebene

Unter Bezugnahme auf Figo 7 läßt sich feststellen, · daß sich Punkte, die kleiner als die Schablone sind, zwischen j der ersten Stelle 58 und der zweiten Stelle 59 ergeben. Um dies \ zu erreichen, kann man das Abdeckglied 22 nach einem vorgegebenem Gesamtlichtfluß betätigen und dadurch die Belichtung einer speziellen gewünschten Punktgrösse unterbrechen. Die

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Steigung der Kurve zwischen der ersten Stelle 58 undder zweiten i Stelle 59 zeigt ein sohnelles Anwachsen der Punktgrösse» Die j Steuerung des auf die Schicht 12 auftreffenden Gesamtlichtstromes ist daher sehr kritisch, wenn man auf der gleichen Schicht ^; und auf verschiedenen Schichten gleichmässige Punktmuster erhalten willc

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Claims (1)

1. Patentansprüche.

   \β Verfahren zum Herstellen des Schirmes einer Kathodenstrahlröhre auf photographischem Wege₉ bei welchem eine ί photo empfindliche Schicht auf der einen Oberfläche des Schirmträgers der Röhre durch eine Lochmaske hindurch belichtet wird und zur Steuerung der Intensität des auf die Schicht auftrefi fenden Lichtes durch die Maske Licht einer vorgegebenen An- ! fangsintensität auf die Schicht projiziert wird_? dadurch 'gekennzeichnet, daß nach einer kurzen Ver-

   zögerungszeit ein Teil des von der Maske durchgelassenen I Lichtes gemessen und ein der Intensität des durchgelassenen J Lichtes entsprechendes Signal erzeugt wird, und daß die Licht- \ intensität kontinuierlich in Abhängigkeit von diesem Signal

   so justiert wird, daß auf die Schicht ein gewünschter Gesamt-■ lichtstrom fälltο

   2β Verfahren nach Anspruch 1, dadurch

   , g ekennz eich η e t, daß die kurze Yer zögerungszeit j ungefähr zwischen 0,4 und 2 Sekunden beträgt»

   3p Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichne t, daß die vorgegebene Anfangslichtintensität zwischen der Hälfte und Breiviertel der mittleren Lichtintensität beträgt, mit der die Schicht während der Belichtung bestrahlt wird»

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