条纹式滤光片及其优化方法

　　在彩管的制造过程中,屏面上荧光粉条粗细的分布是通过控制曝光台工艺中的光强分布来实现的,利用滤光片是取得满意光强分布的手段。目前国内的多数曝光台都采用了蒸镀式滤光片———就是在透明的薄玻璃板上蒸镀能吸收光线的铬氧化物[1]。这种滤光片存在着两方面的问题:①由于蒸镀工艺上的原因,这种滤光片的透过率都呈中心点对称分布。基于电子束着屏的需要,曝光台透镜的设计往往是不对称的,必须在局部上对光强进行修正,蒸镀式滤光片就难以实现这种要求。②由于黑底曝光台中三种颜色窗口用的滤光片是分别蒸镀出来的,如果它们之间有差异,就会导致管子白场一致性差。

　　1　条纹式滤光片介绍

　　Thomson曝光台采用的是条纹式滤光片,它是被复制到校正透镜下表面的图形,由很多密密麻麻等距相间的黑石墨条纹构成。这些条纹与曝光台的紫外灯垂直,每根条纹的粗细都不同,同一条纹的粗细由头到尾都不一样,示意图见图1。

　　让我们进行微观分析。假如某个小区域放大后如图2所示,可以看到在由顶点ABCD构成的小区域U中,梯形BCFE是黑石墨区,100%吸收光线,而梯形AEFD能100%透光,设其面积为S1(x,y),而小区域U的面积为S2,于是小区域U的透过率为S1(x,y)/S2。由此看出来,透过率是关于(x,y)的分布函数,记为T=F(x,y)。这种形式的滤光片能轻易地实现任意的透过率分布,而蒸镀式滤光片只能呈中心对称分布,因此前者更具有现实意义。

　　为了满足实际需要,通常条纹的间距都取的很小,最常用的为0·4 mm,母片是由高精度的激光光绘机按1∶1刻画出来的,最细可以做到2~3μm黑条宽,一般需要借助网版厂家用于画荫罩母片的光绘机才能实现滤光片母片的制作,然后将母片复制(具体是紧贴曝光、刻蚀和显影)到校正透镜的下表面上,于是在校正透镜上得到了与母片一模一样的黑石墨条图形,而且黑底曝光台的三种颜色滤光片都是用同一母片来复制的,只不过红、蓝用的滤光片要进行适当的左、右偏移。当然在复制时要控制好石墨的颗粒度,以保证条纹边沿的整齐和石墨的附着性。

　　2　滤光片的优化过程

　　在CPT的制造过程中,黑底窗口宽度和粉条的大小由很多因素决定,以黑底为例,有滤光片的透过率分布、荫罩网的有效透过率、光强、曝光时间、屏温、感光胶的感光性能、曝光完毕到显影时间等。在稳定的生产工艺中,除了前两个因素外都可以看成是恒定不变的,这是滤光片优化的前提。制造过程中从不考虑光强的灵敏度因子,一方面是生产线上做此类试验很难实现,再者最终得到的数据有可能因为掺杂了其他因素的影响而不可靠。在实际应用中,采用逐次逼近的办法向目标值靠拢,一般优化2~3次就能达到比较满意的窗口分布,图3是逐次逼近的示意图。