DE2408076A1

DE2408076A1 - Kathodenstrahlroehre zur wiedergabe farbiger bilder

Info

Publication number: DE2408076A1
Application number: DE19742408076
Authority: DE
Inventors: Johannes Gerardus Van Lent
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1973-03-06
Filing date: 1974-02-20
Publication date: 1974-09-26
Also published as: ES423864A1; AU6624574A; GB1460666A; US3947718A; FR2220867A1; JPS49122270A; FR2220867B1; IT1009194B; SE389944B; NL7303077A; BE811849A

Description

Kathodenstrahlröhre zur Wiedergabe farbiger Bilder.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kathodenstrahlröhre zur Wiedergabe farbiger Bilder, die in einer evakuierten Umhüllung enthält: Mittel zum Erzeugen mindestens zweier Elektronenstrahlen, deren Achsen in einer flachen Ebene liegen; einen Bildschirm mit einer Vielzahl in mindestens zwei verschiedenen Farben lumineszierender linienförmiger Gebiete, sowie eine in zwei Richtungen gekrümmte Farbauswahlelektrode mit einer Vielzahl langgestreckter öffnungen, die in den genannten lumineszierenden Gebieten entsprechenden Reihen angeordnet sind, welche Elektronenstrahlen mittels der genannten Farbauswahlelektrode je luraineszierenden Gebieten einer bestimmten Farbe zugeordnet sind.

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Eine derartige Kathodenstrahlröhre ist aus der USA Patentschrift 2.690.5I8 bekannt. Die linienförmi gen lumineszierenden Gebiete werden im allgemeinen mit Hilfe eines photochemischen Verfahrens angebracht, bei dem eine lichtempfindliche Schicht durch die Offnungen in der Farbauswahlelektrode von einer Lichtquelle be*leuchtet wird. Die Anwendung einer langgestreckten Lichtquelle, deren Längsrichtung zu den linienförmigen lumineszierenden Gebieten nahezu parallel ist, ist zu bevorzugen. Die Reihen langgestreckter öffnungen sind in der bekannten Röhre parallel, d.h., dass ihre Mittellinien auf der gekrümmten Farbauswahlelektrode in Ebenen liegen, die zueinander und zu der Hauptsache der Röhre parallel sind.

Bei einer derartigen Farbauswahlelektrode liefert die genannte langgestreckte Lichtquelle linienförmige lumineszierende Gebiete, deren Ränder gewellt sind. Die Erfindung hat den Zweck, eine Kathodenstrahlröhre der im ersten Absatz genannten Art zu schaffen, in der die linienförmigen lumineszierenden Gebiete nahezu gerade Ränder aufweisen.

Nach der Erfindung ist eine Kathodenstrahlröhre der im ersten Absatz genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass die Mittellinie jeder der genannten Reihen von öffnungen nahezu in einer flachen Ebene mit einer Linie liegt, die in dem Ablenkbereich der genannten Elektronenstrahlen die genannte flache Ebene durch die Elektronenstrahlen senkrecht schneidet.

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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei parallelen Reihen langgestreckter öffnungen in der Farbauswahlelektrode die Abbildungen auf der genannten lichtempfindlichen Schicht der miteinander fluchtenden Offnungen einen kleinen Vinkel mit der Mittellinie der Abbildung der ganzen Reihe einschliessen. Dies ist auf die Krümmung der Farbauswahlelektrode zurückzuführen. Dadurch erhält das linienförmige lumineszierende Gebiet, das dadurch erhalten wird, dass sich diese Abbildungen aneinander anschliessen, einen mehr oder weniger gewellten Rand. Nach der Erfindung wird dies dadurch vermieden, dass jede langgestreckte Öffnung einer Reihe in einer flachen Ebene mit der Achse der langgestreckten Lichtquelle angeordnet wird. Die Lichtquelle muss bekanntlich in dem Ablenkpunkt des betreffenden Elektronenstrahls angeordnet werden, um eine genaue Übereinstimmung der lumineszierenden Gebiete mit den Auftrefflecken des Elektronenstrahls zu erhalten. In diesem Zusammenhang soll die Mittellinie jeder Reihe von Offnungen nahezu in einer Ebene mit einer Linie liegen, die im Ablenkbereich die Ebene durch den Elektronenstrahl senkrecht schneidet.

Eine günstige' Bauart der Farbauswahlelektrode ist dabei derartig, dass die Steigung zwischen den genannten Reihen von Offnungen von der Mitte der Farbauswahlelektrode zu dem Rande, längs einer Linie durch die genannte Mitte und senkrecht zu den genannten Reihen gemessen, zu-.nimmt. Dadurch wird vermieden, dass die Steigung an den

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Ecken unnötig klein wird, was die Farbreinheit an den betreffenden Stellen beeinträchtigt.

Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Kathodenstrahlröhre zur Wiedergabe farbiger Bilder nach der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Erfindung,

Fig. 3 das Lichtmuster, das durch Beleuchtung durch die Offnungen einer üblichen Farbauswahlelektrode erhalten wird,

Fig. h die Form der linienförmigen lumineszierend en durch die Beleuchtung nach Fig. 3 erhaltenen Gebiete, und

Fig. 5 eine Ansicht einer Farbauswahlelektrode einer Röhre nach der Erfindung.

Die in Fig. 1 gezeigte Kathodenstrahlröhre

zur Wiedergabe farbiger Bilder enthält eine Glasumhüllung 1, die aus einer Frontplatte 2, einem Konus 3 und einem Hals h besteht. In dem Hals h ist ein Elektronenstrahlerzeugungssystem 5 zum Erzeugen dreier Elektronenstrahlen 6, 7 und 8 angebracht. Die Elektronenstrahlen 6, 7 und liegen vor ihrer Ablenkung in derselben Ebene, die die Ebene nach Fig. 1 ist. Die Röhre ist weiter mit Ablenkspulen 9 zum Abtasten des auf der Innenseite der Frontplatte 2 angebrachten Bildschirmes 10 mit den Elektronenstrahlen 6, 7 und 8 versehen. Der Ablenkbereich der Elek-

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tronenstrahlen 6, 7 und 8 ist mit dem Pfeil 30 angegeben. Die Abtastung erfolgt gemäss einem Raster, dessen Linien zu der Zeichnungsebene parallel und beim Normalbetrieb der Röhre waagerecht sind. Nahezu parallel zu und in geringer Entfernung von dem Bildschirm 10 ist eine Farbauswahlelektrode 11 (Lochmaske) angeordnet. Die Lochmaske 11 enthält eine Vielzahl langgestreckter Offnungen 12, die in Reihen mit ihrer Hauptrichtung senkrecht zu der Zeichnungsebene angeordnet sind. Das Muster der Offnungen 12 ist in Fig. 5 dargestellt. Der Bildschirm 10 enthält eine Vielzahl linienförmiger Leuchtstoffgebiete, die in Tripein angeordnet sind, die je einen grün, einen blau und einen rot lumineszierenden Leuchtstoffstreifen enthalten. Jedem Tripel entspricht eine Reihe von öffnungen in der Lochmaske, derart, dass der Elektronenstrahl 6 nur grün lumineszierende Leuchtstoffstreifen trifft und die Strahlen 7 und 8 nur rot bzw. blau lumineszierende Leuchtstoffstreifen treffen. Der Bildschirm 10 wird dadurch hergestellt, dass eine lichtempfindliche Schicht mit grün lumineszierendem Leuchtstoff auf der Frontplatte angebracht und mit Hilfe einer langgestreckten Lichtquelle beleuchtet wird, die im Ablenkpunkt des Elektronenstrahls 6 angeordnet ist, wobei die Lochmaske 11 in der Frontplatte 2 montiert ist. Nach Entwicklung der lichtempfindlichen Schicht wird dann ein Muster grün lumineszierender Leuchtstoffstreifen an den Stellen erhalten, an denen der Elektronenstrahl 6 auf den Bildschirm 10 auftrifft. Auf gleiche Veise werden die blau und die

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rot lumineszierenden Leuchtstoffstreifen angebracht.

In Fig. 2 ist schematisch eine langgestreckte nahezu linienförmige Lichtquelle 13 dargestellt, die über die Lochmaske 11 eine Frontplatte 2 mit einer lichtempfindlichen Schicht beleuchtet. Eine Reihe langgestreckter Öffnungen in der Lochmaske 11 ist mit der Linie 16 angedeutet. Das Licht der Lichtquelle 13i das über diese Reihe von Offnungen auf die Frontplatte 2 auftrifft, ist mit der Linie 17 angedeutet. Die Hauptsache der Röhre ist mit 18 bezeichnet und schneidet die Lochmaske 11 im Punkt lh und die Frontplatte 2 im Punkt 15. Die Frontplatte 2 und die Lochmaske 11 werden annähernd als sphärisch betrachtet, wobei ihr Radius R viel grosser als der Abstand des Schnittpunktes 19 der Lichtquelle 13 mit der Achse 18 von dem Punkt 14 ist. Der Abstand zwischen den Punkten 14 und 19 wird als L definiert. Eine Leuchtstofflinie mit geraden Rändern wird erhalten, wenn die Linie 17 den Durchschnitt einer flachen Ebene 20 mit der Frontplatte 2 ist, wobei die flache Ebene 20 die Achse 21 der Lichtquelle 13 enthält. Die Form der Linie 16 wird daher durch den Schnittpunkt der Ebene 20 mit der Lochmaske 11 bestimmt. Es stellt sich heraus, dass dadurch gekrümmte Reihen langgestreckter Öffnungen in der Lochmaske notwendig sind, deren konkave Seite der Mitte 14 der Lochmaske 11 zugewandt ist.

Fig. 3 zeigt schematisch, wie die Lichtquelle 13 auf der Frontplatte 2 abgebildet wird, wenn diese Bedingung nicht erfüllt wird. Die Lichtquelle 13 und die

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Reihen langgestreckter Offnungen in der Lochmaske kreuzen sich dann an allen Stellen, ausgenommen auf der x-Achse, unter einem spitzen Vinkel. Die Lichtflecke 22 auf der lichtempfindlichen Schicht entsprechen einem Teil einer Reihe langgestreckter öffnungen in der Lochmaske; die Zwischenräume werden durch die Brücken zwischen den Offnungen herbeigeführt. Die Mittellinie 27 ist die Abbildung der Mittellinie der Reihe von Offnungen in der Lochmaske durch den mittleren Punkt der Lichtquelle. Der linke Rand

28 ist die Abbildung des linken Randes der Reihe von Offnungen durch das untere Ende der Lichtquelle und der Rand

29 ist die Abbildung des rechten Randes der Reihe von Offnungen durch das obere Ende der schrägen Lichtquelle. In der Praxis fHessen die Lichtflecke etwas ineinander über, wodurch eine gewellte Leuchtstofflinie 23 erhalten wird, wie in Fig. h dargestellt ist.

Die gewünschte Form der Reihe von öffnungen in der Lochmaske 11 kann wie folgt berechnet werden. In Fig. 2 sind eine x-Achse und eine y-Achse dargestellt. Die Lochmaske 11 wird als nahezu sphärisch mit einem Radius R betrachtet. Veiter ist der Abstand L zwischen den Punkten Ik und 19 bekannt, der erheblich kleiner als R ist. Die Form der Linie 16 wird dann, unter Berücksichtigung der obenerwähnten Annäherung, durch χ = χ (1-^/2RL) gegeben, wobei x ein Parameter ist, der durch den Schnittpunkt der Linie I6'mit der x-Achse bestimmt wird.

In Fig. 5 sind die Lochmaske 11 sowie zwei

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Reihen langgestreckter Öffnungen 2k und 25 und die Mittellinien einer Anzahl anderer Reihen dargestellt. Weiter sind in·Fig. 5 die x-Achse und die y-Achse gezeigt. Die Reihe von Öffnungen 2k durch die Mitte Ik der Lochmaske ist naturgemäss gerade, wie direkt aus der Betrachtung der Fig. 2 und aus der gegebenen Formel im Zusammenhang mit χ =0 und somit χ = 0 für jedes y folgt. Die Mittellinie der Reihe 25 wir<$ durch χ = x^i-y²/2RL) bestimmt. Es sei bemerkt, dass diese Formel in der Praxis bei der Form der Reihen von Offnungen in einer flachen Platte angewandt werden kann, die nach der Anbringung der Offnungen sphärisch gemacht wird mit einem Radius R. Durch das gewöhnlich angewandte Auftauschverfahren wird die Form der Reihen nämlich kaum beeinflusst. Es sei bemerkt, dass in der Praxis die Lochmaske nicht rein sphärisch ist; die Abweichungen von der rein sphärischen Form werden durch vielerlei Ursachen bestimmt, die mit der Erfindung nicht zusammenhängen .

Die beschriebene Form der Reihen von Offnungen in der Lochmaske hat zur Folge, dass ihr gegenseitiger Abstand in der x-Richtung, d.h. die Steigung der Lochmaske, nicht über die ganze Lochmaske konstant ist. Die Steigung nimmt mit zunehmendem Absolutwert von y ab und dieser Effekt ergibt sich am stärksten an den Enden der x-Achse. Wenn die Steigung längs der x-Achse konstant gehalten wird, hat dies zur Folge, dass die Steigung an den Ecken unnötig klein wird, was die Farbreinheit an den betreffenden Stellen

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beeinträchtigt. Dieser Erscheinung wird entgegengewirkt, indem sichergestellt wird, dass die Steigung zu den Enden der x-Achse z.B. derart zunimmt, dass die Steigung längs der Diagonale 26 konstant ist. Damit wird die Änderung der Steigung im wesentlichen auf die Gebiete an den Enden der x-Achse beschränkt.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE .

Kathodenstrahlröhre zur Wiedergabe farbiger Bilder, die in einer evakuierten Umhüllung enthält: Mittel ' zum Erzeugen mindestens zweier Elektronenstrahlen, deren Achsen in einer flachen Ebene liegen; einen Bildschirm mit einer Vielzahl in mindestens zwei verschiedenen Farben lumineszierender linienförmiger Gebiete sowie eine in zwei Richtungen gekrümmte Farbauswahlelektrode mit einer Vielzahl langgestreckter Öffnungen, die in den genannten linienförmigen lumineszierenden Gebieten entsprechenden Reihen angeordnet sind, welche Elektronenstrahlen mittels der genannten Farbauswahlelektrode je lumineszierenden Gebieten einer bestimmten Farbe zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittellinie jeder der genannten Reihen von Öffnungen nahezu in einer flachen Ebene mit einer Linie liegt, die in dem Ablenkbereich der genannten Elektronenstrahlen die genannte flache Ebene durch die Elektronenstrahlen senkrecht schneidet.
2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, dass die Steigung zwischen den genannten Reihen von Öffnungen von der Mitte der Farbauswahlelektrode zu dem Rand, längs einer Linie durch die genannte Mitte und senkrecht zu den genannten Reihen gemessen, zunimmt.

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