DE1025003B - Farbfernseh-Wiedergaberoehre - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sidh auf eine Farbfernseh-Biildwiedergaiberöhre, in der sich zwischen den Elektronenquellen und dem Bildschirm, der diskrete, gemäß einem bestimmten, regelmäßig wiederholten Muster angereihte Oberflächen mindestens zweier bei 5 Elektromenaufprall in verschiedenen Farben aufleuchtenden Stoffe enthält, eine Maske befindet, d. h. eine Elektrode mit einer großen Anzahl von Öffnungen, die über die ganze Oberfläche das gleiche Potential führt. ίο

Bekanntlich kamm man mit einer Wiedergaberöhre vorerwähnter Art ein Farbfernsehbild dadurch herstellen, daß mindestens ein Elektronentbündel unter verschiedenen Winkeln durch die Öffnungen in der Maske auf die diskreten Lumineszenzfläehen des Bildschirms gerichtet wird. Einige Röhren dieser Art enthalten mehrere, di. h. mindestens zwei Elektronenspritzen', die je einen Elektronenstrahl für eine bestimmte Farbe erzeugen; in anderen Röhren ist nur eine Elektronenspritze vorhanden, die einen Elektronenstrahl erzeugt, der abwechselnd für die verschiedenen Farben dient. Bei beiden Röhrentypen bestimmt die Durchgamgsriehtung eines Strahls durch die Maske, welche der verschiedenen lumineszierenden Flächen getroffen wird und somit welche Farbe aufleuchtet.

Die Maske kann verschiedene Formen haben; es ist z. B. eine Maske bekannt, die aus einer Platte mit einer sehr großen Anzahl kreisförmiger Öffnungen besteht. Bei einer anderen Ausführungsform besteht die Maske aus parallelen, dünnen; Drähten. Die Anordnung der diskreten Flächen der verschiedenen lumineszierenden Stoffe auf dem Bildschirm ist selbstverständlich der Form und Lage der Maskenöffnungen und der Richtung angepaßt, in der die Elektronenibündel die Maske treffen. Bei einer Maske mit kreisförmigen Öffnungen wird z. B. eine Verteilung der lumineszierenden Stoffe in einem Punktmuster angewandt. Bei einer Maske mit parallelen Drähten verwendet man meistens einen Bildschirm mit einem Streifenmuster der verschiedenen lumineszierenden Stoffe, wobei die Streifen sich parallel zu den Maskendrähten erstrecken.

Die Maske kann außerdem dazu verwendet werden, die Elektronenstrahlen¹ zwischen, Maske und Bildschirm zu fokussieren,. Eine solche Fokussierung hat den Vorteil, daß man bei einem feinen Muster der lumineszierenden Flächen auf dem Bildschirm dennoch weite Öffnungen in der Maske verwenden kann. Das Verhältnis der Anzahil durchgelassener Elektro-η en zu der Anzahl von der Maske aufgefangener Elektronen ist dabei selbstverständlich günstiger; somit ist die Lumineszenzausbeute der Röhre höher unter Aufrechterhaltung der Farbsauberkeit.

Farbf ernseh -Wiedergaberöhre

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. ?

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 21. Januar 1956

Edward Fokko de Haan und Hajo Bruining,

Eindhoven (Niederlande),
sind als Erfinder genannt worden

Die Fokussierung entsteht mittels elektrischen Feldes, das zwischen der Maske und einer Gegenelektrode erzeugt wird. Diese Gegenelektrode besteht z. B. aus einer dünnen, für Elektronen durchlässigen Metallschicht, mit der der Bildschirm auf der der Maske zugewendeten Seite überzogen ist und der eine •höhere Spannung als die der Maske zugeführt wird. Statt einer solohen Metallschicht ist ein weitmaschiges Gitter anwendbar, das sich auf oder ganz nahe dem Bildschirm befindet.

Aus Berechnungen ergibt es sich, daß eine optimale Fokussierung bei einem bestimmten Verhältnis der Spannungen der Gegenelektrode und der Maske erzielt wird. Unter optimaler Fokussierung ist der Zustand zu verstehen,, bei dem der Elektronenfleck auf dem Bildischirm die minimalen Abmessungen hat.

Bei einer Maske mit kreisförmigen Öffnungen muß das Spanniuraigsverhältnis bei dem vorerwähnten Fokussierungsverfahren 9:1, bei einer Maske mit Paralleldrähten 4:1 betragen. Es ergibt sich daraus, daß dieses Spannungsverhälitnis stark abhängig ist von der Form der Öffnungen in der fokussierenden Maske.

Es ist sehr schwierig, eine Maske mit Paralleldrähten mit hinreichender Festigkeit zu konstruieren. Der Aufbau ist außerdem kostspielig, da hohe Genauigkeitsanforderungen zu stellen sind. Dennoch wird man die Anwendung von Paralleldrähten bei einer fokussierenden Maske vorziehen, da in diesem Falle für optimale Fokussierung die Spannung der Gegenelektrode nur das Vierfache der Spannung der Maske ist, im Gegensatz zu einer Maske mit kreisför-

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migen Öffnungen, bei der dieses Spannungsverhältnis 9 :1 sein muß.

Je kleiner dieses Verhältnis ist, um so höher kann die Endspannung· der Elektronenispritzen gewählt werden. Die maximal zulässige Röhrenspannung ist aus Sicherheitsgründen ohnehin beschränkt; eine hohe Endspannung der 'Elektronenspritzen ist erwünscht, da sich dann ein gutes Bündel am leichtesten bilden läßt. Weiter ist ein kleinerer Spannungsunter-

Im allgemeinen werden alle Rechtecke der Maske und auch alle Winkel eines Rechteckes auf gleiche Weise abgerundet. Die Abrundungslinien können Teile eines Kreises bilden, und die Länge des Radius dieser Kreise liegt vorzugsweise zwischen einem Viertel uaid dem Dreifachen der Länge der kurzen Rechteckseite.

Wie vorstehend angegeben ist. ist es erforderlich, daß die Abrundungslinien fließend sind., d. h. sie

schied zwischen Maske und Gegenelektrode günstig, io dürfen keine Knicke aufweisen, deren eingeschlossener da deren gegenseitiger Abstand gering ist. Je kleiner Winkel größer als 20° ist, und daß sie mit den die Spannung zwischen diesen. Elektroden ist, um so Rechteckseiten,, die sich parallel zu den Streifen weniger hinderlich wirken Überschlag- und Sprüh- lumineszierender Stoffe erstrecken, einen Winkel von erstiheinunigen. weniger als 20° einschließen. Sie können z. B. diese

Die Anwendung einer Maske mit ParaHeldrähten 15 Längsseite berühren. Es ist nicht notwendig, daß die hat weiter noch den Nachteil, daß sie sich sehr Abrundiungslinien einen solchen kleinen Winkel mit schwierig in einer oder in zwei Richtungen krümmen den kurzen Rechteckseiten einsahließen. Bei einer beläßt. Dennoch ist eine solane Krümmung oft er- sonders vorteilhaften Ausführungsform bilden die Abwünscht, insbesondere wenn die Lumineszenzstoffe rundungslinien Teile eines Kreises, dessen Radius auf der gekrümmten Oberfläche des Röhrenfensters 20 gleich zweimal der Länge der kurzen Rechteckseite angebracht werden sollen. Verwendet man dabei eine ist, und berühren die Mitte der anderen Seite. Es flache Maske, so tritt leicht Farbunsauberkeit ein. entstehen auf diese Weise linsenförmige Öffnungen.

Ist die Maske eine Platte mit kreisförmigen Öffnun- Es ist ersichtlich, daß das Spannungsverhältmis der

gen, so läßt sich eine Krümmung in einer oder in Fokussierungsmaske und der Gegenelektrode bei zwei Richtungen sehr leicht durchführen, z.B. indem 25 optimaler Fokussierung für die verschiedenen Formen

eine flache Platte ausgebaucht wird. Bei einer Maske mit ParaHeldrähten könnte man mit großer Mühe zwar eine Krümmung in einer einzigen Richtung verwirklichen, aber eine Krümmung in zwei Richtungen ist undurchführbar.

Eine Farbfernseh-Wiedergaberöhre nach der Erfindung enthält mindestens eine Elektronenspritze, einen Bildschirm mit mindestens, zwei in parallelen Streifen auf dem Schirm angebrachten, durch Elektroneniaiufpjraill in verschiedenen Farben lumineszierendem Stoffen, eine zwischen dem Bildschirm und der Elektronenspritze angeordnete Fokussierungsmaske undi eine Gegenelektrode und ist dadurch gekenn-

der Öffnungen einigermaßen verschieden ist. Es ist jedenfalls niedriger als 1 : 6. Der Durchlaß der Maske ist naturgemäß abhängig von der Form der Öffnungen und von der Materialmenge zwischen den öffnun-Der Durchlaß läßt sich jedoch bis etwa 60%

gen.

steigern, ohne daß die Maske zu schwach wird. Eine Maske einer Röhre nach der Erfindung kann auf einfache Weise in einer oder in zwei Richtungen gekrümmt werden.

Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung näher erläutert, in der

Fig. 1 schematisch eine Röhre nach der Erfindung darstellt; die

Fig. 2, 3 und 4 zeigen Teile dreier Ausführungs-

zeichinet, daiß die Öffnungen in der Maske Rechtecke

sind, deren lange Seiten sich parallel zu den Streifen 40 formen einer Maske einer Röhre nach der Erfindung;

auf dem Bildschirm erstrecken, wobei das minimale Fig. 5 zeigt eine genau rechtwinklige öffnung einer

Verhältnis zwischeo der Länge einer langen Seite und der Länge einer kurzen Seite 4: 3 und das maximale Verhältnis 40 : 1 ist und die Winkel der Rechtecke durch fließend verlaufende Kurven abgerundet sind, die, von der Mitte der Rechtecke her gesehen, konkav sind·, und mit den langen Rechteckseiten einen Winkel von weniger als 20° einschließen.

Ähnlich wie bei Masken mit ParaHeldrähten

fokussiert eine Maske mit rein rechtwinkligen Öff- 50 in verschiedenen Farben lumineszierenden Stoffen be-

nungen, deren lange Seiten sich parallel zu der Rieh- deckt ist, welche Streifen zur Zeichnungsebene senkrecht sind. Vor dem Bildschirm 9 befindet sich die Maske 11 mit einer großen Anzahl abgerundeter öffnungen rechtwinkliger Form, deren Längsrichtung

Maske und den dadurch erzielten Lichtfleck;

Fig. 6 zeigt in vergrößertem Maßstab verschiedene Ausführungsformen von Öffnungen in der Maske einer Röhre nach der Erfindung.

In Fig. 1 bezeichnet 1 die Wand einer Wiedergaberöhre mit drei Elektronenspritzen 3, 5 und 7. In dem weiten Teil der Röhre befindet sich ein Bildschirm 9, der mit parallelen, abwechselnden Streifen von drei

tung der Streifen lumineszierender Stoffe auf dem Büidsdhirm erstrecken, ein Blektronenbündel, das eine Öffnung durchläuft, und bildet eine Linie, so> daß ein

linienförmiger Lichtfleck entsteht. In beiden· Fällen 55 sich parallel zur Richtung der Streifen auf dem Bild

tritt der Fehler auf, daß die Enden der Lichtflecke unscharf sind, so daiß Farbunsauberkeit eintreten kann. Bei einer Maske mit Paralleld.rähten, wobei das Verhältnis zwischen Länge und Breite der Öffnungen

schirm 9 erstreckt. Auf dem Bildschirm befindet sich die Gegenelektrode 2 in Form einer dünnen, für Elektronen durchlässigen Metallschicht. Die Figur zeigt weiter schematisch eine Konzentrationsspule 13

etwa 800: 1 ist, wirkt diese Abweichung infolge der 60 und einen Ablenkspulensatz 15. großen Länge der Lichtflecke wenig störend. Sie tritt Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Teil

außerdem nmr auf den Seiten des Schirmes auf, die der Ausführungsform der Maske 11 der Röhre nach leicht abgedeckt werden können. Bei einer Röhre mit Fig. 1. Es ist deutlich ersichtlich, daß die Öffnungen einer großen Anzahl verhältnismäßig kurzer, recht- 17 in dieser Maske die Form von Rechtecken mit abwinikliger Öffnungen wirkt dieser Fehler sehr störend, 65 gerundeten Winkeln haben. Die Öffnungen liegen in da alle kurzem Lichtflecke über das ganze Bild un- waagerechten Reihen nebeneinander und in senkrechten Kolonnen untereinander.

Fig. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Teil einer anderen Ausführutigsform einer Maske mit der gleichen Öffnungsform wie die nach Fig. 2. In diesem

scharfe Enden haben. Durch die Abrundung der Rechtecke in einer Röhre nach der Erfindung werden diese unscharfen Enden zum größten Teil vermieden.

Falle liegen die Öffnungen weder in Reiben noch in den Kolonnen unmittelbar nebeneinander.

Fig. 4 zeigt noch eine andere Ausführungsform einer Maske, wobei die Öffnungen in den Reihen unmittelbar nebeneinander, aber in den Kolonnen nicht unmittelbar nebeneinander liegen.

Fig. 5 zeigt eine Öffnung 19 rein rechtwinkliger Form, die also in einer Wiedergaberöhre nach der Erfindung nicht anwendbar ist. Diese Figur dient nur zur Veranechaiuliehung der Form des Lichtflecks, der durch eine solche genau rechtwinklige Öffnung bei optimaler Fokussierung erhalten wird. Dieser Lichtfleck ist in der Figur mit 21 bezeichnet. An den Enden ist es verbreitert und einigermaßen gegabelt. Es ist ersichtlich, daß ein aus solchen Lichtflecken zusammengebautes Bild: einen sehr unangenehmen Eindruck macht und auch infolge der Verbreiterung an den Enden der Flecke leicht zu Farhunsauberkeit veranlaßt.

Fig. 6 zeigt drei Ausführungsformen a, b und c von Öffnungen in vergrößertem Maßstab, welche Öffnungen in einer Maske für eine Röhre nach der Erfindung anwendbar sind. Die gestrichelten Linien deuten in den drei Figuren die Rechteckform an, von der die Öffnungen abgeleitet sind. Zum Ermöglichen eines Vergleichs mit Fig. 5 sind diese Rechtecke alle gleicher Größe, d. h. die Größe des Rechtecks nach Fig. 5. In Fig. 6, α sind die Winkel durch Kreise mit einem Radius 23 gleich der Hälfte der kurzen Seite des Rechtecks abgerundet. Außerdem ist die Abrundung derart gewählt, daß der Kreis sowohl die kurze als auch die lange Rechteckseite berührt. Dies ist jedoch nicht erforderlich; der Winkel zwischen dem Abrundungskreis und der langen Rechteckseite darf nicht größer als 20° sein, aber der Winkel zur kurzen Rechteckseite kann größer sein, wobei ein Teil der kurzen Rechteckseite bestehenbleiben kann. Mit 25 wird in dieser Figur der Lichtfleck bezeichnet, der durch diese Öffnung bei optimaler Fokussierung erhalten wird. Diese optimale Fokussierung erfordert ein Spannungsverhältnis zwischen der Gegenelektrode und der Maske von etwa 5,5 : 1.

In Fig. 6, b ist der Abrundungsradius 27 gleich der Länge der kurzen Rechteckseite. Der Kreisbogen berührt die lange Seite, und die Mitte des Kreises, die selbstverständlich in diesem Fall auf der anderen langen Rechteckseite liegt, ist derart gewählt, daß die zwei Kreisbögen sich im der Mitte der durch die gestrichelte Linie angedeuteten kurzen Rechteckseite schneiden. Eine solche Öffnung ergibt einen Lichtfleck, der mit 29 bezeichnet ist, bei einem Verhältnis der Spannung der Gegenelektrode und der Maske von etwa 5:1.

In, Fig. 6, b ist deir Abrundungsradius 31 gleich zweimal der Länge der kurzen Rechteckseite. Die Mitte liegt auf der Mittelsenkrechten der langen Rechteckseite, und zwar so, daß der Abrundungskreisbogen die lange Rechteckseite berührt. Bei diesen Abmessungen würde ein. kleines Stück der kurzen Rechteckseite bestehenbleiben, aber es ist durch einen stark gekrümmten Anschluß der beiden großen Kreisbögen ersetzt. Bei dieser Ausführungsform entsteht ein nahezu idealer Lichtfleck 33 bei einem Verhältnis der Spannung der Gegenelektrode und der der Maske von etwa 4,5 :1.

Zur Veranschaulichung der wirklichen Abmessungen der Öffnungen in der Maske einer Röhre nach der Erfindung folgen weiter unten einige Daten einer AusführungsfoTm mit Öffnungen nach Fig. 6, c, angeordnet wie in Fig. 4. Auf dem Bildschirm sind drei lumineszierende Stoffe angebracht, die bei Elektronenaufprall rotes, grünes bzw. blaues Licht erzeugen. Diese Lumineszenzstreifen haben je eine Breite von 200 μ und eine Länge von 40 cm und schließen sich aneinander in der Reihenfolge Rot, Grün, Blau, Rot, Grün, Blau usw. an. Die wirksame Gesamtoberfläche des Bildschirmes beträgt etwa 1200 cm². Auf der Seite der Elektronenspritzen ist dieser Bildschirm mit einer Aluminiumschicht mit einer Strake von etwa 0,2 μ überzogen. Parallel zum Bildschirm in einem Abstand von etwa 10 mm ist die Maske 4 angeordnet. Diese Maske besteht aus einer Kupferplatte, in der die Öffnungen durch Ätzen angebracht sind. Die Länge aller Öffnungen ist dieselbe, d.h. 1,6mm; die Breite beträgt 0,435 mm. In einer Reihe, d. h. in einer Linie parallel zur Richtung der Lumineszenzstreifen auf dem Schirm sind 222 Öffnungen angebracht. Zwischen diesen Öffnungen befindet sich Material mit einer Breite von 0,2 mm, gemessen zwischen den Mitten der kurzen Seiten der Öffnungen. In der zu den Lumineszenzstreifen senkrechten Richtung liegen 500 Reihen von Öffnungen. Der Abstand zwischen den Mittellinien von zwei Reihen beträgt 0,6 mm.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Farbfernseh-Wiedergaberöhre mit mindestens einer Elektronenspritze, einem Bildschirm mit mindestens zwei in Parallelstreifen auf dem Schirm angebrachten, durch Elektronenaufprall in verschiedenen Farben aufleuchtenden Stoffen, einer zwischen dem Bildschirm und der Elektronenspritze angebrachten Fokussierungsmaske und einer Gegenelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen in der Maske Rechtecke sind, deren lange Seiten sich parallel zu den Streifen auf dem Bildschirm erstrecken, wobei das minimale Verhältnis zwischen den Längen einer langen und einer kurzen Seite 4 :3 und das maximale Verhältnis 40 :1 ist und die Winkel der Rechtecke durch fließende Linien abgerundet sind, die, von der Mitte der Rechtecke her gesehen, konkav sind und mit den langen Rechteckseiten einen Winkel von weniger als 20° einschließen.

2. Wiedergaberöhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechenden Winkel aller Rechtecke auf ähnliche Weise abgerundet sind.

3. Wiedergaberöhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Winkel eines Rechtecks auf gleiche Weise abgerundet sind.

4. Wiedergaberöhre nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrundungslinien Teile eines Kreises bilden.

5. Wiedergaberöhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Radius der Abrundungen zwischen einem Viertel und dem Dreifachen der Länge der kurzen Rechteckseiten liegt.

6. Wiedergaberöhre nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Radius der Abrundungslinien gleich dem Zweifachen der Länge der kurzen Rechteckseiten ist und die Abrundungslinien in der Mitte die lange Rechteckseite berühren.

7. Wiedergaberöhre nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske in einer oder in zwei Richtungen gekrümmt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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