DE2348543A1 - Kathodenstrahlroehre zur wiedergabe farbiger bilder - Google Patents

Description

PHN.6486. Va/EVH.

-r. nn_I;q-Die'r!.i, 7,eJi*

λ ··.··· ·;'..: W.Y. Philip..' G^iic.^eufabri

Akvo Ho. ;3?HNl·- 6486
Anmeldung vom; 21 Ji Aug. 1973

Kathodenstrahlröhre zur Wiedergabe farbiger Bilder

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kathodenstrahlröhre zur Wiedergabe farbiger Bilder, die mit einem Wiedergabeschina versehen ist, der eine Vielzahl gesonderter Gebiete enthält, die bei Elektronenbeschuss in drei verschiedenen Farben aufleuchten, während die Röhre weiter eine Farbauswahlraaske mit einer Vielzahl Oeffnungen und Mittel zum Erzeugen dreier zu dem Wiedergabeschirm konvergierender Elektronenstrahlen enthält, wobei sieh jedes lumineszierende Gebiet in einer Bahn eines Elektronenstrahls durch eine d,^ei* genannten Oeffnungen befindet, welche aufleuchtenden Gebiete gemäss nahezu parallelen Farbstreifen angeordnet sind, die in Trios angebracht sind, die je drei Farbstreifen enthalten, die grün, rot bzw. blau aufleuchten,

A09817/0738

- 2 - PHN.6486.

Eine derartige Kathodenstrahlröhre ist bekannt und wird häufig als Lochmaskenröhre bezeichnet. Eine Röhre der in der Einleitung beschriebenen Art enthält jedoch nicht, wie die zur Zeit allgemein verwendete Lochmaskenröhre, einen Wiedergabeschirm mit einem hexagonalen Muster von Leuchtstoffpunkten, sondern ist mit einem Wiedergabeschirm mit Leuchtstoff streif en versehen, die beim Normalgebrauch vertikal, d.h. senkrecht zu den Linien eines Fernsehrasters, angeordnet sind. Ein derartiger Wiedergabeschirm mit Leuchtstoffstreifen weist den Vorteil auf, dass Abweichungen von der richtigen Stelle, an der ein Elektronenstrahl auf den Wiedergabeschirm auftreffen muss (sogenannte Landungsfehler), die zu der Richtung der Streifen parallel sind, keine Farbfehler zur Folge haben, weil der Elektronenstrahl nach wie vor auf einen Streifen derselben Farbe auftrifft« Die Farbstreifen können durch kontinuierliche Streifen einer einzigen Farbe oder durch eine Zusammenschaltung langgestreckter Gebiete einer einzigen Farbe gebildet werden, die zusammen einen Streifen bilden. Auf gleiche Weise können die Oeffnungen in der Farbauswahlmaske durch lange Spalte oder durch eine Zusammenschaltung langgestreckter Oeffnungen gebildet werden, die zusammen einen Spalt mit Versteifungsbrticken bilden.

Ein Nachteil einer derartigen Kathodenstrahlröhre ist jedoch der, dass Landungsfehler senkrecht zu den Farbstreifen viel grBssere Farbfehler zur Folge haben als in den LochmaskenrBhren mit runden Leuchtstoffpunkten. Dies ist einerseits darauf zurückzuführen, dass die Breite der Farbstreifen viel

A 0 9 8 1 7 / 0 7 3 8

- '< - PHN. 6486.

kleiner als der Durchmesser der genannten Leuchtstoffpunkte sein muss, weil sonst die Linienstruktur des wiedergegebenen. Bildes auf störende Weise sichtbar sein wird. Andererseits ist dies darauf zurückzuführen, dass beim Ueberschreiten der Leuchtstoffgrenze eines Farbstreifens der falschlandende Teil des Strahls verhältnismässig schnell linear zunimmt, wahrend der falsch landende Teil des Strahls beim Ueberschreiten der Leuchtstoffgrenze eines runden Punktes quadratisch, und somit anfänglich langsam, zunimmt.

Die Erfindung bezweckt, eine Bildröhre zu schaffen, in der unter Beibehaltung eines bestimmten Abstandes zwischen den Trios von Farbstreifen die Farbfehler erheblich herabgesetzt werden.

Nach der Erfindung ist eine Kathodenstrahlröhre der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Farbstreifen jedes Trios rot aufleuchtet, und dass über wenigstens einen Teil des Wiedergabeschirmes der Abstand zwischen den Mitten zweier benachbarter Farbstreifen, die zu demselben Trio gehören, mindestens 5 $ grosser als der Abstand zwischen den Mitten zweier benachbarter Farbstreifen ist, von denen der eine zu dem genannten Trio und der andere zu einem benachbarten Trio gehört.

Die Herabsetzung der Farbfehler infolge Landungsfehler der Elektronenstrahlen, die bei Anwendung der Erfindung erhalten wird, gründet sich auf Versuche, die nachgewiesen, haben, dass die Verfärbung, die durch Landung des roten Elektronenstrahls (diese Bezeichnung steht kurz für den Strahl,

4098-17/0738

- 4 - PHN.6486.

der das rote Bildsignal transportiert) auf den grünen oder blauen Farbstreifen erhalten wird, als störender empfunden wird, als eine Landung des grünen Elektronenstrahls auf den blauen Farbstreifen oder eine Landung des blauen Elektronenstrahls auf den grünen Farbstreifen, während letzteres wieder als störender empfunden wird als eine Landung des blauen oder des grünen Elektronenstrahls auf den roten Farbstreifen, Unter Grün, Rot und Blau ist hier der Satz primärer Farben zu verstehen, der in den üblichen Fernsehsystemen zur Verwirklichung einer optimalen Farbwiedergabe verwendet wird. In diesem Zusammenhang wird die Landungstoleranz für den roten Strahl am grössten und die Landungstoleranz für den grünen und den blauen Strahl auf den roten Farbstreifen am kleinsten gewählt. Dies kann dadurch erzielt werden, dass die gegenseitigen Abstände bzw. die Breite der Farbstreifen geändert werden.

Da eine wichtige Ursache von Farbfehlern die örtliche Ausdehnung der Farbauswahlmaske infolge Erhitzung durch den Elektronenstrahl ist und die Farbfehler infolge dieser Ursache von der Mitte zu dem Rande des Bildschirmes hin zunehmen, ist eine Kathodenstrahlröhre nach der Erfindung insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Prozentsatz von 0 $ in der Mitte des Wiedergabeschirmes auf höchstens 20 % am Rande des Wiedergabeschirmes zunimmt.

Eine Kathodenstrahlröhre nach der Erfindung kann ferner mit einer lichtabsorbierenden Schicht zwischen den gesonderten Farbstreifen versehen werden, um die Menge vom Wiedergabeschirm reflektierten Umgebungslichtes herabzusetzen.

4 0 9 8 1 7/0738

- 5 - PHN.6486.

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

. Fig. 1 eine Kathodenstrahlröhre nach der Erfindung,

Fig. 2 in vergrössertem Masstab einen Teil der Röhre nach Fig. 1,

Fig. 3 und 5 zwei Möglichkeiten für die Landung der Elektronenstrahlen ohne Anwendung der Erfindung, und

Fig. k und 6 zwei Möglichkeiten für die Landung der Elektronenstrahlen in einer Röhre nach der Erfindung zum
Vergleich mit den Fig. 3 bzw. 5·

Fig. 1 zeigt eine Farbfernsehbildröhre mit einer
evakuierten Umhüllung 1_t die ein Elektronenstrahlerzeugungssystem 2, eine Farbauswahlmaske 3» einen Wiedergabeschirm h und Ablenkspulen 5 enthält. Das Elektronenstrahlerzeugungssystem 2 erzeugt drei Elektronenstrahlen 6, 7 und 8, die zu dem ¥iedergabeschirm k konvergieren. Die Achsen der Elektronenstrahlen 6_t 7 und 8 liegen im nichtabgelenkten Zustand in der Zeichnungsebene. Die Ablenkspulen 5 lenken die Elektronenstrahlen 6, 7 und 8 derart ab, dass der Wiedergabeschirm h
abgetastet wird. Die Abtastung erfolgt auf bekannte Weise
gemäss einem Linienraster, dessen Linien zu der Zeichnungsebene parallel sind.

Fig. 2 verdeutlicht die Farbauswahl mit Hilfe einer Farbauswahlmaske 3 und stellt den von einem Kreis umrahmten Teil der Fig. 1 in vergrössertem Masstab dar. Die Farbauswahlmaske 3 ist mit einer Anzahl Oeffnungen 9 versehen, die die Elektronenstrahlen 6, 7 und 8 teilweise durchlassen. Infolge des Winkels, den die Elektronenstrahlen miteinander einschliessen,

409817/0738

- 6 - PHN.6486.

trifft der Elektronenstrahl 6 nur auf mit G bezeichnete Leuchtstoffstreif en des Wiedergabeschirms k auf, die grün aufleuchten. Ebenso trifft der Elektronenstrahl 7 nur auf rote (r) Leuchtstoffstreifen und der Strahl 8 nur auf blaue (b) Leuchtstoffstreifen auf. Der Wiedergabeschirm h ist weiter auf bekannte Weise mit einer sehr dünnen, für Elektronen durchlässigen Aluminiumschicht versehen.

Drei zu einer Oeffnung der Farbauswahlmaske 3 gehörige Leuchtstoffstreifen bilden ein Trio. Die Leuchtstoffstreifen sind zueinander nahezu parallel und stehen senkrecht auf den Linien des bereits genannten Linienrasters, Die 0effnung3n 9 sind spaltförmig und sind naturgemäss zu den Leuchtstoffstreifen parallel. In diesem Zusammenhang ist unter einer spaltförmigen Oeffnung auch eine Reihe zu den Leuchtstoffstreifen paralleler Oeffnungen zu verstehen, die zusammen einen Spalt mit VersteifungsbrUcken bilden. Im Zusammenhang mit der Weise, auf die die Röhre hergestellt wird, können diese VersteifungsbrUcken in den Leuchtstoffstreifen erkennbar sein.

Die Röhre wird dadurch hergestellt, dass eine lichtempfindliche Schicht auf einem Fensterteil der Röhre angebracht und diese Schicht mit einer Lichtquelle belichtet wird, deren Lage in engem Zusammenhang mit dem Ablenkpunkt der Elektronenstrahlen in den Ablenkspulen 5 steht. Für jede anzubringende Farbe der Leuchtstoffstreifen wird daher eine andere Stelle belichtet. Die Belichtung und Entwicklung der lichtempfindlichen Schicht erfolgt auf bekannte Weise durch ein photochemisches oder elektrophotographisches Verfahren. Dadurch, dass die

40981 7/0738

- 7 - PHN.6486.

Lichtquelle nacheinander an Stellen angeordnet wird, die exzentrischer als die Ablenkpunkte der Elektronenstrahlen 6 und 8 sind, wird das Trio von Leuchtstoffstreifen breiter als das Trio von Elektronenflecken. Dadurch, dass der Abstand zwischen der Farbauswahlmaske 3 und dem Wiedergabeschirm h vergrössert wird, werden die Trios breiter. Ein breiteres Trio bedeutet, dass der Abstand zwischen den Leuchtstoffstreifen des Trios grosser, aber der Abstand von benachbarten Trios kleiner wird. Da, wie bereits bemerkt wurde, Rot für Landungsfehler am empfindlichsten ist, werden dadurch, dass für den mittleren Leuchtstoffstreifen eines Trios Rot gewählt wird, die Farbfehler herabgesetzt.

Die Erfindung kann auf verschiedene Weise verwirklicht werden. Zwei Möglichkeiten werden an Hand der Fig. h und 6 erläutert und mit den bekannten Möglichkeiten nach den Fig. und 5 verglichen. In diesen Figuren sind die Leuchtstoffstreifen schraffiert dargestellt und weiter mit G für Grün, R für Rot und B für Blau bezeichnet. Die mittleren drei Streifen in jeder Figur bilden ein Trio, Der äusserst links liegende und der äusserst rechts liegende Streifen gehören zu benachbarten Trios. Die Auftrefflecke der Elektronenstrahlen sind schematisch mit abgerundeten Rechtecken angegeben. Der Abstand zwischen den Trios von Leuchtstoffstreifen in den Fig. 3 bis 6 ist 0,700 mm, zwischen'den Mitten zweier roter Leuchtstoffstreifen gemessen.

Fig. 3 zeigt eine Konfiguration, in der die Erfindung nicht angewandt wird. Bei dieser Konfiguration ist üer Bild- * schirm völlig mit Leuchtstoff ausgefüllt. Die Leuchtstoffstreifen

409817/0 7 38

- 8 - PHN.6486.

G, R und B weisen die gleiche Breite auf, und zwar je 0,233 mm. Die Elektronenflecke treffen die Mitten der Leuchtstoffstreifen. Die Landungsfreiheit ist für alle drei Elektronenstrahlen gleich gross,

Fig. k zeigt eine Konfiguration die durch Anwendung der Erfindung bei der Konfiguration nach Pig. 3 erhalten wird. Der rote Leuchtstoffstreifen R hat eine Breite von 0,300 ram. Der grüne Leuchtstoffstreifen G und der blaue Leuchtstoffstreifen B haben je eine Breite von 0,200 mm. Dadurch ist der Abstand zwischen den Mitten von B und G gleich 0,200 mm und zwischen den Mitten von G und R bzw. zwischen den Mitten von R und B gleich 0,250 mm. Die Elektronenflecke sind Squidistant. Ein Vergleich der Fig. k mit Fig. 3 zeigt, dass die Landungsfreiheit des roten Strahls vergrössert ist. Die Landungsfreiheit des blauen Strahls in bezug auf den grünen Leuchtstoffstreif en und des grünen Strahls in bezug auf den blauen Leuchtstoffstreif en ist gleich geblieben. Die Landungsfreiheit des grünen und des blauen Strahls in bezug auf den roten Leuchtstoffstreifen ist zwar herabgesetzt, aber die dadurch herbeigeführten Farbfehler sind am wenigsten wahrnehmbar, Diese Farbfehler können noch dadurch herabgesetzt werden, dass der rote Leuchtstoffstreifen R unter Beibehaltung der genannten Abstände zwischen den Mitten von G, R und B und unter Beibehaltung Squidistanter Elektronenflecke schmaler gemacht wird. Dann wird ein nicht mit Leuchtstoff überzogener Raum zwischen G und R bzw. B und R erhalten, wodurch ein kleiner Landungsfehler des grünen oder des blauen Strahls zur

40981 7/0738

- 9 - PHN.6486.

23A8543

Folge hat, dass dieser Strahl zwar nicht auf dem entsprechenden Leuchtstoffstreifen landet, aber auch noch nicht auf den roten Leuchtstoffstreifen auftrifft,

Fig. 5 zeigt eine Konfiguration, in der die Erfindung nicht angewandt ist. Bei dieser Konfiguration ist der Leuchtstoff schirm nicht völlig mit Leuchtstoff ausgefüllt. Die Elektronenflecke überlappen hier die Leuchtstoffstreifen. Eine derartige Konfiguration mit sogenannter negativer Toleranz eignet sich besonders gut zum Ausfüllen des Raumes zwischen den Leuchtstoffstreifen mit einer lichtabsorbierenden Schicht, damit die nachteilige Reflexion von Umgebungslicht durch den Bildschirm beschränkt wird» Die Leuchtstoffstreifen G, R und B haben je eine Breite von 0,080 mm. Die Abstände zwischen den Leuchtstoffstreifen sind 0,233 mm. Die Mitte der Elektronenflecke fällt mit der Mitte der Leuchtstoffstreifen zusammen. Für die drei Elektronenstrahlen ist die Landungsfreiheit gleich gross.

Fig, 6 zeigt eine Konfiguration, die durch Anwendung der Erfindung bei der Konfiguration nach Fig. 5 erhalten wird. Die Leuchtstoffstreifen G, R und B haben ebenfalls eine Breite von 0,080 mm. Der Abstand zwischen den Mitten von B und G ist 0_fi80 mm und der Abstand zwischen den Mitten von G und R bzw» zwischen den Mitten von R und B ist gleich 0,260 mm. Die Elektronenflecke sind nicht äquidistant. Der Abstand zwischen den Elektronenflecken des grünen und des blauen Strahls ist grosser als zwischen denen des grünen und des roten bzw, des roten und des blauen Strahls. Ein Vergleich

.A 09 817/0738

- 1«) - PHN.6486.

der Fig. 6 mit Fig. 5 zeigt, dass die Landungsfreiheit des roten Strahls vergrössert ist. Die,Landungsfreiheit des blauen Strahls in bezug auf den grünen Leuchtstoffstreifen und des grünen Strahls in bezug auf den blauen Leuchtstoffstreifen ist gleich geblieben. Die Landungsfreiheit des grünen und des blauen Strahls in bezug auf den roten Leuchtstoff streif en ist etwas kleiner geworden,aber der dadurch erhaltene Farbfehler ist am wenigsten wahrnehmbar.

Es leuchtet ein, dass im Rahmen der Erfindung noch viele Abwandlungen möglich sind. So kann z.B. das den roten Strahl erzeugende Elektronenstrahlerzeugungssystem in einer etwas grösseren Entfernung von dem den blauen Strahl erzeugenden Elektronenstrahlerzeugungssystem als von dem den grünen Strahl erzeugenden Elektronenstrahlerzeugungssystem angeordnet werden. Dann wird die Tatsache benutzt, dass eine Verunreinigung von Rot mit Blau als störender empfunden wird als eine Verunreinigung von Rot mit Grün. Diese und andere Verfeinerung im Rahmen der Erfindung liegen für einen Sachverständigen auf dem Gebiet der Erfindung auf der Hand.

409817/0738

Claims (1)

1. - 11 - PHN.6^86.

   PATENTANSPRÜCHE:

   Π., Kathodenstrahlröhre zur Wiedergabe farbiger Bilder, die mit einem Wiedergabeschirm versehen ist, der eine Vielzahl gesonderter Gebiete enthält, die bei Elektronenbeschuss in drei verschiedenen Farben aufleuchten, während die Röhre weiter eine Farbauswahlmaske mit einer Vielzahl von Oeffnungen und Mittel zum Erzeugen dreier zu dem Bildwiedergabeschirm konvergierender Elektronenstrahlen enthält, wobei sich jedes lumineszierende Gebiet in einer Bahn eines Elektronenstrahls durch eine der genannten Oeffnungen befindet, welche auf— leuchtetenden Gebiete gemäss nahezu parallelen Farbstreifen angeordnet sind, die in Trios angebracht sind, die je drei Farbstreifen enthalten, die grün, rot bzw, blau aufleuchten, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Farbstreifen jedes Trios rot aufleuchtet, und dass über wenigstens einen Teil des Wiedergabeschirme der Abstand zwischen den Mitten zweier benachbarter zu demselben Trio gehöriger Farbstreifen mindestens 5 $ grosser als der Abstand zwischen den Mitten zweier benachbarter Farbstreifen ist, von denen der eine zu dem genannten Trio und der andere zu einem benachbarten Trio gehört,

   2, Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Prozentsatz von 0 $ in der Mitte des Wiedergabeschirms auf höchstens 20 fo am Rande des Wiedergabeschirmes zunimmt,

   3. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wiedergabeschirm mit einer lichtabsorbierenden Schicht zwischen den gesonderten Farbstreifen versehen ist,

   4 0 9 8 17/0738