DE2814391A1 - Farbbildroehre - Google Patents

Description

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- 2 N. Y. Philips'Gloeilampenfabrieken, Eindhoven/Holland

Farbbildröhre

Die Erfindung bezieht sich auf eine Farbbildröhre zur Wiedergabe farbiger Bilder, enthaltend in einer evakuierten Umhüllung Mittel zum Erzeugen mindestens eines Elektronenstrahls, einen Bildschirm mit einer Vielzahl in verschiedenen Farben aufleuchtender Gebiete und Farbauswahlmittel mit einer aus Metall bestehenden, eine Vielzahl von Öffnungen aufweisende Platte,auf der elektrisch gegen die Platte isolierte langge- ' streckte Leiter angeordnet sind.

Eine derartige Farbbildröhre vom Nachfokussierungstyp ist aus der NL-OS 74 09 642 bekannt.

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Durch eine Nachfokussierung soll die Helligkeit des wiedergegebenen Bildes durch die Vergrößerung der Durchlässigkeit der Farbauswahlmittel vergrößert werden. Bei Röhren ohne Nachfokussierung wird ein sehr großer Teil der Elektronen, z.B. 80 bis 85 % von der sogenannten Lochmaske abgefangen. Bei Anwendung einer Nachfokussierung können die Öffnungen in den Farbauswahlmitteln vergrößert werden, weil infolge der Fokussierung in den Öffnungen die Elektronenauftreffflecke auf dem Schirm erheblich kleiner als die Öffnungen sind, so daß dennoch eine genügende Landungstoleranz besteht. Nach der genannten NL-OS 74 09 642 werden in den Öffnungen der Lochmaske elektrostatische Vierpollinsen gebildet, die die Elektronenstrahlen in einer bestimmten Richtung fokussieren. In einer Ausführungsform dieser bekannten Röhre werden die Farbauswahlmittel durch ein Gitter gebildet, das aus zwei sich kreuzenden und gegebenenfalls miteinander verflochtenen Sätzen paralleler Leiter besteht, wobei diese Leiter an den Kreuzungspunkten gegeneinander isoliert sind und die Leiter jedes Satzes miteinander verbunden sind. Der Nachteil dieser Ausführungsform ist der, daß wegen der nebeneinander auf einer waagerechten Linie liegenden Öffnungen sogenannte Moirebänder im wiedergegebenen Bild erzeugt werden können.

Eine andere ebenfalls in der NL-OS 74 09 642 beschriebene Ausführungsform enthält Farbauswahlmittel, die aus einer Metallplatte bestehen, die die genannten Öffnungen und leitende Streifen zwischen diesen Reihen von Öffnungen aufweist, wobei diese Streifen miteinander verbunden und gegen die Metallplatte isoliert sind. Wenn die Öffnungen in der Maske pro Reihe in senkrechter Richtung gegeneinander versetzt angeordnet sind, wodurch diese nicht mehr waagerecht nebeneinander auf einer Linie liegen, kann der Moire-Effekt vermieden werden. Bei dieser Ausführungsform ist aber zum Erhalten einer genügend starken Nachfokussierung ein Potentialunterschied zwischen der Metallplatte und den leitenden Streifen

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erforderlich, der erheblich größer als der Potentialunterschied zwischen den zwei Sätzen paralleler Leiter in der obenbeschriebenen bekannten Ausführungsform ist. Ein großer Potentialunterschied ist aber unerwünscht, weil er zu Durchschlägen und Überschlägen beim Betrieb der Röhre führt.

Die Aufgabe nach der Erfindung bestand daher darin, eine Farbbildröhre mit einer Maskenstruktur zu schaffen, bei der der Potentialunterschied zwischen der Platte und den Leitern nicht so groß zu sein braucht und bei der es möglich ist, durch gegenseitige Versetzung der Öffnungen Moire-Effekte zu vermeiden.

Zur Lösung dieser Aufgabe überbrücken daher bei einer Farbbildröhre der eingangs genannten Art nach der Erfindung die Leiter die Öffnungen und unterteilen diese in zwei nahezu symmetrische Hälften. Die Leiter sind vorzugsweise auf der Bildschirmseite der Platte angeordnet. In jeder Hälfte einer öffnung wird durch das Anlegen eines Potentialunterschiedes zwischen den Leitern und der Platte ein elektrostatisches Prisma durch ein Dipolfeld gebildet. Abhängig von der Form der Öffnung sind außerdem einige elektrostatische Mehrpolfelder höherer Ordnung in den Öffnungshälften vorhanden, die die Form des Auftreffflecks mitbestimmen und einen fokussierenden Einfluß auf den Strahl ausüben können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 schematisch und im Querschnitt eine Farbbildröhre nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Erläuterung des Prinzips der Erfindung, Fig. 3 schematisch eine Ausführungsform einer Röhre nach der Erfindung,

Fig. 4 einen Schnitt durch Fig. 3,
Fig. 5 schematisch eine andere Ausführungsform einer Röhre nach

der Erfindung und
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Fig. 6 und 7 die Herstellung eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung.

Die in Fig. 1 dargestellte Bildröhre enthält eine Glasumhüllung 1, Mittel 2 zum Erzeugen dreier Elektronenstrahlen 3, 4 und 5, einen Bildschirm 6, Farbauswahlmittel 7 und Ablenkspulen 8. Die Elektronenstrahlen 3, 4 und 5 werden in einer Ebene (der Zeichnungsebene der Fig. 1) erzeugt und mit Hilfe der Ablenkspulen 8 über den Bildschirm 6 abgelenkt. Der Bildschirm 6 besteht aus einer Vielzahl Rot, Grün und Blau aufleuchtender Leuchtstoffstreifen, deren Längsrichtung senkrecht auf der Zeichnungsebene der Fig. 1 steht. Beim Normalbetrieb der Röhre stehen die Leuchtstoffstreifen senkrecht und die Fig. 1 zeigt also einen waagerechten Schnitt durch die Röhre. Die Farbauswahlmittel 7, die anhand der Figuren 3, 4, 6 und 7 näher beschrieben werden, enthalten eine Vielzahl von Öffnungen 9, die in Fig. 1 nur schematisch angegeben sind. Die drei Elektronenstrahlen 3, 4 und 5 passieren die Öffnungen 9 unter einem kleinen Winkel zueinander und jeder von ihnen trifft daher nur Leuchtstoffstreifen einer bestimmten Farbe. Die Öffnungen 9 in den Farbauswahlmitteln 7sind also sehr genau in bezug auf die Leuchtstoffstreifen des Bildschirms 6 positioniert.

In der zur Zeit allgemein verwendeten Schlitzmaskenröhre werden die Elektronenstrahlen 3, 4 und 5 beim Passieren der Öffnungen 9 nicht fokussiert. Auch wurde einmal vorgeschlagen, die Nachfokussierung mit Hilfe eines Potentialunterschiedes zwischen den Farbauswahlmitteln 7 und dem Bildschirm 6 anzuwenden, wobei sich aber Sekundärelektronen als sehr störend erwiesen.

Nach der vorliegenden Erfindung wird jede Öffnung in den Farbauswahlmitteln von den Leitern in zwei nahezu symmetrische Hälften unterteilt. In jeder Hälfte wird eine elektrostatische Mehrpollinse gebildet, die im wesentlichen eine Dipollinse ist

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und also vorwiegend eine Prismawirkung auf den Elektronenstrahl ausübt. Da die Dipole in den zwei Öffnungshälften zueinander spiegelbildlich angeordnet sind, ist also auch die Prismawirkung in einer Öffnungshälfte der in der anderen Öffnungshälfte entgegengesetzt. Wenn die Leiter ein positives Potential in bezug auf die Platte aufweisen, werden die Auftreffflecke der durch die zwei Öffnungshälften hindurchtretenden Teile des Elektronenstrahls einander überlappen.

In Fig. 2 ist die Dipolwirkung schematisch dargestellt. Es sind ein Teil der Farbauswahlmittel 7 und eine der Öffnungen 9 gezeigt, die von dem Leiter 10 in zwei Hälften 12 und 14 unterteilt ist. Der Potentialverlauf entlang der Ränder der Öffnungshälften ist mit Plus- und Minuszeichen angegeben. Der Teil 11 des Elektronenstrahls, der durch die Öffnungshälfte 12 hindurchtritt, wird nach links abgelenkt (Pfeil a), während der Teil 13 des Elektronenstrahls, der durch die Öffnungshälfte 14 hindurchtritt, nach rechts abgelenkt wird (Pfeil b). Die Auftreffflecke der durch die zwei Öffnungshälften hindurchtretenden Teile des Elektronenstrahls überlappen sich dadurch und bilden einen einzigen AuftreffiLeck 15 auf dem Bildschirm 16. Die Form des Auftreffflecks 15 kann dem Muster von Leuchtstoffstreifen durch Anpassung der Form der Öffnung angepaßt werden. Die Form der Öffnung bestimmt nämlich die An- oder Abwesenheit eines oder mehrerer elektrostatischer Mehrpolfelder in den Öffnungshälften sowie die Stärke dieser Mehrpolfelder. Diese Mehrpolfelder üben einen Einfluß auf den Elektronenstrahl und somit auf die Form des Auftreffflecks aus.

Durch diese fokussierende Wirkung kann die Öffnung 9» wie bei den bekannten Bildröhren, bei denen eine Nachfokussierung mittels Vierpollinsen erfolgt, viel größer als in der bisher verwendeten Lochmaskenröhre ohne Nachfokussierung sein, wodurch viel mehr Elektronen den Bildschirm 6 treffen und ein helleres Bild erhalten wird.

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In Fig. 3 ist eine Ausführungsform einer Farbbildröhre nach der Erfindung dargestellt. Die Farbauswahlmittel bestehen hier aus einer Platte 17 z.B. aus Eisen, die mit gegeneinander versetzten rechteckigen Öffnungen 18 und einer Vielzahl leitender Drähte 19, die die Öffnungen'18 in zwei nahezu symmetrische Hälften 20 und 21 unterteilen, versehen ist. Die leitenden Drähte 19 sind gegen die Platte 17 mit Hilfe von Isoliermaterial 22 isoliert. In diesem Falle wurde Glas als Isoliermaterial verwendet. Die Platte 17 ist 0,15 mm dick. Die Glasisolierschicht ist 0,05 nun dick. Die leitenden Drähte 19 bestehen in diesem Falle aus Wolfram und weisen einen Durchmesser von 0,05 mm auf. Die Öffnungen sind 0,56 χ 0,56 mm groß und ihr Teilungsabstand ist 0,8 mm, wodurch die Elektronendurchlässigkeit dieser Farbauswahlmittel etwa 50 % beträgt. Bei einem Potential des Bildschirmes 23 von 25 kV, einem Potential der Platte 17 von ebenfalls 25 kV und einem Potential der Drähte 19 von 25,9 kV wird eine gute Fokussierung auf den in einem Abstand von etwa 10 mm liegenden Bildschirm 23 erhalten.

Auf dem Bildschirm 23 sind die drei zu der Öffnung 18 gehörenden Leuchtstoffstreifen mit R (Rot), G (Grün) und B (Blau) bezeichnet. Wie anhand der Fig. 1 beschrieben wurde, gibt es für jede Farbe einen Elektronenstrahl. In Fig. 3 sind nur einige Teilstrahlen des mittleren Elektronenstrahls dargestellt, der auf dem grünen Leuchtstoffstreifen G einen Auftreff fleck bildet. Ohne die Dipolwirkung würde die Öffnung auf dem Bildschirm 23 gemäß der gestrichelten Linie abgebildet werden. Durch die Dipolwirkung nach Fig. 4 findet eine Ablenkung der Teile 24 und 25 des Elektronenstrahls statt, wodurch diese auf dem grünen Leuchtstoffstreifen zusammentreffen und einen einzigen Auftrefffleck bilden.

In Fig. 5 ist schematisch eine andere Anwendung einer Bildröhre nach der Erfindung gezeigt. Statt der Drähte 19 sind

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200 /um breite Aluminiumstreifen 26 über der 600 /um breiten Öffnung angeordnet. Die zwischen den Öffnungen liegenden Stege sind gleichfalls 200 /um breit. Es ist möglich, mit derartigen Farbauswahlmitteln mit einer Durchlässigkeit von etwa 45 % eine Farbauswahl nach dem bekannten Chromatronprinzip anzuwenden. In derartigen Röhren werden nicht drei Elektronenstrahlen, die einen kleinen Winkel miteinander einschließen, sondern es wird nur ein einziger Elektronenstrahl angewendet. Die Farbauswahl wird dadurch erhalten, daß die Streifen 26, die die Öffnungen in der Platte 17 in zwei Öffnungshälften 20 und 21 unterteilen, je nach der gewünschten Farbe positiv, neutral oder negativ gegenüber der Platte 17 gemacht werden, wodurch die Strahlteile 24 und 25 voneinander ab abgelenkt werden und auf die blauen Leuchtstoffstreifen B fallen, nicht abgelenkt werden und auf die grünen Leuchtstoffstreifen G gelangen bzw. zueinander hin abgelenkt werden und somit auf die roten Leuchtstoffstreifen R fallen. Bei derartigen nach dem Chromatronprinzip wirkenden Bildröhren sind Bildschirme mit angepaßten Leuchtstoffmustern erforderlich.

Ein Bildschirm für eine Röhre nach der Erfindung kann durch ein bekanntes Belichtungsverfahren hergestellt werden, bei dem die Farbauswahlmittel auf einer lichtempfindlichen Schicht auf einem Frontglasteil der Röhre abgebildet werden. Im Zusammenhang mit der großen Durchlässigkeit der Farbauswahlmittel nach der Erfindung muß das angewandte Belichtungsverfahren jedoch dazu geeignet sein, daß es die Öffnungen 9 stark verschmälert und nicht durch den "Schatten" der Leiter geteilt abbildet. Ein dazu geeignetes Belichtungsverfahren benutet zwei oder mehr in einiger Entfernung voneinander liegende Lichtquellen, wie in der DT-OS 22 48 878 beschrieben ist.

Eine Röhre nach der Erfindung eignet sich auch besonders gut zur sogenannten elektronischen Belichtung, bei der die empfind-

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liehe Schicht auf dem Frontglasteil mit Hilfe eines Elektronenstrahls "belichtet" wird.

In den Figuren 6 und 7 ist veranschaulicht, wie Farbauswahlmittel für eine Farbbildröhre nach der Erfindung zusammengestellt werden können. Fig. 6 zeigt eine 0,15 mm dicke Eisenplatte 26 mit rechteckigen Öffnungen 27, die im Gegensatz zu den Öffnungen in Fig. 3 nicht gegeneinander versetzt sind. In Fig. 7 ist dargestellt, wie die 0,05 mm dicken Wolframdrähte 29 mit Hilfe von Glasisolierungen 28 gegen die Platte isoliert sind, die Öffnungen 27 überbrücken und in zwei nahezu symmetrische Hälften unterteilen. Das Glas kann mit bekannten Glaspulvertechniken angebracht werden. Für die Herstellung der Farbauswahlmittel können auch andere Techniken angewendet werden, wie sie in den NL-Patentanmeldungen 76 00 420, 76 00 421, 76 00 422, 76 00 418 und 7600 417 beschrieben sind.

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Claims (2)

N.V. Philips'Gloeilampenfabrieken, Eindhoven/Holland 28U391 PATENTANSPRÜCHE;

1. Farbbildröhre zur Wiedergabe farbiger Bilder, enthaltend in einer evakuierten Umhüllung Mittel zum Erzeugen mindestens eines Elektronenstrahls, einen Bildschirm mit einer Vielzahl in verschiedenen Farben aufleuchtender Gebiete und Farbauswahlmittel mit einer aus Metall bestehenden, eine Vielzahl von Öffnungen aufweisende Platte, auf der elektrisch gegen die Platte isolierte langgestreckte Leiter angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter die öffnungen überbrücken und diese in zwei nahezu symmetrische Hälften unterteilen.

2. Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß die Leiter auf der Bildschirmseite der Platte liegen.

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