DE1762377B1 - Farbbild kathodenstrahlroehre mit mehreren elektronenstrahler erzeugern und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Description

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von einer optischen Quelle »zweiter Ordnung« aufge- Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kathodenstrahl-

druckt sind (vgl. die britische Patentschrift 1014 905). röhre der eingangs erwähnten Art mit noch besserer

Dies hat zur Wirkung, daß der Maske-Schirm-Abstand Fehlerkorrektur und trotzdem einfacher Herstellung

an den Rändern geringer ist als an der Mitte, und zu schaffen.

zwar um einen Betrag, der nicht so groß wie bei der 5 Erfindungsgemäß gelingt dies dadurch, daß der zweiten Anordnung ist. Abstand zwischen den Mittelpunkten benachbarter Die vorgenannten Erläuterungen lassen gewisse Löcher der Lochmaske am Rand der Maske größer weitere Verzerrungen der Dreiergruppen außer Be- ist als in der Mitte und daß der Abstand der Mitteltracht, wie »Verkürzungs-Fehlüberdeckung« und punkte benachbarter Phosphorscheibchen auf dem Verzerrung der Elektronenstrahlfleck-Dreiergruppe 10 Schirm ebenfalls am Rand des Schirmes größer ist als infolge astigmatischer Ablenkfehler in den Abtast- in seiner Mitte.

spulen, welche die Beschreibung der vorliegenden Der Maske-Schirm-Abstand wird vorzugsweise so Erfindung nicht grundsätzlich beeinflussen. gemacht, daß die Maske auf dem Schirm Elektronen-Lochmasken werden gewöhnlich aus flachen »Roh- strahlfleck-Dreiergruppen erzeugt, welche, gemessen lingen« hergestellt, bei welchen der Abstand der 15 über einen kleinen Bereich, zusammenwirken, um Löcher über die Erstreckung der Maske gleichmäßig eine gleichmäßige Fleckanordnung zu bilden. Mit ist. Wenn einer solchen Maske eine kugelig gewölbte anderen Worten, es wird, nachdem der Abstand der Form gegeben wird, hat dies eine gewisse Verzerrung öffnungen in der Mitte und am Rand der Maske festdieses Abstandes zur Folge, jedoch ist dieser immer gelegt worden ist, der Maske-Schirm-Abstand so genoch im wesentlichen konstant, wenn er längs der so wählt, daß die dadurch bedingte Vergrößerung in Oberfläche der fertigen Maske gemessen wird. Kombination mit der Konvergenzkorrektur-Degrup-Es ist üblich, die Größe der Löcher so abzustufen, pierung, welche im Betrieb der fertigen Röhre auftritt, daß diejenigen Löcher, die sich am Rand der Maske zur Folge hat, daß die drei Strahlerzeuger in Kombibefinden, kleiner als diejenigen in der Mitte derselben nation, gemessen über einem kleinen Bereich, eine sind. Diese Verringerung in der Größe nimmt mit 25 im wesentlichen gleichmäßige Elektronenstrahlfleckdem Abstand von der Maskenmitte zu. Zweck dieser anordnung erzeugen. Die Größe der Löcher kann Maßnahme ist, die Elektronenstrahlflecke bei der ebenfalls so eingestellt werden, daß die jeweils erforfertigen Röhre am Rand des Schirms relativ kleiner derliche Gesamt-Maskendurchlässigkeit in der Mitte zu machen, so daß, wenn die Phosphorscheibchen am und an den Rändern der Maske erhalten wird. Diese Schirmrand mit der gleichen Größe wie diejenigen an 30 Wahl wird durch die Berücksichtigung der Helligkeit der Röhrenmitte aufgedruckt werden, eine größere und der Elektronenstrahlfleck-Phosphorscheibchen-Toleranz für Auftreffehler eines Elektronenstrahl- Toleranz bestimmt.

flecks auf dem jeweiligen Phosphorscheibchen an den Der höhere Durchlässigkeits-Wirkungsgrad größe-Schirmrändern besteht. Verschiedene an sich be- rer Löcher begünstigt die Helligkeit, jedoch auf kannte Faktoren machen diesen Auftreffehler am 35 Kosten der Fleck-Scheibchen-Auftrefftoleranz. Beim Rand des Schirms wahrscheinlicher als in der Nähe besten Kompromiß unterscheidet sich die Fleckder Mitte. Scheibchen-Auftrefftoleranz von der Mitte zum Rand Es wurden bereits verschiedene Vorschläge ge- des Schirms hin wegen der größeren Wahrscheinlichmacht, die Form der Lochmaskenöffnungen zu ver- keit von Auftreffehlern am Rand,
ändern, wie Verkürzungsfehler oder »Azimut«-Form- 40 Es könnte vermutet werden, daß ein Nachteil der korrektur. erfindungsgemäßen Anordnung darin besteht, daß die Diese bedingen eine gewisse Veränderung im Mit- Schirmstruktur an den Schirmrändern gröber als in tenabstand der öffnungen, aber nur wie es zur Wie- der Schirmmitte ist und daß diese Vergröberung der derherstellung der »Packung« der Phosphorscheib- Scheibchenstruktur eine schlechtere Bildauflösung an chen erforderlich ist, deren Form verändert worden 45 den Ecken des Bildes zur Folge hat Eine solche Verist. Gemäß der USA.-Patentschrift 2 947 899 werden schlechterung in der Bildauflösung dürfte jedoch voll derartige Veränderungen nur für die radiale Richtung akzeptabel sein, da das Interesse normalerweise auf angegeben. Die USA.-Patentschrift 3 109 117 befaßt die Bildmitte konzentriert ist. In Kathodenstrahlröhsich mit der »Azimut«-Korrektur. Aus dieser Druck- ren ist die Bildauflösung an den Ecken wegen der schrift ist zu entnehmen, daß die Löcher der Loch- 50 Fleckunschärfe des Strahls normalerweise schlecht maske und die Phosphorscheibchen in radialer Rieh- und in Lochmaskenröhren wegen der Eckentung länglich ausgebildet und in bestimmten azimu- konvergenzfehler noch schlechter. Es ergibt sich talen Positionen ebenfalls in radialer Richtung in daher kein wesentlicher Verlust in der Bildweiterem Abstand voneinander angeordnet sind, und qualität.

zwar in einem Ausmaß, das von einem Minimum in 55 Wenn die Phosphorscheibchengrößen an den Röh-

der Nähe der Maskenmitte zu einem Maximum in der renrändern durch geeignete Mittel beim Bedrucken

Nähe des Randes variiert. Bezüglich der Phosphor- des Schirms so vergrößert werden, daß der tangen-

scheibchen wird angegeben, daß eine Kompensation tiale Kontakt der Phosphorscheibchen aufrechterhal-

des azimutalen Fehlers durch Veränderung der Größe ten wird, ist die Gesamtwirkung ein Schirm, dessen

der Phosphorscheibchen zu keinem Erfolg führt. Die 60 Phosphorscheibchen, Elektronenstrahlflecken und die

Phosphorscheibchen werden deshalb in bestimmten entsprechenden Dreiergruppen an den Rändern grö-

Bereichen des Schirmes verzerrt. Für die Zwecke der ßer als in der Mitte sind.

Erfindung ist es jedoch wesentlich, daß der Abstand Vorteile der Erfindung gegenüber dem Stand der

zwischen den Lochmittelpunkten nicht nur an be- Technik sind unter anderem:
stimmten azimutalen Stellen verändert wird. Das 65

Aufbringen von elliptisch ausgebildeten Phosphor- 1. der Röhre kann eine höhere Toleranz für be-

scheibchen und die Herstellung von elliptischen Lö- stimmte Verzerrungen verliehen werden, die sich

ehern ist wesentlich komplizierter als bei Kreisform. im Sinne einer Verschlechterung der Fleck-

Scheibchen-Überdeckung in der Nähe der Schirmränder auswirken;

2. es kann eine Röhre mit einem konstanten Maske-Schirm-Abstand hergestellt werden, bei welcher die Flecke und Scheibchen an der Schirmmitte und am Rand konzentrisch sind, und der Schirm aus sich im wesentlichen tangential berührenden Phosphorscheibchen besteht; Strahl auftrifft. Die voll ausgezogene Linie 18 gibt die Mittellinie dieses Strahls unter normalen Bedingungen beim normalen Auftreffen des Strahls bei 21 an. In einer 90°-Röhre beträgt der maximale Wert des Winkels a, wie in Fig. 2 gezeigt, etwa 45°. Eine häufige Form eines mechanischen Fehlers bei Lochmaskenröhren ist eine axiale Bewegung der Maske konzentriert an den Schirmrändern zwischen dem Zeitpunkt des Aufbringens des Schirms und der Inbetriebnahme

es kann eine Röhre hergestellt werden, bei wel- ₁₀ der fertigen Röhre infolge der Behandlung, einer

Maskenverzerrung u. dgl. Die gestrichelten Linien zeigen die Wirkung eines solchen Fehlers, bei welchem die Maske sich bei 15', das Loch bei 19' und der Strahl bei 18' dargestellt ist und auf den Schirm

eher die Randtoleranz für Auftreffehler der Lochmaske mit abgestufter Lochgröße ohne Abstufung der Lochgrößen erhalten wird;

4. es kann eine Röhre hergestellt werden, bei welcher sowohl ein konstanter Maske-Schirm- 15 bei 21' auftrifft. Wie ersichtlich, ist die Wirkung des

Abstand besteht als auch bei welcher die Lochmaskenlöcher von konstanter Größe sind und bei welcher ferner die meisten Vorteile eines veränderlichen Maske-Schirm-Abstandes mit abgestufter Lochgröße beibehalten sind;

5. es kann eine Röhre mit einem breiteren Abtastwinkel als normal hergestellt werden, ohne daß die Toleranz für bestimmte mechanische Verzerrungen geringer wird, als sie gegenwärtig bei normalen Röhren besteht.

Fehlers auf das Auftreffen des Strahls größer, je kleiner die Abmessungen der Scheibchen und je größer der Abtastwinkel ist. Die vorgenannten Vorteile 1 und 5 ergeben sich aus dem Umstand, daß die Erfinao dung zur Vergrößerung des Maßstabs der Scheibchenstruktur und damit ihrer Abmessungen in der Nähe der Ränder der Röhre bei einer normalen Röhre verwendet werden kann oder zur Anpassung des Maßstabs der Scheibchenstruktur — und damit ihrer Abas messungen — in der Nähe der Ränder der Röhre an den vergrößerten Abtastwinkel einer Weitwinkelröhre.

Der Vorteil 2 wird in einem speziellen Fall erzielt, bei welchem eine Röhre, die sonst einen sich verändernden Maske-Schirm-Abstand haben würde, wie bei der zweiten der vorangehend beschriebenen bekannten Anordnung, eine Scheibchenstruktur hat, die in ihrem Maßstab am Schirmrand um einen solchen Betrag vergrößert ist, daß der Maske-Schirm-Abstand

Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben, und zwar zeigt

F i g. 1 eine Ansicht in etwas schematischer Darstellung einer Farbfernsehröhre, auf welche die Erfindung angewendet werden kann,

F i g. 2 in stark vergrößertem Maßstab eine Ansicht eines Teils der Maske und des Schirms der in

Fig. 1 dargestellten Röhre in der Nähe des Schirm- 35 konstant gemacht werden kann. Bei einer 90°-63-cmrandes und Röhre würde die Scheibchengröße von etwa 0,42 mm

Fig. 3 ein Diagramm, welches ein Verfahren zur im Schirmmittelpunkt auf 0,43 mm an den Rohr-Herstellung einer erfindungsgemäßen Röhre darstellt. ecken zunehmen, so daß der Vorteil 1 ebenfalls er-

In F i g. 1 sind zwei der drei Elektronenstrahlerzeuger bei 10 und 11 gezeigt, die im Halsteil des Röhrenkolbens 12 angeordnet sind. Die gestrichelte Linie 13 ist die Ablenkebene, in welcher die Mittel zur gemeinsamen Ablenkung der drei Strahlen angeordnet sind. Als Schirm ist ein Schirmträger 14 vorgesehen, an dessen Innenseite in an sich bekannter Weise eine Anordnung von Farbphosphorscheibchen vorgesehen ist. Diese Scheibchen sind wie üblich in Dreiergruppen angeordnet, von denen jede durch Scheibchen von drei verschiedenfarbigen Phosphoren gebildet wird. In dem erforderlichen Abstand vom Schirm 14 ist eine Loch- bzw. Schattenmaske 15 angeordnet, die eine Vielzahl von Löchern aufweist.

Die beiden Elektronenstrahlen aus den Strahlerzeugern 10 und 11 sind bei 16 und 17 in ihren Mittelhalten wird.

Der Vorteil 3 wird in einem besonderen Fall erreicht, bei dem die Scheibchenstruktur einer Röhre in ihrem Maßstab um einen solchen Betrag am Röhrenrand vergrößert ist, daß die Größe der Löcher am Rand der Lochmaske gleich derjenigen der Löcher in der Mitte gemacht werden kann, wobei trotzdem eine Toleranz in der Fleck-Scheibchen-Fehlausrichtung eingehalten werden kann, die derjenigen einer üblichen Lochmaske mit sich änderndem Lochdurchmesser entspricht. Auch der Vorteil 1 wird bei dieser Röhre erzielt.

Der Vorteil 4 ergibt sich aus dem Umstand, daß die beiden vorerwähnten Fälle einen sehr ähnlichen Betrag der Zunahme im Maßstab am Rand bedingen und der Fall eines konstanten Maske-Schirm

stellungen und bei 16' und 17' in ihren Stellungen 55 Abstands bedingt eine fast konstante Lochgröße bei maximaler Ablenkung gezeigt. einer herkömmlichen 90°-Röhre. Es würde daher ein

F i g. 1 zeigt, daß bei einer solchen Weitwinkel- Kompromiß mit einer konstanten Lochgröße akzepröhre, bei der ein Schirmträger 14 von einem verhältnismäßig großen Krümmungsradius verwendet wird,

die Strahlen durch die Lochmaske hindurchtreten und den Schirm in der Nähe der Schirmränder mit einem beträchtlichen Winkel zur Senkrechten beaufschlagen.

F i g. 2 zeigt eine stark vergrößerte Ansicht der Maske 15 und des Schirms 14 einer solchen Röhre in der Nähe des Schirmrandes. Es ist ein Strahl, ein Loch 19, welches diesen Strahl begrenzt, und ein Phosphorscheibchen 20 dargestellt, auf dem der tabel sein.

Eine Maske zur Verwendung für die Durchführung der Erfindung kann auf verschiedene Weise erzeugt werden, z. B. durch eine manuelle Herstellung einer Negativ-Schablone oder durch eine photographische Modifikation eines Nachformmodells von gleichmäßigem Abstand.

F i g. 3 zeigt eine mögliche Methode zur optischen Erzeugung einer Negativschablone. EC ist die Achse des Systems. GE stellt einen Querschnitt einer sphärischen lichtempfindlichen Oberfläche dar. EF stellt

einen Querschnitt einer sphärischen Maske von kleinerem Krümmungshalbmesser als EG dar. A und C sind die Mittelpunkte der Kugelflächen EF und EG. EG und EF befinden sich bei E in Kontakt. D stellt einen Punkt auf EG dar, der der Ecke der Maske entspricht, welche schließlich hieraus hergestellt wird. O ist eine Punktlichtquelle und B der Punkt auf EF, an welchem Licht von der Quelle hindurchtritt, um bei D auf EG aufzutreffen. EF hat eine Anordnung von Öffnungen, die über ihre Fläche gleichmäßig ist, und von dem an der Schirmmitte erforderlichen Abstand. Die Krümmungen sind so gewählt, daß ODIOB gleich der erforderlichen Ausdehnung der Anordnung an der Schirmecke ist, und O ist so angeordnet, daß OjB den gleichen Winkel mit AB macht wie OD mit CD.

Diese Anordnung gewährleistet, daß die Abbildung von EF auf EG sich in der Vergrößerung von 1 in der

Mitte auf ODIOB bei D verändert. Der Verkürzungseffekt infolge des Umstandes, daß EF zu den Lichtstrahlen bei B nicht senkrecht ist, wird kompensiert durch einen gleichen Mangel an orthogonaler Lage bei D, so daß die Abbildung von B in der radialen und in der tangentialen Richtung in gleicher Weise gedehnt wird.

Der vorangehend erwähnte mechanische Fehler ergibt eine Bewegung in einer radialen Richtung, so

ίο daß nur eine radiale Ausdehnung erforderlich ist, jedoch hat eine gleichmäßige Ausdehnung den Vorteil, daß kreisförmige Scheibchen immer noch in tangentialen Kontakt gebracht werden können.
Das in der vorangehend beschriebenen Weise erzeugte Negativ von EG kann in verschiedener an sich bekannter Weise behandelt werden, z. B. zur Einstellung der Lochgröße oder zur Erzeugung von Zwischennegativen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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COPY

Claims (4)

1 2 mosaikartig angeordneten Phosphorscheibchen erzeu- Patentansprüche: gen, auf dem ein Farbbild wiedergegeben werden soll, und einer zwischen den Elektronenstrahlerzeugern

1. Kathodenstrahlröhre mit mehreren Elektro- und dem Schirm angeordneten Lochmaske mit einer nenstrahlerzeugern, die nebeneinander angeord- 5 Vielzahl von Löchern, durch die die Strahlen zum net sind und Elektronenstrahlen zur gemeinsamen Schirm hindurchtreten, wobei sowohl die Abstände Ablenkung über einen Schirm mit mosaikartig der Mittelpunkte benachbarter Löcher auf der Lochangeordneten Phosphorscheibchen erzeugen, auf maske als auch die Abstände der Mittelpunkte benachdem ein Farbbild wiedergegeben werden soll, und barter Phosphorscheibchen auf dem Schirm nicht einer zwischen den Elektronenstrahlerzeugern und io konstant, sondern eine Funktion des Ortes auf der dem Schirm angeordneten Lochmaske mit einer Lochmaske bzw. dem Schirm sind.

Vielzahl von Löchern, durch die die Strahlen zum Infolge der seitlichen Versetzung der Strahlerzeuger

Schirm hindurchtreten, wobei sowohl die Ab- mit Bezug aufeinander erzeugen diejenigen Teile der

stände der Mittelpunkte benachbarter Löcher auf Strahlen aus den drei Strahlerzeugern, welche durch

der Lochmaske als auch die Abstände der Mittel- 15 jedes Loch in der Lochmaske hindurchtreten, eine

punkte benachbarter Phosphorscheibchen auf dem Dreiergruppe Elektronenstrahlflecke auf dem Schirm.

Schirm nicht konstant, sondern eine Funktion des Der Schirm trägt Farbphosphorscheibchen, die in

Ortes auf der Lochmaske bzw. dem Schirm sind, entsprechenden Dreiergruppen so angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß der Ab- daß in jedem Augenblick jeder der drei Strahlen ein

stand zwischen den Mittelpunkten benachbarter ao Phosphorscheibchen verschiedener Emissionsfarbe

Löcher (19) der Lochmaske (15) am Rand der beaufschlagt.

Maske größer ist als in der Mitte und daß der Der Maske-Schirm-Abstand bestimmt die Größe

Abstand der Mittelpunkte benachbarter Phosphor- der Dreiergruppe (unter welcher Größe die Größe des

scheibchen (20) auf dem Schirm (14) ebenfalls Dreiecks zu verstehen ist, das die Fleckmittelpunkte

am Rand des Schirmes größer ist als in seiner 25 verbindet), und es werden gegenwärtig drei verschie-

Mitte. dene Anordnungen verwendet.

2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, da- Bei der ersten wird der Maske-Schirm-Abstand durch gekennzeichnet, daß die Phosphorscheib- von der Mitte zum Rand konstant gemacht. In diesem chen (20) auf dem Schirm (14) in ihrer Größe Falle macht die radiale Verschiebung der Ablenkvom Mittelpunkt des Schirmes nach außen hin 3° mittelpunkte (der scheinbaren Strahlenquellen) inzunehmen und im wesentlichen tangentialen Kon- folge der Korrektur der dynamischen Konvergenz takt zueinander besitzen. (d. h. die Korrektur, die notwendig ist, um die Kon-

3. Verfahren zur Anfertigung einer Lochmaske vergenz der Strahlen über die ganze Schirmoberfläche für eine Röhre nach Anspruch 1, dadurch ge- herbeizuführen) die Größe der Elektronenstrahlfleckkennzeichnet, daß eine sphärisch gekrümmte, 35 Dreiergruppe am Rand des Schirmes größer als in der lichtempfindliche Platte so angeordnet wird, daß Mitte. Diese Zunahme in der Größe der Elektronensie an ihrer Mitte (E) tangential eine kleinere strahlfleck-Dreiergruppe am Schirmrand wird als Desphärische Maske berührt, die eine gleichmäßige gruppierungseffekt bezeichnet. Daher können, wenn Anordnung von Öffnungen aufweist, wobei der der Schirm aus in tangentialem Kontakt befindlichen Krümmungsmittelpunkt (C) der sphärischen Platte 40 Phosphorscheibchen von gleichmäßigem Abstand be- und der Krümmungsmittelpunkt (A) der sphäri- steht, wie durch eine (z. B. optische) Schirmbedrukschen Maske auf einer geraden Linie liegen, die kungseinrichtung erzielbar ist, die Elektronenstrahlim wesentlichen durch den Berührungspunkt zwi- flecke nicht zu den Phosphorscheibchen sowohl an sehen der Platte und der Maske (E) hindurch- der Schirmmitte als auch am Rand konzentrisch sein, tritt, die lichtempfindliche Platte durch die Öff- 45 Normalerweise werden die Parameter für Konzentrinungen in der Maske von einer im wesentlichen zität am Schirmrand, wo die größte Toleranz erforpunktförmigen Lichtquelle beleuchtet wird, die derlich ist, eingestellt.

an einem Punkt (O) auf der erwähnten Geraden Bei der zweiten bekannten Anordnung wird der

angeordnet und so gewählt ist, daß das Verhältnis Masken-Schirm-Abstand in der Weise verändert, daß der Strecken OD/OB größer als Eins ist, wobei D 50 die Größe der Elektronenstrahlfleck-Dreiergruppe ein Punkt auf der erwähnten lichtempfindlichen trotz der Radialverschiebung der Ablenkmittelpunkte Platte ist, der von dem am Punkt O erzeugten nach außen infolge dynamischer Konvergenz-Korrek-Licht beaufschlagt wird, das durch eine Öffnung tür konstant ist. Dies ergibt einen Maske-Schirmam Punkt B der Maske hindurchtritt. Abstand, der am Rand kleiner als in der Mitte ist. Da

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch ge- 55 die Verringerung in der Vergrößerung am Rand sokennzeichnet, daß die Anordnung so getroffen ist, wohl auf die Elektronenstrahlflecke als auch auf die daß der Winkel OBA im wesentlichen gleich dem Schirmbedruckungseinrichtung zutrifft und zu einem Winkel ODC ist, wobei A der Krümmungsmittel- gleichmäßigen Elektronenstrahlfleck-Abstand über punkt der Maske und C der Krümmungsmittel- den Schirm führt, kann den Erfordernissen für einen punkt der lichtempfindlichen Platte ist. 60 Schirm mit tangential in Kontakt befindlichen Phosphorscheibchen und für eine Fleck-Scheibchen-Kon-

zentrizität gleichzeitig Rechnung getragen werden.

Bei der dritten bekannten Anordnung verändert sich der Maske-Schirm-Abstand derart, daß er zum

Die Erfindung betrifft eine Kathodenstrahlröhre 65 Rand der Röhre in der Weise zunimmt, daß die mit mehreren Elektronenstrahlerzeugern, die neben- Elektronenstrahlflecke trotz des vorerwähnten Deeinander angeordnet sind und Elektronenstrahlen zur gruppierungseffekts mit den Phosphorscheibchen zugemeinsamen Ablenkung über einen Schirm mit sammenfallen, welche durch benachbarte Öffnungen