DE2814391C2 - Farbauswahlmittel für eine Farbbildröhre vom Nachfokussierungstyp - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Farbauswahlmittel für eine Farbbildröhre vom Nachfokussierungstyp, die in einer evakuierten Umhüllung Mittel zum Erzeugen mindestens eines Elektronenstrahls und einen Bildschirm mit einer Vielzahl von Leuchtstoffgebieten in verschiedenen Farben enthält, mit einer aus Metall bestehenden, eine Vielzahl von öffnungen aufweisenden Platte, die jedem Elektronenstrahl Leuchtstoffgebiete einer bestimmten Farbe zuordnet und auf der elektrisch gegen die Platte isolierte, langgestreckte Leiter angeordnet sind, mit deren Hilfe eine für die Nachfokussierung der Elektronenstrahlen auf die Leuchtstoffgebiete erforderliche elektrostatische Linsenwirkung in den Öffnungen erzeugt wird.

Ein derartiges Farbauswahlmittel für eine Farbbildröhre vom Nachfokussierungstyp ist aus der DE-OS 25 29 697 bekannt.

Durch die Nachfokussierung soll die Helligkeit des wiedergegebenen Bildes durch eine Vergrößerung der Durchlässigkeil 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 der Nachfokussierung können die Öffnungen in den Farbauswahlmilteln 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 Landungstolcranz besteht. Nach der genannten DE-OS 25 29 697 werden in den öffnungen der Lochmaske elektrostatische Vierpollinsen gebildet, die die Elektronenstrahlen in einer bestimmten Richtung fokussieren. Bei einer Ausfülirungsforni dieser bekannten Röhre weiden die Farbauswahliniticl durch ein Gitter gebildet, das aus zwei sich kreuzenden und gegebenenfalls miteinander verflochtenen Sätzen paralleler Leiter besteht, wobei diese Leiter an den Kreuzlingspunkten gegeneinander isoliert sind und die Leiter jedes Satzes miteinander verbunden sind. Der Nachteil dieser Ausführungsform ist der, daß wegen der nebeneinander auS einer waagerechten Linie liegenden öffnungen sogenannte Moirebänder im wiedergegebenen Bild erzeugt werden können.

Eine andere ebenfalls in der DE-OS 25 29 697 beschriebtne 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 Metallplatte 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 erforderlich, der erheblich größer als der Potentialunterschied zwischen den zwei Sätzen paralleler Leiter in der oben beschriebenen 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 darin, ein Farbauswahlmittel der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß der Potentialunterschied zwischen der Metallplatte und den Leitern verkleinert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe überbrücken 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.

Es sei bemerkt, daß aus der DE-OS 15 12 226 eine Überbrückung und symmetrische Unterteilung der Öffnungen der Lochmaskenplatte durch Abschnitte einer gelochten Leiterplatte bekannt ist, wodurch sich auch eine im wesentlichen aus Dipollinsen zusammengesetzte elektrostatische Mehrpollinsenstruktur ergibt Diese Mehrpollinsenstruktur weist jedoch einen komplizierten Aufbau und eine daraus resultierende völlig verschiedene Feldverteilung und Nachfokussierungswirkung auf und dürfte beispielsweise hinsichtlich der Beseitigung von Moire-Effekten weniger geeignet sein und außerdem eine geringere Transmission aufweisen.

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

F i g. 1 schematisch und im Querschnitt eine Farbbildröhre,

F i g. 2 eine Erläuterung des Prinzips der Erfindung, bo Fig.3 schemalisch eine Ausführungsform eines Farbauswahlmittels.
F i g. 4 einen Schnitt durch F i g. 3,
Γ i g. 5 schematisch eine andere Ausführungsform eines Farbauswahlmiltels und

I- i g. 6 und 7 die Herstellung eines Farbauswahlmittels.

Die in I' i g. I dargestellte Bildröhre enthalt eine Glasiimhüllung 1, Mittel 2 zum Erzeugen dreier Elektronen-

strahlen 3,4 und 5, einen Bildschirm 6, Farbauswahlmittei 7 und Ablenkspulen 8. Die Elektronenstrahlen 3, 4 und 5 werden in einer Ebene (der Zeichnungsebene der F i g. 1) erzeugt und mit Hilfe der Ablenksoulen 8 über den Bildschirm 6 abgelenkt Der Bildschiim 6 besteht aus einer Vielzahl rot, grün und blau aufleuchtender Leuchtstoffstreifen, deren Längsrichtung senkrecht auf der Zeichnungsebene der F i g. 1 steht Beim Normalbetrieb der Röhre stehen die Leuchtstoffstreifen senkrecht und die F i g. 1 zeigt also einen waagerechten Schnitt durch die Röhre. Die Farbauswahlmittel 7, die anhand der F i g. 3,4,6 und 7 näher beschrieben werden, enthalten eine Vielzahl von öffnungen 9, die in F i g. 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 7 sind 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 S 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 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 Auttrefffleck 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.

In Fig.3 ist eine Ausführungsform eines Farbauswahlmittels dargestellt. Das Farbauswahlmittel besteht hier cus 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

ίο 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 mm 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 · 0,56 mm groß und ihr Teilungsabstand ist 0,8 mm, wodurch die Elektronendurchlässigkeit dieses Farbauswahlmittels 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 F i g. 1 beschrieben wurde, gibt es für jede Farbe einen Elektronenstrahl. In F i g. 3 sind nur einige Teilstrahlen des mittleren Elektronenstrahls dargestellt, der auf dem grünen Leuchtstoffstreifen G einen Auftrefffleck bildet Ohne die Dipolwirkung würde die Öffnung 18 auf dem Bildschirm 23 gemäß der gestrichelten Linie abgebildet werden. Durch die Dipolwirkung nach F i g. 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 F i g. 5 ist schematisch eine andere Ausführungsform eines Farbauswahlmittels gezeigt. Statt der Drähte 19 sind 200 μηι breite Aluminiumstreifen 26 über der 600 μπι breiten öffnung angeordnet. Die zwischen den öffnungen liegenden Stege sind gleichfalls 200 μηι 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 weg 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 BiIdröhren sind Bildschirme mit angepaßten Leuchistoffmustern erforderlich.

Der Bildschirm 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 benutzt zwei oder mehr in einiger Entfernung voneinander liegende Lichtquellen, wie es in der DE-OS 22 48 878 beschrieben ist.

Ein Farbauswahlmittel nach der Erfindung eignet sich auch besonders gut zur sogenannten elektronischen Belichtung, bei der die empfindliche Schicht auf dem Frontglasteil mit Hilfe eines Elektronenstrahls »belichtet« wird.

In den F i g. 6 und 7 isi veranschaulicht, wie Farbauswahlmittel zusammengestellt werden können. F i g. 6 zeigt eine 0.15 mm dicke Eisenplatte 17 mit rechteckigen Öffnungen 27, die im Gegensatz zu den Öffnungen in F i g. 3 nicht gegeneinander versetzt sind. In F i g. 7 ist dargestellt, wie die 0,05 mm dicken Wolframdrähte 29 mit Hilfe von Glasisolierungen 28 gegen die Platte 17 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 DE-OS 27 00 625, 27 00 616. 27 00 424, 27 00 135 und 27 00 139 beschrieben sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

1. Patentansprüche:

   t. Farbauswahlmittel für eine Farbbildröhre vom Nachfokussierungstyp, die in einer evakuierten Umhüllung Mittel zum Erzeugen mindestens eines Elektronenstrahls und einen Bildschirm mit einer Vielzahl von Leuchtstoffgebieten in verschiedenen Farben enthält, mit einer aus Metall bestehenden, eine Vielzahl von öffnungen aufweisenden Platte, die jedem Elektronenstrahl Leuchtstoffgebiete einer bestimmten Farbe zuordnet und auf der elektrisch gegen die Platte isolierte, langgestreckte Leiter angeordnet sind, mit deren Hilfe eine für die Nachfokussierung der Elektronenstrahlen auf die Leuchtstoffgebiete erforderliche elektrostatische Linsenwirkung in den öffnungen erzeugt wird, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß die Leiter (10; 19; 26; 29) die öffnungen (9; 18; 27) überbrücken und diese in zwei nahezu symmetrische Hälften (12, 14; 20, 21) unterteilen.
2. 2. Farbauswahlmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (19; 26) auf der Bildschirmseite der Platte (17) angeordnet sind.