DE1537147B2

DE1537147B2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines leuchtschirmes fuer eine farbbild kathodenstrahlroehre

Info

Publication number: DE1537147B2
Application number: DE19671537147
Authority: DE
Inventors: Hans W. Malibu Calif. Heil (V.StA.)
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1966-08-25
Filing date: 1967-08-19
Publication date: 1971-11-25
Also published as: DE1537147A1; US3571897A; NL6710993A; US3479711A; SE337068B; GB1187264A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Leuchtschirmes für eine Farbbild-Kathodenstrahlröhre, bei dem der Leuchtstoff oder die Leuchtstoffe in Form einzelner elektrisch geladener Teilchen in einem elekirischen Feld auf den Schirmträger aufgebracht werden.

Bekannte Dreistrahlröhren, die insbesondere in Farbfernsehempfängern verwendet werden, haben einen Leuchtschirm, bei dem sich zahlreiche Leucht-Stoffteilchen, vorzugsweise Phosphorteilchen der Farben rot, blau und grün in Gestalt von Linien oder Punkten mit einer unterhalb des Auflösungsvermögens des Auges liegenden Größe auf einer Glasscheibe befinden, die als Schirmträger dient. Bei diesen Bildröhren müssen die verschiedenen farbemittierenden Phosphorzonen auf dem Schirmträger genauestens angeordnet sein, um beim Auftreffen des Elektronenstrahls eine gute, farbtreue Wiedergabe ohne Farbverzerrung und -verunreinigung zu gewährleisten. Demzufolge hängt die Fähigkeit einer Farbfernsehröhre zum Erzeugen eines farbgetreuen Bildes in starkem Maße von der präzisen Größe und Placierung der verschiedenen farbemittierenden Phosphorpunkte in bezug auf die Elektronenbahn eines Elektronenstrahls ab, der die Phosphorpunkte selektiv erregt.

Zum Aufbringen der farbemittierenden Phosphorpunkte oder Leuchtstoffe auf dem Schirmträger sind verschiedene Verfahren bekannt. Bei einem dieser Verfahren wird die Rückseite des Schirmträgers mit einer Schicht aus lichtsensitivem Lack, Kunststoff od. dgl. überzogen, die durch Einlagerung eines leitenden Füllstoffes leitend gemacht wird. Alsdann werden Lichtschablonen entsprechend der gewünschten Verteilung der Phosphorpunkte verwendet, um die betreffenden Zonen der Lackschicht auf dem Schirmträger selektiv oder unterschiedlich zu sensibilisieren, so daß die farbemittierenden Phosphorpunkte in der gewünschten Verteilung entsprechend der Sensibilisierung der einzelnen Zonen aufgebracht werden können. Dieses Verfahren erfordert einen mehrfachen Einbau mit entsprechend häufigem Ausbau des Schirmträgers und der Schattenmaske. Dabei ist die abschließende Zuordnung der Schattenmaske zu den Phosphorpunkten schwierig und zeitraubend, erfordert einen großen Arbeitsaufwand und ist die Hauptfehlerquelle bei der Röhrenherstellung.

Bei einem zweiten Verfahren zum Aufbringen der farbemittierten Phosphorpunkte auf den Schirmträger benutzt man einen elektronenempfindlichen Film auf der den Elektronenquellen zugewandten Seite des Schirmträgers und sensibilisiert verschiedene Zonen des Films unterschiedlich stark mittels des Elektronenstrahls einer oder mehrerer Elektronenquellen, die den später in die Röhre eingebauten Elektronenquellen ähneln. Anschließend werden in verschiedenen Abdeck-, Setz- und Waschstufen die einzelnen Phosphorpunkte in der gewünschten Anordnung auf dem Schirmträger aufgebracht. Auch bei diesem Verfahren müssen die Stirnplatte bzw. der Schirmträger und die Schattenmaske vorübergehend zusammengebaut, voneinander getrennt und in exakter Zuordnung wieder zusammengebaut werden, wobei die einzelnen Verfahrensschritte zeitraubend, kompliziert und teuer sind.

Die abwechselnde Montage und Demontage macht das Aufbringen der Leuchtstoffbelegung bei beiden Verfahren wegen der exakten Zuordnung der Schattenmaske, gleichviel ob diese nun als Drahtgitter oder Lochmaske ausgebildet ist, zum Schirmträger schwierig; hinzu kommt, daß die mehrfache Montage und Demontage ein sich wiederholendes Evakuieren des Röhrenkolbens erfordert. Darüber hinaus muß bei den bekannten Verfahren ein glatter Film oder Überzug, gewöhnlich aus Polymerisaten, auf die Rückseite der abgeschiedenen Phosphorpunkte aufgebracht werden, ehe die übliche Metallschicht (Aluminium) aufgedampft werden kann.

Des weiteren ist aus der französischen Patentschrift 1130176 ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtschirmes einer Farbbildfernsehröhre bekannt, bei dem zunächst der Schirmträger in einem gesonderten Behälter mit den Leuchtstoffteilchen belegt wird, und zwar in der Weise, daß in dem Behälter angeordnete Leuchtstoffquellen angeregt werden und dadurch eine Art Leuchtstoffwolke erzeugt wird, die in Richtung auf den Schirmträger angezogen wird, und zwar durch hohe Potentiale, auf denen die benachbart zum Schirmträger musterartig angeordneten Elektroden liegen. Bei diesem Verfahren werden die Leuchtstoffteilchen im Wege der Anziehung auf den Schirmträger aufgebracht. Nachdem die verschiedenfarbigen Phosphorteilchen auf dem Schirmträger aufgetragen worden sind, wird dieser aus dem Behälter entfernt und nach entsprechender Weiterbehandlung in die Farbbildröhre eingesetzt. Dabei tritt aber die Schwierigkeit auf, die in der Bildröhre vorhandene Schattenmaske auf die auf dem Schirmträger vorhandenen Phosphorstreifen oder -punkte exakt auszurichten, was in hohem Maße zeitraubend ist. Da das Ausrichten oft nicht exakt möglich ist, liegt hierin die Ursache für Farbfehler bei der Bildwiedergabe.

Sodann ist aus der französischen Patentschrift 1121286 ein Herstellungsverfahren für Leuchtschirme von Farbbildröhren bekannt, bei dem zwischen zwei auf unterschiedlichem Potential befindlichen plattenförmigen Elektroden ein Leuchtstoffteilchenpuder eingebracht wird. Dabei bewegen sich die einzelnen Leuchtstoff teilchen in Feldrichtung und treten durch die als Lochmaske ausgebildete eine Elektrode hindurch und schlagen sich auf dem hinter dieser Elektrode angeordneten Schirmträger nieder. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß für verschiedene Farben, wie es bei Farbbildröhren notwendig ist, jeweils eine andere als Elektrode dienende perforierte Maske verwendet werden muß. Dies hat zur Folge, daß der Schirmträger und die erforderliche Maske beim Aufbringen jeweils andersfarbiger Leuchtstoffteilchen stets neu aufeinander ausgerichtet werden müssen, was schwierig und zeitraubend ist. Außerdem müssen beim endgültigen Einbau des Schirmträgers in die Farbbildröhre der Schirmträger und die in der Bildröhre befindliche Schattenmaske exakt aufeinander ausgerichtet werden. Durch das mehrfach notwendige Justieren erhöht sich die Zahl der möglichen Fehlerquellen, so daß ein Mangel an hinreichender Genauigkeit in der Anordnung der Farbstoffteilchen auf dem Schirmträger und der abschließenden Zuordnung der Schattenmaske zum Schirmträger befürchtet werden muß.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, unter Behebung der vorstehend angegebenen Nachteile der bekannten Verfahren zum Herstellen eines Leuchtschirmes einer Farbbild-Kathodenstrahlröhre zu schaffen, mit dessen Hilfe die

Leuchtstoffteilchen mit großer Exaktheit auf jeden beliebigen Punkt des Schirmträgers in genau der Anordnung aufgebracht werden können, in der die Elektronen, die die Leuchtstoffteilchen zum Leuchten bringen, beim Empfang auftreffen, wobei der Vorderteil der Bildröhre einschließlich des Schirmträgers mit dem Röhrenkonus und der Maske bleibend miteinander verbunden sein können und dann beim Aufbringen der Leuchtstoffteilchen eine Einheit bilden. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Teilchen in Form eines Strahls entlang einer bestimmten Bahn in jedem Augenblick auf einen bestimmten Punkt des Schirmträgers gerichtet und der Strahl sowie der Schirmträger relativ zueinander quer zu der Bahn der Teilchen derart bewegt werden, daß diese auf dem Schirmträger in Form der gewünschten Verteilung oder Anordnung niedergeschlagen werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die einzelnen Farbstoffteilchen, vorzugsweise Farbphosphorteilchen, elektrisch aufgeladen, beschleunigt und gezwungen, in der evakuierten Röhre einer Flugbahn bis zur Oberfläche des Schirmträgers zu folgen, der auch die Elektronen bei der Bildwiedergabe folgen. Dabei ist es vorteilhaft, den Schirmträger vor dem Aufbringen der Leuchtstoffteilchen mit einer Klebstoffschicht mindestens geringer Leitfähigkeit zu versehen.

Um ein Abtasten des Schirmträgers durch den Teilchenstrahl zu erreichen, kann nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung der Teilchenstrahl zwischen elektrostatischen Platten abgelenkt werden, deren Potential verändert wird. Die beschleunigten Farbstoffteilchen gehen dabei in der evakuierten Röhre stets durch das effektive Farbzentrum des betreffenden und auszutragenden Farbstoffteilchens bzw. Farbphosphors, das der Punkt der eigentlichen Ablenkung des Teilchenstrahls und des Elektronenstrahls in der Mitte des Ablenksystems ist. Durch Ablenkung und Fokussieren an der Maske werden die Teilchen an die dem betreffenden Farbphosphor entsprechende Stelle des Schirmträgers gebracht.

Erfindungsgemäß ist es aber ebenso möglich, den Teilchenstrahl nicht in seiner Bahn abzulenken, sondern die Röhre mit dem Schirmträger in bezug auf den ruhenden Teilchenstrahl hin und her zu bewegen bzw. um das effektive Farbzentrum zu schwenken, um den gewünschten Phosphorauftrag zu erreichen. Auf diese Art können sämtliche Zonen des Schirmträgers in den Bereich des Teilchenstrahls gebracht werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren trifft der Strahl, durch den der Schirmträger mit Leuchtstoffteilchen beschossen wird, in jedem Augenblick einen diskreten Flächenteil, kurz einen Punkt des Schirmträgers, so daß das gewünschte Muster aus Leuchtstoffteilchen höchst einfach und dabei mit extrem hoher Genauigkeit in einer einzigen Operation auf den Schirmträger aufgetragen werden kann, der mit der Stirnplatte, der Schattenmaske und dem Röhrenkonus der Farbbildröhre eine Einheit bildet. Bei einem Ausführungsbeispiel können die einzelnen Drähte einer Drahtgittermaske direkt in die Röhrenwandung eingelassen sein, wobei der sich daraus ergebende Vorderteil von einem Glasbläser mit dem Röhrenkonus zu einem Vorwerkstück verbunden werden kann. Das Aufbringen der Phosphorpunkte und das Aluminisieren erfolgt ohne ein Trennen des Schirmträgers vom Gitter, so daß die schwierige Zuordnung der Maske zu den Phosphorpunkten des Schirmträgers sowie ein wiederholtes Evakuieren fortfällt.

Beim Auftragen der Leuchtstoffteilchen auf den Schirmträger durchlaufen diese dieselben Bahnen, die auch von den Elektronen bei der Wiedergabe in der Bildröhre durchlaufen werden. Dies ist möglich, weil die Flugbahn der Phosphorteilchen im elektrischen Feld in gewissen Grenzen unabhängig von.der Größe ihres Ladungs-Massen-Verhältnisses ist.

Obgleich die Teilchenbahn im wesentlichen unabhängig vom Ladungs-Massen-Verhältnis ZIM ist, ergeben sich aus dem Einfluß der Schwerkraft bei zu kleinem Verhältnis ZIM und der Gefahr einer Änderung des Ladungszustandes der Teilchen beim Flug im Falle eines zu großen Verhältnisses ZIM praktische Grenzen für das Ladungs-Massen-Verhältnis.

Stellt Z die Teilchenladung in Coulombs (C) und M das Teilchengewicht in Kilogramm (kg) dar, so stellt 0,01 C/kg die untere Grenze für das Ladungs-Massen-Verhältnis dar. Bei einem negativ geladenen Teilchen wird die Ladung durch Feldemission nachteilig geändert, wenn das elektrische Feld an der Oberfläche oberhalb 10⁸V/m beträgt. Dieser Wert stellt praktisch die obere Grenze für negativ geladene Teilchen dar und entspricht einer Ladungsdichte von etwa 10~² C/m² bei einer Teilchengröße von 2~¹⁰ Mikron. Das entspricht grob einem Verhältnis ZjM von 1 C/kg als obere Grenze.

Ein positives Vorzeichen der Ladung ist für die auf dem Schirmträger aufzubringenden Phosphorteilchen vorzuziehen, da eine positive Ladung nicht so leicht durch Thermionen-, Feld- oder Photo-Emission verlorengeht. Die obere Grenze für das Feld und das Verhältnis ZjM kann bei positiv geladenen Teilchen eine oder zwei Größenordnungen größer sein als bei negativ geladenen Teilchen. Das Vorzeichen der auf die Phosphorteilchen in der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufzubringenden Ladung kann einfach mittels der Elektronenenergie eingestellt werden, da diese die Größe der Sekundäremission an der Teilchenoberfläche bestimmt. Dabei wird das Kathodenpotentiäl zum Aufladen der Teilchen so eingestellt, daß die Sekundäremission an der Oberfläche höher sein kann als die Einheit, wenn positiv geladene Teilchen verwendet werden, oder kleiner als die Einheit, wenn negativ geladene Teilchen verwendet werden.

Andere Maßnahmen, die zur weiteren Verbesserung und Ausgestaltung der Erfindung dienen, sind in den Patentansprüchen angegeben und der nachfolgenden Erläuterung der gezeichneten Ausführungsbeispiele zu entnehmen.

Weiterhin besteht die Erfindung aus einer Vorrichtung zum Aufbringen von Phosphorpunkten in bestimmter Verteilung auf dem Schirmträger einer Farbröhre, in der die Phosphorteilchen geladen, beschleunigt und in der Röhre in eine Bahn gebracht werden, die im wesentlichen mit der Elektronenbahn beim Empfang mit der Farbröhre zusammenfällt, wobei die Teilchen in einer Klebstoffschicht auf der Oberfläche des Schirmträgers festgehalten werden, die mindestens eine geringe elektrische Leitfähigkeit besitzt.

Die betreffende Vorrichtung enthält ein elektrostatisches Ablenkungssystem, das an den Farbzentren der Röhre angeordnet ist und das Abtasten der Schirmträger durch den Teilchenstrahl bewirkt.

Schließlich besteht die Erfindung noch aus einer anderen Vorrichtung, bei der die Abtastbewegung durch ein Verschwenken oder Pendeln der Röhre in bezug auf den in Ruhe verharrenden Teilchenstrahl erreicht wird.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung nach der Erfindung, in der ein Strahl aus geladenen und beschleunigten Phosphorteilchen elektrostatisch abgelenkt wird und die auch Mittel zum Verstellen der Teilchenförderer in Kongruenz mit den verschiedenen Positionen des Farbzentrums einer Mehrstrahl-Fernsehröhre einschließt,

F i g. 2 einen stark vergrößerten Querschnitt durch den Leuchtschirm mit dem festhaftenden Klebstoff-Film und den Phosphorpunkten vor dem Aufbringen der Aluminiumschicht auf den Schirmträger,

F i g. 3 einen der F i g. 2 ähnlichen Querschnitt nach dem Aluminisieren des Leuchtschirms,

Fig. 4 die schematische Darstellung der Bahnen, in die die geladenen Phosphorteilchen mittels eines an Spannung liegenden Drahtgitters einer Einstrahlröhre gebracht werden,

F i g. 5 eine stark vergrößerte Darstellung der Fokussierung und Ablenkung eines geladenen Phosphorteilchens in Richtung auf den Schirmträger mit relativer Spannungsschaltung des Drahtgitters einer Einstrahlröhre,

F i g. 6 eine der F i g. 5 ähnliche Darstellung der Fokussierung geladener Phosphorteilchen anderer Farbe mit einem monopotentialen Gitter,

F i g. 7 eine den F i g. 5 und 6 ähnliche Darstellung der Fokussierung und Ablenkung eines dritten Farbphosphors mit einem Drahtgitter, dessen Potential dem der F i g. 5 entgegengesetzt ist,

Fig. 8 die Darstellung der Fokussierung der Teilchen eines Farbphosphortyps vom mittleren Farbzentrum einer Dreistrahlröhre,

F i g. 9 eine der F i g. 8 ähnliche, stark übertriebene Darstellung der Fokussierung der Teilchen einer zweiten Farbe von einem seitlichen Farbzentrum einer Dreistrahlröhre,

Fig. 10 eine den Fig. 8 und 9 ähnliche, stark übertriebene Darstellung der Fokussierung von Teilchen einer dritten Farbe vom Farbzentrum an der der F i g. 9 gegenüberliegenden Seite,

Fig. 11 die schematische Darstellung einer Farbröhre mit einem mit Farbtripeln besetzten Schirmträger und einer Lochmaske sowie drei Elektronenstrahlquellen,

Fig. 12 die schematische Darstellung einer Einstrahlröhre mit einem geschalteten Gitter und Phosphorstreifen bzw. Phosphorlinien,

Fig. 13 die schematische Darstellung einer der Fig. 1 ähnlichen Vorrichtung, in der jedoch die Teilchenquelle stationär angeordnet, während der Röhrenkolben pendelnd aufgehängt ist, um die Farbzentren mit der Achse des Teilchenstrahls bei einer Dreistrahlröhre zur Deckung zu bringen, wobei gleichzeitig auch das Verschieben der Behälter für die verschiedenen Farbphosphore zum Indeckungbringen mit der Teilchenquelle dargestellt ist,

F i g. 14 eine kardanische Aufhängung für eine Farbröhre durch die der Leuchtschirm in bezug auf einen stationären Phosphorteilchenstrahl bewegt wird,

Fig. 15 einen vergrößerten Teilschnitt der kardanischen Aufhängung der Phosphorbeladungs- und -beschleunigungsquelle innerhalb einer Röhre nach Fig. 14,

Fig. 16 einen Querschnitt nach der Linie 16-16 in F ig. 15,

F i g. 17 eine vergrößerte Darstellung der Phosphorquelle und der Ladungsvorrichtung nach Fig. 15,

ίο Fig. 18 die schematische Darstellung einer anderen Aufhängung der Phosphorquelle und Vorrichtung zum Beschleunigen und Transport des Phosphors bei einer pendelnden Farbröhre nach Fig. 14.

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung besteht aus einer Kammer 21 mit einem abgedichteten Deckel 22 und einer Vakuumpumpe 23, mit der die Kammer evakuiert werden kann. Im Boden 20 der Kammer 21 befindet sich eine Öffnung 24 mit einem Dichtungsring 25 zur Aufnahme des rückwärtigen Teils des Röhrenkonus 26 einer Farbröhre 27 in gasdichter Verbindung. Die Farbröhre 27 wird außerhalb der Kammer 21 von einem Support 35 getragen, der in bezug auf die Kammer 21 verstellbar sein kann.

Der Röhrenkonus 26, der Schirmträger 28 und die Gittermaske 29 der Farbröhre 27 sind bleibend miteinander verbunden und bilden ein einheitliches Vorwerkstück. Wie bereits erwähnt, können bei einer Drahtgittermaske nach F i g. 1 die einzelnen Drähte je für sich mit der Röhrenwandung verbunden sein.

Bei einer Dreistrahlröhre stehen die einzelnen Drähte des Gitters 29 untereinander in elektrischem Kontakt, so daß sie dasselbe Potential besitzen. Bei einer Einstrahlröhre sind gegen die Drähte abwechselnd, d. h. gruppenweise durch Basisleiter 31, 32 miteinander verbunden, so daß auf die beiden Drahtgruppen verschiedene Spannungen geschaltet werden können. Aus diesem Grunde führen gegeneinander isolierte Leitungen 33 und 34 in die Röhre (Fig. 1). Eine Universalröhre kann zunächst mit einer Anordnung nach Fig. 1 versehen werden, die jederzeit durch bloses Verbinden der Leitungen 33 und 34 mit einer einizgen Spannungsquelle als Dreistrahlröhre verwendet werden kann. Die Innenoberfläche des Röhrenkonus 26 kann durch Aufbringen einer Aluminiumschicht 37 leitend gemacht werden, um die Betriebsmöglichkeiten innerhalb der Röhre während des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens zu verdoppeln.

Die Innenoberfläche des Schirmträgers 28 kann mit einer Schicht 38 versehen sein, die anfänglich klebrig ist. Außerdem sollte diese Schicht 38 auch eine geringe Leitfähigkeit besitzen. Ein geeigneter Werkstoff hierfür ist Polyvinylalkohol. Ein Anschluß 39 ist mit der Schicht 38 verbunden und kann wahlweise auch mit der Aluminiumschicht 37 auf der Innenseite des Röhrenkonus 36 verbunden sein. Andererseits kann die Aluminiumschicht 37 auf der Innenseite des Röhrenkonus 26 auch gegenüber der Schicht 38 isoliert sein, wobei die Aluminiumschicht 37 dann mit dem Gitter oder einer anderen Spannungsquelle verbunden werden muß. Ein Amperemeter 41 kann zum Messen der Menge der aufgebrachten Phosphorteilchen vorgesehen sein und kann, sofern es sich um ein Integralgerät handelt, auch die Gesamtmenge der abgeschiedenen Farbpunkte anzeigen.

In der Vakuumkammer 21 liegen feste Schienen 42, in denen Rollen 43 einer mit gestrichelten Linien

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in Fig. 1 dargestellten Plattform44 laufen. In der leitenden Klebstoffilms 38 kann ebenfalls etwa Kammer 21 liegt ein Reversiermotor 45, der über ein — 20 kV betragen und das Einheits- oder Durchübliches Untersetzungsgetriebe ein Zahnrad 46 an- Schnittspotential der Gittermaske 29 etwa — 6 kV treibt, das mit einer auf der Plattform 44 montierten betragen. Beim getrennten Schalten der beiden Lei-Zahnstange 47 kämmt. Ein Reversierschalter 50 5 tergruppen des Gitters einer Einstrahlröhre kann das steuert die Bewegung des Motors 45 und damit die Gitterpotential um etwa 0,5 kV zwischen — 5,5 und Plattenbewegung zwischen der in F i g. 1 dargestell- 6,5 kV mehr oder weniger negativ sein als der Durchten Mittellage und den beiden Endstellungen, in de- schnittswert. Die Größe der aufzutragenden Phosnen die Plattform die Anschläge 48 und 49 berührt. phorteilchen ist nicht kritisch, sollte jedoch ziemlich Die Plattform 44 trägt ein endloses Förderband 51, io gering sein, beispielsweise 2 bis 10 Mikron betragen, das über Rollen 52, 53 läuft und über einen flexiblen Bei einer Einstrahlröhre braucht nur das mittlere Antrieb von einem Motor 54 angetrieben wird, der Farbzentrum 80 benutzt zu werden, wobei die Plattmit einem Handschalter 55 verbunden ist. form 44 in ihrer mittleren, in F i g. 1 dargestellten Über dem Förderband 51 liegen Behälter 56, 57 Lage beim Aufbringen aller drei Farbphosphore ver- und 58, die als Trichter für die drei Farbphosphore 15 harrt. Die Fokussierung und Ablenkung der ver-Rot, Blau und Grün dienen. Die Behälter 56 bis 58 schiedenen Farbphosphorteilchen kann durch Schalsind bei 61 an der Unterseite des Deckels 22 befestigt ten der beiden Leitergruppen des Gitters 29 auf ihre und mit gasdichten Deckeln 59 gegenüber der Außen- Potentiale in der weiter unten beschriebenen Weise atmosphäre abgeschlossen sowie mit im Innern der erfolgen. Bei einer Dreistrahlröhre müssen alle drei Kammer 21 liegenden Belüftungsöffnungen 60 ver- 20 Farbzentren 79, 80 und 81 benutzt werden, die entsehen. Am Boden jedes Behälters befindet sich ein weder in einer geraden Linie im rechten Winkel zu Ventil 62, das über eine allen Ventilen gemeinsame den Streifen der Farbphosphore oder an den Ecken Welle 63 mit in genauem Abstand angeordneten eines gleichseitigen Dreiecks, entsprechend der Andurchgehenden Ventilöffnungen verstellt werden Ordnung der Phosphorbehälter nach Fig. 16, ankann, so daß die Ventile 62 einzeln geöffnet oder 25 geordnet sein können, in welchem Falle dann F i g. 1 sämtlich geschlossen werden können, um die jewei- die Projektion der drei Farbzentren wiedergibt. An lige Fördermenge der Farbphosphorteilchen einzu- den Ecken eines Dreiecks angeordnete Elektronenstellen. Ein äußerer Stellknopf 64 dient der Einstel- quellen können bei mit in Streifen oder in Farblung der Ventilwelle 63. Ein Vibrator 65 kann mit tripein angeordneten Phosphorpunkten benutzt werdem Ende der Ventilwelle 63 verbunden sein, um 30 den.

eine ausreichende Förderung von Phosphorteilchen · Die auf die Ablenkplatten 78 gegebenen Spandurch die Ventile sicherzustellen. nungen lenken den Strahl der geladenen Phosphor-Auf der Plattform 44 ist eine Kammer 66 aus lei- teilchen ab und werden so verändert, daß der Teiltendem Material zum Laden der Teilchen befestigt, chenstrahl den Schirmträger 28 abtastet und die die eine Eintragöffnung 67 besitzt, die unterhalb der 35 Farbphosphore über den gesamten Schirmträger zur Abgabeseite des Förderbandes 51 liegt. Eine Seiten- Erzeugung einer Phosphorschicht verteilt werden, wand der Ladungskammer 66 besitzt eine Öffnung Die maximale Spannung sollte gerade eben für eine 68, durch die Anschlüsse 69 einer heißen Drahtka- solche Ablenkung ausreichen, daß der Teilchenstrahl thode 71 hindurchgehen, die mit einer elektrischen die Seiten des Schirmträgers erreicht und die Span-Steuer- und Spannungsquelle 72 in Verbindung steht. 40 nungsänderung sollte verhältnismäßig gering sein, im Der Boden der Ladungskammer besitzt eine Öffnung Vergleich zur Abtastgeschwindigkeit eines Elektro-73, die mit der Öffnung 67 fluchtet. Unterhalb der nenstrahls. Die Abtastgeschwindigkeit und Förder-Ladungskammer 66 liegt ein aus drei Elektroden be- rate der Phosphorteilchen bestimmt die Auftraggestehendes Beschleunigungssystem, das aus den bei- schwindigkeit am Schirmträger,
den Leiterplatten 74 und 75 sowie einer Leiterhülse 45 Nachfolgend wird das Verfahren zum Betrieb der 76 besteht, die in elektrischer Verbindung mit der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung des näheren beLeiterplatte 75 steht und sich von ihr aus erstreckt. schrieben. Der mit dem Schirmträger und der Schat-Öffnungen der Leiterplatten 74 und 75 fluchten mit tenmaske ein einziges Bauteil bildende Röhrenkonus den Öffnungen 67 und 73 sowie mit der Hülse 76, 26 ist auf seiner Innenoberfläche mit einer Alumiwobei sämtliche Öffnungen im wesentlichen densel- 50 niumschicht 37 belegt, während die Innenoberfläche ben Durchmesser von beispielsweise etwa 3 mm be- des Schinnträgers 28 mit einer Klebstoffschicht 38 sitzen. Von der Leiterhülse 76 erstrecken sich vier mindestens geringer Leitfähigkeit, beispielsweise aus Isolatorarme 77, die die vier paarweise einander ge- Polyvinylalkohol od. dgl., versehen ist. Der Röhrengenüberliegenden bzw. rechtwinklig zueinander ange- hals wird durch Verstellen des Supports 35 in die ordneten elektrostatischen Ablenkplatten 78 tragen, 55 Öffnung 24 eingesetzt, wobei das Kammerinnere die rund um die Farbzentren 79, 80 und 81 angeord- durch den Dichtungsring 25 hermetisch abgedichtet net sind. Die Farbzentren stellen die tatsächlichen wird. Die Kammer 21 wird mittels der Vakuum-Ablenkpunkte der Elektronenstrahlen dar. pumpe 23 evakuiert und die Spannungen der einzel-Die Kammer 66 kann sich beispielsweise im we- nen Leiter auf die oben beispielsweise erwähnten sentlichen auf dem Basispotential oder leicht ober- 60 Werte gebracht.

halb des Basispotentials in der Größenordnung von Um die positive Ladung der Phosphorteilchen

+ 10 bis + 50 Volt befinden. Die Kathode 71 kann sicherzustellen, kann eine Stromdichte von etwa

beispielsweise ein Potential von — 3 kV besitzen. 2 A/m² bei einer Verweilzeit der Phosphorteilchen in

Angenommen, die Phosphorteilchen sind positiv ge- der Ladungskammer 66 von etwa 50 ms angewandt laden, dann kann sich die Leiterplatte 74 beispiels- 65 werden. Die Verweilzeit T hängt von der Fallhöhe weise auf einem Potential von + 50 Volt und die der Teilchen vor dem Eintritt in die Ladungskammer Leiterplatte 75 sowie die Leiterhülse 76 auf einem und der Kammerhöhe zwischen deren Deckel und Potential von — 2OkV befinden. Das Potential des Boden ab. Die Teilchen verlassen die Kammer über

die Auslaßöffnung 73 in einem im wesentlichen langsamen Fall im geladenen Zustand, werden von den drei Elektroden 74 bis 76 beschleunigt und vom Klebstoffüberzug 38 zufolge dessen negativen Potentials angezogen.

Bei Betrieb der Fig.l wird der Ventilknopf 64 gedreht, um das betreffende Ventil 62 zu öffnen und den gewünschten Austrag an Phosphorteilchen zu erreichen. Dabei wird der Vibrator 65 eingeschaltet, um einen im wesentlichen konstanten Teilchenstrahl aufrechtzuerhalten. Der Motor 54 wird eingeschaltet und treibt das Förderband 51 an, so daß die aus dem geöffneten Ventil 62 herabfallenden Phosphorteilchen mittels des Förderbandes 51 durch die Eintragöffnung 67 in die Ladungskammer 66 gefördert werden, wo sie mittels sekundärer Emission unter dem Einfluß eines Elektronenbeschusses von der Kathode 71 positiv geladen werden. Die Teilchen werden dann von den Beschleunigungselektroden 74 bis 76 beschleunigt und gelangen durch das Farbzentrum 80 in der in F i g. 1 dargestellten Lage auf die Klebstoffschicht 38. Der Teilchenstrahl braucht nicht fokussiert zu werden, kann jedoch den Klebstoffilm in einer Dicke von 12,7 bis 101,6 mm überfluten. Infolge Spannungsänderung an den Ablenkplatten 78 tastet der Teilchenstrahl den Schirmträger ab, wobei die Teilchen effektiv dort abgelenkt werden, wo das Farbzentrum der fertigen Röhre liegt.

Der Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung für eine Einstrahlröhre mit getrennter Spannungsschaltung der Gitterdrähte ist in den F i g. 5 bis 7 an Hand eines Ausschnittes in der Nähe des Leucht-· Schirmmittelpunktes dargestellt. F i g. 5 veranschaulicht dabei das Aufbringen roter Phosphorteilchen zwischen den Gitterdrähten 29 Λ, 29 B, 29 A auf die Klebstoff schicht 38 des gläsernen Schirmträgers 28. Die Drähte 29^4 und 295 besitzen einen Durchmesser von 50,8 bis 76,2 · 10~³ mm sowie einen Mittenabstand von 76,2-ΙΟ"² mm. Die Drähte 29^4 sind auf ein Potential von — 5,5 kV geschaltet, während die Drähte 295 auf ein Potential von — 6,5 kV geschaltet sind. Da die Drähte 295 im Vergleich zu den Drähten 29^4 ein negatives Potential besitzen, ergibt sich die in F i g. 5 dargestellte Ablenkung und Fokussierung der positiv geladenen Teilchen. Für den Fall negativ geladener Phosphorteilchen kehren sich selbstverständlich die Vorzeichen der Spannungen des Schirmträgers, des Gitters und der Beschleunigungselektroden der Teilchenquelle um. Die geladenen Teilchen sind in F i g. 5 mit 82 bezeichnet und erreichen in Richtung der Pfeile 83 mit leicht voneinander abweichenden Winkeln die Gitterebene in Abhängigkeit vom Abstand von der Röhrenmitte. Unter dem Einfluß der Gitterspannung werden die positiv geladenen Teilchen fokussiert und von dem Gitterdraht 29^4 stärker abgelenkt, so daß sie sich auf der Klebstoffschicht 38 abscheiden und dort eine Niederschlagszone beispielsweise in Gestalt eines 50,8 ■ 10~³ mm breiten Streifens 84 bilden.

Die Auftraggeschwindigkeit kann mittels eines einfachen Amperemeters gemessen werden, da der Ladungsübergang in Coulomb je Sekunde definitionsgemäß gleich Ampere ist. Ein Integralamperemeter oder Coulombmeter zeigt den gesamten Ladungsübergang an und damit die Gesamtmenge der Phosphorteilchen, die auf die Klebstoffschicht 38 aufgetroffen sind. An Hand der dabei anfallenden Werte kann die Dicke der Phosphorschicht bestimmt und eingestellt werden. Andererseits können die aufgetragenen Phosphorteilchen auch mittels eines Elektronenstrahls zum Leuchten gebracht und die Lichtstärke mittels einer Photozelle von außen her gemessen werden, um die Menge der aufgebrachten Phosphorteilchen zu messen.

Sobald die gewünschte Menge roter Phosphorteilchen in gleichmäßigen Streifen 84 auf der Klebstoffschicht 38 aufgebracht ist, wird die Zufuhr roter

ίο Phosphorteilchen durch Betätigung des Förderventils 62 mittels des Ventilknopfes 64 unterbrochen. Bei einer Einstrahlröhre, für die das Aufbringen der Phosphorpunkte in den F i g. 4 bis 7 dargestellt ist, verharrt die Plattform 44 in der in F i g. 1 dargestellten Mittellage, so daß sämtliche Farbphosphore durch das gemeinsame Farbzentrum 80 hindurchgehen. Der Ventilknopf 64 wird nun erneut betätigt und das Ventil 62 für die grünen Phosphorteilchen geöffnet, während die Leiter 29 A und 295 gemeinsam auf ein Potential von — 6 kV geschaltet werden (F i g. 6). Die positiv geladenen grünen Phosphorteilchen 85 kommen aus derselben Richtung 83 an und werden von den dasselbe Potential besitzenden Drähten 29 A und 295 auf gegenüberliegende Seiten der roten Streifen 84 aufgetragen, wobei sich grüne Streifen 86 mit einer Breite von beispielsweise 25,4 · ΙΟ-² mm bilden.

Sobald die erforderliche Menge grüner Phosphorteilchen gleichmäßig verteilt aufgetragen ist und Streifen 86 bildet, wird der Knopf 64 erneut betätigt und das Ventil 62 geschlossen. Die Drähte 29^4 und 295 werden dann auf das der Fig. 5 entgegengesetzte Potential geschaltet, d. h., die Drähte 29^4 werden nun negativer, beispielsweise auf — 6,5 kV, und die Drähte 295 weniger negativ, beispielsweise auf —5,5 kV, geschaltet. Alsdann wird das Ventil 62 für die blauen Phosphorteilchen 87 (F i g. 7) geöffnet, die ebenfalls in der Richtung der Pfeile 83 ankommen und sowohl fokussiert als auch so abgelenkt werden, daß sie 50,8 · 10~² mm breite Streifen 88 bilden und damit den Leuchtschirm vollenden. Sobald die erforderliche Menge blauer Phosphorteilchen aufgetragen ist, kann.die Farbröhre 27 zur weiteren Behandlung aus der Vakuumkammer 21 herausgenommen werden.

Die Darstellung der F i g. 4 ist eine Zusammenstellung der Einzelbilder nach den Fig. 5, 6 und 7 und stellt daher keine Verfahrensstufe dar, da die einzelnen Farbtypen nacheinander aufgetragen und einzeln von den Gitterdrähten fokussiert und abgelenkt werden.

F i g. 2 zeigt in stark vergrößertem Maßstab die in der Klebstoffschicht 38 des Schirmträgers 28 befindlichen Phosphorteilchen. Da die Phosphorteilchen mit beträchtlicher Energie auf die Klebstoffschicht 38 auftreffen, dringen sie in diese hinein, so daß die Anfangsdicke der Klebstoffschicht 38 so gewählt werden muß, daß sich bei Beendigung des Phosphorauftrags eine dünne Schicht 89 ergibt, die die Phosphorteilchen überdeckt. Dieser Film 89 dient als eine verhältnismäßig dünne Trägerschicht zur Aufnahme einer aufgedampften Aluminiumschicht. Nach dem Aluminisieren kann die Klebstoffschicht 38 durch Brennen entfernt werden, wobei die Phosphorpunkte jedoch ihre geometrische Anordnung zwischen dem dünnen Aluminiumfilm 91 und dem Schirmträger 28 beibehalten und einen Leuchtschirm bilden, der beim Auftreffen von Elektronen leuchtet.

11 12

In den Fig. 8 bis 10 ist das Auftragen der Färb- In Fig. 11 ist eine Dreistrahlröhre mit Farbtripeln

phosphore bei einer Dreistrahlröhre dargestellt. Bei und einer Lochmaske dargestellt, während in F i g. 12 diesem Röhrentyp befinden sich sämtliche Drähte eine Einstrahlröhre mit streifenförmiger Anordnung der Gittermaske 29 auf demselben Potential von bei- der Phosphore und einem Drahtgitter wiedergegeben spielsweise — 6 kV. Demzufolge entspricht F i g. 8 5 ist. Für die Geometrie der Phosphorpunkte und die der Darstellung nach F i g. 6, wenn sich die Platt- Ausbildung des Gitters nach F i g. 12 kann eine form 44 in der in F i g. 1 dargestellten Lage befindet Dreistrahl-Elektronenquelle entweder in Reihen- und die geladenen und beschleunigten blauen Phos- oder in Dreiecksanordnung benutzt werden, während phorteilchen durch das tatsächliche oder projiziert^ die Dreistrahlröhre im Hinblick auf die Farbtripel mittlere Farbzentrum 80 gehen. Die blauen io und die Lochmaske nach Fig. 11 nur in einer Drei-Phosphorteilchen 87 (Fig. 8) werden so fokussiert, ecksanordnung der Elektrodenquelle benutzt werden daß sich auf dem Schirmträger 28 beispielsweise kann. Bei der Einstrahl-Elektronenquelle nach 25,4 · 10~² mm breite Streifen 95 ergeben Die Lage der F i g. 12 müssen die Drähte des Gitters abwechselnd Streifen in bezug auf die Gitterdrähte variiert natür- gegeneinander isoliert werden, um das Aufschalten Hch mit dem Bahnwinkel der ankommenden Teilchen, 15 unterschiedlicher Spannungen sowohl für die Fokusder durch die Pfeile 83 (F i g. 8) veranschaulicht wird. sierung als auch die Ablenkung des Elektronen-

Nach dem vollständigen Auftragen der blauen Strahls zu ermöglichen. Bei einer Dreistrahlröhre be-Phosphorteilchen wird ihr Strahl mittels des entspre- findet sich die Maske dagegen auf einem einheitchenden Ventils 62 unterbrochen und der Motor 45 liehen Potential. Bei der Röhre nach Fig. 11 besitzt eingeschaltet, um die Plattform44 nach links (Fig. 1) 20 die Deckschicht des Röhrenkonus einen besonderen zu verschieben. Sobald die Plattform auf den An- Anschluß, der entweder mit dem Schirmträger oder schlag 48 trifft, nimmt sie eine Lage ein, in der die der Schattenmaske verbunden werden kann, wobei Achse der Teilchenbahn durch die Öffnungen 67, 73 die für das Auftragen der Phosphorteilchen gewählte usw. durch das Farbzentrum 79 geht, das in situ dem Verbindung auch bei Benutzung der Röhre gegeben Farbzentrum der grünen Elektronenquelle einer 25 sein muß. Bei der Farbröhre nach Fig. 12 sind der Dreistrahlröhre entspricht. F i g. 9 veranschaulicht, aluminisierte Bildschirm und die Aluminiumschicht wie die grünen Farbteilchen die Drähte des Gitters des Konus innerhalb der Röhre ständig miteinander 29 in einem durch die Pfeile 92 gekennzeichneten verbunden. Jede physikalische Anordnung kann in Bahnwinkel erreichen. Die Bewegung zwischen den jeder Röhre benutzt werden.

Farbzentren um eine Strecke von etwa 1 cm erzeugt 3° Fig. 13 veranschaulicht eine andere Vorrichtung an der Gittermaske eine Abweichung des Auftreff- · zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahwinkels zwischen den Pfeilen 83 und 92 von im we- rens. Diese Vorrichtung benutzt ebenfalls die eleksentlichen 2 bis 3°. Die Teilchen85 werden dabei in trostatische Ablenkung eines Teilchenstroms zum 25,4· 10~² mm breiten grünen Streifen 93 entlang der Abtasten der Innenoberfläche eines Schirmträgers 28. Seitenkanten der blauen Streifen 95 fokussiert. 35 Die Ladungskammer 66 und die Teilchenbeschleu-

Bei Beendigung des Auftragens der grünen Phos- niger 74 bis 76 sind bei dieser Vorrichtung stationär phorteilchen wird deren Zufuhr unterbrochen und innerhalb einer Kammer 96 gelagert, die einen beder Motor 45 eingeschaltet, um die Plattform 44 nach weglichen Deckelteil 97 und einen ebenfalls bewegrechts (F i g. 1) zu bewegen, bis sie auf den Anschlag liehen Bodenteil 98 besitzt. Der Dichtungsring 25 für 49 trifft und die Achse des Teilchenstrahls nunmehr 40 die Bildröhre 27 liegt im verschiebbaren Bodenteil durch das Farbzentrum 81 verläuft, das dem der 98, und der Support 35 für die Bildröhre kann mit roten Elektronenquelle einer Dreistrahlröhre ent- diesem Bodenteil in einer Richtung quer zu den spricht. Alsdann beginnt das Einspeisen der roten * Drähten des Gitters 29 bewegt werden. Die Projek-Teilchen, die die Drähte des Gitters 29 in der be- tionen der Farbzentren liegen, wie oben bereits ertreffenden Gitterzone mit einem entgegengesetzten 45 wähnt, bei 79, 80 und 81, so daß bei der Vorrichtung Auftreffwinkel von 2 bis 3° erreichen, wie durch die nach Fig. 13 die Achse des Teilchenstroms mit den Pfeile 94 in F i g. 10 angedeutet. Die roten Teilchen verschiedenen Farbzentren zusammenfällt, wenn die 82 werden dabei in 25,4· 1O^-2 mm breiten Streifen Röhre 27 in bezug auf die Ladungskammer und die 97 zwischen den blauen und den grünen Streifen Beschleunigungselektroden bewegt wird,
fokussiert. 50 In Fig. 13 ist außerdem eine andere Halterung

Die Vorrichtung nach F i g. 1 und die Beschrei- der Phosphorbehälter 99, 100 und 101 dargestellt, bung an Hand der F i g. 8 bis 10 gelten in gleicher die hier im beweglichen Teil 97 des Kammerdeckels Weise für jede Dreistrahlröhre, gleichviel ob sich liegen, so daß der jeweils richtige Füllstutzen 103 deren Elektronenquellen auf einer Geraden im rech- auf die öffnung 67 der Ladungskammer 66 ausgeten Winkel zu den Drähten des Gitters 29 oder an 55 richtet werden kann. Die Phosphorbehälter besitzen den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks befinden, dieselben Ventile und einen Vibrationsförderer, die dessen Basis sich im rechten Winkel zu den Dräh- von einem außerhalb liegenden Knopf 102 verstellt ten des Gitters erstreckt. Für den Fall, daß die Elek- werden können. Die übrigen Teile der Vorrichtung 'tronenquellen auf einer Geraden liegen, fällt die Achse nach Fig. 13 entsprechen den jeweiligen Teilen der des Teilchenstrahls mit dem Farbzentrum zusammen. 60 Fig. 1 mit der Ausnahme, daß die Auskleidung 37 Bei dreieckförmiger Anordnung der Elektronenquel- des Konus gegenüber der leitenden Klebstoffschicht len fällt die Strahlachse mit der Projektion des Färb- 38 isoliert ist und eine eigene Anschlußleitung 104 Zentrums parallel zu den Gitterdrähten zusammen. besitzt. Die Vakuumkammer 96 und die Röhre 27 Im letzteren Falle ist die Abweichung zwischen der können wiederum mittels einer Vakuumpumpe 23 Achse des Teilchenstrahls und den Farbzentren in 65 evakuiert werden. Das Verfahren zum Auftragen der der Richtung parallel zu den Gitterdrähten bedeu- Phosphorpunkte mit der Vorrichtung nach F i g. 13 tungslos, da sie keine Wirkung auf die gewünschte ist genau dasselbe wie das im Zusammenhang mit Geometrie der Streifen besitzt. F i g. 1 beschriebene Verfahren, jedoch mit dem Un-

13 14

terschied, daß die Folge, in der die Phosphorteilchen seitliche Abweichung von diesem Winkel abhängig

in die öffnung 67 eingespeist und die Farbzentren der ist, wird die tatsächliche Abweichung in der Lage

Röhre zur Deckung mit der Achse des Phosphor- und dem Bahnwinkel vernachlässigbar klein. Für eine

Strahls gebracht werden, umgekehrt ist. genauere Placierung der Achse des Teilchenstrahls,

Obgleich in den F i g. 1 und 13 eine Röhre 27 mit 5 bei der sie durch das jeweilige Farbzentrum geht, einer Drahtgittermaske dargestellt ist und die Verfah- kann eine in Fig. 18 schematisch dargestellte Vorren in bezug auf eine derartige Maske beschrieben richtung benutzt werden.

wurden, können die betreffenden Vorrichtungen und Gemäß den Fig. 15 bis 17 befinden sich die Farb-

das an Hand der Fig. 8 bis 10 erläuterte Verfahren phosphore in drei Segmenttrichtern 121, 122, 123

ebenso gut auch bei einer Röhre nach Fig. 11 ange- io mit Förderöffnungen 121A, 122 A und 123A, die

wandt werden, bei der die Elektronenquellen an den nach abwärts gerichtet sind und an den Ecken eines

Ecken eines Dreiecks angeordnet sind und bei Ver- gleichseitigen Dreiecks liegen, so daß sie mit den

wendung einer Lochmaske die Phosphorschicht aus Farbzentren der dreieckförmig angeordneten Elek-

Farbtripeln besteht. Die Teilchen jedes Phosphortyps tronenquellen einer Dreistrahlröhre zusammenfallen,

werden dann durch die Öffnungen in der Schatten- 15 In jeder Trichteröffnung befindet sich ein Stift 124,

maske in der genauen geometrischen Anordnung der der die betreffende Öffnung im wesentlichen gegen-

Farbtripel aufgetragen, wobei die Phosphorteilchen über dem Trichter verschließt, um einen Phosphor-

durch die auf ein einheitliches Potential geschaltete austritt zu verhindern, sofern er nicht durch einen

Schattenmaske in Abhängigkeit vom Auftreffwinkel Vibrator 125 bewegt wird, der jeweils über eine elek-

der Teilchen fokussiert werden. Die geladenen Teil- 20 trische Spule 126 gesteuert wird, so daß nur derjenige

chen bewegen sich wiederum in derselben Flugbahn Farbphosphor aus einem der Trichter 121 bis 123

in Richtung auf die leitende Klebstoffschicht 38, wie austritt, dessen Vibrator 125 eingeschaltet ist und

sie auch die Elektroden beim Empfang mit der Röhre den zugehörigen Stift 124 bewegt,

einnehmen. Jede der Öffnungen 121 A bis 123 A führt in eine

Beim Aluminisieren des Schirmträgers 28 gemäß 25 Ladungskammer 127 (F i g. 15, 17), die in ihrer

Fig. 2 zur Vermeidung einer Schattenbildung durch Funktion der bereits beschriebenen Ladungskammer

die Maske können, gleichviel ob es sich um eine 66 entspricht und einen heißen Kathodendraht 128

Gitter- oder um eine Lochmaske handelt, verschie- enthält, der dem Kathodendraht 71 entspricht. Die

dene im Abstand voneinander liegende Dampfquel- Ladungskammern 127 und die Kathodendrähte 128

len benutzt werden, um sicherzustellen, daß der ge- 30 liegen für jeden Trichter 121 bis 123 doppelt vor.

samte Schinnträger bedampft wird. Unterhalb der Trichter sind gegeneinander und gegen

Die Fig. 14 bis 18 veranschaulichen mehr oder" die Ladungskammer isolierte Beschleunigungsplatten

weniger schematisch Vorrichtungen nach der Erfin- 129, 131 angeordnet, die in ihrer Funktion mit den

dung, die sich für das Abtasten des Schirmträgers bereits beschriebenen Beschleunigungsplatten 74, 75

durch den Phosphorteilchenstrahl eignen, ohne daß 35 übereinstimmen und ein ähnliches Beschleunigungs-

der Teilchenstrahl von elektrostatischen Leiterplatten potential in bezug auf das Kammerpotential besitzen,

abgelenkt wird. Bei diesen Vorrichtungen wird die Die Böden der Ladungskammern 127 und die Be-

Relativbewegung zwischen dem Teilchenstrahl und schleunigungsplatten 129, 131 besitzen Öffnungen,

dem Schirmträger durch Verschwenken oder Pen- die mit den Austrittsöffnungen 121,4 bis 123,4 der

dein der Farbröhre in einer kardanischen Aufhän- 40 Phosphortrichter und den Farbzentren vertikal fluchten,

gung für eine Universalbewegung erreicht, wobei Die Trichter 121 bis 123, die Ladungskammern

gleichzeitig die Phosphorbehälter und Elektronen- 127 und die Beschleunigungsplatten 129, 131 sind

quellen innerhalb der pendelnden Röhre angeordnet " sämtlich in einem Kardanring 132 (Fig. 15) aus

sind und der Drehpunkt der Pendelbewegung mit den einem Isolierstoff angeordnet, der bei 133 in einem

Farbzentren zusammenfällt. 45 zweiten Kardanring 134 gelagert ist, der seinerseits

. Die in den Fig. 14 bis 18 dargestellten Vorrich- drehbar bei 135 von zwei Laschen 136 (Fig. 16) ge-

tungen sind speziell für eine Dreistrahlröhre mit par- halten wird, die einen Teil mit einer Hülse 137 bil-

allelen Phosphorstreifen oder Farbtripeln geeignet. den, die in den Hals 118 der Röhre 27 in herkömm-

Sie sind jedoch in einer einfachen, nachfolgend näher licher Weise eingreift und von der Kupplung 119

erläuterten Abwandlung auch zum Erzeugen einer 50 (Fig. 14) herabhängt. Ein schwerer Pendelring 138

Phosphorschicht bei einer Einstrahlröhre geeignet. sitzt auf mit dem Kardanring 132 verbundenen

Wie in Fig. 14 dargestellt, sitzt die Röhre 27 in Schenkeln 139, so daß er mit der kardanischen HaI-

einem äußeren Träger 111 mit einem Innenring 112 terung zusammenwirkt, um die einzelnen Systeme

einer kardanischen Aufhängung 113, wobei der In- zum Einspeisen, Laden und Beschleunigen des Phos-

nenring 112 um eine Achse 114 in einem Zwischen- 55 phors trotz der Pendelbewegung der Röhre 27 in der

ring 115 verschwenkt werden kann, der seinerseits Vertikalen zu halten. Das Verfahren zum Auftragen

.um eine Achse 116 in einem stationären Außenring der Farbphosphore mit der Vorrichtung nach den

.117 verschwenkbar ist, die sich rechtwinklig zur Fig. 14 bis 18 ist im wesentlichen dasselbe wie das

Achse 114 erstreckt. Der Hals 118 der Röhre27 ist im Zusammenhang mit den Fig. 8 bis 10 beschrie-

über. eine Vakuumkupplung 119 und eine flexible 60 bene Verfahren, wobei die Vibratoren 125 nachein-

Leitung an die bereits erwähnte Vakuumpumpe 23 ander eingeschaltet werden, um die jeweiligen Farb-

'angeschlossen. Ein elektrisches Kabel 120 führt durch phosphorteilchen nacheinander in der geometrischen

die Kupplung zu den elektrischen Leitern innerhalb Anordnung auf den Schirmträger aufzutragen, die

der Röhre. . durch den jeweiligen Maskentyp der Röhre bestimmt

Mit der fest im Innenring 112 der kardanischen 65 wird. Der Klebstoffüberzug 38 und die Schattenmaske

Aufhängung 113 montierten Röhre liegen die Färb- befinden sich auf den oben angegebenen Potentialen,

Zentren neben dem Schwenkmittelpunkt (Fig. 16), wobei die Schwenkbewegung der Röhre27 und ihres

da. der Schwenkwinkel jedoch sehr klein ist und die Schirmträgers relativ zum Teilchenstrahl zu einem

Teilchenauftrag an der Klebstoffschicht 38 des Schirmträgers 28 in der durch die Schattenmaske bestimmten Geometrie führt. Die Pendelbewegung der Röhre bedingt, daß der Teilchenstrom den Schirmträger abtastet, ohne daß eine elektrostatische Ab- lenkung des Teilchenstrahls erforderlich ist.

In Fig. 18 ist eine Halterung dargestellt, die ein genaues Fluchten der Achse des Teilchenstrahls mit den Farbzentren während der Pendelbewegung einer Röhre ermöglicht, die nach Art der F i g. 14 gehaltert ist. Eine Hülse 141 erstreckt sich von der Kupplung 119 nach abwärts durch den Röhrenhals und besitzt drei Aufhängepunkte 142 entsprechend der Lage der Farbzentren der Röhre. Als Pendelgewichte hängen an Kabeln 143 od. dgl. von jedem Aufhängepunktl42 die Teilchenförderer 144. Jeder Teilchenförderer besteht aus einem Trichter 145, entsprechend den Trichtern 121 bis 123, der einen ähnlichen, von einem Vibrator 146 gesteuerten bzw. betätigten Vibrationsstift besitzt. Eine Ladungskammer 147 liegt unterhalb jedes Trichters und enthält eine Ladungskathode 148 für die Phosphorteilchen. Die Beschleunigung der geladenen Phosphorteilchen kann mittels der Beschleunigungselektroden 149 bis 151 oder 74 bis 76 der Fig. 1 erfolgen. Bei dieser Vorrichtung befinden sich die Phosphorteilchen während der Schwenkbewegung der Röhre 27 in der Vertikalen auf einer Linie mit den Aufhängepunkten und den Farbzentren 142. Das Fokussieren der Teilchen erfolgt in der bereits beschriebenen Weise.

Da die Förderöffnungen 121A bis 123,4 der Trich- ■ ter seitlich von der Röhrenachse liegen, besitzt keine von ihnen dieselbe Lage in bezug auf die Röhre wie das Farbzentrum einer Einstrahlröhre, so daß die Vorrichtungen nach den Fig. 14 bis 18 nicht ohne Abwandlung für eine Einstrahlröhre benutzt werden können; die erforderlichen Änderungen sind jedoch einfach und leicht vorzunehmen. So muß beispielsweise die Öffnung für den Phosphoraustrag mit der Röhrenachse und dem Farbzentrum zusammenfallen. In diesem Falle sind nur eine einzige mittlere Öffnung für die Platten 129,131 der Fig. 15 bis 17 und eine einzige mittige Ladungskammer 127 entsprechend den F i g. 1 und 13 erforderlich. Die Trichter 121 bis 123 der drei Farbphosphore können dann verschiebbar in bezug auf die Ladungskammer angeordnet sein, um ihre Auslaßöffnungen mit deren Einlaßöffnungen nacheinander zur Deckung zu bringen. Andererseits können auch alle drei Trichter für die verschiedenen Farbphosphore in Reihe angeordnet sein, wobei sie sich parallel zu den Phosphorstreifen erstrecken. Die Tatsache, daß die Farbzentren bei dieser Ausführung versetzt angeordnet sind, ist ohne Auswirkung auf die Lage der Phosphorstreifen.

Andere Merkmale der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 13, die nicht auf die Anwendung einer elektrostatischen Ablenkung abgestimmt sind, wie beispielsweise die Deckschicht 89 und die Aluminiumschicht 91 der Fig. 2 und 3, das Messen des Ladungsniederschlags oder der Leuchtstärke der Phosphorschicht usw., sind ebenfalls auf das Pendelverfahren nach den Fig. 14 bis 18 anwendbar, obgleich diese Einzelheiten nicht dargestellt sind.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Leucht-

. schirmes für eine Farbbild-Kathodenstrahlröhre, bei dem der Leuchtstoff oder die Leuchtstoffe in Form einzelner elektrisch geladener Teilchen in einem elektrischen Feld auf den Schirmträger aufgebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen in Form eines Strahles entlang einer bestimmten Bahn in jedem Augenblick auf einen bestimmten Punkt des Schirmträgers (28) gerichtet und der Strahl sowie der Schirmträger (28) relativ zueinander quer zu der Bahn der Teilchen derart bewegt werden, daß diese auf dem Schirmträger (28) in Form der gewünschten Verteilung oder Anordnung niedergeschlagen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirmträger (28) vor dem Aufbringen der Leuchtstoffteilchen mit einer Klebstoffschicht (38) mindestens geringer Leitfähigkeit versehen wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nachbarschaft der mit der Leuchtstoffschicht zu versehenden Fläche des Schirmträgers (28) ein Vakuum hergestellt wird, das von den Leuchtstoffteilchen durchlaufen wird und diese in Richtung auf die Fläche des Schirmträgers (28) beschleunigt und veranlaßt werden, auf die Klebstoffschicht (38) längs Bahnen zu treffen, die im wesentlichen mit den Bahnen übereinstimmen, auf welchen die Elektronen im normalen Betrieb der Farbröhre laufen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche des Schirmträgers (28), der von den Teilchenstrahlen bestrichen wird, die innere Fläche des Kolbens (27) einer Bildröhre bildet, und daß eine f arbwählende Vorrichtung (29) permanent in dem Kolben (27) vor dem Niederschlagen der farbigen Leuchtstoffteilchen angeordnet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an die farbwählende Vorrichtung (29) und an die leitende Klebstoffschicht (38) Potentiale mit entgegengesetztem Vorzeichen zu der Ladung der Leuchtstoffteilchen angelegt werden, um die gewünschte Flugbahn der Teilchen zu sichern.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bewegung des Teilchenstrahls relativ zum Schirmträger (28) der Teilchenstrahl veranlaßt wird, den Schirmträger (28) zu bestreichen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die bestreichende oder abtastende Querbewegung des Teilchenstrahls durch elektrostatische Ablenkung bewirkt wird.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß drei getrennte Strahlen elektrisch geladener Leuchtstoffteilchen auf verschiedenen bestimmten Bahnen gegen den Schirmträger (28) gerichtet werden und diesen bestreichen, wobei die Teilchen in jedem Strahl eine bestimmte Farbe haben und das Bestreichen in solcher Weise bewirkt wird, daß die Teilchen einer Farbe auf dem Schirmträger (28) in einer · Verteilung oder Anordnung niedergeschlagen werden, die von der Verteilung oder Anordnung der Teilchen anderer Färbung verschieden ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Teilchenstrahlen in bezug auf den Schirm-

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träger (28) in ihren effektiven Farbzentren (79, 80, 81) abgelenkt werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrostatische Ablenkung in der Weise zyklisch be- '5 wirkt wird, daß auf Grund der erzeugten elektrischen Felder der Strahl oder die Strahlen der Leuchtstoffteilchen den Schirmträger (28) gemäß der verlangten Anordnung der Teilchen bestreichen.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bewegung des Teilchenstrahls relativ zum Schirmträger (28) der letztere quer zur Bahn der Teilchen bewegt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß drei aufeinanderfolgende Strahlen elektrisch geladener Leuchtstoffteilchen entlang der bestimmten Bahn nacheinander auf den Schirmträger (28) gerichtet werden, wobei die Farbe der Teilchen jedes derartigen Strahls von der der anderen Strahlen verschieden ist und der Schirmträger (28) derart bewegt wird, daß Teilchen der einen Farbe auf dem Schirmträger (28) in einer Anordnung niedergeschlagen werden, die von der Anordnung, in der die Teilchen anderer Farben niedergeschlagen werden, verschieden ist.

13. Verfahren nach den Ansprüchen il oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirmträger (28) in zwei Freiheitsgraden relativ zur Bahn der Farbstoffteilchen geschwenkt wird, wobei die den beiden Freiheitsgraden zugeordneten Schwenkachsen sich im effektiven Farbzentrum für die farbigen, niederzuschlagenden Leuchtstoffteilchen schneiden. ·

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Förderer (144) geladener, verschiedenfarbiger Leuchtstoffteilchen in ihren wirksamen Farbzentren (142) aufgehängt werden, so daß beim Kippen der Röhre (27) die Achse des Austritts der Teilchen jedes farbigen Leuchtstoffs durch das wirksame Farbzentrum geht, daß ferner der Austritt verschiedenfarbiger Leuchtstoffe gesteuert wird und daß die Farbröhre während des Austritts der Teilchen geschwenkt wird, um die Teilchen auf den Schirmträger (28) in der gewünschten Anordnung zu bringen.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die färbwählende Vorrichtung die Form eines Gitters aus parallelen Drähten (29) hat und die Bahnen der verschiedenfarbigen Leuchtstoffteilchen in Flucht mit den wirksamen Farbzentren (79, 80, 81) der jeweiligen farbigen Leuchtstoffe liegen, mindestens in Richtungen parallel zu den Drähten des Gitters.

16. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch eine Quelle (56, 57, 58) farbiger Leuchtstoffteilchen, Mittel (66) zur elektrischen Aufladung der Teilchen, Mittel zur Beschleunigung der Partikel zwecks Bildung eines Strahls, Mittel (74, 75, 76) zur Halterung einer Farbröhre (27) in einer Lage, in der ihr Schirmträger (28) ;.6s quer zur Bahn der beschleunigten Teilchen liegt, Mittel (23) zur Erzeugung eines Vakuums in der Umgebung des Schirmträgers (28) und rings um die Bahn der Teilchen, dem Teilchenstrahl und dem Schirmträger (28), um die Teilchen auf dem Schirmträger (28) in der gewünschten Anordnung niederzuschlagen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Laden und Beschleunigen (66; 74, 75, 76) der Teilchen in einer evakuierbaren Kammer (21, 96) angeordnet und Mittel zum Anschluß der Farbröhre an die Kammer (21, 96) vorgesehen sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, gekennzeichnet durch Mittel zur Erzeugung einer relativen Bewegung zwischen den Mitteln zum Laden und Beschleunigen (66; 74, 75, 76) der Teilchen einerseits und der Farbröhre andererseits um den Teilchenstrahl im wesentlichen mit wirksamen Farbzentren verschiedenfarbiger Leuchtstoffe in Flucht zu bringen.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18 zur Durchführung der Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, gekennzeichnet durch elektrostatische Ablenkplatten (78), die gegenüber effektiven Farbzentren (79, 80, 81) der farbigen Leuchtstoffe angeordnet sind, sowie durch Mittel zur Änderung der Ablenkpotentiale an den Platten (78), durch die der Teilchenstrom veranlaßt wird, die Oberfläche des Schirmträgers (28) abzutasten oder zu bestreichen, wobei die jeweils wirksamen Ablenkpunkte für den Partikelstrahl im wesentlichen mit den effektiven Farbzentren (79, 80, 81) zusammenfallen.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 zur Durchführung der Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung relativer Bewegung zwischen dem Teilchenstrahl und dem Schirmträger (28) aus einer kardanischen Lagerung der Farbröhre besteht.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, gekennzeichnet durch Quellen (59) zur Zuführung von verschieden gefärbten Leuchtstoffteilchen, Mittel zur Verschiebung der Quelle (59) in Flucht mit den zur Ladung der Teilchen dienenden Mitteln (66) und Mittel zur individuellen Steuerung der aus den einzelnen Quellen austretenden Partikelmengen.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch Mittel zum Verschieben der Farbröhre, um die in ihr enthaltenen effektiven Farbzentren (79, 80, 81) mit zugeordneten Quellen für die Zuführung von farbigen Leuchtstoffen in Flucht zu bringen.

23. Vorrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch Mittel zur Zuführung, Ladung und Beschleunigung von Leuchtstoffteilchen für jede Farbe sowie durch Vorrichtungen (142), die als Träger dieser Mittel innerhalb der Röhre in bezug auf die Ebene der wirksamen Farbzentren dienen, die eine allseitige Pendelbewegung unter Schwerewirkung in eine vertikale Lage unabhängig von dem Winkel zulassen, der von der Farbröhre eingenommen wird.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen der Mittel zur Zuführung, zum Laden und zum Beschleunigen der Teilchen in bezug auf ihren Abstand im wesentlichen in Flucht mit den wirksamen Farbzentren der Farbröhre liegen.

25. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Zuführung, zum Laden und zum Beschleunigen der Teilchen dienenden Mittel in Zuordnung zu jeder Farbe individuell in Punkten aufgehängt sind, die mit den wirksamen Farbzentren der Farbröhre zusammenfallen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen