DE2139902A1

DE2139902A1 - Kathodenstrahlroehren mit bildschirm sowie vorrichtung und verfahren zur herstellung derselben

Info

Publication number: DE2139902A1
Application number: DE2139902A
Authority: DE
Inventors: David Marshall Goodman
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-11-01
Filing date: 1971-08-09
Publication date: 1973-02-15
Also published as: FR2148887A5; NL7110956A; US3598628A

Description

Kathodenstrahlröhren mit Bildschirm sowie Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben

Die vorliegende Erfindung betrifft Kathodenstrahlröhren mit Bildschirm. Insbesondere betrifft sie Bildschirme zur Verwendung mit Dreifarben-Kathodenstrahlröhren (Farbkineskop), und verbesserte Verfahren zu deren Herstellung.

Der Fachmann hat seit langem erkannt, dass Dreifarben-Kathodenstrahlröhren als äusserst vielseitiges Werkzeug eingesetzt werden können. Insbesondere hat man auf dem Gebiete des Farbfernsehens seit langem erkannt, dass die Dreifarben-Kathodenstrahlröhre viele potentielle vorteilhafte Merkmale aufweist. Ein Vorteil ist die mögliche Verringerung der Anzahl der Elektronenkanonen von drei in den gegenwärtig verwendeten Schattenmaskenfarbröhren auf eine Elektronenkanone in einer Dreifarbenröhre, sowie die Ausschaltung der Lochmaske und der Rahmenanordnung, sowie der Halteklammern und -bolzen und dergleichen. Zusätzlich zur Einsparung der Kosten dieser Teile bringt die Dreifarbenröhre den Vorteil, dass sie die Notwendigkeit für eine genaue

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Fluchtung der drei Elektronenkanonen mit den tausenden von Löchern in der Schattenmaske beseitigt. Diese Löcher müssen ferner mit tausenden von Trios von Phosphorpunkten auf den Bildschirm in Fluchtung gebracht werden, wozu es notwendig ist, dass die Schattenmaske nanordnung auf die zugehörige Front platte abgestimmt ist, was einen weiteren erschwerenden Umstand in der Herstellung von Röhren dieser Bauart bedeutet. Darüberhinaus x?ird die Dreifarbenröhre .im allgemeinen als geeignet angesehen, die kostspieligen Konvergenzkreise und -anordnungen zu eliminieren, sowie die Entmagnetisierungsspule und -schaltkreise, die gegenwärtig als Standardausrüstüng in Farbfernsehempfängern betrachtet werden.

Die Dreifarbenröhre verspricht ferner viele mögliche Verbesserungen in der Unterbringung der Teile und der Formgestaltung zu ermöglichen. Dies betrifft die Konstruktion sehr kleiner Fernsehempfänger, sowie die Konstruktion von Weitwinkel-Ablenksystemen, sowie den Bau von Kineskopen mit kürzerer Hals länge und den Bau von Glasröhren mit geringerem Gewicht, deren Vorderseite zur Bilderzeugung grössere Verwendung finden kann.

Es wurde ferner vorhergesagt und die vom Anmelder vorgenommenen Versuche haben dies bestätigt, dass der grössere Wirkungsgrad der Dreifarbenröhre den Betrieb des Bildschirms mit niedrigeren Spannungen ermöglicht als dies bei der Schattenmas ken-Farbröhre möglich ist. Als Folge der niedrigeren Betriebsspannung in Verbindung mit der Ausschaltung der Schattenmaskenanordnung wird die Erzeugung von Röntgenstrahlung in dem Empfänger mit Dreifarbenröhren soweit verringert, dass dieses Problem nicht ernster ist als in einem Schwarzweiss-Empfanger. Ferner werden die Stromkosten verringert.

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Ungeachtet dieser vielen bedeutenden Vorteile in der Wirtschaftlichkeit, dem Aussehen.und der Strahlenbelastung für den Menschen, wird die Dreifarbenröhre gegenwärtig nicht für den Handel hergestellt, weder in USA noch in anderen Ländern. Eine der Gründe für diesen Umstand liegt darin, dass der Bau eines Farbkineskops mit Zeilenschirm-Dreifarbenröhre in Fliessbandfertigung eine Kostenersparnis bringen mag, welche nicht ausreichend günstig ist, um die vorhandenen Fabrikanten zu veranlassen^ ihre sehr grossen Investierungen in Fabrikationsstätten für die gegenwärtig hergestellten Farbkineskope mit Schattenmaske aufzugeben.

Einige der Schwierigkeiten bei der Herstellung von Farbkineskopen mit Zeilenschirm-Dreifarbenröhren sind seit langem bekannt. Zahl- | lose Lösungen wurden auf diesem Gebiet vom Fachmann vorgeschlagen. Die eigene USA-Patentschrift 2 885 29I des Anmelders ist auf diesen Gegenstand gerichtet. In dieser Patentschrift schlägt der Anmelder erstens die Verwendung von walzbaren'.(rollable) Phosphorschirmen vor, welcher auf Massenproduktionsbasis hergestellt werden und später in den Röhrenmantel eingesetzt werden, und zweitens die Verwendung eines elektrisch leitenden Rasters, welches die üblicherweise verwendete elektronendurchlässige Aluminiumschicht ersetzt. In der USA-Patentschrift 2 897 388 beschreibt der Anmelder eine Anzahl von Bildschirmen für Kineskop-Drelfarbenröhren für das Farbfernsehen. Diese Bildschirme enthalten Phosphorstreifen, welche die Farben rot, grün und blau emittieren, und welche fluchtend mit Streifen angeordnet sind, die ein Indexsignal erzeugen. " Die Indexsignale können im optischen oder im Röntgenbereich des Spektrums liegen. Dabei können mehrere Arten von Indexsignaleri verwendet werden. Die zur Erzeugung der Indexsignale verwendeten Elemente können mit den farberzeugenden Phosphoren vermischt sein.

Der Anmelder gibt eine Anzahl von Bildschirmen für Dreifarbenröhren für Farbkineskope an. Diese Bildschirme weisen eine rasterartige Struktur auf, die in Verbindung mit Farbstreifen erzeugenden

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Phosphormaterialien verwendet wird, wobei ausgewählte Stränge des Rasters ebenfalls zur Erzeugung der Indexsignale dienen.

Die Erfindung betrifft ferner ein ohne Heizung arbeitendes Farb·- kineskop mit Dreifarbenröhren, welches einen aus vier Schichten aufgebauten Bildschirm aufweist. Die vierte Schicht ist auf den Indexstreifen aufgebracht, um die Wirkung des Ionenaufpralls zu unterdrücken.

Die Erfindung betrifft ferner Bildschirme für ohne Heizung arbeitende Dreifarben-Kathodenstrahlröhren, welche optische Pasern aufweisen, die quer über die Vorderseite der Röhre liegen. Diese Pasern scintillieren in einer Ausführungsform, abhängig von der Elektronenerregung. Ferner werden nichtscintillierende Pasern oder Fäden verwendet, weichen Phosphors zugeordnet sind, us abhängig von einer Erregung durch den Elektronenstrahl optische Signale zu liefern. Ferner werden Indexsignal erzeugende Phosphore beschrieben, welche in der Vorderseite der Röhre eingebettet sind»

Die Erfindung betrifft ferner Bildschirme mit Röntgenstrahlen erzeugenden Indexelementen, welche Materialien mit niedrigem Atomgewicht aufweisen,, damit sie leichter von den farberzeugenden Phosphoren unterscheidbar sind.

Bezüglich des Standes der Technik von mit Dreifarbenröhreη arbeitenden Farbkine'skopen wird auf die USA-Patentschrift 3 3ß? 790 mit Anmeldetag vom 1. Dezember 2964 (s^.ulnier) _} hingewiesen, eile am 6, Februar 1968 erteilt und auf die Radie-Cbrporation of America übertragen wurde, welche den Titel trägt "Verfahren zur Herstellung von Farbkineskopen mit Zeilenschirmabtastung¹¹. Saulnier ^esehreibt.in den Spalten 1 und "2 die Schwierigkeiten der BiIdseMrmherstellung in der folgenden Weise; ^!iDie Helligkeit ües auf einem Fernsäaschirm erzeugten Bildes wird bekanntermassen sehr

verbessert j, wenn der Bildschirm metallisiert ist, d, h. wenn er auf seiner Rückseite mit einer spiegelnden Metallschicht versehen wird ο Metallisierte Phosporschirme der vorausgehend genannten Bauart haben jedoch gewisse Nachteile, welche sich in erster Linie daraus ergeben, dass, obwohl die übliche spiegelnde Metallschicht für Elektronen durchlässig ist, sie dessenungeachtet nicht nur a) für die unsichtbaren, vom signalerzeugenden Material emittierten Strahlen im wesentlichen undurchlässig ist, sondern ebenfalls b) für die sichtbaren oder unsichtbaren aktinischen Strahlen, welche beim üblichen photographischen Verfahren der Bildung des zeilenartigen Mosaikmusters aus welchem der Bildschirm sich zusammensetzt, verwendet werden.

Da, wie vorausgehend erwähnt wurde, eine übliche elektronendurchlässige, spiegelnde Metallschicht für die unsichtbaren, beispielsweise ultravioletten Steuer- oder Bezugssignale undurchlässig ist, so muss die Photozelle oder eine andere Aufnahmevorrichtung für die Steuersignale vor dem Schirm angeordnet werden, wenn eine derartige spiegelnde Schicht auf einem Schirm angeordnet wird, in welchem die signalerzeugenden Marken und die lichterzeugenden Phosphorlinieη nur eine einzige Schicht bilden» Die Anordnung an üqt Vorderseite ist unerwünscht, da die Bezugssignale durch Umgebungsstrahlen verzerrt werden können, bevor sie die Aufnahmevorrichtung erreichen,, Darüberhinaus begrenzt die Anwesenheit der Aufnahmevorrichtung vor dem Kines.kpp den Winkel, aus welchem äer Bildschirm betrachtet" werden kann. Da bekannte Röhren mit einem Abtastschirm, welcher mehr als zwei Schichten aufweist (USA-Patentschiift 2 633 5^7* .-Law) eine Aufnahmevorrichtung ver=> wenden, die an der Rückseite des Bildschirms befestigt ist, weisen sie nicht die vorausgehend genannten Nachteile von Abtaströhren auf, welche einen aus zwei Schichten bestehenden Bildschirm besitzen. Abtastschirme mit mehreren Schichten sind jedoch kostspieliger herzustellen, als Abtastschirme mit zwei Schichten. Dies ist grundsätzlich der Fall, weil in Mehrschichten-Abtastschirmen

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ii'3 spiegalnäe Metallschicht,, welche das Substrat für öle signalsrseugenden Streifen enthält, für die aktiiiischen Strahlen undurchlässig ist, welche in den nunmehr üblichen photographisehen Verfahren zur Herstellung der genannten Streifen auf dem Metall verwendet werden,, Als Folge davon muss die Röhre, Vielehe den fertigen Bildschirm enthalten soll, in zwei genau aufeinanaergepassten Teiler» (de ho einem Konus und einer Kappe) gefertigt werden, damit die optische Matrize und die Lichtquelle neben der Rückseite der Metallschicht während des photographischen Auflagerungsverfahren angeordnet werden können.

Falls die verschiedenen photographischen Belichtungen, die zur .Herstellung eines Mehrschichten-Abtastschirms erforderlich sind, sIls mit der entsprechenden optischen Matrize Und Lichtquelle an der dem Betrachter zugewandten Seite des Schirmträgers gemacht 7/®rden könnten, wäre es zweckmässig, eine einteilige Röhre (wie in einem Schwarz-Weiss-Kineskop) zu verwenden und damit nicht nur bisüglich der Röhrenkosten sondern auch bezüglich des photograph!« seilen Verfahrens Ersparnisse zu erzielen. Zu diesem Zweck wurde fosrsits vorgesehlagen, die Aluminiumschicht so dünn zu halten, iiM die Belichtungszeit so lange zu wählen, dass die zur Auflage der Abtaststreifen erforderlichen aktinischen Strahlen die AIu-Räiniumschicht oder eine andere spiegelnde Metallschicht durchdringen. Derartige offensichtliche Massnahmen lassen sich jedoch in der Praxis nicht durchführen, da die Dickenverringerung der Aluminiumschicht, welche zur Erzielung einer ausreichenden Durchlässigkeit für das photographische Auflagerungsverfahren die elektrische Leitfähigkeit und das Reflexionsvermögen des spiegelnden Metalls auf unbrauchbare Werte verkleinert.

Die vorausgehenden, sowie weitere_x weniger offensichtliche Nachteile der gegenwärtig verwendeten Zweischichten- und Dreischichten-Abiastschirme werden gemäss der vorliegenden Erfindung dadurch be-

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seitigt, dass in Verbindung mit einem beliebigen durchlässigen oder durch-scheinenden Phosphorsubstrat eine spiegelnde Metallschicht mit einer Dicke vorgesehen wird, welche sie normaler- ■ weise im wesentlichen undurchlässig für a) die unsichtbaren Strahlen macht, aus welchen die Steuersignale abgeleitet werden und b) für die sichtbaren oder unsichtbaren aktinischen Strahlen, Vielehe bei der. Bildung des Schirms verwendet werden^ Jedoch durchlässig für Elektronen, und welche eine ausreichende Zahl und Grosse von Öffnungen aufweist, damit die Metallschicht oder bestimmte Teile derselben mindestens eine lO^ige Durchlässig« keit (und in einigen Fällen eine bis zu 25$ige Durchlässigkeit) für- diese sichtbaren und unsichtbaren Strahlen erhalten. Die Erfindung betrifft ferner die später beschriebenen Verfahren zur Erzielung von metallischen Spiegelschichten mit durchlässigem (rissigem oder perforiertem) Aufbau.

Damit schlägt Saulnier vor, einige der bisher aufgetretenen Schwierigkeiten dadurch zu überwinden, dass die Aufprallfläche eines Phosphorschirms mit einer teilweise durchlässigen, spiegelnden Metallschicht versehen wird. Die vorInende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung dieses Vorgangs, Kelches mehrere zusätzliche Herstellungsschritte aufweist» Es ist offensichtlich, dass der Bau eines Farbkineskops mit Dreifarben= Zeilenschirmröhren die Aufmerksamkeit der Fachwelt gefunden hat. Obwohl auf diesem Gebiet viel Forschung und Entwicklung sowohl in USA wie in anderen Ländern stattgefunden hat <, bleibt auf diesem Gebiet ein weites Feld für eine erhebliche Verringerung der Herstellungskosten derartiger Kathodenstrahlröhren»

Ss ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung die Herstellung kosten von Zeilenschirm-Dreifarbenkathodenröhren im allgemeinen und für Dreifarbenröhren für Farbkineskope im besonderen zu ver~ ringern. Die Erfindung .betrifft neue Schirmanoränungen für Drei=· farbenröhren und entsprechende Herstellungsverfahren,, Gemäss

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Ausfuhrungsform der Erfindung 1st der Bildschirm an seiner Innenfläche mit RippenvorSprüngen oder anderen Markierungen versehen, welche als Bezugsmarken dienen, um die Fluchtung der farberzeugenden Streifen mit den Indexsignal erzeugenden Streifen zu vereinfachen. Diese Rippen oder Marken können mit der Frontplatte der Röhre geformt sein, oder sie können in einer späteren Herstellungsstufe an der Frontplatte befestigt werden. ■

Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird eine längliche bandartige Lichtquelle, welche aus einem durchlässigen Folienblatt eines Sclntillatormaterials erhalten wird, in einer Idtohtkammer verwendet, um die Herstellungsgeschwindigkeit zu erhöhen, wenn Photowiderstands-Methoden bei der Ablagerung der Phosphorstreifen verwendet werden. Das Scintillatorblatt wird über einen grossen Oberflächenbereich erregt, um die Fangfläche zu verbessern, wodurch groeee Lichtquellen für eine ultraviolette Erregung verwendet werden können. In abgeänderter Form kann die gleiche Art eines ScintÜlatorfoliej blatts dazu verwendet werden,um die punktförmige Lichtquelle zu erffitzen, die üblicherweise in bekannten Verfahren der 3chirwtierstellung durch ein Photoverfahren verwendet wird. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner die Verwendung von servogeeteuerten Drucktechniken, um den Zeilenbildschirm abzulegen, wobei die Hippen, Vorsprünge oder andere Marken des Bildschirms dazu verwendet werden, die beim BiIdschirradruckverfahren verwendeten Bürsten oder Strahlen zu führen. Anschliessend wird eine bevorzugte Aübführung«form der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben» Es zeigen:

Fig. 1 eine Kathodenstrahlröhre in einer Kammer mit einen Index- Signa !detektor, welcher optische Indexsignale in einen unterhalb der Röhre befindlichen Rahmen einspeiste«

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Fig. 2 eine Draufsicht auf den Bildschirm an der Innenseite der Frontplatte der Röhre der Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Schirm- und Frontplatte,

Fig. 4 ebenfalls einen Querschnitt durch die Schirm- und Frontplatte, mit einer Aluminiumschicht an der Rückseite der Phosphorstreifung,

Fig. 5 eine Rolle zum Abkratzen (oder Überziehen) der nach hinten gerichteten Kante der das Indexsignal führenden Rippen oder Fäden,

Fig. 6 eine übliche Lichtquelle und als Alternative eine neue längliche ScintüLatorlichtquelle, welche an der Aussenseite der Frontplatte angeordnet ist, um ausgewählte photosensitive Mischungen oder Schichten während des Verfahrens des Bildschirmaufbaus zu aktivieren oder zu polymerisieren,

Fig. Sk einen Querschnitt einer im Inneren des Bildschirms angeordneten Rippe, welche einstückig mit der Frontplatte ausgebildet ist.,

Fig. 7 ein Verfahren zum Aufmalen der Phosphorstreifen unmittelbar auf die Frontplatte. Eine Anzahl von Bürsten zur Erzeugung eines Faptefc-riös-und ein -Indexstreifen sind dargestellt, welche durch die Rippen an der Frontplatte geführt werden,

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Fig. 8 eine Anordnung" ähnlich der Fig. 7 mit der Ausnahme, dass Führungsstifte für die Phosphorbürsten sowohl gegen die Rippen und die Frontplatte der Röhre anliegen. Alls Alternative ist ein optisches oder elektrisches Servosteuersystem zum Abgriff der Markierungen zxv'ecks Führung der Phosphorbürsten oder Strahlen dargestellt,

Fig. 9 die SeintiEatorlichtquelle der Fig. 6 mit ihrem Austrittsabsehltt im Brennpunkt eines Linsensystems. Ferner ist ein trichterartiger Scintillator zur Erzeugung einer punktförmigen Lichtquelle dargestellt.

In Fig. IA ist eine Dreifarben kathodenstrahlröhre „

mit einer Frontplatte 11 dargestellt, welche einen Bildschirm 10 aufweist. Die Frontplatte besitzt einen Implosionsschirm Β_Λ welcher damit durch eine dünne Harzschicht 9 verbunden ist. Eins Ausbildungsform des Bildschirms 10 kann die in Fig. 2 stark ver— grösserte Form aufweisen und besteht aus einer Reihe von Indexsignal erzeugenden Elementen, welche fluchtend mit einer Reihe von unterschiedliehe Färben erzeugenden Phosphoren 12B (blau), 14R (rot) und I6ff (grün) angeordnet sind. Gewöhnlich, jedoch nicht notwendigerweise, tastet der Elektronenstrahl aus der Elektronenkanone 7 der Elektronenstrahlröhre den Phosphorstreifen im rechten Winkel ab, um ein zur Betrachtung geeignetes Farbbild zu entwickeln. Die von den Indexstreifen erzeugten Signale werden vom Scintillator 6 erfasst, wodurch optische Indexsignale erzeugt werden, welche durch den Photodetektor 5 in elektrische Signale umgewandelt «erden. Für den Scintillator 6 sind im undurchlässigen, elektrisch leitenden Graphitüberzug, der gewöhnlicherweise an der Innenseite des Trichterbereichs der Röhre angeordnet ist, eine Anzahl von Fenstern 2 vorgesehen. Dieser Überzug, der auch aus Aluminium bestehen kann, wird dazu verwendet, innerhalb der Röhre ein gleichmässiges elektrisches Feld su errielen. Um Streulicht aus dem Scintillator und dem Photodetektor herauszuhalten, ist die Röhre in einem Ge-

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häuse 4 mit einem Rahmen 5 untergebracht, welcher den Photodetektor 5 aufnimmt. Die Indexsignale und die davon erhaltenen optischen Indexsignale werden im allgemeinen dazu verwendet, um die Lage des Elektronenstrahls am Bildschirm anzuzeigen. Für Farbfernsehempfänger werden diese Indexsignale dazu verwendet, um die aufeinanderfolgende Erregung der verschiedenen farberzeugenden Phosphorstreifen zu steuern. *

Fig. 3 stellt eine vergrösserte Ansicht des Schnitts 3-3 durch den Bildschirm in der Fig. 2 dar. Die aus Glas bestehende Frontplatte 11 ist an ihrer Innenseite mit den Streifen 12B, 14R und 16g für die Erzeugung der blauen, roten und grünen Farbe versehen, die durch Rippen 18 getrennt werden. Diesen Rippen sind die Indexsignal erzeugenden Elemente zugeordnet. Die Rippen 18 können auch aus den Strängen eines rasterartigen Aufbaus bestehen, wie dies vom Anmelder früher beschrieben wurde.

Die Harzschicht 9 und der Implosionsschirm 8 gemäss Fig» I sind ebenfalls in Fig'. 3 dargestellt. Gemäss einer Ausführungsform ist die Rippe 18 optisch und mechanisch kontinuierlich mit der Frontplatte 11 ausgebildet. Dies ist bei 17 dargestellt. In diesem Falle wird es bevorzugt, dass die Rippen 18 gleichzeitig mit dem Pressen der Frontplatte hergestellt werden* In dieser Ausführungsform ist das Indexsignal erzeugende Element 21 auf der Rippe 18 angeordnet. Das Element 21 ist üblicherweise der mit P-l6 bezeichnete Phosphor, welcher Steh·* lung im Ultravioletten, mit einem Scheitelwert bei etwa 38OO R, aussendet. In einer, anderen Ausführungsform kann die Rippe 18 an der Frontplatte befestigt werden, nachdem diese gepresst wurde, wie bei I9 gezeigt ist. In diesem Fälle kann die Rippe aus einem Material bestehen* welches aus einem der auf Elektronen ansprechenden scintillierenden Qläsern ausgewählt let. Des» halb ist bei I9 kein weiteres den Element 21 entsprechendes Bauteil gezeigt. Falls die ScintÜatorrippe undurchlässig 1st,

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oder die eigene Strahlung absorbiert, erfolgt die Aufnahme des Indexsignals am besten im rückwärtigen Bereich des Bildschirms, beispielsweise durch den Scintillator 6 der Fig. 1. Ist die Rippe jedoch für die eigene Strahlung transparent, so können die Indexsignale durch eine Lichtleitung an den Rand des Bildschirms geleitet werden. In Fig. 3 sind die Rippen l8 fluchtend mit den farberzeugenden Phosphorstreifen angeordnet und trennen die Streifen in Farbtrios. Das Verhältnis der Farbstreifen zu Indexstreifen kann gegenüber dem dargestellten J : 1 Verhältnis verändert werden und es kann mehr als ein Indexsignal lieferndes Material verwendet werden.

In Fig. 4 ist ein Schirm dargestellt, welcher ähnlich jenem der ■ Fig. 3 ausgebildet ist. Eine .elektronendurchlässige -, elektrisch leitende, lichtreflektierende Aluminiumschicht 22 ist an der Oberseite der farberzeugenden Phosphore 12B, l4R und 16g angeordnet, um die Helligkeit zu erhöhen, wenn am Schirm hohe Spannungen verwendet werden. Wird für die Rippe l8 ein scintiliierendes Glas verwendet, welches die eigene Strahlung durchlässt, so kann sich die Aluminiumschicht_; wie bei 25 dargestellt, über die Rippe erstrecken. In diesem Falle werden die optischen Indexsignale quer zur Frontplatte 11 durch die Rippe l8 an eine geeignete Ausgangsklemme übertragen. Wird kein scintillierendes Glas verwendet, so kann die Schicht 22 sich ebenfalls wie bei über die Rippe 18 erstrecken, was auch aus anderen Gründen möglich ist. In diesem Falle ist zwecks Ausstrahlung der Indexsignale nach hinten ein Indexsignalerzeugendes Element 23 an der Oberseite der Schicht 24 aufgebracht. Alternative Ausführungsformen sind durch die Rippen 27 und 27' gegeben. Die Rippe 27 trennt nicht die farberzeugenden Phosphorstreifen in Farbtrios, wie dies bei den Rippen l8 der Fall ist, sondern wird von einem der Streifen getragen. Die Rippe 27' überbrückt ein Paar von farberzeugenden Streifen, und kann hinter der Aluminiumsehicht 22 angeordnet sein.

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Die Fig. 5 bis 8 zeigen verschiedene Verfahren der Herstellung der Bildschirme nach den Pig. 3 und 4, In Fig. 5 ist eine Reihe von drei verschiedenen farberzeugenden Phosphorstreifen auf der Frontplatte 11 angeordnet, unter Verwendung der wohlbekannten Photowiderstandsverfahren können die Phosphore mit phot ©empfindlichen Trägern zur Erzeugung einer Aufschlämmung- vermischt werden oder die Phosphore können als Alternative aufgestäubt oder in anderer Weise aufgebracht werden, nachdem eine photoempfind-Iiehe Schicht aufgebrauht und belichtet wurde. Die Belichtung des photoempfindlichen Materials kann durch die Frontplatte 11 oder von der Innenseite derselben aus erfolgen. Dabei sind drei aufeinanderfolgende Verfahrensreihen erforderlich; und zwar jeweils eine Reihe für jede Farbe. Die Schicht muss aufgebracht, unter genauer Fluchtung mit einer optischen Matrize belichtet und anschliessend zur Beseitigung des ungehärteten Materials entwickelt werden. Bei der Herstellung eines Schirms für eine Schattenmaskenröhre wird die Frontplatte gewöhnlich gedreht und zum Aufbringen der photoempfindlichen Schicht geschwenkt. Diese Drehbewegung sollte in eine Hin- und Herbewegung geändert werden, so dass die Rippen 18 nicht das reibungslose Aufbringen der photoempfindlichen Schicht beeinträchtigen. Werden die Rippen angebracht, nachdem die Farbphosphore aufgebracht wurden, so kann dfe Aufschlämmung gedreht und verschwenkt werden. Der nächste Schritt besteht darin, das. Indexmaterial aufzubringen, entsprechend 21 der Fig. 5 oder 23 der Fig. 4. In einem aus drei Lägen bestehenden Schirm kann dies eine schwierige und mühevolle Aufgabe sein, wie die Erfahrungen von Saulnier und vom Anmelder gezeigt haben. Ferner wird in e inem üblichen Schirm mit drei Lagen der Indexstreifen zuletzt gebildet, so dass jede Ünvollkommenheit bei diesem Verfahrensschritt sehr kostspielig wird, weil dadurch der Zeitaufwand und die Mühe hei der Anordnung der drei Phosphore und der dünnen Aluminiumschicht hinfällig werden. Um

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diese Schwierigkeiten zu vermeiden und damit die Produktion zu erhöhen., sieht die Erfindung die direkte Anordnung des Indexphosphors an der erhöhten Rippe vor. Fig. 5 zeigt die mechanische Abgabe des Indexphosphors 20 auf die Rippen 18 mittds der Auftragsrolle 26. Hierin liegt ein einfaches aber äusserst vorteilhaftes Merkmal der Erfindung. Es wird darauf hingewiesen, dass, obwohl die Aluminiums chi ent 23 in Fig. 5 nicht dargestellt ist, diese verwendet werden kann, falls dies gewünscht wird und dass sie am besten aufgetragen wird, bevor der Überzug mittels der Auftragrolle angebracht wird.

In Fig. 6 ist ein photographisches Verfahren zum Aufbringen der Indexstreifen dargestellt. Dieses Verfahren kann wünschenswert sein, wenn die Krümmung der Frontplatte oder irgend ein anderer Umstand die Anordnung eines mechanischen Auftrags des Indexphosphors ausschliesst. Die photoempfindliche Schicht kann auf den Rippen 18 durch Aufsprühen oder durch Auftragen einer Aufschlämmung oder in anderer Weise aufgebracht werden. Die Strahlung von der Ultravioläfcquelle 28 wird durch die Vorderseite des Schirms geleitet oder sie kann von hinten aufgebracht werden, um die photoempfindliche Schicht zu polymerisieren. Die beiden Vorteile in einer Belichtung von der Vorderseite aus bestehen darin, dass wie dargestellt 1. die farberzeugenden Phosphorstreifen das ultraviolette Licht schwächen und 2. die dem Glas am nächsten liegende Schicht zuerst polymerisiert. Der erste Umstand trägt dazu bei, das Indexmaterial aus dem Bereich des Farbphosphors des Schirms herauszuhalten (falls notwendig kann kurzzeitig den Farbphosphoren eine gelbe Farbe zugefügt werden, um die übertragung von Blau und Ultraviolett weiter zu unterdrücken) und das zweite Merkmal ergibt eine bessere Haftung der Phosphore an der Frontplatte und macht die Belichtungszeit weniger kritisch. Ein weiterer Vorteil einer Belichtung von vorne, und in der Tat der grösste Vorteil, wenn ein Photowiderstandsverfahren für die Schirmherstellung verwendet wird, besteht darin, dass die Frontplatte und der Trichterabschnitt der Röhre durch eine Flamme vor dem Aufbau des Schirms

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verschmolzen werden können. Auf diese Weise wird die Notwendigkeit einer Verschmelzung mittels Fritte vermieden was sehr langsam vor sich geht und bis zu vier Stunden dauern kann; darüberhinaus wird die Notwendigkeit eines Schleifens der mittels Fritte zu verbindenden Glasflächen vermieden, wodurch eine entsprechende Kosteneinsparung erzielt wird.

Damit wird durch die Verwendung von erhöhten Rippen 18 unabhängig davon ob ein direkter Auftrag des Indexphosphors oder ein Photoauftrag des Indexphosphors erfolgt, eine wesentliche.

Verbesserung des Herstellungsverfahrens für T)rei farhajv-Kat.ho·-

denstrahlröhrenschirme für Farbkineskope erhalten.

Besondere Erwägungen sind am Platze, wenn das Photoverfahren an der Vorderseite der Front platte verwendet wird und dies wird mit Bezug auf Fig. 6 in Verbindung mit Fig. 6h und Pig. 4 erläutert. In Fig. 4 sind die farberzeugenden Parbtrios 12B* l4R und 16g an der Vorderseite der Frontplatte befestigt. Die Aluminiumschicht 22 ist an der Oberseite der Farbtrios angeordnet und befindet sich an der Oberseite einer Rippe 18, die bei 24 dargestellt ist. Es stellt sich die Frage, wie die Strahlung der Ultraviolettquelle 28 (Fig. 6) die Aluminiumschicht 22 durchdringen kann,um dadurch den Photowiderstand zu härten und das Indexmaterial 25 an der Oberseite der Aluminiumschicht bei 24 anzubringen. Hierfür gibt es eine Anzahl von Antworten:

1. durch unmittelbare Beobachtung hat sich gezeigt, was von Saulnier bestätigt wird, dass eine glatte' und kontinuierliche Aluminiumschicht, wie sie üblicherweise am Schirm einer Kathodenstrahlröhre verwendet wird, einen bestimmten Durchlässigkeitsgrad besitzt. Dies bedeutet, dass mit ausreichender Belichtungszeit und Bäichtungsintensität der Indexphosphor 25 an der rückwärtigen Seite

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der Aluminiumschicht 22 befestigt werden kann; 2» kann die Aluminiumschicht durch ein geeignetes Schab- oder Polierwerkzeug von der Rippe abgekratzt werden. Schliesslich kann

5. wie in Fig. 6h dargestellt ist, die Rippe 18 derart geformt oder geschärft sein., dass die Aluminiumlage 22 in den Bereich, in welchem der Indexphosphor 2> aufgetragen werden soll, aufgebrochen wird.

In jedem Falle ist es erwünscht, die Intensität der im Photowiderstandsverfahren verwendeten Strahlung zu erhöhen» Häufig wird zur Auflagerung der farbemetierenden Phosphore mittels dieses Verfahrens in einer Schattenmaskenröhre eine Quecksilberhochdrucklampe mit einer Leistung von 1000 Watt verwendet. Der dabei entstehende Quecksilberlichtbogen erzeugt ultraviolette- und blauweisse sichtbare Strahlung zur Belichtung des Photowiderstands durch die öffnungen in der Schattenmaske. Eine besondere Quarzoptik wird dazu verwendet, das Licht zu konzentrieren. Der Gesamtwirkungsgrac' ist niedrig und es ist eine Wasserkühlung zur Abkühlung der abgestrahlten Wärme erforderlich. Eine derartige Lichtquelle braucht mehrere Minuten für die richtige Belichtung. Die Belichtung muss für jeden Farbphosphor oder Indexstreifen der durch das Phfcoverfahren angebracht wird, wiederholt werden. Bei grossen Produktionszahlen ist dies ein sehr zeitraubender und kostspieliger Vorgang.

Gemäss der vorliegenden Erfindung werden die lineare Form der ■ aufzubringenden Phosphorstreifen und die einzigartigen Eigenschaften von KunststoffscintiUatoren verbunden, um die Belichtungszeit zu verringern. So ist die Ultraviolett lichtque He 28 in Fig. 6 zylinderförmig dargestellt und von einem besonders ausgebildeten KunststoffscintÜLator 29 umgeben. Zwischen dem Scintillator und der Lampe ist ein Raum für Luftkühlung vorhanden. Die ultraviolette Strahlung aus der Quecksilberdampflampe

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trifft auf die Seitenwände der Polie 29 und verursacht ein Scintillieren im Inneren der Folie. Die dabei erzeugte optische Strahlung wird durch Innere Beflexionen | im Scintillator 29 zur Ausgangsklemme 30 ,geleitet. Der Ausgang 30 bildet damit eine längliche bandartige Lichtquelle und liegt parallel zu den Streifen am Bildschirm« Zur Würdigung der durch diese Anordnung hinsichtlich der Verringerung der Belichtungszeit erzielbaren Vorteile gegenüber einer punktförmigen Lichtquelle werden anschliessend übliche Abmessungen der Kombination nach Fig. 6 angegeben: Die Frontplatte 11 besitzt eine Höhe von 30,2 ein (12 Zoll) und desgleichen die Scintillatorfolie 29. Die Dicke der Folie 29 beträgt näherungsweise 0,38 mm (0,015 Zoll). Die

ο Lichtfläche besitzt demnach eine Fläche von 302 χ 0,76 mm .

Dies stellt eine Verbesserung um einen Faktor 302/0,76 dar oder um den Faktor 400 gegenüber einer '. punktförmigen Lichtquelle mit den Abmessungen 0,76 χ 0,76 mm . Es ist offensichtlich, dass die Verbesserung umso grosser ist, je grosser der Schirm und je länger die Lichtquelle bemessen ist.

Die Quecksilberdampflampe 28 kann eine Hochdruck- oder eine Niederdrucklampe sein und mit kurzen oder langen Wellen arbeiten.

Der Scintillator 29 kann von Nuclear Enterprises, San Carlos, Kalifornien, bezogen v/erden (Typenbezeichnung NE-102 und NE-111). Als Alternative wird auf die USA-Patentschrift 2 710 284 (HYMAN) wegen Einzelheiten von Kunststoffscintillatoren verweisen. Der Quanten-Wirkungsgrad dieser Scintillatoren, nähert sich 100 %. Der Lichtverlust durch die Seitenwände,ist annehmbar. Nichtsdestoweniger kann eine zweite Schicht, welche ihre eigenen Scintillatfonen durchlässt, beispielsweise die Schicht 31, dazu verwendet werden, auf die Strahlung von der Seitenwand bei 29 anzusprechen und diese einzufangen. Der Lichtverlust durch innere Reflexionen ist gering. Schliesslich sind die Sc inti Hat ionen der Type NE-102 von blauweisser Farbe, so dass der Durchtritt derselben durch die Frontplatte, die aus gewöhnlichem KathodenstrahIrohrglas besteht, hoch ist, und die Fähigkeit, das photoempfindliche Medium

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zu polymerisieren ist gut. Damit wird eine erheblich verbesserte Lichtquelle zur Herstellung von streifenartigen Bildschirmen geschaffen.

Nunmehr werden Variationen in der Lichtquelle und ihre Verwendung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In Fig. 6 befindet sich der Licht streif en JO ausserhalb der Frontplatte 11 in der Nachbarschaft derselben und fluchtend mit der Rippe 18, welche das photoempfindlüie Material trägt. Der Lichtstreifen j50 kann längs der Frontplatte absatzweise angeordnet sein, um aufeinanderfolgend in Fluchtung mit jeder Rippe 18 zu liegen, oder er kann sich im Abstand zur Frontplatte befinden, um den Photowiderstand durch die Maske 6Ö zu belichten. Im letzteren Falle können öffnungen 6l in der Maske 60 fluchtend mit den Rippen 18 angeordnet sein. Diese öffnungen sind gegenüber den Rippen versetzt, abhängig von der Entfernung zwischen der Lichtquelle 28 von der Frontplatte 11. Die dargestellte Anordnung ist für einen sogenannten parallelen Lichteirtritt bestimmt. Das beste Verfahren bezüglich der Verringerung der Belichtungszeiten besteht jedoch darin, eine Mehrzahl von Lichtstreifen neben der Vorderplatte vorzusehen, wobei ein Lichtstreifen fluchtend mit einem Streifen des zu belichtenden Photowiderstands angeordnet ist. Dies lässt sich durch Anordnung einer Mehrzahl von Scintillatorfolien erreichen, die ähnlich wie die Folie 29 ausgebildet sind, und welche in einer Vorrichtung angeordnet sind, die der Oberfläche der Frontplatte entsprechend angeordnet ist. Die Folien können wie Seiten in einem offenen Buch aufeinandergestapeIt sein, um die Eingangsstrahlung über eine breite Oberfläche aufzunehmen. Fig. 9 zeigt den Lichtstreifen 30 im Brennpunkt eines Linsensystems. Der Ausgang der Linse besteht aus einem im wesentlichen parallelem Licht. Die Lichtquelle gemäss Fig. 9 kann einen grossflächigen kollimierten Strahl zur Belichtung der gesamten Frontplattenfläche liefern. Die Lichtquelle kann auch kleiner gemacht

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werden und näher an der Frontplatte des Bildschirms angeordnet werden. Schliesslich ist ein trichterartig ausgebildeter Kunststoffseintillator 51 in einer Seitenansicht in Fig. 9 dargestellt, vjeIcher einen Austrittsbereich 52 aufweist, der einer pnnktförmigen Lichtquelle entspricht. Der Scintillator 5.1 kann die primäre Lichtquelle umgeben, ähnlich der Anordnung von 29 und 28 oder er kann durch Strahlung erregt werden, welche durch , die Öffnung 51 im Trichter eintritt, oder auf beliebige andere Weise. Vorzugsweise ist die Trichterwand geringfügig verjüngt ausgebildet, um am Austrittsbereich 52 eine erhöhte Dicke aufzuweisen. Die Öffnung im Trichter bei 52 sollte geschlossen sein, um eine maximale Konzentration des Lichtausgangs zu erzielen. Geeignete primäre Erregerquellen sind Hochdruckquecksilberbogenlampen des Typs ZA-I die von Zenith Radio Research Corp. hergestellt werden und eine Lichtbogenlänge von näherungsweise 2,5 cm aufweisen, sowie die Hochdruckquecksilberdampflampe BH-6 von General Electric Company.

Selbstverständlich können andere Quellen primärer Strahlung zur Erregung des Scintillators verwendet werden, beispielsweise luftgekühlte Quecksilberdampflampen mit kurzem Lichtbogen und Plasmaquellen, die mit Zink arbeiten, welches ausgeprägte Spektrallinien im Bereich von 3500 i? aufweist. Eine Frontplatte mit Schattenmaske und Rahmenanordnung ist bei 5^ dargestellt, um die Belichtung vom Trichter 51^ä über se±E Austrittsöffnung aufzunehmen.

So wünschenswert die vorausgehend dargestellten Anordnungen sind, so wird darauf hingewiesen, dass mit Ausnahme des direkten Auftrags von Indexphosphor durch das Auftragsrolleverfahren nach Fig. 5 alle ein Photoverfahren verwenden. Das Photoverfahren stellt eine hochentwickelte Technik dar, und liefert äusserst brauchbare Ergebnisse. Es 1st jedoch langsam, kritisch bezüglich der Belichtung und verbraucht viel der zur Verfügung stehenden Fertigungszeit. Darüberhinaus erfolgt die Ablage der Phosphorstreifen in

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Aufeinanderfolge, so dass bei einem schadhaften Auftrag des letzten Streifens die vorausgehenden Streifen wertlos sind. Deshalb verwenden die Anordnungen der Fig. 7 und 8 kein Photoverfahren für die Herstellung von Zeilenschirmen für Dreifarben-Kathodenstrahlröhren (Linelscreen beam-index target screens).

In Fig. 7" ist ein Verfahren zum Aufdrucken von Phosphor streifen auf ein Substrat bzw. die. Frontplatte 11 dargestellt. Eine Vorrichtung 40 trägt eine Anzahl von Bürsten, welche das Indexmaterial und die farberzeugenden Phosphore gleichzeitig auftragen* Die Indexbürste 32 trägt das Indexmaterial, die Bürste J4B den blauen Phosphor, die Bürste 36R den roten Phosphor und die Bürste 36G den grünen Phosphor auf. Alle vier Bürsten werden durch die Vorrichtung 4o fluchtend gehalten, welche ebenfalls die Phosphorfarben den Bürsten zuführt. Die vier Streifen werden fluchtend mit der Rippe l8 durch die Rolle 42 geführt, die an der Vorrichtung 40 befestigt ist. Die Verwendung einer Rippe l8 für diesen Zweck ist neu und vorteilhaft. Die Rippe trägt sowohl das Indexmaterial und führt die Bürsten, um die richtige Fluchtung und Anordnung der farberzeugenden und Indexsignal erzeugenden Streifen aufrechtzuerhalten. Wenn diesem Bildschirm hohe Spannungen augeführt werden sollen, so kann ein durchlässiges elektrisch leitendes Raster verwendet werden, wie dies '/on Saulnier angegeben wurde. Als Alternative kann, falls eine Platte und konti~ nuierliche Aluminiumschicht ähnlich der Schicht 22 unterhalb des Indexmaterials gewünscht wird, der Bürstvorgang in awei Stufenerfolgen. Die Bürsten J4B, JöR und 56G tragen den blauen., roten und grünen Phosphor auf. Die Alutainiumschicht wird aufgetragen, worauf die Iridexbürste 32 das Indexmaterial aufträgt. Die Vorrichtung kO Iz&nn eine einzige Gruppe von Phosphoreo auftragen., beispielsweise sine Unzahl von Phosphorgruppen, indem sie in ihrer Länge entsprechend bemessen wird. Zusätzlich zum Aufbürsten können andere Verfahren des Phosphorauftrags verwendet beispielsweise .flammsprühen unü/oüev elektrostatisehes

S 8 i 8 01 i Q S 1 4

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Aufsprühen. Ferner kann das frühere Verfahren des Anmelders, welches einen abwalzbaren Bildschirm verwendet benützt werden. In jedem Falle wird die Führung durch die Rippen 18 dazu ausgenützt ^ die richtige Fluchtung der Streifen an der Frontplatte zu erhalten.

Die Fig. 8 ist der Fig. 7 ähnlich, mit der Ausnahme, dass die Vorrichtung 40.sowohl durch die Rippe l8und die Frontplatte 11 geführt wird. Dabei wird die Rolle 44 in ihre Lage an der Ecke zwischen Rippe l8 und Frontplatte 11 mittels Federkräfte gebracht, die bei 4l und kj zur Wirkung kommen. Marken 45 an der Innenseite der Frontplatte 11 können anstelle der Rippe l8 in Verbindung mit einer Servosteuerung 62 verwendet werden. Die Marken 45 können aus elektrisch leitender Fritte bestehen, die in der Frontplatte eingebettet oder auf ihr aufgebracht ist oder aus einem Streifender sich optisch gegenüber dem· übrigen Teil der Frontplatte unterscheidet» Daher können elektrisch® oder optische Fühler dazu verwendet werden^ eine mit Rückkopplung arbeitende Vorrichtung 62 zum Aufdrucken der Phosphorstreifen zu führen» Die Phosphorstreifen werden üblicherweise in ©iner Dicke von etwa 0,025 mm (0,001 Zoll) aufgebracht. Daher kann, falls die Marken 45 dünner oder nicht viel grosser als 0,025 mm ^Jsind], eine elektrisch leitende Schicht, die aus einem durchlässigen Raster besteht, unmittelbar auf den Phosphorstreifen befestigt werden. Dadurch wird eine Stabilisierung der Spannung am Bildschirm erhalten und es ist möglich, dass die Indexstrahlung vom Bildschirm nach hinten sum Scintillator-detektor 6 (Fig. 1) gelangt. Die Marken 45 können durch die Indexstreifen selbst gebildet werden. Im allgemeinen wird ein Sprühverfahren der Verwendung von Bürsten vorgezogen, wenn der Bildschirm auf einer Vorderplatte mit unebener oder sphärischer Fläche aufgebracht wird.

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Jiezüglich Einzelheiten des FlammsprUhverfahrens wird auf die öSÄ-Pateotschriften 2 86l 900 (Smith), 3 235 790 (Mondain Manval) und 3 358 114 (Jnoue) verwiesen. Für die Einbettung von ■■ Phosphors π in eines metallischen Schirm wird auf die USA-Patentschrift 3 I?? 36I (Eolowaty) verwiesen. Einzelheiten einer elektronischen Steuerung der Druckfarben und Phosphors sind dem 'Vide ο jet"-Verfahren der A,B. Dick Company zu entnehmen^ sowie dem Automation Magazine, Seite 90, vom Mai 1968. Das "Videojet"-Verfahren vsrwsndet im v/e se nt Ii ehe η eine schmale Metallkammer mit einem Durchmesser von etwa 0^32 mm (1/8 ZoIlJ und einer Länge von 12,7 kri (i/2 Zoll), die an einem Ende eine Austrittsmündung zwischen 0,05 mm und 0,078 mm (0,002 Zoll und 0,003 Zoll) aufweist. Wird eine derartige Anordnung an eine unterdruck stehende Druckfarbe angesohlossen, so wird diese durch die Austrittsmündung eis nicht einheitlicher Spülstrahl abgegeben, vergleichbar zu el3η Verhältnissen bei einem Gartenschlauch. Wird die Anordnung j3doch durch eine Überschallquelle erregt·, beispielsweise durch eine mit Wechselstrom betriebene Spule oder durch einen piezoelektrischen Kristall, so wird die Druckfarbe von der Austrittsraüiidung als ein Strom von Tropfen mit gleichmässigem Durchmesser abgegeben, und zwar mifc einer Geschwindigkeit, die der Frequenz: j des ErregersignaIs entspricht_s Wird beispielsweise die Anordnung mit 75 kHz angetrieben, so enthält der Druckfarbenstrom 75 000 Tropfen pro Sekunde. Wird der Strom durch eine Austrittsmündung mit einem Durchmesser von 0,05 mm (0,002 Zoll) erzeugt, so weist der auf einem Stück Papier erhaltene Fleck eine Grössenordnung von 0,25 mm im Durchmesser (0,01 Zoll) auf. Es wird hier auf die USA-Patentschriften 3 W 28o (Diprose) und 3 4θ4 221 (Loughren).

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 3 wird die Harzschicht 9 und die Implosionsschicht 8 in einem der abschliessenden Stufen in

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13 213990.

der Herstellung des Farbkineskops auf die Frontplatte der Röhre aufgebracht. Die Eigenschaften der Implosionsschicht 8 und der Schicht 9 haben in einem Dreifarbensystem (beam indexsystem) eine weitere Bedeutung, übliches Frontplattenglas (Corning 9019 klar, 9024 gefärbt, pdLiert, 40 % Durchlässigkeit, 9026 gefärbt, poliert, 50 % Durchlässigkeit) lässt eine Strahlung durch, welche einen engen Bereich des ultravioletten Spektrums zwischen näherungsweise 5 600 bis 4 000 S einnimmt. Jedoch.fet dies gerade der Wellenbereich, in welcher der B-I6 Phosphor (Calcium-Magnesiumsilikat) in Abhängigkeit vom Elektronenaufprall eine Strahlung abgibt; die Strahlung in diesem Wellenbereich erregt den Seltüilatoräetektor 6. ·

Es hat sich gezeigt, dass selbst wenn der Schirm aus einer lichtundurchlässigen Schicht von Phosphoren besteht., über welcher eine lichtreflektierende Aluminiumschicht angebracht ist,, dennoch ein gewisser,Anteil sichtbarer Strahlung durch den Schirm und die Frontplattenanordnung gelangt. Nach Schätzungen nach Saulnier ist dieser Strahlungsdurchtrltt in einer Grossen-Ordnung von 3 %» Der Anmelder hat diese Messung nicht durchgeführt, jedoch die Wirkungen des Tageslichts und einer künstlichen Beleuchtung auf den Scintillator β unß. den. Photodetektor 5 gemessen. Der ultraviolette Anteil dieser Belichtung ι-ίίνά durch die Glas-Frontρlatte, den Bildschirm und den Trichter der Röhre hindurchgelassen. Er trifft auf den Scintillator β und macht sich als Rauschen bemerkbar, weiches das Indexsignal im Ausgang des Photodetektors einhüllt. Dies ist im höchsten Graöe unerwünscht. Zum Glück gibt es dabei eine einfache Lösung= Ss wurde festgestellt, dass einige eier Harssoialehten die übliche?= weise zur Verbindung der implo'sionsschicht 8 mit äer Frontplatte 11 verwendet werden, gerade die gewünschten Übertra.-gungseigenschaften besitzen. Diese Haloschicht überträgt sichtbare Strahlung oberhalb 4 000 R in der gewünsöfofcen Weise und

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SAO

schwächt die das Rauschen erzeugende ultraviolette Strahlung zwischen 3 500 bis 4 000 )u Daher übernimmt die Harzschicht 9 die wichtige, bisher Offenbar nicht erkannte zusätzliche Aufgabe unerwünschte ultraviolette Strahlung an einer Erregung des Kunststoff scintillators 6 zu hindern, weIcher hinter dem Bildschirm angeordnet ist. Auf diese Weise wird das Verhältnis zwischen Signal und Rauschen im Index-Kreis 5 verbessert und es wird eine Synchronisierung des nichtdargestellten Röhrenschaltkreises mit niedrigeren Elektronenstrahlströmen möglich. Auf diese Weise werden j'^ ein grösserer Kontrast und eine grössere Helligkeit im wiedergegebenen Bild erhalten. Die USA-Patentschrift 3 382 393 (Schwartz) beschreibt die Harzschicht. Als Alternative kann die Frontplatte oder die Implosionsschicht aus Spezialglas gefertigt werden, damit alle optische Strahlung geschwächt wird, auf welche der Scintillator anspricht. Eine weitere Alternative besteht darin, NE-102, nämlich das Material, aus welchem der Scirüllator 6 besteht, als Filter für die Frontplatte zu verwenden. Dieses Material schwächt ultraviolette Strahlung unterhalb 4 000 Ä in ausgeprägter Weise und ist für sichtbare Strahlung in hohem Masse durchlässig. Diese ungewöhnliche Eigenschaft ermöglicht es, einen Scintillator 6 ohne störenden Einfluss vom sichtbaren Inhalt des Bildes zu verwenden, welcher mit dem Bildschirm erzeugt wird.

BADORIOiNAL

Claims

id Marshall Goodman 4o 395

Neue Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer Kathodenstrahlröhre, gekennzeichnet durch folgende Schritte für die Fertigung der strahlenemittierenden Zeilenschirm-Bildschirm-Anordnung: ** . . ,,

1) Herstellung einer länglichen Bezugsmarke auf einem Substrat, auf welchem der Zeilenschirm befestigt werden soll, wobei die Bezugsmarke ein Material umfasst, welches Steuersignale abgibt, die sich von den vom Substrat abgegebenen Signalen unterscheiden,

2) Erzeugung der Steuersignale als optische Signale durch Zuführen von Energie zu dem genannten Material, oder durch Anordnung eines elektrischen Tastkopfes am genannten Material zur Erzeugung elektrischer Steuersignale oder Zuführung eines mechanischen Fühlers zu der als Diskontinuität vorliegenden Bezugsmarke.

3) Aufbringen länglicher Streifen eines auf Elektronen ansprechenden, Strahlung aussendenden Phosphormaterials auf dem genannten Substrat fluchtend zur genannten Bezugsmarke und

4) Steuerung der relativen Verschiebung zwischen der länglichen Bezugsmarke und den Streifen des strahlungsemittierenden Phosphormaterials abhängig von den genannten Steuersignalen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbringung der Streifen des Phosphormaterials fluchtend mit der Bezugsmarke das Merkmal einschliesst, dass gleichzeitig mindestens zwei verschiedene farberzeugende Phosphore aufgebracht werden.

eingegangen am..ik..Ji_2L,

jL Verfahren nach Anspruch 1, gekenusslehnet durch die zusätzlichen Schritte-, dass

1) eine elektrisch leitende Schicht auf den genannten Streifen aus Phosphormaterial aufgebracht wird, und

2) auf der genannten elektrisch leitenden Schicht läng- __„ liehe Streifen aus auf Elektronen ansprechendem strahlungsemittierendem Material fluchtend zur ge ^- nannten Bezugsmarke aufgebracht werden.

4. Kathodenstrahlröhre mit einem Bildschirm und eine Elektronenkanone zur Abgabe eines Elektronenstrahls, welcher den Bildschirm abtastet, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm aus einer Anzahl von im Abstand voneinander angeordneten, streifenförmigen Bereichen zur Erzeugung einer Mehrzahl von verschiedenen Farben besteht, mit elektromagnetischen IndexsignaIen,· welche die Lage des Elektronenstrahls am Bildschirm angeben und mit einer Anzahl von im Abstand voneinander angeordneten kontinuierlichen, streifenförmigen Abschnitten eines elektrisch leitenden Materials, welche fluchtend mit den genannten streifenförmigen Bereichen angeordnet sind.

5. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Verbindung der genannten streifenförmigen Abschnitte aus elektrisch leitendem Material mit einer gemeinsamen Spannungsquelle, um alle streifenförmigen Abschnitte auf einem gleichen Potential zu halten.

6. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, dass.der Bildschirm eine Anzahl von in wiederholender Folge angeordneten Gruppen von mindestens zwei verschiedene Farben erzeugenden streifenförmigen Elementen aufweist, die fluchtend mit Indexsignal erzeugenden

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\,ΊΑ

streifenförmigen Elementen angeordnet sind, und dass öle im Abstand voneinander angeordneten Abschnitte aus elektrisch leitfähigem Material eine glatte und kontinuierliche Schicht aus für Elektronen durchlässigem Aluminium aufweisen, die auf den genannten farber zeugenden Elementen angeordnet istf_o'

7. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch S₃, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumschicht im wesentlichen die gesamte Tarberzeugende Fläche der streifenförmigen Elemente abdeckt.·

8. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass die das Indexsignal erzeugenden, im Abstand voneinander liegenden_s streifenförmigen Elemente auf dem Bildschirm zwischen den voneinander im Abstand angeordneten streifenförmigen Abschnitten der Aluminiumschicht angeordnet sind»

9. Kathodenstrahlröhre für Farbfernsehen, gekennzeichnet durch eine Umhüllung mit einer aus Glas bestehenden Frontplatte, welche eine Mehrzahl von im Abstand voneinander angeordneten Rippen aufweist, die durch verhältnismässig enge" Strei- ■ fen gebildet werden, welche über die Glasfläche an dem rückwärtigen Abschnitt vorstehen, wobei die Frontplatte ferner eine Anzahl von verschiedenen ₉ streifenförmigen, farbenerzeugenden Elementen fluchtend eu den genannten Rippen aufweist und eine Einrichtung zur Abgabe eines In-

" dexsignals aus einem auf Elektronen ansprechenden strahlungsemittierenden, ein Indexsignal erzeugenden Material besteht, Vielehes auf die Rippen aufgebracht ist.

10. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Schicht aus einem für Elektronen durchlässigen elek-■ trisch leitenden Material, welches hinter den genannten streifonförmigen, farberzeugenden Elementen angeordnet ist.

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eingegangen am....i£ii7£_

11. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet _s dass die für Elektronen durchlässige Schicht auf den im Abstand voneinander angeordneten Glasrippen aufgebracht ist und dass das Signal erzeugende Material an der rückwärtigen Seite dieser Schicht befestigt ist. **■

12. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das signalerzeugende"Material eine Indexstrahlung im ultravioletten Bereich des Spektrums aussendet.

13· Kathodenstrahlröhre nach-Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Rippen aus Glas bestehen, welches einstückig mit der Frontplatte geformt ist.

14. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 9» uadui-oü gtakemi2G lernet ^ dass die genannten Rippen von der Frontplatte getrennt sind und an der rückwärtigen Seite der genannten farberzeugenden Elemente angeordnet sind.

15. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass die verhäl tnismässig schmale Rippe weniger als 10 % des Raums zwischen nebeneinanderliegenden Rippen einnimmt.

16. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnetdass die farberzeugenden Elemente zwischen den Rippen angeordnet sind.

17. Kathodenstrahlröhre, welche eine Elektronenkr^none zur Erzeugung eines zur Abtastung geeigneten Elektronenstrahls und eine Frontplatte mit einem Bildschirm aufweist, welcher eine Anzahl von verschiedenen Farben und eine optische Indexstrahlung aussendet.; welche eine Anzeige für die Lage des Elektronenstrahls am Bildschirm gibt, und mit einer auf die optische Indexstrahlung ansprechenden Indexsignal-erzeugenden Einrichtung, welche hinter dem BiId-

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schirm angeordnet Ist, gekennzeichnet durch eine optische Filtereinrichtung, welch© der Prontplatte zugeordnet ist, um die optische Strahlung im Wellenbereich der genannten Indexsignale erheblich zu schwächen, während gleichzeitig die verschiedenen Farben durchgelassen werden. _Λ

IB. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Indexstrahlung im ultravioletten Bereich des Spektrums liegt und dass das optische Filter die optische Strahlung unter näherungsweise 40Ö0 Angstrom dämpft.

19. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 18, gekennzeichnet,durch einen Implosionsschirm und eine optisch reine Schicht zur Verbindung des Implosionsschirms mit der Frontplatte, wobei diese Schicht im wesentlichen alle optischen Signale unterhalb der sichtbaren Wellenlängen dämpft.

20c Kathodenstrahlröhre nach Anspruch IJ, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Lieferung der Indexsignale aus einem Szintillator besteht, welcher auf- ultraviolette Strahlung anspricht und dass die optische Filtereinrichtung im wesentlichen alle ultraviolette Strahlung dämpft.

21- Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Szintillator für sichtbare Strahlung durchlässig ist und nicht auf sichtbare Strahlung anspricht,,

22.'Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 21,, gekennzeichnet durch eine dem Bildschirm zugeordnete Einrichtung zur Erzeugung einer optischen Indexstrahlung im Wellenlängenbereich zwischen 3500 und 4000 Angström.

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»ingegangen

S£>* Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch einen Glastrichterbereich, welcher· mit der Prontplatte verbunden ist und dass die genannte, das Indexsignal liefernde Einrichtung aus einem grossflächigen Szintillator besteht, der benachbart dem Trichterbereich angeordnet ist, mit einem elektrisch* leitenden, optisch undurchlässigen Überzug an der Innenseite des Trichters und mit einer Anzahl von Penstern in diesem Überzug im Bereich des genannten grossflächigen Szintillator s.

24, Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 23/ gekennzeichnet durch einen Implosionsschirm und eine optisch reine Schicht zwischen dem' Implosionsschirm und der Frontplatte, wobei diese Schicht im wesentlichen alle optischen Signale unterhalb der sichtbaren Wellenlänge dämpft.

25« Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch ein·: neben der Frontplatte angeordnete optisch reine Schicht, wobei diese Schicht im wesentlichen alle optischen Signale unterhalb der sichtbaren Wellenlänge dämpft.

26. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet., dass der grossflächige Szintillator die genannten verschiedenen Farben durchlässt und nicht auf diese anspricht.

27. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I₁ gekennzeichnet durch ein eine photoempfindliche Schicht tragendes Substrat (11), eine Lichtquelle (28), von welcher Licht auf das Substrat geleitet wird, durch eine fluchtend mit der Lichtquelle und dem Substrat angeordnete optische Maske (60), welche ein Muster mit Bereichen aufweist, die wahlweise für das Licht der Lichtquelle durchlässig und undurchlässig sind, wobei die Lichtquelle aus einer primären Quelle erregender Strahlung (28) besteht und eine verhältnismässig breite Folie (29) aus

Szintillatorraaterial gegenüber der primären Strahlungsquelle so angeordnet ist, dass sie von der erregenden Strahlung in einem wesentlichen Bereich getroffen wird, und eine optische Strahlung im Inneren des Szintillator erzeugt wird, die in einer Reihe von inneren Reflexionen durch den Szintillator übertragen wird, und ferner die Folie einen verhältnismässig schmalen Austrittsbereich (30) aufweist, welcher'eine konzentrierte Lichtquelle darstellt. · ^:' ■ ' ν

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Szintillatorfolie einen breiten Bereich aufweist, welcher als dünner Trichter ausgebildet ist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die primäre Erregerstrahlungsquelle axial gegenüber der öffnung im genannten Trichter angeordnet ist«

30. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Szintillatorfolie einen breiten Bereich auffielst, welcher als Hohlzylinder geformt ist»

31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerstrahlungsquelle aus einer ultravioletten Lampe besteht, die innerhalb des Hohlzylinders angeordnet ist«

32. Vorrichtung nach Anspruch 31» dadurch gekennzeichnet, dass die ultraviolette Lampe länglich ausgebildet ist und im wesentlichen die gleiche Länge wie die zylindrische Szintillatorfolie aufweist.

33i Vorrichtung nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch eine ziveite breite Szintillatorfolie, die neben der ersten Szintillatorfolie angeordnet ist und auf die Strahlung von dieser anspricht.

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eingegangen am i

Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Matrize aus einer Schattenmaske und einer Rahmenanordnung einer mit drei Elektronenstrahlkanonen ausgestatteten Kathodenstrahlröhre besteht., wobei die Schattenmaske Tausende von öffnungen.aufweist, durch welche das Lich hindurchtritt, und wobei das photoempfindliche 'Werkstück aus der Prontplatte einer Kathodenstrahlröhre besteht und sine photoempfindliche Schicht an der Innenseite der Prontplatte besitzt, um an dieser farberzeugende Phosphorteilchen zu befestigen, wobei die Rahrnenanordnung eine Einrichtung zum Halten der Schattenmaske in Fluchtung mit der Frontplatte aufweist.

35· Vorrichtung nach Anspruch 27» daaur-oh die optische Matrize eine Anzahl von durchlässigen Linien aufweist* die im Abstand voneinander liegen, um eine Reihe zu bilden, wobei das photoempfindIiehe Werkstück aus einer Frontplatte einer Kathodenstrahlröhre besteht, welche an ihrer Innenseite eine photoempfindliche Schicht aufweist, um farberzeugende Phosphorteilchen an der Frontplatte festzulegen und wobei die durch den Szintillator gebildete Lichtquelle eine Austrittsanordnung aufweist, aus welcher die optische Strahlung abgegeben wird-, mit einer Einrichtung sur Einstellung der optischen Matrize in Pluchtung mit der Licht» quelle in soldier Weise, dass die schmale längliche Austritts anordnung der Lichtquelle parallel sur genannten Reihe von im Abstand voneinander angeordneten Linien liegt.

36. Vorrichtung nach Anspruch 35* dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle eine Anzahl von schmalen länglichen Austrittsanordnungen aufweist, und öle Prontplatte eine Anzahl von streifenförmigen Bereichen besitzt, die für das Aufbringen der Indexsignal erzeugenden Materialien bestimmt sinds mit einer Einrichtung zum Anbringen der genannten länglichen Austrittsanordnungen der Lichtquelle in Fluchtung in it den streifenförmigen Bereichen»

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ο Vorrichtung nach Anspruch 36_S dadurch gelcennzelehnet _s dass die linglichen Austrittsanordnungen der Lichtquelle in Abstand von der Frontplatte- angeordnet sind unö dass ©in© Anzahl ¥oe zylindrischen Linsen ira Abstand von den genannten länglichen Äustritfsanordnungen angeordnet sind, um Licht aus der Änzalii von Linsen gegen die Frontplatte zu'richten.

38. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine ultraviolette Strahlung abgebende Lampe (28), welche ihre Strahlung auf eine Folie (29) aus Szintlllatormaterial abgibt, welches auf die Strahlung an- · spricht, um eine optische Strahlung zu erzeugen, welche im Szintillator über eine Reihe von inneren Reflexionen übertragen wird, und die Szintillatorfolie eine Kante (30) aufweist, aus welcher die optische Strahlung austritt, um damit eine konzentrierte Lichtquelle zu liefern.

39· Vorrichtung nach Anspruch 38, gekennzeichnet durch eine zweite Folie aus Szintillatormaterial, welche im wesentlichen den auf Ultraviolett ansprechenden Szintillator umgibt und welche auch auf optische Strahlung anspricht, die aus den Seitenwänden des Szintillator austritt,

40. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die ultraviolettemittierende Lampe eine Zylindrische Form aufweist und dass ein Hauptteil der Szintillatorfolie als Zylinder ausgebildet ist, welcher die Lampe im Abstand von dieser umgibt, um eine Luftkühlung zu gestatten.

kl, Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Szintillatorfolie einen grösseren Bereich derselben in Form eines Trichters aufweist.

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Vorrichtung nach Anspruch hl, dadurch gekennzeichnet, dass sie Form fiss iirasraB schmalen Trichtsrendss derart ausgebildet istj, dass die Ss-itenwände dabei z-usammengebracht
werden, ura die Lichtquelle mit einem festen Bereich auszustatten., aus welehem die optische Strahlung: austritt.

Vorrichtung nach Anspruch 4l, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Wände des Trichters verjüngen, um am schmalen
Ende des Trichters in ihrer Dicke zuzunehmen.

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