DE2165704A1

DE2165704A1 - Leuchtschirme fuer kathodenstrahlroehren

Info

Publication number: DE2165704A1
Application number: DE19712165704
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Miura; Yoshifumi Tomita
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1971-12-30
Filing date: 1971-12-30
Publication date: 1973-07-12
Also published as: FR2166592A5

Description

Dr. !ng. H. Ne^cjicank ^

Dipi. Ing, H. i-ioudc .

Dipl. rhya. W. Sdirnitz β Mündton 15, ^oxarfsir. 2Ϊ Tel. 5 38Θ5 86

HITACHI, LTD.

5-1 , 1-choine , Marunouchi 30. Dezember 1971

Chiyoda-ku, Tokyo, Japan Anwaltsakte M-1881

Leuchtschirme für Kathodenstrahlröhren

Kurzfassung:

Bei einem Leuchtschirm für Kathodenstrahlröhren mit einer dünnen Phosphorschicht auf der Oberfläche der Frontplatte ist eine Anzahl von Erhebungen und Vertiefungen auf der Oberfläche der Frontplatte ausgebildet, wobei die Phosphorschicht auf die Spitzen der Lrhebungen aufgetragen ist. Die Seiten\\randungen der Vertiefungen sind geneigt,so daß sie das von der dünnen Phosphorschicht ausgesandte Licht auf die andere Fläche der Frontplatte hin reflektieren. .

Jie Lrfindun^ betrifft einen neuen und verbesserten Leuchtschirm für. Kathodenstrahlröhren.

Lin herkömmlicher Leuc nt se iiirra für Kathodenstraiilröiiren umfaßt eine Frontplattc mit einer glatten Innenflache, einen auf diese

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Innenfläche der Frontplatte aufgetragenen Phosphor be las^r oder Phosphorfilm sowie eine auf den Phosphorfilm aufgetragene Aluminiumschicht (Aluminiumfilm) als metallische Rückseite. Die Pnos- ^ phorschüit leuchtet auf, wenn sie von einem Elektronenstrahl retroffen wird. Da die Innenfläche der Frontplatte glatt und el-en ist, strahlt das von der Phosphorschicht ausgesandte Licnt- auf die Vorderseite des Leuchtschirms ab.

^ Im einzelnen enthält nach Fig. 1 ein herkömmlicher Leuchtschirm "^ eine gläserne Frontplatte 1 mit einer ebenen Innenfläche, eine auf die Innenfläche der Frontplatte 1 aufgetragene Pliosphorschiclit 2 sowie den auf die Phosphorschicht 2 aufgetragenen Aluminiumbelag 3, der als metallische. Rückseite dient. Der Leuchtschirm fluoresziert, wenn der Elektronenstrahl 4 einer nicht gezeigten Elektronenschleuder auf ihm aufprallt. Das auf diese Weise ausgesandte Licht strahlt in radialer Richtung zur Vorderseite des Leuchtschirms mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Dichte, ! so daß nur ein Teil des abgestrahlten Lichts das Auge eines vor dem Schirm sitzenden Zuschauers trifft. Somit.wird ein wesent-■ licher Teil des vom Leuchtschirm abgegebenen Lichts wirkungslos j abgestrahlt, ohne die Helligkeit zu verbessern.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, einen neuartigen : Leuchtschirm für Kathodenstrahlröhren zu schaffen, dessen Front- ; platte eine Innenfläche mit rauher Oberflächenbearbeitung be- ! sitzt, um das sonst wirkungslos abgestrahlte Licht auszunützen ; und damit die Helligkeit zu verbessern. Ferner soll mit der Lr-, findung ein verbesserter Leuchtschirm für Kathodenstrahlröhren

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geschaffen werden; bei derr, Teile der Innenfläche der· Frontplatte , auf welche die Phosphorschicht aufgebracht wird, eben sind, -während andere Teile so ausgeformt sind, daß sie als Spiegelflächen wirken, um das von der Phosphorschicht ausgestrahlte Licht in vorteilhafte parallele Strahlen umzusetzen. ,

iier hier benutzte Ausdruck "Helligkeit" bedeutet die Helligkeit des von der Frontplatte abgestrahlten Lichts, das von einem Betrachter oder 'einer Fotozelle in einem Abstand von der Frontolatte wahrgenommen wird.

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Lrfindungsgeuäß ist ein Leuchtschirm für eine Kathodenstrahlröhre mit einer auf der Frontplatte aufgebrachten Phosphorschicht vorgesehen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Erhebungen and Vertiefungen auf einer Oberfläche der Frontplatte ausgeformt sind, daß eine Phosphorschicht aiif die Spitzen der Erhebungen aufgebracht ist, und schließlich, daß die Seitenwände der Vertiefungen so geneigt sind, daß sie das von der Phosphorschicht durch Aufprallen eines Kathodenstrahls abgegebene Licht zur anderen Oberfläche der Frontplatte hin reflektieren. ä

x)ie Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen lerkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. In den Zeichnungen ist;

Fig. 1 der Schnitt durch einen Teil eines herkömmlichen Leuchtschirms, wobei die /rt und Weise gezeigt wird, wie das von der Phosphorschicht abgegebene Licht ausstrahlt wird; 309828/0$78 -4-

Fig. 2

ί Fig. 3

ein vergrößerter Abschnitt eines Teils des erfindungsgemäßen Leuchtschirms;

eine Ansicht wie Fig. 2, jedoch mit einer etwas geänderten Ausführtmgsforni der Erfindung;

Fig. 4a eine perspektivische Ansicht eines Teils des Glases der Frontplatte, deren Erhebungen mit Fotoxviderstands-Punkten beschichtet sind;

Fig. 4b einen Schnitt durch den vollständigen Lochmasken-Leuchtschirm;

Fig. 4c einen Aufriß des in Fig. 4b gezeigten Leuchtschirms;

Fig. 5a die perspektivische Ansicht eines Chromatron-Leuchtschirms (Markenname) mit den mit einem Fotowiderstand -

beschichteten streifenförmigen Erhebungen;

Fig. 5b einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Chromatron-

^; Leuchtschirm;

Fig. 5c einen Aufriß des in Fig. 5b gezeigten Chromatron-Leuchtschirms.

Der erfindungsgemäße und in Fig. 2 gezeigte Leuchtschirm enthält eine gläserne Frontplattc 6 mit einer platten oder ebenen

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Innenfläche. Λη der Innenfläche der Frontplatte ist eine Anzahl von stumpfkegligen und mit dem Phosphorbelag 7 beschichteten Erhebungen 8 ausgeformt, zwischen welchen die Vertiefungexi 9 liegen, wobei die geneigten Flächen der Vertiefungen die hochreflektierenden Flächen 10 bilden. Wenn der Elektronenstrahl 11 auf die Phosphorschicht 7 aufprallt, dann empfangen die Augen eines Betrachters vor dem Bildschirm nicht nur den gerade von der Phosphorschicht kommenden Lichtanteil 12, sondern auch die Lichtanteile 13, die gegenüber der Spiegelnormalen in einem Win- ^ kel abgestrahlt und dann durch die Spiegelfläche 10 zum Betrachter hin reflektiert werden, wodurch die Helligkeit des Leuchtschirms gegenüber den früheren Leuchtschirmen der Fig. 1 stark verbessert wird.

Die abgeflachten phosphorbeschichteten Spitzen der Erhebungen können in der Form von Punkten, eines Gitters oder einer anderen beliebigen Form angeordnet sein. Die Wahl der geeigneten Form hängt von den Betriebsbedingungen und der Auslegung der Kathodenstrahlröhre ab. Es ist vorteilhaft, die Phosphorbeschichtung ™ auf den abgeflachten Spitzen der Erhebungen 8 kleiner zu gestalten als den Durchmesser des Elektronenstrahls, um die Helligkeit

erhöhen zu können sowie um eine Verringerung der Auflösung zu ! verhindern. Im Falle von Punkten wird gewöhnlich ihr Durchmesser und im Falle eines Gitters gewöhnlich dessen Weite so gewählt, daß sie kleiner sind als einige Hundert ,u. .

Ferner ist es vorteilhaft, die Fläche der Vertiefungen 9 so zu wählen, daß ihr Verhältnis zur gesamten Oberfläche des Leucht-

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schirms so klein wie möglich ist. Diese Bedingung ist jedoch

j keine Notwendigkeit, so daß auch ein größeres Verhältnis seinen 'Zweck erfüllt. Da beispielsweise bei einer Farbfernsehempfängerröhre mit Lochmaske 50% der Fläche des Leuchtschirms durch eine nicht leuchtende Masse eingenommen werden, so daß bei einer Beschichtung aller Spiegelflächen 10 der entsprechenden Vertiefungen mit nicht leuchtender Masse die gesamte Fläche der leuchtenden Phosphorschicht nicht verkleinert werden würde, würde der Vorteil der Spiegelflächen nicht aufgehoben werden.

Her Neigungswinkel der Seitenwände oder Spiegelflächen der entsprechenden Vertiefungen ist für eine wirksame Reflexion des Lichts zum Betrachter vor dem Leuchtschirm wichtig. Ein vorteilhafter Neigungswinkel der Spiegelflächenjpgenüber der Spiegelnormalen des Leuchtschirms ergibt sich zitfischeii 10 und 40 , kleinere Neigungswinkel verringern die Wirkung der Lichtreflexion.

™ Ferner ist es von Vorteil, eine genügende Tiefe der Vertiefungen

9 vorzusehen, um das von der Phosphorschicht 7 abgegebene Licht j wirksam reflektieren zu können; diese Tiefe soll größer als 10,u : sein. Diese Vertiefungen wirken als Abschirmflächen, um zu ver-, hindern, daß äußeres Licht die Phosphorschicht 7 erreicht, wodurch der Kontrast der wiedergegebenen Bildes verbessert wird, '. ein Merkmal, welches die herkömmlichen Leuchtschirme nicht aufweisen. Andererseits verringern zu starke Vertiefungen die Ar-' beitsgenauigkeit, so daß normalerweise eine Tiefe zwischen ', einigen .u bis mehreren Hundert '«u geeignet ist.

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Der Grad der mit der erfindungsgemäßen Einrichtung erreichbaren Verbesserung der Helligkeit ändert sich in Abhängigkeit von der formgebung der vorstehend beschriebenen Erhöhungen und Vertiefungen, doch können außer der in Fig. 2 gezeigten noch viele andere Formell benutzt werden. Beispielsweise ist bei der in Fig.3 gezeigten Änderung die Oberfläche der Frontplatte 6 gewellt, und die Piiosphorschicht 7 wird auf die gekurvten Oberteile der Iv'ellenform aufgetragen.

erhält diese gerippte Wellenform von Erhöhungen und Vertiefungen durch ein bekanntes Ätzverfahren- oder genaue Ilaschinenbearbeitung.

gewünschte- Reflexion durch die schrägen Flächen 10 der Vertiefungen i> läßt sich durch die Spiegeleigenschaft der Schrägflächen i 1ü selbst gewinnen. Es ist jedoch vorteilhaft, dünne Aluminiumoder Silbersciiichteii mit einer Stärke von 1000 bis 6000 A (Angstrom) vorzusehen, die entweder aufgedampft werden oder in der Form eines hoclireflektierenden Pulvers , beispielsweise als Magnesiumoxid oder Tonerde mit einer Stärke von etwa 10/U auf die ' schrägen Flächen aufgebracht werden; es kann auch die Phosphor- ₍ schicht darauf aufgebracht werden. i)ie Spiegelfläche braucht

i niciit immer hochvergütet zu sein, sondern sie kann auch etwas {

I raun sein, um eine regellose Reflexion zu ermöglichen. Natürlich j

besitzt jedocii die hohe. Oberflächcnverpütuiig eine größere Wirkung,

j-aciistehenü wird ein Beispiel für die Fertigung des erfindungsgejnüßcn Lcuchtscliimis beschrieben. Zunächst wird die Innenfläche

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des Glases der Frontplatte in einem bekannten Fotoätzverfahren aufgerauht. Dann wird ein säurefester Fotowiderstand, beispiels-. itfeise KIiER (der ilarkenname eineis von der Firma Eastman Kodak Co. auf den liarkt gebrachte metallgeätzte Widerstands) oder FSR (iiarkenname des Fuji-Widerstands) oder eine Kombination bzw, Mischung aus KHIiR und Aluminiumstearat wird in ausreichender Stärke, z.B. über 25 ,u, auf die Oberfläche des" Frontplattenglases aufgebracht. Dann werden die einem Elektronenstrahlpunkt entsprechenden Teile des FotowideTstanues durch ultraviolette oder

P Elektronenstrahlen belichtet und anschließend entwickelt, worauf sie Fotowiderstands-Punkte mit einem i)urchmesser von ca. 0,27 mm bilden. Dann werden die Fotoxviders tands -Punkte mit einem geeigneten Ätzmittel, das Flußsäure enthält, behandelt, beispielsweise mit einer .lischung aus 50 Teilen Flußsäure, 25 Teilen Phosphorsäure und 25 Teilen Salzsäure. iJamit !herden die nicht durch die Fotoiiider Stands-Punkte 14 bedeckten Glas teile weggeätzt, wodurch eine Anzahl von Erhöhungen 8 mit Vertiefungen 9 gebildet wird,-deren Tiefe etwa 100/U beträgt und deren schräge Seitenwände

fe in einem Neigungswinkel von ca. 30 angeordnet sind.Dann werden die auf den Erhöhungen verbliebenen Fotowiderstands-Punkte 14 entfernt. Anschließend werden nach einem bekannten Verfahren zur Herstellung von Bildschirmen für die ilöhren von Farbfernseh- > empfängern Phosphorpunkte auf die Spitzen der Erhebungen auf- ! getragen, wobei sich eine dünne Schicht bildet. Schließlich

fr .

: wird eine Aluminiumschicht auf die gesamte Oberfläche des keucht-' schirms aufgedampft, worauf das gesamte Aggregat gebrannt wird. ' Fig. 4b zeigt einen Querschnitt eines Teils des fertiggestellten

Leuchtschirms. Die Oberflächen der lirhebungen sind eben und mit

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der Phosphorschicht 7 bedeckt, und die Aluminiumschicht 15 bedeckt die Phosphorschicht und die Innenwände der Vertiefungen Fig. 4c zeigt einen Aufriß des Leuchtschirms eines Farbfernsehempfängers mit Lochmaske, wobei R, G und B die Phosphorschicht auf den Erhebungen 8 und 9 die Vertiefungen 9 darstellen. Obwohl in diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung die Erhebungen als stumpfe Kegel gezeigt werden, können sie eine beliebige andere Form besitzen.

Experimente bestätigten, daß der erfindungsgemäße Lochriasken-Leuchtschirm gegenüber einem herkömmlichen, in Fig. 1 gezeigten Leuchtschirm die doppelte Helligkeit aufweist.

' Nachstehend wird die Anwendung des erfindungsgemäßen Leuchtschirms für einen Chromatron-Farbfernsehempfanger beschrieben. Anstelle der Phosphorpunkte für die drei Farben beim Lochmas-ken-Leuchtschirm ist die Phosphorschicht beim Chromatron-Leuchtschirm

- als Streifen für die drei Grundfarben ausgebildet, wobei die Spiegelfliichcn zwiscnen den Streifen liegen, uiese Art von Leuchtscairr.1 wird in der gleicuen Weise hergestellt wie der Lochmaskeii-Leuchtschirn, ausgenommen, daß der Fotowiderstand durch ein streifenförmiges Gitter anstelle durch die Lochmaske belichtet wird, uie Fign. 5a bis 5c entsprechen jeweils den Fign. 4a -4c, wobei die Fig. 5c eine perspektivische Ansicht der mit dem Fotowiderstandsstreifen 1.4a beschichteten Frontplatte ist, die F-ig. 5b ein Schnitt mit der auf die Phosphors treifen 7a und auf die Innenflache der Vertiefungen 9a zwischen die erhöhten Streifen Sa aufgebracnten Aluminiumschicht 15a, und Fig. 5c einen _..

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j Aufriß des fertiggestellten Leuclits chirms darstellt.

Bei dem vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren für den ; Leuchtschirm können nach Ausformuug der Erhöhungen und Vertiefungen auf der Oberfläche des Frontplattenglases grobe Teilciien einer schwarzen 'lasse mit einem durchmesser von größer als 15,u^: ■ locker in den Vertiefungen eingelagert werden. Dann berühren die schwarzen Teilchen die Seitenwände der Vertiefungen nit kleinen Kontaktflächen, so daß die Seitenflächen der Vertiefungen als voll reflektierende Flächen für das Licht wirken, das von der Phosphor schicht ausgestrahlt wird. Da Fremdlichts tr ahleii auf die Wände der Vertiefungen mit großen Einfallswinkeln auftreffen,wird andererseits praktisch das gesamte zu den Wänden gelangende Freiadlicht durch die. schwarze /lasse absorbiert, wodurch die Helligkeit des Leuchtschirms erhöht und die Reflexion des Fremdlichts verringert wird, wodurch eine hohe Qualität des reproduzierten BiI-

erreicht wird
desi Obwohl die Erfindung in Verbindung mit Farbfernsehempfanger röhren beschrieben wurde, kann sie auch auf andere Arten von Kathodenstrahlröhren sowie auch auC Elektroluiuineszenzplatten angewandt werden. Im Falle einer Schwarz-l\^Teiß-Kathodenstrahlröhre wird beispielsweise die Phosphorschicht auf die erhöhten Streifen des Frontplattenglases aufgebracht, deren Abstände oder Rastermaß etwa 50Ai beträgt.

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Claims

Dr. Inc :-\

Staunchs. _t ~

Tel. 5 3ä iö 66

HITACHI , LTD.

5-1, 1-chome, ilarunouchi, 30. Dezember 1971

Chiyoda-ku , Tokyo , Japan Anvmltsakte 11-1881

Patentansprüche

( 1.yLeuchtschirn für eine Kathodenstrahlröhre mit einer auf die Oberfläche der Frontplatte aufgebrachten Phosphorschicht, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Oberfläche der Frontplatte (6) eine Anzahl von Erhebungen (8) und Vertiefungen (9) ausgeformt ist, daß eine Phosphorschicht (7) auf die Spitzen der hrhebunpen (8) aufgebracht ist, daß die Seitenwände (10) der Vertiefungen (9) so geneigt sind, daß sie das durch das % Aufprallen eines Kathodenstrahls von der Phosphorschicht (7) ausgesandte Licht aufdie andere Oberfläche der Frontplatte (G) hin reflektieren.
2. Leuchtschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (10) der Vertiefungen (9) gegenüber der Spiegelnormalen der Phosphorschicht (7) einen Neigungswinkel zwischen 10 und 40 einnehnen. ,

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3. Leuchtschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die reflektierenden Seitenwände (10) der Vertiefungen (9) mit einer spiegelnden Schicht überzogen sind.

4. Leuchtschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Vertiefungen (9) von einigen ,u bis zu mehreren Hundert ,u betragen kann.

5. Leuchtschirm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die spiegelnde Schicht ein Aluminiumbelag rait einer Dicke von etwa 1000 bis 6000 Ä ist.

6. Leuchtschirm nach Anspruch 3, dadurch, gekennzeichnet, daß die spiegelnde Schicht ein Belag aus Tonerdepulver mit einer Korngröße von etwa TO,u ist.

7. Lochmasken-Leuchtschirm für Kathodenstrahlröhren, gekennzeich net durch eine Frontplatte (6), eine Anzahl von auf einer tk Oberfläche der Frontplatte (6) ausgeformten Erhebungen (8) und Vertiefungen (9), durch auf die Spitzen der Erhebungen

(8) aufgebrachte Phosphorpunkte (14) für die drei Grundfarben, ferner durch schräge Seitenwände (1ü) der Vertiefungen

(9) zur Reflexion des von der Phosphorschicht (7) ausgesandten Lichts auf die andere Oberfläche der I'rontplatte (ο) , sowie durch eine reflektierende Metallschicht (15), weiche die Pliosphorscliicht (7) an den Punkten (14) und die Iiinenflächen (10) der Vertiefungen (9) bedeckt.

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3. Chroiaatron-Leuchtschirm für KathodenstraulröJireri., gekennzeichnet durch eine Frontplatte (6) , durch auf einer Oberfläche der Frontplatte (6) ausgebildete erhöhte Streifen. (SaJ und Vertiefungen (9a)., durch eine auf die Spitzen der ernöhten Streifen (8a) aufgebrachte Phosphorschicht (7a) für die drei Grundfarben, sowie clurcn die Neigung der Seitenwände (10) der Vertiefungen (9a),um das von der Phospiiorschicht (7a) ausgesandte Licht zur anderen Oberfläche der Frontplatte (6) hin zu reflektieren, und schließlich durch eine spiegelnde .ietallschicht (15a), welche die Phosphor schicht (7a) und die Innenflächen der Vertiefungen (9a) bedeckt.

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