DE2339834A1

DE2339834A1 - Kathodenstrahlroehre zur wiedergabe von farbbildern

Info

Publication number: DE2339834A1
Application number: DE19732339834
Authority: DE
Inventors: Jan Hendrik Duistermaat
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1972-08-26
Filing date: 1973-08-07
Publication date: 1974-03-07
Also published as: BE804027A; FR2197233B1; JPS4965177A; NL7211677A; AU5936573A; CA974566A; IT994668B; ES418150A1; GB1388971A; FR2197233A1; US3904912A

Description

PHN. 6474.

474. Df.-Ing. Rms-D-ctnA Zeil«

PfUdIlIItIVrIlIl

«rim«««: ^. V. Philips' Gloe'iiampenfabriekws

Akre No. pm^T- 6^74
Anm*ldu«e v«e» 6.

Kathodenstrahlröhre zur Wiedergabe von Farbbildern.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kathodenstrahlröhre zur Wiedergabe von Farbbildern, die mit einer Lochmaske mit nahezu kreisförmigen Oeffnungen und einem auf dem Fenster der Röhre liegenden Bildwiedergabeschirm versehen ist, der nahezu kreisförmige Oberflächen aus drei Stoffen enthält, die bei Elektronenanregung in verschiedenen Farben aufleuchten.

Eine derartige Dreifarbenfernsehbildwiedergaberöhre enthält ein Elektronenstrahlerzeugungssystem, das drei Elektronenstrahlen liefert, deren Elektronen sich in zueinander in verschiedenen Winkelbeziehungen stehenden Bahnen über die Oeffnungen in der Maske in Richtung auf den Schirm bewegen, um die verschiedenen Farben zu erzeugen. Die Leuchtstoffpunkte sollen derart auf dem Schirm angeordnet sein, dass die Elektronen eines Elektronenstrahls nur Leuchtstoffpunkte

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einer bestimmten Farbe treffen, d.h., dass die von einem Elektronenstrahl erzeugten Elektronenflecke völlig oder teilweise mit Leuchtstoffpunkten nur einer einzigen Farbe zusammenfallen. Nun werden die Lagen der Elektronenflecke durch die Bewegung der Elektronen u.a. unter der Einwirkung eines Ablenkspulensystees bestimmt. Der Ablenkmittelpunkt verschiebt sich infolgedessen bei zunehmenden Ablenkwinkel in Richtung auf die Achse der Röhre, während er sich infolge der verwendeten dynamischen Konvergenz der Elektronenstrahlen ausserdem noch senkrecht zu der Achse der Röhre verschiebt. Die Leuchtstoffpunkte werden dadurch angebracht, dass Teile einer strahlungsempfindlichen Schicht mit Hilfe von Licht gehartet werden, so dass die Lagen der Leuchtstoffpunkte durch eine optische Projektion der Maske bestimmt werden. Es werden bestimmte Massnahmen getroffen, durch die sichergestellt wird, dass die virtuelle Lichtquelle möglichst mit dem Ablenkmittelpunkt des Elektronenstrahls zusammenfällt. Grundsätzlich ist es jedoch unmöglich, diese Massnahmen derart zu treffen, dass die Leuchtstoffpunkte und¹ die Elektronenflecke über den ganzen Bildwiedergabeschirm genau konzentrisch sind. Die Massnahmen bestehen u.a. in der Anwendung bestimmter Linsensysteme. Ausserdem wird dabei noch, wie in der USA Patentschrift 3.IO9.II6 beschrieben ist, der Abstand zwischen der Lochmaske und dem Bildwiedergabeschirm an den Rändern kleiner als in der Mitte gewählt, um zu erreichen, dass die Leuchtstoffpunkte einander berühren. Da die mit dem Linsensystem zu erhaltende virtuelle Lichtquelle nicht imstande ist, das zu einem Maskenloch gehörige Trio von Punkten dem betreffenden Trio von Flecken gleich zu halten, führt der genannte Abstand in der Praxis jedoch dazu, dass an den Rändern des Bildwiedergabeschiras die Elektronenflecke, die kleiner als die

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Leuchtetoffpunkte sind, sehr exzentrisch innerhalb der Leuchtstoffpunkte, und zwar an deren Rändern, gelegen sind. Da sich die Leuchtstoffpunkte berühren, kann bei einer falschen Abregelung ein Elektronenfleck leicht zum Teil auf einen benachbarten unerwünschten Leuchtstoffpunkt gelangen. Die Erfindung kommt diesem Nachteil entgegen.

Nach der Erfindung ist der Abstand zwischen der Lochmaske und dem Bildwiedergabeschirm derartig, dass wenigstens am Rande des Bildwiedergabeschirees der Mittelwert der drei Abstände der Mitten der zu einem Maskenloch gehörigen Leuchtstoffpunkte von dem Schwerpunkt des durch diese Kitten gebildeten Dreiecke mindestens 10 % kleiner als dae Drittel dee Abstandes zwischen zwei benachbarten Leuchtstoffpunkte derselben Farbe ist. Unter den zu einem Maskenloch gehörigen Leuchtstoffpunkten sind die drei Leuchtstoffpunkte zu verstehen, die von Elektronen der drei Elektronenstrahlen, die dieses Maskenloch passieren, getroffen werden. Diese Leuchtetoffpunkte werden als die zu einem Trio gehörigen Leuchtstoffpunkte bezeichnet. Obenstehendes bedeutet, dass der Abstand zwischen der Lochmaske und dem Bildwiedergabeschirm dort kleiner als in dem Falle ist, in dem sich die Leuchtstoffpunkte berühren, oder mit anderen Worten in hexagonaler Dichtstanordnung angeordnet sind, wie oben beschrieben wurde· Dies hat zur Folge, dass dort die zu einem Trio gehörigen Leuchtstoffpunkte einander teilweise überlappen. Diee ist jedoch unbedenklich, weil die kleineren Elektronenflecke in den Ueberlappungsgebieten der Leuchtstoffpunkte liegen. An sich sind die Lagen der Leuchtstoffpunkte bei diesem Abstand zwischen der Lochmaske und dem Bildwiedergabeschirm eben günstiger, weil die Elektronenflecke nicht an den Rändern der

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Leuchtstoffpunkte liegen. Die Lage eines bestimmten Elektronenflecks ist dann nämlich derartig, dass seine Mitte.dem Schnittpunkt der Diagonalen des durch die Mitten der vier benachbarten Elektronenflecke gebildeten Vierecks und auch dem Schnittpunkt der Diagonalen des durch die Mitten der vier benachbarten Leuchtstoffpunkte gebildeten Vierecks näher liegt. Wenn die Mitte eines bestimmten Elektronenflecks mit dem Schnittpunkt der Diagonalen des durch die Mitten der vier benachbarten Elektronenflecke gebildeten Vierecke zusammenfällt, sind die Elektronenflecke in hexagonaler Dichtstanordnung vorhanden.

Insbesondere ist der Abstand zwischen der Lochmaske und dem Bildwiedergabeschirm derartig, dass nahezu über den ganzen Bildwiedergabeschirm der Abstand eines Elektronenflecks von den beiden anderen zu demselben Maskenloch gehörigen Elektronenflecken nahezu gleich dem Abstand des ersteren Elektronenflecks von den beiden benachbarten zu einem anderen Maskenloch gehörigen Elektronenflecken ist. Die Lagen der Mitten der Elektronenflecke entsprechen dann nahezu den Schnittpunkten der Diagonalen der genannten Vierecke.

Der genannte Abstand zwischen der Lochmaske und dem

Bildwiedergabeschirm ist auch in dem Falle günstig, in dem der Bildwiedergabeschirm zwischen den nahezu kreisförmigen Oberflächen der Leuchtstoffe einen lichtabsorbierenden Stoff enthält. Bei einem derartigen Bildwiedergabeschirm kann bekanntlich bei gleichbleibendem Kontrast die Färbung des Fensterglases geringer sein, wodurch die beobachtete Helligkeit des Bildee grosser wird. Das Mass, in dem die Färbung des Fensterglases geringer sein kann, nimmt zu, je nachdem ein grösserer Teil des Fensters mit einem lichtabsorbierenden Stoff überzogen ist. Wenn ein genügend grosser Teil des Fensters mit einem

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lichtabsorbierenden Stoff überzogen ist, kann die Färbung des Fensterglases sogar unterlassen werden. Dabei ergeben sich nun zwei verschiedene Fälle.

Im ersten Falle sind die nahezu kreisförmigen Oberflächen der Leuchtstoffe kleiner als die nahezu kreisförmigen Oeffnungen in der Lochmaske, was bedeutet, dass die Leuchtstoffpunkte kleiner als die Elektronenflecke sind. Der Abstand zwischen der Lochmaske und dem Bildwiedergabeschirm nach der Erfindung führt dazu, dass am Bande des Schirmes die Lagen der Elektronenflecke in bezug auf die Leuchtstoffpunkte günstiger sind. Me Grosse der Leuchtstoffpunkte und die Grosse der Elektronenflecke sind nicht grundsätzlich von diesen Grossen verschieden, falls die Erfindung nicht angewandt wird.

Im anderen Falle sind die nahezu kreisförmigen Oberflächen der Leuchtstoffe grosser als die nahezu kreisförmigen Oeffnungen in der Lochmaske, was bedeutet, dass die Leuchtstoffpunkte grosser als die Elektronenflecke sind. Bei Vergleich eines Bildwiedergabeschirmes nach der Erfindung mit einem nicht erfindungsgemäseen Schirm mit gleich grossen Leuchtstoffpunkten ist es klar, dass infolge der teilweisen gegenseitigenüeberlappung der Leuchtstoffpunkte am Rande des Bildwiedergabeschirmes dort ein grösserer Teil des Fensters mit lichtabsorbierendea Stoff überzogen ist. Da ausserdem die Lage der Elektronenflecke innerhalb der Leuchtstoffpunkte günstiger ist, sind .kleinere Leuchtstoffpunkte genügend, ohne dass die Güte des Bildes beeinträchtigt wird, so dass ein noch grösserer Teil des Fensters mit lichtabsorbierendem Stoff überzogen sein kann. In der Mitte dee Bildwiedergabeschirmes sind die Elektronenflecke und die Leuchtstoffpunkte grundsätzlich konzentrischer zueinander gelegen, so dass die Leucht-

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stoffpunkte ohne weiteres kleiner gemacht werden können. Insbesondere enthält daher der Bildwiedergabeschirra zum übrigen Teil einen lichtabsorbierenden Stoff, während die nahezu kreisförmigen Leuchtstoffoberflächen grosser als die nahezu kreisförmigen Oeffnungen in der Lochmaske sind.

In einem praktischen Beispiel ist in einer Lochmaskenröhre vom letzteren Typ mit einem Gesamtablenkwinkel von 90* (d.h., dass die Hochstablenkung an den Bildecken 45* beträgt) der Abstand zwischen der Lochmaske und dem Fenster bis zu Ablenkwinkeln zu der Achse der Röhre von 30* derartig, dass die Leuchtetoffpunkte auf dem Fenster einander nahezu berühren« Für grössere Ablenkwinkel nimmt dieser Abstand allmählich derart ab, dass dieser Abstand bei einem Ablenkwinkel von 45^e 25 $> kleiner ist als an der Stelle für die sich nahezu berührende Leuchtstoffpunkte berechnet wurde, so dass sich die Leuchtstoffpunkte dort teilweise überlappen.

In einem anderen Beispiel ist in einer Lochmaskenröhre mit einem Gesamtablenkwinkel von 110° (d.h., dass die Höchstablenkung an den Bildecken 55* beträgt) der Abstand zwischen der Lochmaske und dem Fenster bis zu Ablenkwinkeln zu der Achse der Röhre von 38° derartig, dass sich die Leuchtstoffpunkte auf dem Fenster nahezu berühren. Für grössere Ablenkwinkel nimmt dieser Abstand allmählich derart ab, dass dieser Abstand bei einem Ablenkwinkel von 55° 25 "/> kleiner ist als an der Stelle für sich nahezu berührende Leuchtstoffpunkte berechnet wurde, so dass sich dort die Leuchtstoffpunkte teilweise überlappen.

Es hat sich herausgestellt, dass in diesen Fällen ein Viertel des Fensters mit eines lichtabsorbierenden Stoff überzogen sein kann.

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Die Erfindung wird beispielsweise an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figuren 1, 2, 3f 4» 5 und 6 vergrösserte Ansichten

von der Aussenseite verschiedener Röhren her von Gruppen von Leuchtstoff punkten in" der rechten oberen Ecke des Schirmes; bei den Figuren 1, 3 und 5 berühren sich die Leuchtstoffpunkte; Figuren 2, 4und 6 veranschaulichen die Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine vergrosserte Ansicht von der Aussenseite einer Röhre her von Leuchtstoffpunkten in der rechten oberen Ecke des Schirmes, und zwar grünen Leuchtstoffpunkten 1a und 1b, roten Leuchtstoffpunkten 2a und 2b und blauen Leuchtstoffpunkten 3a und 3c. In dieser Röhre ist der Abstand zwischen der Lochmaske und dem Bildwiedergabeschirm derartig, dass sich die Leuchtstoffpunkte berühren, oder mit anderen Worten, dass die Leuchtstoffpunkte in hexagonaler Dichtstanordnung kreisförmiger Scheibchen vorhanden sind. Weiter sind die Elektronenflecke 4a, 4b, 5a,5b, 6a und 6c dargestellt. Die Elektronenflecke 4a,5a und 6a werden von den drei eine und dieselbe Oeffnung in der Maske passierenden Elektronenstrahlen erzeugt. Auf diese Weise gehören die Leuchtstoffpunkte 1a, 2a und 3a. zu demselben Maskenloch. 7 bezeichnet die Mitte des Leuchtstoffpunktes 1a, θ die Mitte des Leuchtstoffpunktes 2a und 9 die Mitte des Leuchtstoffpunktes 3a. Mit 10 ist der Schwerpunkt eines durch die Punkte 7» 8 und 9 gebildeten gleichseitigen Dreiecks bezeichnet. 11 bezeichnet die Mitte des Leuchtstoff punktes 3c. Der Abstand der Mitte 9 d-es blauen Leuchtstoff punktes 3a von dem Schwerpunkt 10 ist gleich einem Drittel des Abstandes der Mitte 9 des blauen Leuchtstoffpunktes 3a von der Mitte 11 des benachbarten blauen Leuchtstoffpunktes 3c. Im Falle der grünen und blauen

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Leuchtstoffpunkte liegen die Elektronenflecke am Rande der Leuchtstoffpunkte.

Fig. 2 zeigt eine vergrösserte Ansicht von der Aussenseite einer Röhre her von Leuchtstoffpunkten in der rechten oberen Ecke des Schirmes, und zwar grünen Leuchtstoffpunkten 12a, 12b, roten Leuchtstoffpunkten 13a,13b und blauen Leuchtstoffpunkten 14a und 14c Die Leuchtstoffpunkte nehmen die erfindungsgemässe Lage ein, wie näher' auseinander gesetzt werden wird. Weiter sind die Elektronenflecke 15a» 15b, I6a,i6b, 17a und 17c dargestellt. Die Elektronenflecke 15a, 16a und 17a werden von den drei eine und dieselbe Maskenöffnung passierenden Elektronenstrahlen erzeugt. Auf diese Weise gehören die Leuchtstoffpunkte 12a, 13a und 14a zu demselben Maskenloch. 18 bezeichnet die Mitte des Leuchtstoffpunktes 12a, 19 die Mitte des Leuchtstoffpunktes 1Ja und 20 die Mitte des Leuchtstoffpunktes 14a. Mit 21 ist der Schwerpunkt des durch die Punkte 18, I9 und 20 gebildeten gleichseitigen Dreiecks bezeichnet. 22 bezeichnet die Mitte des Leuchtstoffpunktes 14c. Der Abstand der Mitte 20 des blauen Leuchtstoffpunktes 14a von dem Schwerpunkt 21 ist 20 °/o kleiner als ein Drittel des Abstandes der Mitte 20 des blauen Leuchtstoffpunktes 14a von der Mitte 22 des benachbarten blauen Leuchtstoffpunktes 14c. Keiner der Elektronenflecke liegt am Rande eines Leuchtstoffpunktes und alle liegen sie ausserhalb der Ueberlappungsgebiete der Leuchtstoffpunkte.

Fig. 3 zeigt die gleiche Ansicht wie Fig. 1, mit den Leuchtstoffpunkten 1a,1b, 2a,2b, 3a und 30 und den Elektronenflecken 4a,4b, 5a,5b, 6a und 6c. 23 bezeichnet die Mitte des Elektronenfleckes 4a, 24 die Mitte des Elektronenfleokes 5a, 25 die Mitte des Elektronenfleckes 4b und 26 die Mitte des Elektronenfleckes 5b. Mit

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ist der Schnittpunkt der Diagonalen des duroh die Punkte 23,24,25 und 26 gebildeten Vierecks bezeichnet. 2Θ bezeichnet die Mitte des Elektronenfleckes 6a. Die Mitte 28 des Elektronenflecke 6a fällt nicht mit dem Schnittpunkt 27 der Diagonalen des durch die Mitten der vier benachbarten Elektronenflecke 4a, 5a, 4b und 5b gebildeten Vierecks zusammen.

7 bezeichnet die Mitte des Leuchtstoffpunktes 1a,

8 die Mitte des Leuchtstoffpunktes 1a, 29 die Mitte des Leuchtstoffpunktes 1b und 30 die Mitte des Leuchtstoffpunktes 2b. Mit 31 ist der Schnittpunkt der Diagonalen des duroh die Punkte 7, 8, 29 und 30 gebildeten Vierecks bezeichnet. Die Mitte 28 des Elektronenflecks 6a fällt nicht-ait den Schnittpunkt 31 der Diagonalen des duroh die Mitten der vier benachbarten Leuchtstoffpunkte 1a, 2a, 1b und 2b gebildeten Viereoks zusammen.

Fig. 4 zeigt die gleiohe Ansicht wie Fig. 2 mit den

Leuchtetoffpunkten 12a, 12b, 13a, 13b, 14a und 14c und den Elektronenflecken 15a, 15b, 16a, 16b, 17a und 17ö.

32 bezeichnet die Mitte des Elektronenfleok« 15a, 33 di· Mitte des Elektronenflecks 16a, 34 die Mitte des Elektronenflecks 15b und 35 die Mitte d«s Elektronenflecke 16b. Mit 36 ist der Schnittpunkt der Diagonalen des duroh di· Punkt· 32, 33» 34 und 35 gebildeten Vierecks be»eiohnet. 37 bezeichnet die Mitte des Elektronenflecks 17a. Die Mitte 37 des Elektronenfleoks 17a fallt nahezu mit dem Schnittpunkt der Diagonalen des durch die Mitten der Tier benachbarten Elektronenflecke 15a, 16a, 15b und 16b gebildeten Vierecks zusammen. Dies bedeutet, dass der Abstand des Elektronenflecke 17a von den anderen zu demselben Maskenlooh gehörigen Elektronenflecken 15a und 16a nahezu

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gleich dem Abstand des Elektronenflecke 17a von den beiden benachbarten zu einem anderen Maskenloch gehörigen .Elektronenflecken 15b und 16b ist, oder mit anderen Worten, dass die Elektronenflecke nahezu in hexagonaler, Dichtstanordnung vorhanden sind.

18 bezeichnet die Mitte des Leuchtstoffpunktes 12a,

19 die Mitte des Leuchtstoff punktes 13a, 3.8 die Mitte des Leuchtstoffpunktes 12b und 39 die Mitte dee Leuchtstoffpunktes 13b. Mit 40 ist der Schnittpunkt der Diagonalen des durch die Punkte 18, 19, 38 und 39 gebildeten Vierecke bezeichnet. Die Mitte 37 des Elektronenflecks 17a fSllt nahezu alt dem Schnittpunkt 40 der Diagonalen des durch die Mitten der vier benachbarten Leuchtstoffpunkte 12a, 13a, 12b und 13b gebildeten Yiereoks zusammen.

Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Ansicht von der Aussenseite einer Röhre her von Leuchtstoffpunkten in der rechten oberen Ecke des Schirmes, und zwar grünen Leuchtstoffpunkten 41a, 41d, 41f und 41g, roten Leuchtstoffpunkten 42a, 42c, 42e und 42g und blauen Leuchtstoffpunkten 43a, 43b, 43o und 43d. In dieser Röhre ist der Abetand zwischen der Lochmaske und dea Bildwiedergabeschirm derartig, dass sich die Leuchtstoffpunkte berühren, oder mit anderen Worten, dass die Leuchtetoffpunkte in hexagonaler Dichtstanordnung vorhanden sind. In den Räumen zwischen den Leuchtstoffpunkten enthält der BiIdwiedergabeachirm einen lichtabsorbierenden Stoff. Weiter sind Elektronenflecke 45, 46 und 47 dargestellt. Nur ein kleiner Teil des BiIdwiedergabeschirmes, und zwar 9 $, enthält einen lichtabsorbierenden Stoff.

Fig. 6 zeigt eine vergrSeeerte Aneicht von der Aussenseite einer Röhre her von L**oht«toffpunkt*n in der rechten oberen

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Ecke des Schirmest und zwar grünen Leuchtetoffpunkten 48a, 4Sd, 48f und 48g, roten Leuchtstoffpunkten 49a, 49°» 49e und 49g und blauen Leuchtstoffpunkten 50a, 50b, 50c und 50d. Die Leuchtstoffpunkte nehmen die erfindungsgemässe Lage ein. In den Räumen zwischen den Leuchtstoffpunkten enthält der Bildwiedergabeschirm einen lichtabsorbierenden Stoff 51. Weiter sind die Elektronenflecke 52, 53 und 54 dargestellt. Dadurch, dass die Elektronenflecke in einer Röhre nach der Erfindung weiter von dem Rande der Leuchtstoffpunkte entfernt sind, sind in einer Röhre nach der Erfindung kleinere Leuchtetoffpunkte genügend. Die Leuchtstoffpunkte in Fig. 6 sind denn auch kleiner als die Leuchtstoffpunkte in Fig. 5· Sowohl wegen der Tatsache, dass die Leuchtstoffpunkte in Fig. 6 kleiner als in Fig. 5 sind, als auch wegen der Tatsache, dass sich die Leuchtstoffpunkte in Fig. 6 etwas überlappen, enthält der Bildwiedergabeschirm nach Fig. 6 eine viel grBssere Menge lichtabsorbierenden Stoffes als der Bildwiedergabeschi rm nach Fig. 5, und zwar etwa 25 i°·

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE t

- —-ι
/1. ! Kathodenstrahlröhre zur Wiedergabe von Farbbildern, die mit einer Lochmaske mit nahezu kreisförmigen Oeffnungen und einem auf dem Fenster der Röhre liegenden Bildwiedergabeschirm versehen ist, der nahezu kreisförmige Oberflächen aus drei Stoffen enthält, die bei Elektronenanregung in drei verschiedenen Farben aufleuchten, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der Lochmaske und dem Bildwiedergabeschirm derartig ist, dass wenigstens am Rande des Bildwiedergabeschirmes der Mittelwert der drei Abstände der Mitten der zu derselben Maskenöffnung gehörigen Leuchtstoffpunkte von dem Schwerpunkt des durch diese Mitten gebildeten Dreiecks mindestens 10 °fo kleiner als das Drittel des Abstandes zwischen zwei benachbarten Leuchtstoffpunkten derselben Farbe ist.
2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch ,1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der Lochmaske und dem Bildwiedergabeschirm derartig ist, dass nahezu über den ganzen Bildwiedergabeschirm der Abstand eines Elektronenflecks von den beiden anderen zu derselben Maekenöffnung gehörigen Elektronenflecken nahezu gleich dem Abstand des zuerst genannten Elektronenflecks von den beiden benachbarten zu einer anderen Maskenöffnung gehörigen Elektronenflecken ist.
3. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildwiedergabeschirm zum übrigen Teil einen lichtabsorbierenden Stoff enthält, während die nahezu kreisförmigen Oberflächen der Leuchtstoffe grosser als die nahezu kreisförmigen Oeffnungen in der Lochmaske sind.

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