DE2363566C3 - Kathodenstrahlröhre - Google Patents

Description

ao Die Erfindung betrifft eine Kathodenstrahlröhre gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Kathodenstrahlröhren mit sogenannten Loch- oder Schattenmasken werden bekanntlich als Fernsehbildröhre verwendet. Die Leuchtstoffbereiche

»5 des Mosaiks sind dabei im allgemeinen runde Flecke (»Punkte«) und werden gewöhnlich von drei Elektronenstrahlen zur Emission angeregt. Es gibt jedoch auch Schattenmasken-Kathodenstrahlröhren, die mit nur einem einzigen Strahl arbeiten, und auch solche,

die Leuchtstoffbereiche anderer Form (z. B. Streifen) enthalten. Die Schattenmaske hat im wesentlichen die gleiche Form wie das gewöhnlich sphärisch gekrümmte Bildfenster. Die Schattenmaske ist auf einem schwereren Rahmen montiert, der seinerseits durch an ihm angebrachte Federn am Kolben gehaltert ist.

Beim Betrieb einer Scbattenmasken-Kathodenstratilröhre tasten die Elektronenstrahlen ein in Form und Größe praktisch konstantes Raster ab. Bei der

Abtastung des Rasters werden Teile der Elektronenstrahlen durch die Maske abgefangen, während andere Teile, die hier als »Bündelchen« bezeichnet werden sollen, die öffnungen der Maske durchsetzen und die gewünschten Leuchtstoffbereiche erregen. Die

Energie der abgefangenen Teile der Elektronenstrahlen erwärmt die Maske und bewirkt, daß sich das Maskenmaterial ausdehnt. Zu Beginn der Aufwärmperiode erwärmt sich der mittlere Teil der Maske schneller als der Rahmen und die Randteile der Maske. Dies hat zur Folge, daß sich die Maske wölbt und ihr mittlerer Teil sich in Richtung auf den Bildschirm bewegt, während sich der Abstand des Randes der Maske vom Bildschirm nicht ändert. Wenn die Maske ungleichmäßig erwärmt wird, z. B. bei der Wiedergabe eines Testbildes oder eines anderen unveränderlichen Bildes, kann sich die Maske verformen. In allen diesen Fällen kann die Bewegung der Maske die Lage der sie durchsetzenden Bündelchen ungünstig beeinflussen, so daß Deckungsfehler auftreten, d. h. daß einige oder alle Bündelchen die ihnen zugeordneten Leuchtstoffbereiche verfehlen.

Ein Teil der Wärme der Maske wird durch Strahlung an einen schwarzen Überzug auf dem Konus des Röhrenkolbens abgegeben. Der Bildschirm enthält im allgemeinen eine hochreflektierende dünne Schicht aus Metall, gewöhnlich Aluminium. Die von der Maske nach vorne in Richtung auf den Bildschirm abgestrahlte Wärme wird durch die Metallschicht ref lek-

■tiert und die Maske kann daher nur relativ wenig Wanne durch Strahlung zum Bildschirm hin abgeben. j)je Wärmeabfuhr durch Strahlung: zum Bildschirm kann, wie es aus der US-PS 339229,7 bekannt ist, dadurch erhöht werden, daß man die,-ganze reflektierende Schicht durch Bedampfen und Niederschlagen ■ιοί Vakuum mit einer Deckschicht aus einem v.ärmeabsorbiernnden Material, wie Lithiumnitrid, Borcarbid oder Nickeloxid überzieht. Durch diese Deckschicht soll die Geschwindigkeit der durch Strahlung bewirkten Wärmeübertragung zwischen der Maske und dem Bildschirm erhöht werdeny Aus der US PS 3703401 ist es zum selben Zweck bekannt, auf den ganzen Bildschirm einen Überzug aus Kohleteflchen aufzusprühen. Aus der US-PS 2728008 ist es auch bekannt, die Schattenmaske zu schwärzen. Weiterhin jstesbekannt (DTkAS 1462936), für dieMaskeeine temperaturkompensierende Halterung zu verwenden, die Bimetallelemente oder andere Vorrichtungen enthält, um die Anordnung aus Maske und Rahmen zum Bildschirm hin zu verschieben. Eine solche Halterung ist jedoch erst während späterer Stufen der Erwärmungsperiode wirksam, wenn der die Maske tragende Rahmen oder die Halterung des Rahmens erwärmt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kathodenstrahlröhre anzugeben, bei der durrh Erwärmung verursachte Vorwölbungen und Verformungen der Schattenmaske und damit Registerfehler insbesondere zu Beginn des Betriebes vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung enthalten mindestens eine der Hauptflächen der Maske und die innere Oberfläche des Bildschirms Flächenbereiche, die für Wärmestranlen selektiv reflexionsfähig, und Flächenbereiche, die selektiv absorptionsfähig für Infrarotstrahlung sind, um eine schnellere Wärmeübertragung durch Strahlung vom mittleren Teil der Maske als von den Randteilen der Maske zu bewirken.

Bei bestimmten Ausführungsbeispielen der Erfindung haben eine oder mehrere Hauptflächen der Maske und des Leuchtschirms jeweils einen mittleren Flächenbereich, der dunkel gefärbt und rauh texturiert ist, um den Wärmeübergang durch Strahlung zu verbessern. Der mittlere Flächenbereich ist teilweise oder ganz von peripheren Bereichen umgeben, die hell gefärbt oder metallisch und glatt texturiert sind, um den Wärmeübergang durch Strahlung herabzusetzen.

Dadurch, daß Flächenbereiche vorgesehen sind, durch die die Wärme vom mittleren Teil der Maske schneller abgeführt wird als von den peripheren Teilen der Maske, wird die Ausbauchung oder Wölbung der Maske während des Beginns der Aufwärmperiode herabgesetzt. Indem man die Form und Dicke dieser Bereiche entsprechend bemißt, können die Ausbauchung und Verzerrung der Maske und damit Dekkungsfehler zwischen den Elektronenbündelchen und den Leuchtstoffbereichen sehr weitgehend beseitigt werden.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine teilweise weggebrochene Längsschnittansicht einer Dreistrahl-Dreifarben-Kathodenstrahlröhre mit Schattenmaske und Punktrasterleuchtschirm gemäß einem Ausf ühnmgsbeispiel der Erfindung,

.-. Fig. 2 eine in kleinerem Maßstab als Fig. 1 gezeichnete, schematisierte Draufsicht auf die Scnattenmaske der Röhre gemäß Pig. 1 von derSdiirmseite gesehen, wobei die Lage von Oberflächenbereichen ersichtlich ist, die ein relativ größeres Absorptionsvermögen und ein relativ größeres Reflexionsvermögen fiir Iiu^otstraUung haben, *;,-

w Fig. 3 eine verkleinerte, vom Strahlerzeugungssystem aus gesehene Draufsicht auf den Bildschirm der Röhre gemäß;Fig. 1, wobei die Lage von Öberflärchenbereichen mit relativ größerer Absorptionsfähigkeit für Infrarotstrahlung und Flächenbereichen mit

relativ größerem Reflexionsvermögen für Infrarotstrahlung ersichtlich ist,

Fig. 4bis 7 Draufsichten verschiedener Muster von infrarotabsorptionsfähiger und infrarotemissionsfähiger Flächen, die für jede der Oberflächen der Maske,

ao des Bildschirms und/oder ein trichterförmiges Teil der Kathodenstrahlröhre verwendet werden kann,

Fig. 8 ein Diagramm mit einer Schar von Kurven, die die Temperaturänderungen während einer 90 Minuten dauernden Aufwärmperiode an verschiedenen

»5 Punkten einer Fig. 1 entsprechenden Röhre zeigt, bei der jedoch alSe Oberflächen der Maske und des Bildschirms gleichmäßig geschwärzt sind,

Fig. 9 ein Diagramm, in dem die gleiche Schar von Kurven wie in Fig. 8, jedoch mit anderem Zeitmaßstab und für die ersten fünf Minuten der Erwärmung dargestellt ist,

Fig. 10 ein Diagramm mit zwei Scharen von Kurven, aus denen die mittleren, in Radialrichtung gerechneten Versetzungen der Elektronenauftreffbereiche bezüglich der zugehörigen, von ihnen erregten Leuchtstoffbereiche während der ersten Zeit nach Inbetriebnahme einer Röhre gemäß der Erfindung ersichtlich sind.

Beispiel 1

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Erfindung in einer in Fig. 1 und 2 dargestellten Rechtcvk-Farbfernsehbildröhre verwirklicht, die einen evakuierten Glaskolben 11 mit einem trichterförmigen Teil 13 und einem Frontplattenpanel 15 hat. Die Innenseite des trichterförmigen Teiles 13 ist mit einem elektrisch leitenden Überzug 17 versehen, der zur Gänze aus einem wärmeabsorbierenden Material, wie Graphitteilchen in einem Silikatbinder, besteht. Das eine Ende des trichterförmigen Teiles 13 geht in einen Kolbenhals 19 über, in dem sich eine Strahlerzeugungssystemanordnung 23 befindet, die drei Elektronenstrahlen zu erzeugen gestattet, die auf eine Bildschirmanordnung an der gegenüberliegenden Seite des Glaskolben^ 11 gerichtet sind. Die Bildschirmanordnung enthält einen Lumineszenzschirm 25, der auf einem aus Glas bestehenden Bildfenster 27 angeordnet ist, welches einen Teil des Frontplattenpanels 15 bildet. Der Lumineszenzschirm 25 besteht im wesentlichen aus einer Vielzahl von rot emittierenden, grün emittierenden und blau emittierenden Leuchtstoffbereichen (»Leuchtstoffpunkten«) R, B bzw. G, die an der inneren Oberfläche 29 des Bildfensters 27 haften. Die Leuchtstoffbereiche sind im wesentlichen rund und in einem regelmäßigen, sich wiederholenden Muster von aus drei Leuchtstoffbereichen bestehenden Triaden oder Tripein angeordnet; jedes Tripel enthält dabei einen Punkt jeder Farbemissionschärakteristik. Auf der

Anordnung aus den Leuchtstoffbereichen befindet 38 cm hoch und 51 cm breit. Die infrarotabsorptionssich eine reflektierende Schicht 31 aus Aluminium. fähige Schicht 33 auf dem Lumineszenzschirm 25 ist Die reflektierende Schicht 31 trägt in ihrem mittleren etwa 25 cm hoch und etwa 38 cm breit, so daß ein Teil eine rechteckige, infrarotabsorptionsfähige etwa 6,5 cm breiter Rand aus infrarotreflexionsfähi-Schicht 33, wie unten noch genauer erläutert werden 5 gern Aluminiummetail verbleibt. Der infrarotabsorpwird.-Auf der der Strahlerzeugungssystemanordnung tionsfähige Bereich 47 auf der dem Lumineszenzzugewandten Seite des Bildfensters 27 ist in nahem schirm zugewandten Vorderseite 40 der Schatten-Abstand von diesem eine aus Metall bestehende maske 35 ist ebenfalls etwa 25 cm hoch und etwa 38 cm Schattenmaske 35 angeordnet, die eine Vielzahl von breit. Da die Schattenmaske 35 etwas kleiner ist als im wesentlichen runden Durchbrechungen 37 in re- « der Lumineszenzschirm 25, ist der durch die Begelmäßiger zyklischer Anordnung aufweist, und zwar schichtung 41 gebildete Rand aus infrarotreflexionsjeweils eine Durchbrechung für jedes Leuchtstofftri- fähigem Material etwas schmaler. Wenn die Bildröhre pel. Die Größe der öffnungen ist abgestuft; die groß- eingeschaltet wird, erwärmen die Elektronenstrahlen ten befinden sich im mittleren Teil der Schattenmaske die Schattenmaske 35, wie oben erläutert wurde. Da-35 und die kleinsten in den Randbereichen der Schat- *5 bei wird dann Wärme durch Infrarotstrahlung vom tenmaske 35. Die Schattenmaske 35 ist an verschiede- mittleren Bereich der Schattenmaske 35 durch die nen Stellen längs ihres Randes durch Punktschwei- Abstrahlung vom wärmeren schwarzen mittleren Beßung mit einem Rahmen 43 verbunden. Mit der der reich 47 auf der Maske 35 zu dem durch die Schicht Strahlerzeugungssystemanordnung zugewandten 33 gebildeten kälteren schwarzen Mittelbereich auf Seite des Rahmens 43 ist eine magnetische Abschir- *o dem Lumineszenzschirm 25 abgeführt. Die Beschichmung 44 in Form eines hohlen Pyramidenstumpfes tung 41 am Rand der Schattenmaske 35 und der periverschweißt. Der Rahmen 43, die magnetische Ab- phere Bereich 49 des Lumineszenzschirms 25 haben schirmung 44 und die der Strahlerzeugungssysteman- dagegen ein relativ hohes Reflexionsvermögen und Ordnung zugewandte Rückseite 39 der Schattenmaske damit ein relativ niedriges Emissionsvermögen für In-35 sind geschwärzt. Die dem Lumineszenzschirm 25 »5 frarotstrahlung, so daß dort die Wärmeübertragung zugewandte Vorderseite 40 der Schattenmaske 35 ist langsamer verläuft. Im Vergleich zu den bekannten geschwärzt und trägt eine periphere Beschichtung 41 Röhren werden also hier die Randbereiche der Senat aus aufgedampftem Aluminiummetail, die einen tenmaske erwärmt und der mittlere Bereich der rechteckigen infrarotemissionsfähigen Bereich im Schattenmaske gekühlt. Die Schattenmaske dehnt mittleren Teil der Maske begrenzt, wie unten noch 3° sich infolge ihres Wärmeexpansionskoeffizienten näher erläutert werden wird. Der Rahmen 43 ist durch dementsprechend in den Randbereichen aus, wodurch vier Federn an Zapfen 45 gelagert, die mit dem Front- die Mitte der Schattenmaske in eine Richtung gezogen plattenpanel verbunden sind. Die durchbrochene wird, die dem Vorwölben entgegengesetzt ist (also Schattenmaske 35 ist derart zwischen der Strahlerzeu- weg vom Lumineszenzschirm). Messungen haben gegungssystemanordnung 23 und dem Bildfenster 27 35 zeigt, daß die Auswanderung der Schattenmaske 35 angeordnet, das im Betrieb der Röhre durch jede in Richtung auf den Lumineszenzschirm 25 um bis Durchbrechung 37 der Schattenmaske 35 ein Bündel- zu 50 μΐη und die Verschiebung der Elektronenstrahl chen von jedem der drei Elektronenstrahlen oder ei- bündelchen (gemessen in einem Abstand zwischen nem anderen Winkel hindurchtritt, so daß die drei etwa 15 und 20 cm von der Bildschirmraitte) um bis Bündelchen jeweils einen anderen der drei Leucht- 40 zu etwa 50 μπι verringert werden konnten.
Stoffbereiche eines Tripeis des Lumineszenzschirmes „

25 erregen. Beispiel 2

Bei dem vorliegenden Beispiel ist die Schatten- Bei diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich um

maske 35, die aus kalt gewalztem Stahl besteht, so- eine Röhre, deren Konstruktion mit der der Röhre wohl auf der dem Lumineszenzschirm zugewandten 45 des Beispiels 1 übereinstimmt mit der Ausnahme, daß Vorderseite 40 als auch auf der Rückseite 39 ge- die Rückseite 39 der Schattenmaske nicht gleichmäßig schwärzt, z. B. durch kontrollierte Oxidation ihrer infrarotabsorptiGnsfähig ist, sondenr Infrarotstrah-Oberflächen. Die infrarotreflexionsfähige Beschieß- lung absorbierende und Infrarotstrahlung reflektietung31 aas Aluminiummetail wird auf alle peripheren rende Teile aufweist, die das Spiegelbild der in Fig. 2 Flächender Vorderseite 40 der Schattenmaske auf ge- 50 dargestellten Anordnung sind. Dies win J durch Aufbracht, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, so daß sich ein dampfen eines Streifens aus Aluminiuminetall auf die Infrarotstrahlung reflektierender Bereich ergibt, der Randteile der Rückseite der Schattennvtske erreicht, einen rechteckigen, Infrarotstrahlung absorbierenden Hierdurch werden die beim Beispiel 1 beschriebenen Bereich 47 umgibt. Bei diesem Ausführungsbeispiel Wirkungen während der ersten Zeit nadi Inbetriebträgt der Lumineszenzschirm die übliche Licht (und 55 nähme der Röhre schneller erreicht.
Infrarotstrahlung) reflektierende Schicht 31 aus Alu- . .

miniummetall. Ein mittlerer rechteckiger Flächenbe- Beispiel 3

reich der lichtreflektierenden Schicht 31 trägt einen Bei diesem Beispiel stimmt die Rölare in ihrem

Überzug in Form der Schicht 33 aus Kohleteilchen, Aufbau mit der Röhre gemäß Beispiel 2: überein, mil wie in Fig. 3 dargestellt ist, so daß sich ein durch die 60 der Ausnahme, daß die magnetische Abschirmung 44 Schicht 33 gebadeter mfrarotabsorptionsfähiger Be- fehlt und die Innenflächen des trichterförmigen Teile: reich ergibt and ein dessen Rand umgebender infra- 17 nicht gleichmäßig infrarotabsorbierend sind, son rotflexkmsfähiger peripherer Bereich 49 verbleibt. dem ein Muster aus infrarotabsorbierenden und in-Die beiden mfrarotabsorptionsfähigen Bereiche, also frarotreflektierenden Teilen tragen. D ie Projektioi die Bereiche 47 and die Schicht 33 haben ungefähr 63 dieses Masters auf den Bildschirm ist en Spiegelbilt die gleiche Größe and Form and sie liegen einander des in Fig. 3 dargestellten Masters, wenn es in Rieh in nahem Abstand gegenüber. Bei einer 63-cm-Bild- tung der Längsachse der Röhre betrachtet wird. Mai röhre mit 110° Ablenkwinkel ist der Bildschirm etwa kann ein solches Muster dadurch erhalten, daß mai

den leitenden Überzug 17 aus Graphit mit einem alles bedeckenden leitenden Überzug aus aufgedampftem Aluminiummetall ersetzt und auf dessen mittlere Teile einen Graphitüberzug der gewünschten Form aufbringt.

Allgemeine Betrachtungen und Alternativen

Die Erfindung kann bei allen Kathodenstrahlröhren Anwendung finden, die eine Schattenmaske und einen Mosaikschirm enthalten. Das Mosaik kann aus schmalen, durchgehenden Streifen oder runden, ovalen oder rechteckigen Einzelbereichen (»Inseln«) bestehen. Röhren mit Lumineszenzschirmen aus runden Bereichen oder »Punkten« werden in großem Umfange als Farbfernsehbildröhren verwendet. ¹S

Bei allen Ausführungsformen der Erfindung trägt mindestens eine der Infrarotstrahlung aussendenden oder empfangenden Oberflächen des Schirms oder der Maske ein gewünschtes Muster aus infrarotabsorbierenden und infrarotreflektierenden Flächenbereichen. Diese Oberflächen sind die beiden Hauptflächen oder Seiten der Maske und die Bildschirmoberfläche oder -seite, die zur Bildschirmseite der Maske hin gerichtet ist. Die innere Oberfläche des trichterförmigen Teiles, die zur Rückseite der Maske hinweist, kann ebenfalls ein solches Muster tragen. Für die Zwecke der Erfindung ist eine infrarotabsorbierende Räche eine Fläche, die ein relativ hohes Emissionsvermögen und Absorptionsvermögen aufweist. Dies ergibt sich aus der Tatsache, daß durch den nutzbar gemachten Strahlungsprozeß Wärme durch Infrarotstrahlung von der die höhere Temperatur aufweisenden Maske zu oder durch den die niedrigere Temperatur aufweisenden Kolben übertragen werden soll, was auf der Seite der Maske ein hohes Emissionsvermögen für Infrarotstrahlung und auf der Seite des Kolbens das Vorhandensein einer guten Wärmesenke durch Absorption von Infrarotstrahlung erfordert.

Ein relativ hohes Reflexionsvermögen für Infrarotstrahlung hat eine Oberfläche mit Spiegelglanz, die glatt, glänzend und metallisch ist. In etwas geringerem Maße kann ein hohes Reflexionsvermögen auch mit einer Oberfläche erreicht werden, die glatt oder hellfarbig, vorzugsweise sowohl glatt als auch hellfarbig ist. Im Vakuum aufgedampfte Aluminiumschichten werden bevorzugt. Man kann jedoch auch Überzüge aus Aluminiumoxid, Titanoxid oder Magnesiumoxid verwenden.

Ein relativ hohes Absorptionsvermögen für Infrarotstrahlung weisen rauhe und/oder mattschwarze Oberflächen auf. Solche Flächen haben auch ein hohes Emissionsvermögen für Infrarotstrahlung. In etwas geringerem Grade kann ein hohes Absorptionsvermögen für Infrarotstrahlung mit Oberflächen erreicht werden, die rauh oder dunkelfarbig, vorzugsweise sowohl rauh als auch dunkelfarbig sind. Die optimale Absorption ergibt sich, wenn die Dicke des infrarotabsorbierenden Materials mindestens 10% der Wellenlänge des Emissionsmaximums eines schwarzen Körpers ist. Bei 80° C, was über der normalen Betriebstemperatur einer Schattenmaske liegt, beträgt diese Wellenlänge etwa 8440 ran. Überzüge aus schwarzen Teilchen aus Materialien wie Graphit, Kohlenstoff, Nickeloxid und schwarzem Eisenoxid werden bevorzugt. Dunkelfarbige Materialien, die braun, grau, blau, grün oder purpurfarbig sind, können ebenfalls verwendet werden. Man kann aufdampfbarc Überzüge verwenden, wie sie in der obenerwähnten US-PS 3392297 beschrieben sind. Wenn es das verwendete Material zuläßt, wie es z. B. bei einer eisenhaltigen Schattenmaske der Fall ist, kann die Oberfläche z. B. durch gesteuerte Oxidation behandelt werden, so daß sie eine dunkle Farbe annimmt. Die Oberfläche kann auch aufgerauht werden, z. B. durch Sandstrahlen oder andere Schleif verfahren u. dgl.

Man kann die verschiedensten Muster aus Flächenbereichen, die selektiv infrarotabsorbierend und infrarotreflektierend sind, verwenden. Die Fig. 2 und 3 zeigen rechteckige Flächenbereiche mit abgerundeten Ecken. In Fig. 4 ist ein kreisförmiger absorptionsfähiger Mittelbereich S3 dargestellt, der symmetrisch in einem ihn umgebenden reflektiei enden Randbereich 51 angeordnet ist. Fig. S zeigt ein absorptionsfähiges Feld 55, das den mittleren Teil sowie den oberen und unteren Randteil der betrachteten Fläche umfaßt und auf seiner rechten und linken Seite symmetrische Einbuchtungen für reflektierende Randbereiche 57 und59aufweist. Fig. 6 zeigt ein Feld 61 relativ hohen Absorptionsvermögens, das an allen vier Seiten des betrachteten Flächenbereiches symmetrische Einbuchtungen für relativ gut reflektierende Flächenbereiche 63, 65, 67 und 69 aufweist. Fig. 7 ist ähnlich der Fig. 6 mit der Ausnahme, daß die Grenzen zwischen relativ gut reflektierenden Flächenbereichen 71, 72, 75 und 77 und einem relativ gut absorbierenden Feld 79 zickzackförmig ausgebildet sind.

Jedes der Muster kann auf einer oder mehreren der hier interessierenden Röhrenoberflächen, also insbesondere der Innenseite des Lumineszenzschirms 25, der Vorderseite 40 der Schattenmaske und der Rückseite 39 der Schattenmaske angeordnet werden. Die Innenfläche des trichterförmigen Teils 13 kann ebenfalls ein solches Muster tragen. Wenn zwei oder mehr dieser Oberflächen mit Muster versehen sind, können dieselben Muster mit gleichen oder unterschiedlichen Größen oder auch unterschiedliche Muster verwendet werden. Man kann also z. B. das Muster gemäß Fig. 2 in Verbindung mit einem ähnlichen, aber kleineren Muster oder in Kombination mit dem Muster gemäß Fig. 4 und/oder Fig. 5 und/oder Fig. 6 und/oder Fig. 7 verwenden.

Sowohl bei einzelner Verwendung oder bei Verwendung in Kombination mit anderen Mustern stellt die Gesamtkombination in der Röhre das Mittel dar, um einen vergleichsweise schnelleren strahlender Wärmeübergang vom mittleren Teil der erwärmter Maske auf die kühleren Oberflächen des Schirms unc des trichterförmigen Teils und eine vergleichsweise langsamere Wärmeübertragung durch Strahlung voi den Randteilen der Maske zu gewährleisten. Durcl entsprechende Formgebung des oder der Muster ha man die Möglichkeit, die Vorwölbung oder Verfor mung, die sich durch die Ausdehnung der Maske in folge von Temperaturänderungen ergeben, gezielt zi beeinflussen.

Das oder die verwendeten Muster können dadurc gebildet werden, daß man getrennte, benachbart Flächenbereiche herstellt oder daß man eine vollstär dige infrarotabsorbierende Oberfläche herstellt un dann einen oder mehrere Bereiche aus infrarotreflcl ticrendem Material niederschlägt, die die daruntcrlii gende Oberfläche abdecken, oder indem man cir ganz infrarot reflektierende Oberfläche herstellt un dann einen oder mehrere Bereiche aus infrarotabso

609682'32i

bierendem Material aufbringt, die die darunterliegende Oberfläche abdecken. Durch jede dieser Strukturen kann das Muster weiter dadurch abgewandelt werden, indem man die Infrarotabsorptions- und/oder Reflexionseigenschaft einer oder mehrerer Flächenbereiche ausfranst, abstuft oder verlaufen läßt. Man kann dies durch eine verlaufende Dicke einer Schicht längs der normalen Grenze oder durch eine Grenze mit ineinandergreifenden Bereichen, z. B. in Sägezahn- oder Zickzackform erreichen.

Das Muster auf dem Bildschirm soll vorzugsweise eine im wesentlichen gleichmäßige Abschwächung der Elektronenstrahlbündelchen bewirken. Man kann dies dadurch erreichen, daß man die Dicken der verschiedenen Schichten auf dem Mosaik so bemißt, daß ¹S die Gesamtmasse des Materials (Massendichte) an allen Punkten des Mosaiks im wesentlichen gleich ist. Zum Beispiel kann man hierzu bei der Röhre gemäß Fig. 1 die reflektierende Schicht 31 unterhalb der absorptionsfähigen Schicht 33 dünner als anderswo machen.

In Fig. 8 ist eine Schar von Kurven dargestellt, die den Verlauf der Temperatur in Grad Celsius an verschiedenen Punkten der Schattenmaske (entsprechend der Schattenmaske 35) und einem Punkt der ^a5 internen magnetischen Abschirmung 44 während der ersten 90 Minuten nach Inbetriebnahme für eine Röhre zeigen, die der in Fig. 1 dargestellten Röhre entspricht mit der Ausnahme, daß alle inneren Teile gleichmäßig geschwärzt sind. Die Kurve 81 gilt für verschiedene Stellen der Schattenmaske, die etwa 16,5 cm von der Mitte entfernt sind, und die Kurve 85 gilt für verschiedene Stellen der Maske, die etwa 28 cm von ihrer Mitte entfernt sind. Die Kurve 87 gilt für mehrere Stellen auf der im Röhreninneren angeordneten magnetischen Abschirmung 44. Die Messungen wurden mit Thermoelementen gemacht, die mit den Meßpunkten in Berührung standen. Aus den Kurven sind die Unterschiede der mittleren Temperaturen quer über die Maske, die schnellen Temperaturänderungen während der ersten fünf Betriebsminuten und die Tatsache, daß selbst nach 90 Betriebsminuten noch kein Temperaturgleichgewicht erreicht ist, ersichtlich. Die Temperaturunterschiede und die raschen Temperaturänderungen bewirken, daß sich die Maske zeitweilig wirft, wodurch eine zeitweilige Verschiebung der Durchbrechungen 37 bezüglich der zugehörigen Leuchtstoffbereiche des Lumineszenzschirmes 25 eintritt. Fig. 9 zeigt dieselbe Schar von Kurven 81,83,85 und 87 für die ersten fünf Betriebsminuten der Röhre.

Fig. 10 zeigt eine Schar von Kurven 91, 92 und 93, die die Verschiebung der Elektronenstrahlauftreffflecke bezüglich der von ihnen erregten zugehörigen Leuchtstoffbereiche während der anfänglichen Betriebsminuten für eine bekannte Röhre, die der gemäß Fig. I entsprach mit der Ausnahme, daß die ganzen Oberflächen der Maske und des Bildschirms gleichmäßig geschwärzt waren. Die Röhre wurde mit einem weißen Raster bei 25 kV und mit IbOO Mikroampere Strahlstrom betrieben. Die Kurven 91,92 und 93 geben die Mittelwerte für jeweils mindestens vier Stellen an, die etwa 15 cm, etwa 20 cm bzw. etwa 28 cm von der Mitte des Lumineszenzschirms 25 entfernt waren (insgesamt 12 Stellen). Die Messungen erfolgten optisch, indem die erregten Phosphorbereiche durch ein Mikroskop betrachtet und die radialen Verschiebungen des Randes des erregten Bereiches bezüglich des Randes des Leuchtstoffbereiches gemessen wurden. Als positiv wurde dabei eine Verschiebung von der Bildschirmmitte weg und als negativ eine Verschiebung zur Bildschirmmitte hin angesehen. Es wurden ungleichmäßige Verschiebungen der Elektronenauf treffflecke um mehr als 25 μπι zur Mitte hin festgestellt, die auf Andeningen der Form und Lage der Durchbrechungen 37 der Maske zurückzuführen sind. Die Kurven 95,96 und 97 gelten entsprechend für die in Fig. 1 dargestellte Röhre mit der Ausnahme, daß der Lumineszenzschirm ein kissenförmiges Muster trug, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, wobei die reflektierenden Flächenbereiche 63,65,67 und 69 an ihrer breitesten Stelle etwa 64 mm breit waren und die sie trennenden Ausläufer aus absorbierendem Material in den Ecken eine Breite von etwa 50 mm hatten. Die Kurven 95,96 und 97 zeigen, daß die selektiv absorbierenden Flächenbereiche und selektiv reflektierenden Flächenbereiche auf dem Schirm die Verschiebung der Elektronenauftreffbereiche bezüglich der Leuchtstoffbereiche ganz wesentlich herabsetzt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1. Patentansprüche:

   Kathodenstrahlröhre mit einem innen auf ^eJn Frontglas des Röhrenkolbens angeordneten, ein Mosaik von Leuchtstoffbereichen verschiede-Iner Emissionsfarbe aufweisenden Bildschirm und mrt einer im Kolben nahe beim Bildschirm ange-'öraneten Schattenmaske mit öffnungen, die bezüglich der Leuchtstoffbereiche ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Bildschirm {25)4zu iunäfoder angewandten Oberflächen (40, 39) der Schattenmaske (35) und/oder die innere Oberfläche des Bildschirms (25) wärmereflektierende und wärmeabsorbierende Flächenbereiche (33, 41, 47, 49...) aufweisen, die so angeordnet sind, daß bei Erwärmen der Schattenmaske vom mittleren Teil der Schattenmaske die Wärme schneller abgestrahlt wird als von deren Randteüen.
2. 2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Oberflächen (39,40) der Schattenmaske (35) einen mittleren Teil (47), der selektiv Infrarotstrahlung zu absorbieren vermag, und Randteile (41), die selektiv Infrarotstrahlung reflektieren, aufweist.
3. 3. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche des Bildschirms und die dieser zugewandte Oberfläche (40) der Schattenmaske (35) jeweils einen mittleren Teil (33, 47) mit einem selektiven oder relativ hohen Absorptionsvermögen für Infrarotstrahlung und umgebender Randteile (41,49) mit selektivem oder relativ hohem Reflexionsvermögen für Infrarotstrahlung aufweisen.
4. 4. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite des Bildschirms und die dieser zugewandte Oberfläche (40) der Schattenmaske (35) jeweils einen Mittelbereich und gewisse sich in die Bildschirmecken erstreckende Randbereiche (55, 61, 79), die ein selektives oder relativ hohes Absorptionsvermögen für Infrarotstrahlung haben, und verbleibende Randbereiche (57, 59,63, 65, 71, 73), die ein selektives oder relativ hohes Reflexionsvermögen für Infrarotstrahlung haben, aufweisen.
5. 5. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mosaik aus Leuchtstoffbereichen ganz von einer reflektierenden Metallschicht (31) bedeckt ist, auf der sich der infrarotabsorbierende Überzug (33) befindet.
6. 6. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Oberflächen (39, 40) der Schattenmaske (35) ganz wärmeabsorbierend sind, und daß auf Randbereichteilen der dem Bildschirm zugewandten Oberfläche der Maske eine wärmereflektierende Metallschicht (41) aufgebracht ist.
7. 7. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mosaik aus Leuchtstoffbereichen ganz mit einer wärmereflektierenden Metallschicht (31) bedeckt ist, und daß sich ein Infrarotstrahlung absorbierender schwarzer Überzug lediglich auf dem mittleren Teil und allen an den Ecken befindlichen Randteilen der reflektierenden Metallschicht befindet.
8. 8. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mosaik aus LeuchtstoffbereiÄenganz mit einer, reflektieren-' denMetallschicht (31) überzogen ist, und daß sich nur auf dem rntttjeren Teil der reflektierenden Schicht ein Infrarotstrahlung absorbierender Überzug (33) befindet
9. 9. Kathodenstrahlröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Infrarotstrahlung absorbierenden Oberflächen dunkel gefärbt und für das unbewaffnete Auge erkennbar rauh ausgebildet sind und daß die Infpurpjtstrahlung reflektierenden Oberflächen hell sind und dem unbewaffneten Auge glatt erscheinen.