DE2408271A1

DE2408271A1 - Kathodenstrahlroehre zur wiedergabe farbiger bilder

Info

Publication number: DE2408271A1
Application number: DE19742408271
Authority: DE
Inventors: Gijsbertus Bakker
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1973-03-08
Filing date: 1974-02-21
Publication date: 1974-09-12
Also published as: IT1009207B; FR2220868A1; ES423987A1; AU6624774A; NL7303251A; JPS49122660A; BE811955A; FR2220868B3

Description

Kathodenstrahlröhre zur Wiedergabe farbiger Bilder.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kathoden-' strahlröhre zur Wiedergabe farbiger Bilder, die in einer evakuierten Umhüllung enthält: Mittel zum Erzeugen mindestens zweier Elektronenstrahlen, einen Bildschirm mit einer Vielzahl in mindestens zwei verschiedenen Farben lumineszierender Gebiete sowie eine Farbauswahlelektrode mit einer Folie aus einem ferromagnetischen Material, die mit einer Vielzahl von Offnungen versehen ist, welche Elektronenstrahlen mittels der genannten Farbauswahlelektrode je lumineszierenden Gebieten einer bestimmten Farbe zugeordnet sind. ^x

Eine derartige Röhre, meistens als Lochmaskenröhre bezeichnet, wird allgemein zur Wiedergabe von Färb-

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fernsehbildern verwendet. Die Farbauswahlelektrode, auch, als Lochmaske bezeichnet, erfüllt in einer derartigen Röhre die bekannte Funktion der Auswahl der Elektronenstrahlen, derart, dass ein erster Elektronenstrahl nur rot lumineszierende Leuchtstoffgebiete, ein zweiter Elektronenstrahl nur blau lumineszierende Leuchtstoffgebiete und ein dritter Elektronenstrahl nur grün lumineszierende Leuchtstoffgebiete trifft. Es ist bekannt,' dass bereits eine sehr geringe Verschiebung der Lochmaske in bezug auf den Bildschirm zur Folge hat, dass die Elektronenstrahlen nicht mehr die richtigen Leuchtstoffgebiete treffen, was Farbfehler herbeiführt. Derartige geringe Verschiebungen der Lochmaske .treten insbesondere unter dem Einfluss von Wärmeausdehnung auf.

Es ist bekannt, die Verschiebung der Lochmaske infolge der Wärmeausdehnung der gesamten Maske durch eine Verschiebung der Maske parallel zu der Hauptsache der Röhre unter dem Einfluss temperaturempfindlicher Bimetallfedern auszugleichen. Es hat sich aber herausgestellt, dass · auch örtliche Farbfehler auftreten, wenn während längerer Zeit ein bestimmter Teil des wiedergegebenen Bildes eine viel grössere Leuchtdichte als der umgebende Teil dieses Bildes aufweist. Die Erfindung hat den Zweck, die zjiletzt genannten Farbfehler zu vermeiden oder wenigstens erheblich zu verringern.

Eine Kathodenstrahlröhre der im ersten Absatz genannten Art ist nach der Erfindung dadurch gekenn-

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zeichnet, dass die Folie der Farbauswahlelektrode mit einer Schicht überzogen ist, die aus einem Material besteht, dessen Wärmeleitfähigkeit grosser als die des genannten ferromagnetischeη Materials ist, wobei die Gesamtdicke des genannten Materials mit grösserer Wärmeleitfähigkeit mindestens 25 $ der Dicke des genannten ferromagnetischen Materials beträgt.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine weisse Fläche im Bild örtlich eine sehr starke Wärmeentwicklung in der Lochmaske herbeiführt. Dabei sex bemerkt, dass etwa 85 % der Stromstärke der Elektronenstrahlen von der Lochmaske abgefangen wird. Diese örtliche starke Wärmeentwicklung führt eine örtliche Temperaturerhöhung in bezug auf die umgebenden Teile der Lochmaske herbei. Dadurch wird ein Buckel auf der Lochmaske gebildet, der eine zusätzliche Verschiebung bedeutet, die nicht durch die bereits genannten Bimetallfedern ausgeglichen wird. Das Material der Lochmaske muss ferromagnetisch sein, um magnetische Störfelder abzuschirmen. Die bekannten ferro— magnetischen Materialien weisen jedoch eine geringe Wärmeleitfähigkeit auf, wodurch "der genannte Buckel geraume Zeit beibehalten wird und noch örtliche Farbfehler veranlässt, nachdem die genannte Fläche mit grosser Leuchtdichte bereits verschwunden ist. Die Schicht mit grosser Wärmeleitfähigkeit, die nach der Erfindung auf der Lochmaske angebracht wird, hat den Zweck, die örtlich entwickelte Wärme möglichst schnell und möglichst gleichmässig über

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die Lochmaske zu verbreiten. Die Schicht besteht vorzugsweise aus Kupfer, aber auch mit anderen Materialien, wie z.B. Aluminium, werden günstige Ergebnisse erzielt. Die Lochmaske kann auf beiden Seiten mit einer derartigen Schicht versehen sein.

Es sei bemerkt, dass es z.B. aus der deutschen Patentanmeldung 2,137·1^3 bekannt ist, eine Lochmaske aus vakuumtechnischen und auch ätztechnischen Gründen mit einer sehr dünnen Schicht aus u.a. Kupfer oder Aluminium zu überziehen. Die hier genannten sehr dünnen Schichten üben jedoch einen ungenügenden Einfluss auf die Wärmeleitfähigkeit aus.

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

Fig. 1 eine Kathodenstrahlröhre zur Wiedergabe farbiger Bilder nach der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einiger Temperaturverteilungen in einer Lochmaske,

Fig. 3 einen Teil der Lochmaske der Röhre nach Fig. 1, und

Fig. h eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise der Röhre nach der Erfindung.

Die in Fig. 1 dargestellte Farbfernsehbildröhre ist mit einer Glasumhüllung 1 versehen, die aus einem Hals 2, einem Konus 3 und einer Frontplatte 4 besteht. Die Frontplatte k ist mit einem Bildschirm 5 versehen, der rot, grün und blau luraineszierende Leuchtstoff-

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gebiete enthält. Der Bildschirm 5 wird von drei Elektronenstrahlen 6, 7 und 8 abgetastet, die von dem Elektronenstrahlerzeugungssystem.9 erzeugt Und von den Ablenkspulen 10 abgelenkt werden. Die Röhre enthält weiter eine Lochmaske 11 (Farbauswahlelektrode) mit einer Vielzahl von Of fnungen 12. Infolge des Winkels, den die Elektronenstrahlen 6, 7 und 8 miteinander einschliessen (der sogenannte Farbauswahlwinkel), treffen sie nach dem Passieren der Offnungen 12 je einen Leuchtstoff einer anderen Farbe. Da die Leuchtstoffgebiete durch ein photographisches Verfahren unter Verwendung der Lochmaske 11 angebracht werden, stimmen die Muster von Leuchtstoffgebieten des Bildschirmes 5 und das Muster von Offnungen 12 in der Lochmaske 11 möglichst genau miteinander überein. Diese Übereinstimmung wird jedoch durch die Wärmeausdehnung der Lochmaske 11 infolge der durch den von der Lochmaske 11 abgefangenen Teil der Elektronenstrahlen 6, 7 und 8 herbeigeführten Wärmeentwicklung gestört. Die Lochmaske 11 fängt etwa 85 /& der Stromstärke der Elektronenstrahlen 6, 7 und 8 ab. Die Ausdehnung der ganzen Lochmaske wird durch eine Verschiebung parallel zu der Hauptsache 13 der Röhre ausgeglichen. Diese Verschiebung wird auf bekannte Weise mittels nicht dargestellter temperaturempfindlicher Bimetallfedern erhalten, mit denen die Lochmaske 11 in der Frontplatte k befestigt ist.

Wenn ein Teil des wiedergegebenen Bildes eine viel grössere Leuchtdichte als die umgebenden Teile

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des Bildes aufweist, wird örtlich auf der Lochmaske viel mehr ¥ärme als an anderen Stellen entwickelt, wodurch die Temperatur örtlich stark ansteigt, weil sich diese Wärme infolge der geringen Leitfähigkeit der Lochmaske nicht verbreiten kann. Der Buckel, der dadurch auf der Lochmaske 11 gebildet wird, ist Ursache der Farbfehler, die durch Anwendung der Erfindung vermieden werden.

In einer Röhre wird nämlich beim Betrieb

die ganze Lochmaske 11 mit 75 W/m² belastet, während ein Gebiet von 100 mm χ 100 mm zusätzlich mit 250 V/m² belastet wird, so dass es insgesamt mit 350 ¥/m² belastet wird. Dies entspricht einem hellweissen Feld auf einem schwach beleuchteten Hintergrund. Die Mitte des weissen Feldes liegt auf einer Diagonale des Bildschirmes in einem Abstand von zwei Dritteln der halben Diagonale, von der Mitte des Bildschirmes her gemessen.

In Fig. 2 ist dieses Gebiet schematisch mit

lh bezeichnet. Wenn die Wärmeleitfähigkeit der Lochmaske -11 Null wäre, würde eine Temperaturverteilung auf der Lochmaske 11 erhalten werden, wie sie mit der Linie 15 angegeben ist. In der Praxis weist auch eine ferromagnetische Lochmaske eine gewisse, aber ungenügende Wärmeleitfähigkeit auf, wodurch in der Praxis in den bekannten Röhren eine Temperaturverteilung geraäss der Linie 16 erhalten wird, deren Spitze eine T ⁰C höhere Temperatur als die Umgebung auf der Lochmaske aufweist. Die Temperaturerhöhung T kann sogar 20⁰C betragen. Nach der Erfindung wird T erheblich

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um einen Betragt T herabgesetzt, wodurch die Linie I7 erhalten wird.

In Fig. 3 ist ein Teil der Lochmaske 11 dargestellt. Diese Lochmaske enthält eine Folie 18 aus Eisen mit einem geringen Kohlenstoffgehalt, die auf beiden Seiten mit Schichten I9 und 20 aus auf elektrolytischem Wege angebrachtem Kupfer versehen ist. Die Wände der Offnungen 12 sind im Zusammenhang mit der Weise, in der das Kupfer angebracht ist, mit einer Kupferschicht versehen. Es ist naturgemäss nicht notwendig, dass das Kupfer auf beiden Seiten angebracht wird. Eine zweimal dickere Kupferschicht auf einer Seite ergibt die gleiche Wirkung. Der

ο Wärmeleitfähigkeitskoeffizient von Eisen ist etwa Uo W/m C, Der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient von Kupfer ist zehnmal grosser, und zwar etwa 400 W/m ⁰C. -Eine verhältnismässig dünne Kupferschicht hat also bereits einen starken Effekt. In der Praxis wurden günstige Ergebnisse mit einer Eisenfolie 18 mit einer Dicke von 0,150 mm erzielt, die auf beiden Seiten mit einer 0,025 mm dicken Kupferschicht versehen war; diese Schichten sind mit I9 und 20 bezeichnet; die Gesamtdicke des Kupfers beträgt also ein Drittel der Dicke des Eisens. Damit wird eine Herabsetzung der Höhe des Buckels um 4o $ erreicht.

In Fig. k ist der Faktor, um den die Wärmeleitfähigkeit einer Lochmaske vergrössert wird, als Abszisse aufgetragen, während die erreichte prozentuale Herabsetzung von T, in Δ T/T, als Ordinate aufgetragen

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ist. Aus dieser Figur ist ersichtlich, dass eine Verdopplung der Wärmeleitfähigkeit bereits eine Herabsetzung von T um 25 $ ergibt.

Gewisse in Betracht kommende Materialien mit einer guten Wärmeleitfähigkeit weisen auch einen grösseren Ausdehnungskoeffizienten als Eisen auf. Diese grössere Ausdehnung ist zwar nachteilig, aber der Effekt der Wärmeleitfähigkeit ist bei Kupfer und Aluminium viel stärker. Ein Material wie Wolfram ist in dieser Hinsicht günstiger, weil es sowohl einen guten Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten als auch einen kleinen Ausdehnungskoeffizienten aufweist; es lässt sich aber schwerer anbringen.

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Claims

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ι - y -

PATENTANSPRÜCHE .

,1 .J Kathodenstrahlröhre zur Wiedergabe farbiger

Bilder, die in einer evakuierten "Umhüllung enthält: Mittel zum Erzeugen mindestens zweier Elektronenstrahlen, einen Bildschirm mit einer Vielzahl in mindestens zwei verschiedenen Farben lumineszierender Gebiete sowie eine Farbauswahlelektrode mit einer Folie aus ferromagnetischem Material und mit einer Yielzahl von Offnungen, welche Elektronenstrahlen mittels der genannten Farbauswahlelektrode je lumineszierenden Gebieten einer bestimmten Farbe zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie der Farfaauswahlelektrode mit einer Schicht überzogen ist, die aus einem Material besteht, dessen Wärmeleitfähigkeit grosser als die des genannten ferromagnetisehen Materials ist, wobei die Gesamtdicke des genannten Materials mit grösserer Wärmeleitfähigkeit mindestens 25 $ der Dicke des genannten ferromagnetisehen Materials beträgt.
2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbauswahlelektrode mit einer Kupferschicht überzogen ist.
3. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbauswahlelektrode auf beiden Seiten mit einer Kupferschicht überzogen ist.

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