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Farbkathodenstrahlröhre
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Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Farbkathodenstrahlröhre
mit einem Fluoreszenzschirm für eine Referenzfarblumineszenz, z. B. für Referenz-Weißlumineszenz
in einem Teilbereich einer Stirnplatte, welche einen Fluoreszenzschirm mit roten,
grünen und blauen Fluoreszenzpunkten oder Fluoreszenzstreifen aufweist.
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Diese Farbkathodenstrahlröhre dient in erster Linie als Sendemonitor.
Mit einer solchen Farbkathodenstrahlröhre gelingt die Farbeinstellung mit großer
Genauigkeit und auf äußerst einfache Weise, ohne daß man ein Farbthermometer oder
ein Chromatizitätsmeßgerät benötigt.
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Die Erfindung betrifft eine Farbkathodenstrahlröhre, welche vorzugsweise
fUr Sendemonitorzwecke verwendet wird. Insbesondere betrifft die Erfindung eine
Farbkathodenstrahlröhre, welche sich fUr Zwecke der Farbeinstellung eignet.
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Bisher ist es bei den Videomonitoren für Sendestationen oder dgl.
schwierig, die Farbe präzise einzustellen, da eine Farbeinstellung, welche der eigentlichen
Verwendung vorangeht, recht störend oder schwierig ist.
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Im Falle einer Farbfernsehsendung im NTSC-Farbfernsehsystem sollte
der Referenzweißton auf der Sendeseite der durchschnittle Weißton der Solarstrahlung
sein (Farbtemperatur: 6 500 zog). Zur Überwachung des Sendezustandes der Sendestation
ist es erforderlich, die Farbtemperatur des Weißtons des Videomonitors präzise auf
6 500 °K einzustellen. Andererseits werden empfängerseitig auch Schwarz-Weiß-Fernsehsendungen
empfangen. Demgemäß wird der Referenzweißton fUr eine Farbkathodenstrahlröhre auf
einen Ton eingestellt, welcher eine geringfügig höhere Farbtemperatur aufweist als
der Referenzweißton der Senderseite (Farbtemperatur etwa 9 300 °K + 27 MPCD).
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Detngemäß ist es zur Überwachung der Empfangsbedingungen erforderlich,
den Videomonitor auf eine Chromatizität einzustellen, welche den obigen Bedingungen
gentigt. Im allgemeinen werden bei Farbkathodenstrahlröhren für Videomonitorzwecke
die Strahlstromintensitäten der Elektronenstrahlen für die roten, grünen und blauen
Farben, welche auf die roten, grünen bzw. blauen Fluoreszenzpunkte oder -streifen
auftreffen, jeweils entsprechend den Chromatizitäten eingestellt. Zur Einstellung
des Weißtons hat man daher ein spezielles Farbthermometer oder ein spezielles Chromatizitätsmeßgerät
verwendet oder man hat das Strahlstromverhältnis der Elektronenstrahlen unter Farbvergleich
mit einer Referenzlichtquelle eingestellt und auf diese Weise auf die gewünschten
Chromatizitätswerte eingestellt. Die herkömmlichen Farbthermometer und Ohromatizitätemesser
haben Jedoch eine geringe Genauigkeit, so daß es schwierig war, den Videomonitor
auf die gewUnschten Chromatizitäten einzustellen. Andererseits sind Farbthermometer
und Chromatizitätsmeßgeräte, welche eine hohe Genauigkeit aufweisen, recht teuer,
so daß hierdurch erhebliche Kosten verursjoht werden und eine einfache Einstellung
nicht möglich ist. Das Gleiche gilt fUr einen Farbvergleich mit einer Referenzlichtquelle.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Farbkathodenstrahlröhre
zu schaffen, mit der eine Farbeinstellung auf einfache Weise und mit hoher Genauigkeit
ohne Verwendung
eines Farbthermometers oder eines Chromatizitätsmeßgerätes
und unter Vermeidung der oben genannten Schwierigkeiten verwirklicht werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Farbkathodenstrahlröhre
gelöst, welche einen ersten Fluoreszenzschirm für Referenzfarblumineszenz bei Auftreffen
von Elektronenstrahlen umfaßt, der in einem oder mehreren Teilbereichen der Innenfläche
der Stirnplatte angeordnet ist, sowie einen zweiten Fluoreszenzschirm für polychromatische
Buminessenz bei Auftreffen von Elektronenstrahlen, welcher in den übrigen Bereichen
der Innenfläche der Stirnplatte vorgesehen ist.
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An der Grenze zwischen dem ersten Fluoreszenzschirm und dem zweiten
Fluoreszenzschirm kann vorteilhafterweise eine Lichtabsorptionszone vorgesehen sein.
Wenn auf dem zweiten Fluoreszenzschirm die roten, grilnen und blauen Fluoreszenzpunkte
in Form eines Dreieckmusters angeordnet sind, so kann man den jeweils einen Farbpunkt
oder die jeweils zwei Farbpunkte, welche dem ersten Fluoreszenzschirm nächst gelegen
sind, und nicht zu einem Trio gehören, auslassen.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Ansicht der Vorderseite des Bildschirms einer
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Farbkathodenstrahlröhre; Fig. 2 eine schematische
Ansicht einer weiteren Ausfahrungsform der erfindungsgemäßen Farbkathodenstrahlröhre;
Fig. 3 einen Teilschnitt durch die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Farbkathodenstrahlröhre
gemäß Fig. 2; Fig. 4 und 5 vergrößerte Teilansicht eines Dreifarben-Fluoreszenzpunkte
aufweisenden Fluoreszenzschirms einer Farbkathodenstrahlröhre, wobei Fig. 5 eine
verbesserte Ausftllirungsform darstellt.
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Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 1 zeigt ine Bildfläche einer Stirnseite 1 einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen
FarbkathodenstShlröhre. Diese ist in zwei Bereiche unterteilt. In einem Teilbereich
weist die Bildfläche einen ersten Fluoreszenzschirm 3 auf. Dieser wird hergestellt,
indem man ein Fluoreszenzmaterial zur Erzeugung einer Lumineszenz einer getUnschten
Referenzfarbe, z. B. einer Referenzweißfluoreszenz, bei Auftreffen von Elektronenstrahlen
aufträgt. In dem anderen Teilbereich neben dem ersten Fluoreszenzschirm 3 ist ein
zweiter Fluoreszenzschirm 2 vorgesehen, welcher Dreifarben-Fluoreszenzpunkte oder
-streifen fdr rote, grüne und blaue Luminesenz aufweist. Ein solcher Fluoreszenzschirm
kann von einem mit der Herstellung von Farbkathodenstrahlröhren vertrauten Fachmann
nach bekannten Methoden hergestellt werden, z. B. nach der Photodruck-Methode oder
nach der Sedimentations-Methode.
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Dabei werden die fluoreszierenden Materialien jeweils auf die Stirnplatte
aufgetragen. Im Hals der Kathodenstrahlröhre ist eine nicht gezeigte Dreifarben-Elektronenkanone
angeordnet.
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Die von der Elektronenkanone ausgesandten Elektronenstrahlen treffen
auf den Fluoreszenzschirm auf, und zwar durch eine Schattenmaske, welche in einem
vorbestimmten Abstand dem Fluoreszenschirm gegenüberliegt. Dabei erhält man die
Lumineszenz.
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Wenn die erfindungsgemäße Farbkathodenstrahlröhre eingeschaltet wird,
so erscheint die gewünschte Referenzweißlumineszenz auf dem ersten Fluoreszenzschirm
3. Auf dem zweiten Fluoreszenzschirm 2 kann ein Vielfarbenbild erzeugt werden, wobei
es sich um die Mischfarben der Bumineszenzfarben der Dreifarben-Fluoreszenzelemente
handelt. Diese hängen ab von den Intensitäten der Strahlströme der auftreffenden
Elektronenstrahlen.
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Um nun die Weißton-Einstellung (Weißabgleichseinstellung) der Farbkathodenstrahlröhre
vornehmen zu können, müssen die Strahlstromintensitäten der Elektronenstrahlen jeweils
unter Farbvergleich mit dem Referenzweißton des ersten Fluoreszenzschirms
3
eingestellt werden, wobei die Chromatizitäten des zweiten Fluoreszenzschirms 2 auf
die Jeweils gewünschten Chromatizitäten eingestellt werden. Daher kann man auch
bei Verwendung der Farbkathodenstrahlröhre als Fernsehmonitor den Monitor auf einfache
Weise und mit hoher Genauigkeit einstellen.
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Man kann den ersten Fluoreszenzschirm 3 der gewünschten Referenzfarblumineszenz
nicht nur in einem einzigen Teilbereich, sondern auch in zwei oder mehreren Teilbereichen
der Bildfläche vorsehen. Ferner kann dieser erste Fluoreszenzschirm 3 nicht nur
im oberen Bereich sondern auch im unteren Bereich oder im rechten oder linken Bereich
in vertikaler Richtung angeordnet werden. Es ist ferner möglich, Fluoreszenzschirme
fUr verschiedene Referenzfarblumineszenzen an zwei oder mehreren Bereichen vorzusehen,
und zwar je nach dem Verwendungszweck der Kathodenstrahlröhre. Wenn der Referenzfarblumineszenzbereich
des Monitorbildes zu Störungen hinsichtlich des Aussehens fUhrt, so kann man den
Fluoreszenzschirm für die Referenzfarblumineszenz an den peripheren Bereichen des
Bildes ausbilden und die Rasterbreite zwischen dem Zeitpunkt der Farbeinstellung
durch ein Monitorgerät und dem Zeitpunkt des normalen Bildempfangs variieren. Auf
diese Weise gelingt es, den Referenzfarblumineszenzteil außerhalb des das Bild empfangenden
Bereichs zu verlegen.
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Die Figuren 2 und 3 zeigen eine weitere Ausfahrungaform der erfindungsgemäßen
Farbkathodenstrahlröhre. Bei der in Fig. 1 gezeigten Farbkathodenstrahlröhre für
Monitorzwecke sind an der Innenfläche der Stirnplatte 1 ein Dreifarbenlumineszenzbereich
2 fUr die Farben Rot, GrUn und Blau sowie ein Referenzfarblumineszenzbereich 3 vorgesehen.
Bei der nun zu beschreibenden Ausführungsform ist an der Grenze zwischen dem Dreifarbenlumineszenzbereich
2 fUr die Farben Rot, Grün und Blau und dem Referenzfarblumineszenzbereich 3 eine
Lichtabsorptionszone 4 ausgebildet.
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Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch den die Lichtabsorptionszone 4 umfassenden
Teilbereich der Stirnplatte der Farbkathodenstrahlröhre gemäß Fig. 2. Die Bezugszeichen
2-G, 2-3 und 2-R bezeichnen die grünen, blauen bzw. roten Bumineszenzelemente. Das
Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Aluminiumreferenzmembran. Wenn die Lichtabsorptionszone
4 zwischen dem Dreifarbenlumineszenzbereich 2 und dem Referenzfarblumineszenzbereich
3 ausgebildet ist, so kann man Störungen hinsichtlich des Aussehens, welche durch
Unstimmigkeiten (Inkonsistenzen) im Grenzbereich hervorgerufen werden, verhindern.
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Darüber hinaus kann man in technischer Hinsicht eine Farbverschiebung
der Reirenzfarbe, welche durch Überlagerung im Grenzbereich hervorgerufen werden
kann, verhindern, sowie eine Änderung der Ohromatizität aufgrund einer Streuung
des Lichtes, welches von 1 - 2 ffi des Dreifarblumineszenzbereichs gebildet wird.
Daher hat diese Ausfdhrungsform eine Reihe von Vorteilen. Der Handelswert wird erhöht,
und zwar hinsichtlich des Aussehens.und man kann eine genaue vorbestimmte Referenzfarbe
verwirklichen. Daher eignet sich die zweite Ausfahrungsform der erfindungsgemäßen
Farbkathodenstrahlröhre insbesondere als Farbmonitor. Als Materialien zur Ausbildung
der Lichtabsorptionszone kann man schwarze Licht absorbierende Materialien verwenden,
welche zur Herstellung von Farbkathodenstrahlröhren vom Typ der schwarzen Matrix
verwendet werden, z. B. Graphit, Mangandioxid oder dgl. Zur Ausbildung dieser Lichtabsorptionszone
kann man die gleichen Verfahren anwenden, die zur Herstellung von Farbkathodenstrahlröhren
vom Typ der schwarzen Matrix verwendet werden. Es ist daher nicht erforderlich,
zur Herstellung der erfindungsgemäßen Farbkathodenstrahlröhren neue Geräte oder
neue Materialien einzufahren.
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Es ist'vielmehr vorteilhafterweise möglich, die bereits vorhandenen
Geräte und Materialien zur Herstellung der Monitor-Farbkathodenstrahlröhren zu verwenden.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand von einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert.
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Beispiel Eine Photoresistmasse mit Polyvinylalkohol und Bichromat
wird auf eine Innenfläche einer Stirnplatte aufgetragen.
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Der Bereich, welcher der LichtabsorptionSzone einer Schattenmaske
entspricht, wird mit einem Licht absorbierenden Material bedeckt. Die Photoresistmasse
auf der Stirnplatte wird mit ultravioletten Strahlen belichtet, und zwar durch die
Schattenmaske hindurch an den Positionen für die roten, die blauen und die grünen
Lumineszenzelemente. Die nicht belichteten Bereiche werden entwickelt und weggespült.
Die gebildeten Stellen werden sodann mit einer Suspension von Graphit beschichtet,
worauf diese getrocknet wird. Sodann wird ein Oxydationsmittel, z. B. eine Wasserstoffperoxidlösung,
aufgebracht, um von den belichteten Bereichen den Graphit und die Photoresistmasse
zu entfernen. Auf diese Weise wird die Lichtabsorptionszone ausgebildet. Man kann
eine Farbkathodenstrahlr öhre vom Typ der schwarzen Matrix, bei der die äußeren
Bereiche der roten, blauen und grünen Lumineszenzelemente mit dem Lich-tabsorptionsmaterial
bedeckt sind, herstellen, indem man in der Belichtungsstufe eine geeignete Belichtung
auswählt.
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Sodann wird ein schwarzes Band abgelöst und die Schattenmaske wird
mit dem anderen schwarzen Band bedeckt. Sodann werden nacheinander photoempfindliche
AufBchlämmungen von roten, blauen bzw. grünen Fluoreszenzstoffen aufgebracht, und
zwar unter Belichtung durch die Schattenmaske hindurch und unter Entwicklung. Dabei
werden Dreifarben-Lumineszenzelemente gebildet.
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In dieser Stufe wird der Referenzfarbbereich nicht mit Material beschichtet.
Das schwarze Band wird wiederum abgezogen und der gesamte Bereich der Schattenmaske
neben dem mit schwarzem Band bedeckten Bereich wird mit dem anderen lichtabsorbierenden
Band bedeckt. Eine photoempSindliche Aufscbiämrnung des Referenzfarb-Fluoreszenzstoffes
wird aufgebracht und die Membran wird durch die Schattenmaske hindurch mit der Lichtquelle
entsprechend den Positionen der roten, blauen oder ,rtinen Teuchtelemente bei jell
te t . Man karin dem Referenzfarb-
Lumineszenzelement eine Gestalt
geben, welche gleich ist der Gestalt der Dreifarben-Bumineszenzelemente, indem man
die Belichtung entsprechend steuert. Es ist' jedoch auch möglich, eine einheitliche
Fläche von Bumineszenzelementen ohne Zwischenräume zu bilden. Auf diese Weise kann
man den erfindungsgemäßen Leuchtschirm durch Entwicklung herstellen.
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Die erfindungsgemäße Monitor-Farbkathodenstrahlröhre kann in folgender
Weise hergestellt werden. Wenn, wie oben beschrieben, die Lichtabsorptionszone ausgebildet
wird, so kann man Schwierigkeiten oder Störungen hinsichtlich des Aussehens im Bereich
der Grenze zwischen dem ersten Fluoreszenzschirm und dem zweiten Fluoreszenzschirm
bestehen aus den Dreifarben-Lumineszenzelementen, verhindern, und man kann ferner
Störungen hinsichtlich einer Farbverschiebung der Referenzfarbe verhindern.
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Bei einer Farbkathodenstrahlröhre mit einem Fluoreszenzschirm, bei
dem die roten, grünen und blauen Fluoreszenzpunkte in Dreiecksform oder Deltaform
angeordnet sind, treten die folgenden Störungen auf. Fig. 4 zeigt eine vergrößerte
Ausführungsform des Grenzbereichs zwischen dem ersten Fluoreszenzschirm 3' für die
Referenzlumineszenz und dem benachbarten zweiten Fluoreszenzschirm 2' mit den Dreifarben-Fluoreszenzpunkten
R, G und B.
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Wenn die Lumineszenzfarben des zweiten Fluoreszenzschirms 2' durch
Einstellung der lumineszenzintensitäten der Fluoreszenzpunkte R, G und B bei der
oben beschriebenen Struktur des Bildschirms unter Farbvergleich auf die gleiche
Farbe mit dem Referenz-Weiß des ersten Fluoreszenzschirms 3' gebracht werden, so
erscheinen die Trios der Fluoreszenzpunkte R, G und B auf dem zweiten Fluoreszenzsehirm
weiß. Im Falle der Fig. 4 verbleibt jedoch lediglich jeweils ein blauer Fluoreszenzpunkt
2-B', welcher nicht an einem Trio von drei Fluoreszenzpunkten R, G und B teilhat,
und zwar auf der Punktlinie, welche der Grenze zwischen dem ersten Pluoreszenzschirm
3 und dem zweiten Fluoreszenzschirm 2 benachbart ist. Demgemäß wird in diesem E'alle
an der Grenzlinie zwischen dem ersten Fluoreszenzschirm 3
und dem
zweiten Fluoreszenzschirm 2' eine blaue Lumineszenz erzeugt. Auf diese Weise kommt
es zu einer Störung des Aussehens und somit zu einer Verringerung der Genauigkeit
der Einstellung beim Farbvergleich.
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Im Falle der Fig. 4 ist ein Beispiel dargestellt, bei dem blaue Fluoreszenzpunkte
übrig bleiben. In anderen Fällen bleiben rote und grüne Fluoreszenzpunkte übrig,
welche zu einer gelben Bumineszenz mit einer ähnlichen Störwirkung führen.
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Fig. 5 zeigt nun eine weitere Ausführungsformder Erfindung, bei der
die beschriebene Störung vermieden wird. Bei dieser Ausführungsform wird eine Störung
durch Farblumineszenz an der Grenzlinie dadurch verhindert, daß man die Gruppe der
peripheren Blaufluoreszenzpunkte gemäß Fig. 5 neben den Trios der Fluoreszenzpunkt
R, G und B in der Nähe der Grenzlinie zwischen dem ersten Fluoreszenzschirm 3' und
dem zweiten Fluoreszenzschirm 2' eliminiert.
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Zum Zwecke der Eliminierung der Gruppe der Fluoreszenzpunkte neben
den Trios der Fluoreszenzpunkte R, G und B kann man derart vorgehen, daß man die
Löcher der Schattenmaske, welche den blauen Fluoreszenzpunkten, die eliminiert werden
sollen, zugeordnet sind, maskiert und auf diese Weise in der Belichtungsstufe für
die Ausbildung'der blauen Fluoreszenzpunkte der Stirnplatte die Belichtung der entsprechenden
Stellen verhindert. Die gleiche Methode kann angewandt werden, um die anderen unerwünschten
Farbpunkte zu eliminieren. Wenn z. B.
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rote und blaue Fluoreszenzpunkte übrig bleiben, welche nicht an den
Trios R, G und B teilhaben, so sieht man eine Maskierung der Löcher der Schattenmasken
vor,. welche diesen Fluoreszenzpunkten, welche eliminiert werden sollen entsprechen,
so daß in der Stufe der Belichtung zur Ausbildung der roten Fluoreszenzpunkte und
in der Stufe der Belichtung zur Ausbildung der blauen Fluoreszenzpunkte eine Belichtung
dieser Bereiche vermieden wird.
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Wenn ein Fluoreszenzschirm für den Referenz-Weißton benötigt
wird,
so kann man den Referenzweißfluoreszenzschirm nach herkömmlichen Methoden zur Herstellung
von Fluoreszenzschirmen von Farbkathodenstrahlröhren ausbilden, z. B. nach der Methode
des Aufschlämmungs-Photodruckverfahrens oder nach der Sedimentations-Methode. Dabei
verwendet man eine Fluoreszenzmasse mit einem Chromatizitätspunkt von 9 300 °K +
8 MPCD. Diese wird hergestellt durch Vermischen von YGdO2S: Tb (CIE-Chromatizitätskoordinaten
X/Y = 0,269/0,311) : YV04 : Eu (CIE-Chromatizitätskoordinaten X/Y = 0,670/0,320)
: Y2SiO5 : Cc (CIE-Chromatizitätskoordinaten X/Y = 0,166/0,101) in eienm Verhältnis
von 54,0 : 10,6 : 35,4 (Gew.-Verhältnis).
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Der erhalten Fluoreszenschirm hat bei einer Beschleunigungsspannung
von 20 KV und einer Stromdichte von 0,5 µA/cm² einen Wert von etwa 150 Fuß.Lambert
(Fuß = etwa 30 cm) und ist optimal als Referenzfluoreszenschirm geeignet. Man kann
ferner eine Fluoreszenzmasse verwendet, welche durch Vermischen von (ZnS : Cu :
Al) : (ZnS : Ag) : (Y203 : Eu) im Verhältnis von 89 : 82 : 100 (Gew.-Verhältnis)
hergestellt worden ist.
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Wie oben beschrieben, kann rnan mit der erfindungsgemäßen Farbkathodenstrahlröhre
die Farbeinstellung auf einfache Weise uiid mit größter Genauigkeit verwirklichen.
I)ie erfindungsgemäße Farbkathodenstrahlröhre eingnet sich insbesondere als Sendemonitor
und für verschiedenste andere Zwecke.
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L e e r s e i t e