DE3328884C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vierpol-Nachfokussierungs- Farbwahleinrichtung für eine Farbbild-Kathodenstrahlröhre mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 2 angegebenen Merkmalen.

Bei derartigen Farbwahleinrichtungen werden unter dem Ein­ fluß angelegter Betriebsspannungen eine Vielzahl pratisch rechteckiger oder quadratischer Quadrupol-Fokussierungslinsen gebildet, außerdem kann eine zugehörige Anordnung von Di­ pol-Ablenklinsen gebildet werden. Eine Farbwahleinrichtung, wie sie im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2 vorausgesetzt wird, ist in der älteren europäischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 00 58 992 beschrieben. Hierbei ste­ hen sich zwei gitterartige Maskenplatten so gegenüber, daß ihre Öffnungen miteinander ausgerichtet sind, und die senk­ rechten Gitterstege der einen Maskenplatte springen auf die zweite Maskenplatte vor, während waagerechte Stege der zweiten auf die erste Maskenplatte vorspringen. Im Gegensatz zu Maskenplatten ohne solche Vorsprünge, wo die elektrischen Feldlinien eine größere Komponente in Strahlrichtung haben als quer dazu, treten bei Masken mit solchen Vorsprüngen stärkere Feldkomponenten quer zur Strahlrichtung auf, die eine stärkere Fokussierwirkung auf die Elektronenstrahlen haben, so daß man mit einer geringeren Spannungsdifferenz zwischen beiden Maskenplatten arbeiten kann.

Aus der US-PS 41 12 563 ist eine Farbwahlelektrodenanordnung bekannt, bei der zwischen zwei Eisenplatten, deren eine mit einem Lochgitter und deren andere mit einem Streifengitter ausgebildet ist, eine beiderseits mit je einer Kupfer­ schicht kaschierte Isolierfolie angeordnet wird und mit den einseitig mit einer Goldschicht überzogenen Eisenplatten durch einen Diffusionsvorgang zusammengefügt wird. Danach wird die Isolierschicht an den Stellen der Löcher durch­ geätzt, damit die Elektronenstrahlen hindurchtreten können und bei Anlegung einer Spannungsdifferenz an die beiden Eisenplatten nachfokussiert werden. Aus der DE-OS 27 00 139 ist es bekannt, nachfokussierende Farbwahlelektroden auch mit drei gegeneinander isolierten Platten auszubilden. Schließlich ist es aus der US-PS 43 16 126 bekannt, bei einer nachfokussierenden Farbwahlelektrode mit einer Gitter­ platte streifenförmige Gegenelektroden parallel zu den in Richtung der Farbstreifen verlaufenden Stegen der Gitter­ platte so anzuordnen, daß sie über die Gitteröffnungen ver­ laufen und mit Isolatoren an den Querstegen der Gitterplatte befestigt sind.

Die bekannten Farbwahleinrichtung bilden im wesentlichen rechteckige Quadrupol-Linden in rechteckigen Öffnungen. Bei Ausführungsformen mit Maskenplatte sind die rechteckigen Öffnungen in der Platte durch Ätzen einer Metallschicht ge­ bildet. Dieser Ätzvorgang führt dazu, daß die Öffnungen gerundete Ecken bekommen, was weniger erwünscht ist als eine scharfeckige Form. Andererseits ergeben aus einzelnen Stegen zusammengesetzte Ausführungsformen größere Herstel­ lungsprobleme, weil es schwierig ist, die vielen Einzel­ stücke genau in Position zu bringen und ihre Lage aufrecht­ zuerhalten.

Der im Anspruch 1 bzw. im Nebenanspruch 2 angegebenen Er­ findung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besser fokussie­ rende Vierpol-Nachfokussierungs-Farbwahleinrichtung zu schaffen, bei welcher die Ecken der von den Stegen einge­ schlossenen Öffnungen scharfeckig sind, d. h. keine Rundungen aufweisen, und die sich leichter als eine aus vielen Einzel­ teilen zusammengesetzte Farbwahlelektrode herstellen läßt.

Diese Aufgabe wird bei einer Farbwahleinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 2 durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 bzw. 2 gelöst.

Die Ausbildung der scharfen Ecken der Fokussieröffnungen wird dabei dadurch erreicht, daß die geätzten Ecken an den schmaleren Stegen einer Maskenplatte von den breiteren Stegen der anderen Maskenplatte überdeckt werden, so daß sich in der Projektion eine scharfe Ecke bildet. Die schma­ leren Stege sind gegenüber den breiten elektronenoptisch einflußlos, wenn Betriebsspannungen angelegt werden, d. h. die von den schmaleren Stegen erzeugten elektrischen Fel­ der sind sehr viel schwächer als die anderen vorhandenen Felder und haben nur wenig oder keinen Einfluß auf die durch die Öffnungen dringenden Elektronen.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger in den Zeichnungen veranschaulichter Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch die Schnittansicht einer Kathodenstrahlröhre;

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf ein Fragment einer zwei­ schichtigen Farbwahleinrichtung mit Quadrupol- Fokussierung und des Bildschirms der Kathodenstrahlröhre nach Fig. 1, gemäß der Blickrichtung 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch das Fragment gemäß der Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch Fragmente einer drei­ schichtigen Farbwahleinrichtung mit Quadrupol-Fokus­ sierung und des Bildschirms der Kathodenstrahlröhre;

Fig. 5 ist eine Draufsicht auf Fragmente einer zweischich­ tigen Farbwahleinrichtung mit Quadrupol-Fokussierung und Dipol-Ablenkung und des zugehörigen Bildschirms;

Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch die in Fig. 5 dargestell­ ten Fragmente gemäß der dortigen Linie 6-6;

Fig. 7 ist eine Draufsicht auf Fragmente einer dreischich­ tigen Farbwahleinrichtung und Quadrupol-Fokussierung und Dipol-Ablenkung und des zugehörigen Bildschirms;

Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch die in Fig. 7 dargestell­ ten Fragmente gemäß der dort eingezeichneten Linie 8-8.

Die in Fig. 1 dargestellte Kathodenstrahlröhre 21 ist eine Farbfernseh-Bildröhre mit einem evakuierten Kolben 23, der eine transparente Frontplatte 25 an einem Ende und einen Hals 27 am anderen Ende aufweist. Die Frontplatte 25 kann eben (wie dargestellt) oder nach außen gewölbt sein und trägt auf ihrer inneren Oberfläche einen Lumineszenz-Bild­ schirm 29. An der inneren Oberfläche der Frontplatte 25 wird ferner von drei Stützen 33 eine erste Farbwahleinrichtung 31 gehalten. Im Hals 27 der Röhre befindet sich eine Einrich­ tung 35 zur Erzeugung dreier Elektronenstrahlen 37 A, 37 B und 37 C. Die Strahlen werden im wesentlichen in einer Ebene er­ zeugt, die vorzugsweise horizontal verläuft, wenn die Röhre in der normalen Gebrauchsposition ist. Die Strahlen werden zum Schirm 29 gerichtet, wobei die äußeren Strahlen 37 A und 37 C an der Farbwahleinrichtung 31 auf den mittleren Strahl 37 B konvergieren. Die drei Strahlen werden durch Magnetfel­ der von Ablenkspulen 39 derart abgelenkt, daß sie einen Raster über die Farbwahleinrichtung 31 und den Bildschirm 29 abtasten.

Anhand der Fig. 2 und 3 seien nun der Bildschirm 29 und die Farbwahleinrichtung 31 beschrieben. Der Bildschirm 29 enthält eine große Anzahl rot-emittierender, grün-emittie­ render und blau-emittierender Leuchtstoffstreifen R bzw. G bzw. B, von denen jeweils drei verschiedenfarbige Exempla­ re einzelne Dreiergruppen bilden, die zyklisch aufeinander­ folgen. Die Streifen erstrecken sich in einer Richtung, die allgemein senkrecht zu derjenigen Ebene verläuft, in welcher die Elektronenstrahlen erzeugt werden. In der normalen Ge­ brauchsposition der Bildröhre verlaufen die Leuchtstoff­ streifen also in vertikaler Richtung.

Die Farbwahleinrichtung 31 dieser in den Fig. 2 und 3 dargestellten ersten Ausführungsform enthält eine erste Maskenplatte 41, die dem Bildschirm 29 zugewandt ist und einen genau festgelegten Abstand von diesem hat. Die erste Maskenplatte 41 ist von einer großen Anzahl erster recht­ eckiger Öffnungen durchbrochen, welche definiert sind durch erste vertikale Stege 43 und orthogonal dazu verlaufende erste horizontale Stege 45. Die ersten vertikalen Stege 43 haben einen Mitte-Mitte-Abstand von ungefähr 0,75 mm von einander, ebenso die ersten horizontalen Stege 45. Die er­ sten Öffnungen bilden Spalten parallel zur Längsrichtung der Leuchtstoffstreifen R, G und B, wobei jeder Dreiergrup­ pe der Streifen jeweils eine dieser Spalten zugeordnet ist. Die grünen Streifen G liegen jeweils in der Mitte der be­ treffenden Dreiergruppe und sind gegenüber der jeweils zu­ geordneten Spalte von Öffnungen zentriert. Die ersten ver­ tikalen Stege 43 sind auf die Grenzen zwischen den Dreier­ gruppen zentriert. Auf der einen Seite jedes grünen Strei­ fens G verläuft ein roter Streifen R, und auf der anderen Seite ein blauer Streifen B.

Die Farbwahleinrichtung 31 enthält ferner eine zweite Mas­ kenplatte 47, die durch solide Isolatoren 49 im Abstand von der ersten Maskenplatte 41 gehalten wird. Die Isolatoren 49 haben eine Dicke in der Größenordnung von 0,025 bis 0,050 mm. Die zweite Maskenplatte 47 ist von einer großen Anzahl zweiter rechteckiger Öffnungen durchbrochen, welche definiert sind durch zweite vertikale Stege 51, die einen Mitte-Mitte-Abstand von ungefähr 0,75 mm haben, und ortho­ gonal dazu verlaufende zweite horizontale Stege 53, die einen Mitte-Mitte-Abstand von 0,75 mm. Die Mitten der zweiten vertikalen Stege 51 liegen den Mitten der er­ sten vertikalen Stege 43 und den Grenzen zwischen den Leuchtstoff-Dreiergruppen gegenüber. Die Mitten der zweiten horizontalen Stege 53 liegen den Mitten der ersten horizon­ talen Stege 45 gegenüber. Bei der hier beschriebenen Aus­ führungsform sind die erste und die zweite Maskenplatte je­ weils etwa 0,10 mm dick. Die ersten horizontalen Stege 45 und die zweiten vertikalen Stege 51 sind jeweils etwa 0,025 mm breit. Die zweiten horizontalen Stege 53 und die ersten ver­ tikalen Stege 43 sind jeweils etwa 0,10 mm breit. Die größte Ausdehnung der Isolatoren 49 in Horizontalrichtung und in Vertikalrichtung ist jeweils kleiner als 0,10 mm.

Infolge der vorstehend beschriebenen Geometrie und Dimen­ sionierung ergibt sich in der ersten Farbwahleinrichtung 31, in parallelen vertikalen Spalten, eine Anordnung von Fenstern, welche durch die ersten vertikalen Stege 43 und die zweiten horizontalen Stege 53 definiert sind. Die Fen­ ster sind in ihrer Funktion Elektronenstrahl-Durchlässe. Die Ecken 55 der ersten Öffnungen und die Ecken 57 der zweiten Öffnungen sind etwas gerundet, was wegen des an­ gewandten Herstellungsverfahrens unvermeidbar ist. Infolge der oben beschriebenen Geometrie sind jedoch die Ecken 59 die Fenster in der Farbwahleinrichtung scharf und haben keine Rundung. Dies führt zu einem gleichmäßigeren elektri­ schen Quadrupol-Fokussierungsfeld und somit zu einem Strahl­ fleck mit einem geraderen vertikalen Rand, wenn Betriebs­ spannungen an die Farbwahleinrichtung 31 gelegt werden.

Alle vorstehend gemachten Größenangaben für die Farbwahl­ einrichtung sind als Beispiel anzusehen und können geändert werden, um eine odere mehrere Betriebseigenschaften der Kathodenstrahlröhre zu verbessern. Die Fenster in der Farb­ wahleinrichtung 31 haben im gezeigten Fall gleiche Größe, gewünschtenfalls kann die Größe jedoch von der Mitte zum Rand der Maskenplatte 41 abgestuft sein. Ebenso kann der Abstand zwischen der ersten Maskenplatte 41 und den Strei­ fen R, G und B gleichmäßig sein oder sich von der Mitte zum Rand der Maskenplatte 41 allmählich ändern. Ferner können als Alternative die Fenster in benachbarten Spalten zueinan­ der in Vertikalrichtung versetzt sein anstatt horizontale Zeilen oder Reihen zu bilden, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Um die Lichtausbeute des Bildschirms 29 zu verbessern, können die dem Strahlerzeugungssystem zugewandten Oberflä­ che der Streifen R, G und B mit lichtreflektierendem Ma­ terial wie z. B. Aluminium-Metall beschichtet werden.

Zum Betrieb der Röhre 21 wird das in Fig. 1 dargestellte Elektronenstrahl-Erzeugungssystem 35 erregt, wobei die Ka­ thode im wesentlichen auf Massepotential gehalten wird. Eine erste positive Spannung V von etwa 25 000 Volt aus einer Spannungsquelle S 1 wird an den Bildschirm 29 und an die Maskenplatte 47 gelegt, und eine zweite positive Span­ nung V - Δ V von etwa 25 000 Volt minus einer optimierten Fokussierungsspannung Δ V, die gewöhnlich etwa 500 Volt be­ trägt, wird von der Quelle S 2 an die erste Maskenplatte 41 gelegt. Die drei konvergierenden Elektronenstrahlen 37 A, 37 B und 37 C aus dem Erzeugungssystem 35 werden durch Magnet­ felder, die von den Ablenkspulen 39 erzeugt werden, dazu gebracht, einen Raster auf dem Bildschirm 29 abzutasten.

Die Strahlen erreichen die erste Maskenplatte 41 in ver­ schiedenen aber definierten Winkeln. Jeder Strahl ist viel breiter als die Öffnungen und deckt daher viele Öffnungen ab. So entstehen aus jedem Strahl viele Teilstrahlen, wel­ che die durch die Fenster tretenden Bestandteile des Strahls sind und die Leuchtstoffstreifen anregen.

Die von den Spannungen an den Stegen 43 und 53 erzeugten elektrostatischen Felder bewirken, daß die durch die Fen­ ster tretenden Teilstrahlen senkrecht zur Richtung der er­ sten vertikalen Stege 43 zusammengedrückt oder fokussiert werden und senkrecht zur Richtung der zweiten horizontalen Stege 53 aufgespreizt oder defokussiert werden. Die elektro­ statischen Felder, die von den Spannungen an den ersten horizontalen Stegen 45 und den zwweiten vertikalen Stegen 51 erzeugt werden, werden überdeckt oder anders unschädlich gemacht und haben nur wenig oder überhaupt keinen Einfluß auf die Teilstrahlen. Der Abstand zwischen der Kombination der Maskenplatten 41 und 47 einerseits und den Streifen R, G und B andererseits hat in Verbindung mit den verschie­ denen Einfallswinkeln der Strahlen zur Folge, daß die von jedem Strahl erzeugten Teilstrahlen jeweils alle auf Leucht­ stoffstreifen ein und derselben Emissionsfarbe fallen. An allen Fenstern erfolgt dieselbe Ablenkung und Fokussierung, wenn der mittlere Strahl 37 B über den Bildschirm 29 tastet. In ähnlicher Weise, jedoch in einem anderen Winkel, erzeugt der eine seitliche Strahl 37 A Teilstrahlen, die nur auf rot­ emittierende Streifen R fallen, und der andere seitliche Strahl 37 C erzeugt Teilstrahlen, die nur auf blau-emittie­ rende Streifen B fallen.

Der vorstehend beschriebene Betrieb ist zu vergleichen mit den Strukturen und Betriebsarten von Kathodenstrahlröhren, wie sie in der US-Patentschrift 40 59 781 beschrieben sind. Bei diesen bekannten Strukturen werden für mindestens eine Gruppe paralleler beabstandeter Leiter der Farbwahleinrichtung getrennte Einzelstücke verwendet.

Einzelne Leiter sind jedoch viel schwieriger in die rich­ tige Position in der Farbwahleinrichtung zu bringen und während des Betriebs der Röhre in ihrer Relativlage zu halten als die den Leitern entsprechenden Stege der vorlie­ genden Farbwahleinrichtung. Bei der beschriebenen ersten Ausführungsform dieser Farbwahleinrichtung gibt es keine getrennten Leiter. Vielmehr ist jede Anordnung von Leitern durch eine fertige Maskenplatte ersetzt, die aus einem ein­ stückigen Gitter von Stegen besteht. Wegen dieser Einstückig­ keit ist die Maskenplatte leichter herzustellen und halten die Stege ihre relative Lage genauer ein. Dennoch haben wäh­ rend des Betriebs wegen der relativen Breitenbemessung der Stege die von den schmaleren Stegen ausgehende elektrischen Felder nur wenig oder keinen Einfluß auf die Teilstrahlen, die durch die Farbwahleinrichtung dringen.

Als zweite Ausführungsform ist in der Fig. 4 ein dreischich­ tiger Aufbau einer mit Quadrupol-Fokussierung arbeitenden Farbwahleinrichtung 31 A dargestellt. Diese Einrichtung gleicht der in Fig. 3 dargestellten ersten Ausführungsform, nur daß eine weitere dritte Maskenplatte 61 vorgesehen ist, die durch solide Isolatoren 63 einer Dicke von etwa 0,025 bis 0,050 mm im Abstand von der zweiten Maskenplatte 47 A gehalten wird. In der Fig. 4 sind diejenigen Teile, die Teilen in den Fig. 2 und 3 gleichen, mit denselben Be­ zugszahlen wie dort und dem nachgestellten Buchstaben A bezeichnet. Die dritte Maskenplatte 61 ist im wesentlichen genauso aufgebaut wie die erste Maskenplatte 41 A, sie ent­ hält eine große Anzahl dritter rechteckiger Öffnungen, die definiert sind durch erste breite (0,10 mm) Vertikalstege 65 mit einem Mitte-Mitte-Abstand von 0,75 mm und orthogo­ nal dazu verlaufende schmale (0,025 mm) Horizontalstege 67 mit einem Mitte-Mitte-Abstand von 0,75 mm.

Zum Betreiben der mit der dreischichtigen Farbwahleinrich­ tung 31 A versehenen Kathodenstrahlröhre wird genaus vor­ gegangen, wie es oben zum Betrieb der Kathodenstrahlröhre mit der zweischichtigen Einrichtung beschrieben wurde. Hinzu kommt nur, daß die dritte Maskenplatte 61 elektrisch mit der ersten Maskenplatte 41 A verbunden ist und die glei­ che Spannung wie diese führt. Durch Hinzufügen der dritten Maskenplatte 61 kann der gleiche aber verbesserte Fokussie­ rungs- und Defokussierungseffekt mit einer niedrigeren Fo­ kussierungsspannung Δ V (gewöhnlich etwa 300 Volt) und mit ähnlichen elektrostatischen Feldern erreicht werden. Eine so ausgestaltete und betriebene Kathodenstrahlröhre ist zu vergleichen mit Röhren, die eine dreischichtige Farbwahl­ einrichtung haben, wie sie in der US-Patent­ schrift 43 50 922 beschrieben ist. Im dortigen Fall sind auf gegenüberliegenden Seiten einer mit Öffnungen versehe­ nen Maskenplatte viele einzelne Leiter jeweils getrennt be­ festigt. Die vorliegende Verwendung dreier Maskenplatten gestattet eine einfachere Herstellung und führt zu einer besseren Stabilität der Abmessungen während des Betriebs der Röhre.

Eine weitere Alternative einer Farbwahleinrichtung mit Quadrupol-Fokussierung ist ein dreischichtiger Aufbau der in den Zeichnungen nicht dargestellt ist und sich von der in Fig. 4 gezeigten Einrichtung dadurch unterscheidet, daß die Konstruktionsmerkmale der mittleren Maskenplatte und der beiden äußeren Maskenplatten vertauscht sind. Das heißt, die mittlere Maskenplatte ist so konstruiert wie die erste und die dritte Maskenplatte 41 A und 61 in Fig. 4, und die äuße­ ren Maskenplatten sind so konstruiert, wie die zweite Masken­ platte 47 A in Fig. 4. Eine Röhre mit einer solchen Farbwahl­ einrichtung kann in der gleichen Weise betrieben werden wie eine Röhre mit der Farbwahleinrichtung nach Fig. 4.

Die Fig. 5 und 6 zeigen als vierte Ausführungsform eine Farbwahleinrichtug 71, die sowohl eine Dipolfeld-Ablenkung als auch eine Quadrupol-Fokussierung der Teilstrahlen be­ wirkt. Der zugehörige Bildschirm 75 ist in den Fig. 5 und 6 ebenfalls dargestellt. Die Farbwahleinrichtung 71 kann die Einrichtung 31 in Fig. 1 ersetzen, wobei die nachstehend beschriebenen Beziehungen gelten. Der Bild­ schirm 73 besteht aus einer großen Anzahl rot-emittieren­ der, grün-emittierender und blau-emittierender Leuchtstoff­ streifen R, G und B, die in Dreiergruppen wie bei der er­ sten Ausführungsform angeordnet sind.

Die Farbwahleinrichtung 71 enthält eine erste Maskenplatte 75, die etwa 0,10 mm dick ist und dem Bildschirm 73 in ge­ nau festgelegtem Abstand zugewandt ist. Die erste Masken­ platte 75 ist von einer großen Anzahl erster Öffnungen durchbrochen, welche definiert sind durch erste Vertikal­ stege 77, die eine Breite von etwa 0,10 mm und einen Mitte- Mitte-Abstand von etwa 0,75 mm haben, und orthogonal dazu verlaufende erste Horizontalstege 79, die eine Breite von etwa 0,175 mm und einen Mitte-Mitte-Abstand von etwa 0,45 mm haben. Die ersten Öffnungen sind in Spalten angeordnet, wel­ che parallel zur Längsrichtung der Streifen R, G und B ver­ laufen, wobei jeder Dreiergruppe von Streifen jeweils eine Spalte zugeordnet ist. Die ersten Vertikalstege 77 sind in Deckung mit den grünen Streifen G des Bildschirms 73. Vom Elektronenstrahl-Erzeugungssystem 35 (vgl. Fig. 1) aus ge­ sehen liegt in jeder Dreiergruppe der rote Streifen B rechts und der blaue Streifen B links vom grünen Streifen G.

Die Farbwahleinrichtung 71 enthält ferner eine zweite Mas­ kenplatte 83, die etwa 0,10 mm dick ist und durch solide Isolatoren 81 im Abstand von der ersten Maskenplatte 75 ge­ halten wird. Die Isolatoren 81 sind etwa 0,025 bis 0,050 mm dick, und ihre größte Abmessung in Horizontalrichtung be­ trägt weniger als 0,10 mm. Die zweite Maskenplatte 83 hat eine große Anzahl zweiter rechteckiger Öffnungen, welche definiert sind durch zweite Vertikalstege 85, die eine Breite von 0,10 mm und einen Mitte-Mitte-Abstand von etwa 0,75 mm haben, und orthogonal dazu verlaufende zweite Ho­ rizontalstege 87, die eine Breite von 0,05 mm und einen Mitte-Mitte-Abstand von 0,45 mm haben. Die Mitten der zwei­ ten Vertikalstege 85 sind über den ersten Öffnungen in der ersten Maskenplatte 75 zentriert. Die Mitten der zwei­ ten Horizontalstege 81 sind über den Mitten der ersten Ho­ rizontalstege 79 zentriert.

Aufgrund der vorstehend beschriebenen Geometrie und Dimen­ sionierung ergeben sich in der Farbwahleinrichtung 71 viele, in parallelen vertikalen Spalten angeordnete Fenster, welche definiert sind durch die ersten Vertikalstege 77, die zwei­ ten Vertikalstege 85 und die ersten Horizontalstege 79. Die Fenster sind in ihrer Funktion Elektronenstrahl-Durchlässe. Jeder Leuchtstoff-Dreiergruppe liegen jeweils zwei horizon­ tal benachbarte Fensterspalten gegenüber.

Zum Betrieb der mit der Farbwahleinrichtung 71 versehenen Kathodenstrahlröhre wird das Elektronenstrahl-Erzeugungs­ system erregt, wobei die Kathode im wesentlichen auf Masse­ potential gehalten wird. Eine erste positive Spannung V von etwa 25 000 Volt wird an den Bildschirm 73 und an die erste Maskenplatte 75 gelegt, und eine zweite positive Spannung V - Δ V von etwa 25 000 Volt minus einer optimierten Fokus­ sierungsspannung Δ V (gewöhnlich etwa 500 Volt) wird an die zweite Maskenplatte 83 gelegt. Das Strahlerzeugungs­ system liefert drei konvergierende Elektronenstrahlen, die dazu gebracht werden, einen Raster auf dem Bildschirm 73 abzutasten. Jeder Strahl erreicht die erste Maskenplatte 75 unter einem anderen Winkel und erzeugt viele Teilstrah­ len, wenn er durch die Fenster dringt. Die von den angelegten Spannungen erzeugten elektrostatischen Felder bewirken, daß die Teilstrahlen in Horizontalrichtung zusammengedrückt oder fokussiert und in Vertikalrichtung aufgespreizt oder defokus­ siert werden. Außerdem werden Teilstrahlen, welche durch die benachbarten Fenster jeweils beidseitig der ersten Vertikal­ stege dringen, zueinander hin abgelenkt, so daß sie auf den­ selben Streifen fallen.

Vorstehendes ist zu vergleichen mit den in den US-Patentschriften 42 07 490 und 43 16 126 beschrie­ benen Kathodenstrahlröhren und deren Betriebsarten, worin mindestens eine Gruppe paralleler beabstandeter Leiter aus getrennten Stücken gebildet ist. In der Farbwahleinrichtung nach den Fig. 5 und 6 werden keine getrennten Leiter ver­ wendet. Stattdessen ist jede Gruppe von Leitern durch eine fertige Maskenplatte gebildet, die aus einem einstückigen Gitter aus Stegen besteht. Diese Platte ist leichter her­ zustellen, und die damit gebildeten Stege behalten ihre Re­ lativlage präziser bei.

Als fünfte Ausführungsform ist in den Fig. 7 und 8 eine dreischichtige Farbwahleinrichtung 71 A mit Dipolfeld-Ablen­ kung und Quadrupol-Fokussierung dargestellt. Diese Einrich­ tung ist ähnlich der vierten Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6, nur daß zusätzlich eine dritte Maskenplatte 89 vorgesehen ist, die durch solide Isolatoren 91 einer Dicke von etwa 0,025 bis 0,050 mm im Abstand von der zwei­ ten Maskenplatte 83 A gehalten wird. In den Fig. 7 und 8 sind diejenigen Teile, die Teilen in den Fig. 5 und 6 entsprechen, mit den gleichen Bezugszahlen wie dort und dem nachgestellten Buchstaben A bezeichnet. Die dritte Masken­ platte 89 hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die erste Maskenplatte 75 A und enthält eine große Anzahl dritter rechteckiger Öffnungen, welche definiert sind durch dritte breite (0,10 mm) Vertikalstege 93 und orthogonal dazu ver­ laufende dritte breite (0,10 mm) Horizontalsteg 95. Die dritte Maskenplatte 89 ist auf derjenigen Seite angeordnet, die der ersten Maskenplatte 75 A gegenüberliegt.

Zum Betreiben einer Kathodenstrahlröhre mit der dreischich­ tigen Farbwahleinrichtung 71 A werden die gleichen Maßnahmen getroffen, wie sie oben für den Betrieb einer Kathodenstrahl­ röhre mit der zweischichtigen Einrichtung 71 beschrieben wurden, nur daß zusätzlich die dritte Maskenplatte 89 elek­ trisch mit der Maskenplatte 75 A verbunden ist und die glei­ che Spannung wie diese Platte führt. Durch Hinzufügung der dritten Maskenplatte 89 können die gleichen aber verbes­ serten Fokussierungs- und Defokussierungseffekte mit einer niedrigeren Fokussierungsspannung Δ V (gewöhnlich etwa 300 Volt) und ähnlichen elektrostatischen Feldern erreicht wer­ den. Eine Kathodenstrahlröhre mit einer Farbwahleinrichtung gemäß den Fig. 7 und 8 ist zu vergleichen mit Röhren, die eine dreischichtige Farbwahleinrichtung gemäß der US-Patentschrift 43 11 944 haben, bei welcher zwei Gruppen aus jeweils getrennten Leitern auf gegenüber­ liegenden Seiten einer Maskenplatte befestigt sind. Demge­ genüber erlaubt die hier beschriebene Verwendung dreier Maskenplatten eine leichtere Herstellung und bringt eine bessere Stabilität der Abmessungen während des Betriebs der Röhre.

Claims (4)

1. Vierpol-Nachfokussierungs-Farbwahleinrichtung für eine Farbbild-Kathodenstrahlröhre, die zumindest zwei durch massive Isolatoren im Abstand übereinander gehaltene metallene Maskenplatten enthält, von denen jede erste parallele Stege und dazu senkrecht verlaufende zweite parallele Stege aufweist, die gemeinsam Reihen recht­ eckiger Öffnungen begrenzen, bei der ferner jeweils die ersten und die zweiten Stege der verschiedenen Masken­ platten mit ihren Mittellinien übereinander angeordnet sind und die ersten Stege einer ersten sowie die zweiten Stege einer zweiten Maskenplatte derart ausgebildet sind, daß sie elektronenoptisch einflußlos sind, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronenoptisch einflußlosen Stege (45, 51) der ersten und der zweiten Maskenplatte (41, 47) schmaler als die übrigen Stege (43, 53) dieser Maskenplatten (41, 47) ausgebildet sind.

2. Vierpol-Nachfokussierungs-Farbwahleinrichtung für eine Farbbild-Kathodenstrahlröhre, die zumindest zwei durch massive Isolatoren im Abstand übereinander gehaltene metallene Maskenplatten enthält, von denen jede erste parallele Stege und dazu senkrecht verlaufende zweite parallele Stege aufweist, die jeweils Reihen rechteckiger Öffnungen begrenzen, wobei die ersten Stege einer ersten Maskenplatte derart ausgebildet sind, das sie elektronen­ optisch einflußlos sind, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Stege (87, 79) der ersten und einer zweiten Maskenplatte (83, 75) mit ihren Mittellinien übereinander angeordnet sind, wobei die ersten Stege (87) der ersten Maskenplatte (83) in der Weise elektronenoptisch einfluß­ los ausgebildet sind, daß sie schmaler als die ersten Stege (79) der zweiten Maskenplatte (75) geformt sind, und daß jeder zweite Steg (77) der zweiten Maskenplatte (75) jeweils in der Mitte zwischen je zwei aufeinander­ folgenden zweiten Stegen (85) der ersten Maskenplatte (83) angeordnet ist.

3. Farbwahleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schmaleren Stege (45, 51) weni­ ger als halb so breit wie die übrigen Stege (43, 53) sind.

4. Farbwahleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte metallene Masken­ platte (61; 89) vorgesehen ist, die ebenso wie die erste (41 A; 75 A) bzw. zweite (47 A; 83 A) Maskenplatte ausgebildet und ebenso wie diese ausgerichtet ist und die durch massive Isolatoren (63; 91) über der der ersten Masken­ platte (41 A; 75 A) abgewandten Seite der zweiten Masken­ platte (47 A; 83 A) bzw. über der der zweiten Maskenplatte abgewandten Seite der ersten Maskenplatte im Abstand gehalten ist.