DE3789468T2

DE3789468T2 - Verfahren zur Herstellung einer Kathodenstrahlröhre und Kathodenstrahlröhre nach diesem Herstellungsverfahren.

Info

Publication number: DE3789468T2
Application number: DE3789468T
Authority: DE
Inventors: Vrieze Henricusm De; Johannesh J Roosen; Leendert Vriens
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1986-05-21
Filing date: 1987-05-12
Publication date: 1994-10-20
Anticipated expiration: 2007-05-13
Also published as: EP0246696A2; EP0246696B1; GB8612358D0; EP0246696A3; US5068568A; JPH07101600B2; DE3789468D1; JPS62283535A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Kathodenstrahlröhren sowie Kathodenstrahlröhren nach der Herstellung mit diesem Verfahren, wobei die Kathodenstrahlröhren ein Mehrschicht-Interterenzfilter zwischen dem Kathodolumineszenz-Wiedergabeschirm und der Innenseite der Vorderplatte enthalten. Derartige Kathodenstrahlröhren können Projektionsfernsehröhren umfassen.
Ein Mehrschicht-Interferenzfilter enthält eine Anzahl von Schichten, die abwechselnd aus einem Material mit einem hohen Brechungsindex und einem Material mit einem niedrigen Brechungsindex hergestellt sind. Projektionswiedergaberöhren mit derartigen Mehrschicht-Interferenzfiltern sind in EP-A-0 170320, EP-A-0 212715 und in EP-A-0 206381 beschrieben. Bei einem Werkstoff mit einem niedrigen Brechungsindex können die abwechselnden Schichten typisch SiO&sub2; (Brechungsindex n = 1,47) oder MgF&sub2; (n = 1,38) und bei einem Werkstoff mit hohem Brechungsindex TiO&sub2; (n = 2,35) oder Ta&sub2;O&sub5; (n = 2,00) enthalten, wobei der genaue Wert von n von der Substrattemperatur beim Aufdampfen und ebenfalls vom Glühzyklus nach dem Aufdampfen abhängig ist. Diese bekannten Mehrschichtfilter enthalten wenigstens sechs, aber typischer wenigstens vierzehn Schichten, die abwechselnd aus Werkstoffen mit hohem und niedrigem Brechungsindex hergestellt sind. Diese Schichten haben eine optische Dicke nd, worin n der Brechungsindex des Schichtwerkstoffs und d die Dicke sind, wobei die optische Dicke nd der einzelnen Schichten zwischen 0,2 λf und 0,3 λf liegt, worin λf gleich p · λ und λ die gewünschte mittlere Wellenlänge sind, die aus dem vom Leuchtstoff des betreffenden Wiedergabeschirms emittierten Spektrum und p eine Zahl zwischen 1,18 und 1,32 für gebogene Vorderplatten und zwischen 1,18 und 1,36 für flache Vorderplatten ist. Die mittlere optische Dicke durch den ganzen Stapel hindurch, möglicherweise unter Ausschluß der äußeren Abschlußschichten 0,125 λf, beträgt 0,25 λf und λf ist die mittlere Wellenlänge des Filters. Obgleich diese bekannten Kurzwellendurchlaß-Mehrschicht-Interferenzfilter zufriedenstellende Arbeit leisten, hat weiteres Studium ergeben, daß die Filter nach dem Beenden der Röhrenbearbeitung brüchig werden können (Bruchbildung). Die Brüchigkeit tritt zutage nach dem Aufdampfen der Filterschichten nach der Röhrenbearbeitung, die Temperaturzyklen bis zu 400 bis 460ºC umfassen. Derartige Brüchigkeit reduziert die Qualität der optischen Leistung des Mehrschicht-Interferenzfilters.
Der Erfindung liegt eine Aufgabe zugrunde, die Brüchigkeit in Mehrschicht-Interferenzfiltern in Kathodenstrahlröhren zu verringern und vorzugsweise zu beseitigen.
Der Erfindung liegt zweiter die Aufgabe zugrunde, die Zykluszeit für Filteraufdampfung zu reduzieren.
Nach einem ersten Merkmal der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Kathodenstrahlröhre mit einem Kathodolumineszenzschirm und einem Mehrschicht-Interferenzfilter angegeben, das auf einer der Innenseite zugewandten Oberfläche einer Vorderplatte angebracht ist, wobei das Verfahren den Schritt des Abscheidens abwechselnder Schichten eines Werkstoffs mit einem verhältnismäßig hohen Brechungsindex und einem Werkstoff mit einem verhältnismäßig niedrigen Brechungsindex auf der Vorderplatte umfaßt, wobei der Werkstoff mit einem verhältnismäßig hohen Brechungsindex Niobpentoxid enthält.
Nach einem zweiten Merkmal der Erfindung wird eine Kathodenstrahlröhre mit einer Vorderplatte, einem Kathodolumineszenzschirm und einem Mehrschicht- Interferenzfilter zwischen der Vorderplatte und dem Schirm geschaffen, wobei das Filter abwechselnde Schichten eines Werkstoffs mit einem verhältnismäßig hohen Brechungsindex und einem Werkstoff mit einem verhältnismäßig niedrigen Brechungsindex auf der Vorderplatte enthält, wobei der Werkstoff mit einem verhältnismäßig hohen Brechungsindex Niobpentoxid enthält.
Die Vorteile der Verwendung von Niobpentoxid im Vergleich zu Titandioxid sind zunächst, daß es auf einer viel niedrigeren Temperatur aufgedampft werden kann, 80ºC für Niobpentoxid im Vergleich zu 300ºC für Titandioxid, wodurch sich die Zykluszeit um den Faktor zwei verringert, und zweitens, daß die entstehenden Filter mit Niobpentoxid viel bruchfester sind, wenn sie einem Erwärmungszyklus mit Temperaturen bis zu 400 bis 460ºC unterzogen werden, und dieser Erwärmungszyklus ist zum Bearbeiten der fertiggestellten Vorderplatte notwendig.
Wenn Titandioxid auf niedrigeren Temperaturen aufgedampft wird, wird die Oxidierung stark verlangsamt, wodurch keine vollständige Oxidierung erfolgt und daher lichtabsorbierende Schichten oder unzulässig lange Aufdampfzeiten und niedrigere Brechungsindizes der Schichten entstehen. Niobpentoxid kann bei einer höheren Geschwindigkeit auf 80ºC bereits aufgedampft werden, wodurch Schichten mit einem hohen Brechungsindex erhalten werden. Eine derart hohe Aufdampfgeschwindigkeit des Niobpentoxids verringert die Zykluszeit für Filteraufdampfung bei 80ºC.
Die Vorteile der Verwendung von Niobpentoxid im Vergleich zu Tantalpentoxid sind zunächst, daß Niobpentoxid einen wesentlich höheren Brechungsindex hat, wodurch Filter mit einem viel breiteren Reflexionsband erhalten werden, und zweitens, daß die Interferenzfilter mit Niobpentoxid bruchfester sind, wenn sie dem Erwärmungszyklus mit Temperaturen bis zu 400 bis 460ºC unterworfen werden.
Ein Ausführungsbeispiel eines Filters enthielt Niobpentoxid als Werkstoff mit hohem Brechungsindex und Siliziumdioxid als Werkstoff mit niedrigem Brechungsindex. 2-Schicht-Nb&sub2;O&sub5;/SiO&sub2;-Filter, die mit Substrattemperaturen von 80, 200 und 300ºC aufgedampft wurden, wiesen wenig oder gar keine Brüchigkeit nach dem Erwärmen auf Temperaturen von 460ºC auf, was in sich selbst ein unerwartetes Ergebnis bedeutete. Der Grund für diese Überraschung war, daß Versuche mit (1) 20- Schicht-TiO&sub2;/SiO&sub2;-Filter, die mit Substrattemperaturen von 300 und 400ºC aufgedampft wurden, (2) 2-Schicht-Ta&sub2;O&sub5;-SiO&sub2;-Filter, die mit Substrattemperaturen von 80 und 200ºC aufgedampft wurden, und (3) 10/4)λf-SiO&sub2;-Schichten, d. h. mit Schichten mit einer gleichwertigen Dicke von SiO&sub2; wie in den Filtern in (1) und (2) oben, die ebenfalls mit verschiedenen Substrattemperaturen aufgedampft wurden, alle eine größere und gegenseitig sehr gleichartige Brüchigkeit aufwiesen, wenn sie demselben Temperaturzyklus mit Temperaturen bis zu 460ºC unterworfen wurden. Verschachtelung von Siliziumdioxid mit Niobpentoxid verringert das Auftreten von Brüchigkeit, in manchen Fällen sogar dermaßen, daß sie nicht mehr auftritt. Diese Vergleichsversuche wurden unter Verwendung von Substratmaterial in Form von Projektionsfernsehvorderplattenglas mit einem Ausdehnungskoeffizienten von 95 · 10&supmin;&sup7; durchgeführt.
In einem anderen Ausführungsbeispiel enthielt das Filter Niobpentoxid als Werkstoff mit hohem Brechungsindex und Magnesiumfluorid als Werkstoff mit niedrigem Brechungsindex. Diese 20-Schicht-Filter, die mit Substratemperaturen von 200 und 300ºC aufgedampft wurden, zeigten keine Brüchigkeit.
Die erfindungsgemäß hergestellte Kathodenstrahlröhre kann wenigstens 9 Schichten enthalten, typisch zwischen 14 und 30 Schichten, wobei jede Schicht eine optische Dicke nd hat, worin n der Brechungsindex des Werkstoffs und d die Dicke sind. Die optische Dicke nd wird derart gewählt, daß sie zwischen 0,2 λf und 0,3 λf liegt, insbesondere zwischen 0,23 λf und 0;27 λf, mit einer mittleren optischen Dicke von 0,25 λf, worin λf gleich p · λ ist, worin λ die gewünschte mittlere Wellenlänge ist, die aus dem vom Kathodolumineszenzschirmmaterial emittiert wird, und p eine Zahl zwischen 1,20 und 1,33 ist.
Die Vorderplatte kann ein Mischalkaliglas im wesentlichen bleioxidfre mit einem Ausdehnungskoeffizienten im Bereich von 85 · 10&supmin;&sup7; bis 105 · 103w7 je Grad C für Temperaturen zwischen 0 und 400ºC enthalten. Die Hauptbestandteile in Gewichtsprozent eines derartigen Glases können folgende sein
SiO&sub2; 50 bis 65
Al&sub2;O&sub3; 0 bis 4
BaO 0,5 bis 15
SrO 8 bis 22
K&sub2;O 3 bis 11
Na&sub2;O 3 bis 9
Li&sub2;O 0 bis 4
unter den Beschränkungen, daß (1) BaO und SrO zusammen zwischen 16 und 24 liegen, und (2) die von Li&sub2;O, Na&sub2;O und K&sub2;O gebildete Kombination zwischen 14 und 17 liegt.
Ein Aufsatz mit dem Titel "Observation of exceptional temperature humidity stability in multilayer filter coatings" von Peter Martin, Walter Pawlewicz, David Coult und Joseph Jones nach der Veröffentlichung in Applied Optics Vol. 23, Nr. 9, 1. Mai 1984, S. 1307 und 1308, gibt eine Beschreibung von Mehrschichtfilterbedeckungen mittels reaktiv Kathodenzerstäubungstechniken unter Verwendung von Si&sub3;N&sub4;/SiO&sub2; und Nb&sub2;O&sub3;ISiO&sub2; als die Schichten mit hohem und niedrigem Brechungsindex. Der Entwurf des Si&sub3;N&sub4;ISiO&sub2;-Filters war LL(HL)¹&sup4;HLL, worin L und H eine optische Viertelwellendicke des Werkstoffs mit hohem bzw. niedrigem Brechungsindex darstellen, während der Entwurf des Nb&sub2;O&sub5;SiO&sub2;-Filters LL(HL)¹&sup0;LL war. In diesem Aufsatz wird berichtet, daß Temperaturversuche und Relativfeuchtigkeitsversuche mit Temperaturen im Bereich zwischen 75 und 140ºC und mit relativen Feuchtigkeiten zwischen 0 und 85% angaben, daß hinsichtlich der Transmittanz in den Seitenbändern eine Si&sub3;N&sub4;/SiO&sub2;-Beschichtung bemerkenswert stabiler war als eine Nb&sub2;O&sub5;/SiO&sub2;- Beschichtung. In diesem Aufsatz sind keine Einzelheiten darüber gegeben, wie jedes Mehrschichtfilter hergestellt wird, insbesondere über die Art der Substrate, die Abscheidungstemperaturen und das anschließende Behandeln des Filters, welche Angaben alle ihren Einfluß auf die Brüchigkeit, die Qualität der Verbindung zwischen den Schichten und die Härte der Schichten und auf die aktuelle Brechungsindizes des Materials haben. Außerdem haben die Schriftsteller dieses Aufsatzes sich dabei nicht auf das Erzeugen von Interferenzfiltern in Kathodenstrahlröhren bezogen, wobei die Probleme anders sind, u. a.:
1. die viel höheren Temperaturen, z. B. 400ºC, bei der Röhrenbearbeitung. Brüchigkeit zeigt ihren Anfang über etwa 330ºC,
2. der Elektronenbeschuß im Röhrenbetrieb.
Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Projektionsfernsehsystem mit drei Kathodenstrahlröhren mit Kathodolumineszenzschirmen, die in verschiedenen Farben leuchten, wobei wenigstens eine der Kathodenstrahlröhren eine auf erfindungsgemäße Weise hergestellte Röhre enthält.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Projektionskathodenstrahlröhre mit einem teilweise ausgebrochenen Kolbenanteil,
Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch einen Anteil einer flachen Vorderplatte,
Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch eine gebogene Vorderplatte einer Wiedergaberöhre und einen Anteil der Vorderplatte in der Vergrößerung,
Fig. 4 einen schematischen Querschnitt durch ein Kurzwellendurchlaß- Mehrschichtinterferenzfilter, und
Fig. 5 die Kurzwellendurchlaßkennlinien eines bekannten 20-Schicht-TiO&sub2;- SiO&sub2;-Filters (ausgezogene Linie) mit einer 0,125 λf-Abschlußschicht und einem 19- Schicht-Nb&sub2;O&sub5;-SiO&sub2;-Filter (gestrichelte Linie) ohne Abschlußschicht, wobei die Ordinate die Transmittanz und die Abszisse den Winkel XL in Grad darstellen.
In der Zeichnung sind zum Bezeichnen entsprechender Merkmale dieselben Bezugsziffern verwendet.
Die Projektionskathodenstrahlröhre 10 nach Fig. 1 enthält einen Glaskolben aus einer Vorderplatte 12, einem Konus 13 und einem Hals 14. Ein Elektronenstrahlerzeuger 15 ist im Hals 14 angebracht und erzeugt ein Elektronenbündel 16, das einen Fleck 18 auf einer Kathodolumineszenzschirmstruktur 17 auf der Vorderplatte 12 erzeugt. Der Fleck 18 wird in gegenseitig senkrecht verlaufenden Richtungen X und Y durch Ablenkspulen 19 an dem Hals-Konusübergang des Kolbens abgelenkt. Elektrische Verbindungen mit dem Inneren des Kolbens verlaufen über Stifte 21 in einem Sockel 20.
Die Röhre 10 nach Fig. 1 hat eine flache Vorderplatte 12, und ein Anteil der Vorderplatte 12 und der Schirmstruktur 17 sind in Fig. 2 dargestellt. Die Schirmstruktur 17 enthält ein Kurzwellendurchlaß-Mehrschicht-Interferenzfilter 22 auf der Innenfläche der Vorderplatte, wobei ein Kathodolumineszenzschirmmaterial 23 auf dem Filter 22 angebracht ist und ein Aluminiumfilm 24 das Schirmmaterial 23 bedeckt. Der detaillierte Aufbau des Filters 22 wird nachstehend anhand der Fig. 4 näher erläutert.
In Fig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel einer Vorderplatte einer Projektionsfernseh-Kathodenstrahlröhre dargestellt, in der wenigstens die Innenfläche, aber mit größerer Eignung beide Oberflächen der Vorderplatte 12 in bezug auf das Innere des Kolbens konvex sind. Die Konvexflächen können teilsphärisch mit einem Krümmungsradius zwischen 150 mm und 730 mm sein. Der Krümmungswinkel Φ in der Definition als der Winkel zwischen der optischen Achse und einer Senkrechte zur inneren Konvexfläche an einem weiteste von der Mitte des Schirms entfernten Punkt hat einen maximalen Winkel von 18º. Die Struktur 17 des Schirms, wie in Detail angegeben, entspricht der Beschreibung anhand der Fig. 2.
In Fig. 4 enthält das Mehrschicht-Interferenzfilter 22 wenigstens 9, aber typisch zwischen 14 und 30 Schichten mit abwechselnden Schichten mit hohen (H) und niedrigen (L) Brechungsindizes (n). Die optische Dicke jeder der Schichten ist nd, worin n der Brechungsindex des Werkstoffs und d die wirkliche Schichtdicke sind, wobei die optische Dicke für die einzelnen Schichten zwischen 0,2 λf und 0,3 λf liegt, insbesondere zwischen 0,23 λf und 0,27 λf mit einer mittleren optischen Dicke im ganzen Stapel von 0,25 λf, worin λf gleich p · λ ist, worin p eine Zahl zwischen 1,20 und 1,33 und λ die gewünschte mittlere Wellenlänge sind, die aus dem vom Kathodolumineszenzschirm 23 emittierten Spektrum gewählt wird. Bei der Herstellung des Filters 22 hat die Schicht 25 mit dem hohen Brechungsindex in größter Entfernung von der Vorderplatte eine optische Dicke im spezifizierten Bereich, aber diese Schicht 25 kann durch eine dünnere, typisch 0,125 λf, Abschlußschicht 26 mit einem niedrigen Brechungsindex (L') bedeckt sein.
Aus obiger Beschreibung ist klar, daß der Wert der optischen Dicke vom Wert abhängig ist, die p und λ zügewiesen sind. Als Beispiel wenn das Schirmmaterial einen terbiumaktivierten im wesentlichen grünleuchtenden Leuchtstoff mit λ = 545 nm enthält, hat p einen Wert zwischen 1,20 und 1,26. Ein rotleuchtendes Material, wie europiumaktiviertes Yttriumoxid (Y&sub2;O&sub3;:Eu) beträgt λ = 612 nm und p hat einen Wert zwischen 1,20 und 1,26. Schließlich hat ein blauleuchtendes Material wie Zinksulfitsilber (ZnS:Ag) einen Wert λ = 460 nm und p hat einen Wert zwischen 1,24 und 1,33.
Die optischen Dicken eines typischen Mehrschicht-(HL)&sup9;H-Filters mit einer möglicherweise angebrachten Abschlußschicht ist gemäß der Darstellung in der nachstehenden Tabelle: Schicht Nr. Leuchtstoff (Abschlußschicht) Vorderplatte
Das Mehrschichtfilter 22 wird durch Abscheidung, beispielsweise durch Aufdampfen oder Kathodenzerstäubung der Werkstoffe mit hohem und niedrigem Brechungsindex auf einer geeignet vorbereiteten Vorderplatte 12 hergestellt, die als Substrat dient. In einem Beispiel ist das Material mit dem hohen Brechungsindex Niobpentoxid (Nb&sub2;O&sub5;) und das Material mit dem niedrigen Brechungsindex Siliziumdioxid (SiO&sub2;). In einem anderen Beispiel wird Niobpentoxid mit Magnesiumfluorid (MgF&sub2;) als das Material mit dem niedrigen Brechungsindex verwendet. Früher wurden Interferenzfilter unter Verwendung von Titanpentoxid als dem Material mit dem hohen Brechungsindex und von Siliziumdioxid als dem Material mit dem niedrigen Brechungsindex hergestellt, die bei Temperaturen in der Größenordnung von 300 bis 400ºC auf einem Substrat aufgedampft wurden. Obgleich derartige Filter gute optische Merkmale und Verbindungen zwischen benachbarten Schichten aufwiesen, wurde gefunden, daß Brüchigkeit auftrat, nachdem die anschließenden Röhrenbearbeitungsschritte einschließlich der Ablagerung des Leuchtstoffs, der Lackierung, der Aufdampfung des Aluminiumfilms auf der Leuchtstoff/Lackkombination und der Erwärmung bis über 400ºC zum Aufdampfen der Lackschicht und zum Erhalten eines guten Vakuums in der Röhre durchgeführt wurden. Außerdem ist die erforderliche Zykluszeit für die Abscheidung durch die erforderliche hohe Substrattemperatur für das Aufdampfen von TiO&sub2; ziemlich lange.
Das Problem der Brüchigkeit wurde fast ganz durch die Verwendung von Niobpentoxid beseitigt, das vorzugsweise auf einem kalten Substrat auf typisch 80ºC aufgedampft wird, obgleich auch Substrate auf höherer Temperatur verwendbar sind. Es wurde getunden, daß abgeschiedenes Niobpentoxid im ganzen Temperaturbereich zwischen 80 und 300ºC einen hohen Brechungsindex hat, und die Verwendung mit Siliziumdioxid der Unterschied in den Brechungsindizes zwischen innen groß genug ist, um ein ausreichend breites Reflexionsband zu erhalten, d. h. einen fast so großen Unterschied, wie bei der Verwendung von Titandioxid nach Fig. 5. In Fig. 5 wird auf das Filter unter XL-Winkeln bis zu 32º auffallendes Licht übertragen, während unter stumpferen Winkel einfallendes Licht reflektiert wird, d. h. seine Transmittanz sinkt auf ungefähr Null. Daher wird ein helles im wesentlichen dunstfreies Bild mit einer verbesserten Leuchtdichte (typisch bei einem Faktor von 1,5 bis 1,9), einer gesättigteren Farbe (insbesondere Kathodenstrahlröhren mit grünen terbiumaktivierten Leuchtstoffen und mit einem blauen Zinksulfidsilberleuchtstoff) erhalten, die im wesentlichen zu weniger chromatischer Aberration bei Verwendung in einem Projektionsfernsehsystem leitet, und mit verbessertem Kontrast erhalten wird.
Bei der Verwendung von Magnesiumfluorid als dem Werkstoff mit niedrigem Brechungsindex ist es erforderlich, das Aufdampfen des Niobpentoxids und des Magnesiumfluorids auf Temperaturen in der Größenordnung von 200ºC bis 300ºC durchzuführen, um zu gewahrleisten, daß die Schichten den gewünschten Härtegrad haben und sich gut miteinander und mit dem Substrat verbinden. Auf der Temperatur von 300ºC ist die Härte der Schichten größer als bei einer Temperatur von 200ºC.
Faktoren, die als Beiträge zur Brüchigkeit gehalten werden, sind: (1) die Tatsache, daß die Substrate, d. h. die Vorderplatten, einen großen Ausdehnungskoeffizienten haben, d. h. einen im Bereich von 85 · 10&supmin;&sup7; bis 105 · 10&supmin;&sup7; je Grad C für Temperaturen zwischen 0ºC und 400ºC gegenüber insbesondere Siliziumdioxid mit einem niedrigen Ausdehnungskoeffizienten. Es wird davon ausgegangen, daß Niobpentoxid die Gesamtelastizität der Mehrschichtfilter einigermaßen fördert und damit die Brüchigkeit reduziert; (2) die Tatsache, daß eine große Anzahl von Schichten, typisch in der Größenordnung von 20 Schichten verwendet wurde. Die Brüchigkeit wird gefördert, wenn die Schichtzahl größer wird, und nimmt ab, wenn die Schichtzahl verringert wird; (3) die Tatsache, daß die Filter üblicherweise einige Zeit geglüht werden (einen oder mehrere Tage) nach dem Aufdampfen. Das Abkühlen des Substrats auf die Umgebungstemperatur vor dem Glühen und also das Durchdringen des Wasserdampfes in die Poren des Filters wurden als brüchigkeitsfördernd festgestellt. In kürzlich durchgeführten Versuchen wurden Nb&sub2;O&sub5;-SiO&sub2;-Filter, die auf Substrattemperaturen zwischen 80 und 300ºC aufgedampft wurden, und Nb&sub2;O&sub5;-MgF&sub2;-Filter, die auf Temperaturen zwischen 200 und 300ºC aufgedampft wurden, auf 460ºC im wesentlichen direkt nach dem Aufdampfen ohne Abkühlen des Substrats geglüht. Dies beseitigte das Eintreten von Brüchigkeit für diese Filter vollständig.
Ein geeignetes Glas für ein Substrat für eine Kathodenstrahlröhre, insbesondere für Projektionsfernsehen, ist ein Mischalkaliglas frei oder nahezu frei von Bleioxid (PbO) und mit Bariumoxid (BaO) und Strontiumoxid (SrO) als Röntgenstrahlhauptabsorbierer.
Die Zusammensetzungen in Gewichtsprozent geeigneter bestehender Gläser zur Verwendung als Substrate sind folgende: Komponente Hersteller/Typ Schott Nippon Electric Glass Asahi Spurenelemente

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Kathodenstrahlröhre mit einem Kathodolumineszenzschirm und einem Mehr- schicht-Interterenzfilter auf einer der Innenseite zugewandten Oberfläche einer Vorderplatte, wobei das Verfahren den Schritt zum Abscheiden abwechselnder Schichten aus einem Werkstoff mit verhältnismäßig hohem Brechnungsindex und einem Werkstoff mit verhältnismäßig niedrigem Index auf der Vorderplatte umfaßt, und der Werkstoff mit einem verhältnismäßig hohen Brechungsindex Niobpentoxid enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens 9 abwechselnde Schichten abgeschieden werden, wobei die Schichten eine optische Dicke nd haben, worin n der Brechungsindex der Werkstoffe und d die Dicke sind, und die optische Dicke nd der einzelnen Schichten zwischen 0,2 λf und 0,3 λf liegt, die mittlere optische Dicke der Schichten 0,25 λf beträgt, worin λf gleich p · λ ist, λ die gewünschte zentrale Wellenlänge ist, die aus dem vom Kathodolumineszenzmaterialschirm ausgesandten Spektrum gewahlt wird, und p eine Zahl zwischen 1,20 und 1,33 ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff mit niedrigem Brechungsindex Siliziumdioxid enthält, und die abwechselnden Schichten bei einer Temperatur im Bereich von im wesentlichen 80ºC bis zu im wesentlichen 300ºC abgeschieden werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff mit niedrigem Brechungsindex Magnesiumfluorid enthält, und die abwechselnden Schichten bei einer Temperatur im Bereich von im wesentlichen 200ºC bis zu im wesentlichen 300ºC abgeschieden werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrschicht-Interferenzfilter geglüht wird, während die Vorderplatte auf Überraumtemperatur ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderplatte ein im wesentlichen bleioxidfreies (PbO) Mischalkaliglas enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderplatte einen Ausdehnungskoeffizienten im Bereich von 85 · 10&supmin;&sup7; bis zu 105 · 10&supmin;&sup7; pro ºC für Temperaturen zwischen 0 und 400ºC hat.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Glaszusammensetzung in Gewichtsprozent als Hauptbestandteile folgendes enthält:

SiO&sub2; 50 bis 65

M&sub2;O&sub3; 0 bis 4

BaO 0,5 bis 15

SrO 8 bis 22

K&sub2;O 3 bis 11

Na&sub2;O 3 bis 9

Li&sub2;O 0 bis 4

mit den Einschränkungen, daß (1) BaO und SrO zusammen zwischen 16 bis 24 liegen, und daß (2) die aus Li&sub2;O, Na&sub2;O und K&sub2;O gebildete Kombination zwischen 14 und 17 liegt.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kathodolumineszenzschirm auf dem Interferenzfilter angebracht ist.

10. Verfahren nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 bis 8, wenn abhängig vom Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte Schicht mit mittlerer optischer Dicke von 0,25 λf des Filters einen Werkstoff mit einem hohen Brechnungsindex enthält, eine Abschlußschicht auf der letzten Schicht angebracht ist, die Abschlußschicht einen niedrigeren Brechungsindex als der der letzten Schicht ist und eine im wesentlichen geringere Dicke als eine mittlere optische Dicke von 0,25 λf hat und wobei ein Kathodoluminszenzschirm auf der Abschlußschicht angebracht ist.

11. Kathodenstrahlröhre mit einer Vorderplatte, einem Kathodolumineszenzschirm und einem Mehrschicht-Interferenzfilter zwischen der Vorderplatte und dem Schirm, wobei das Filter abwechselnde Schichten eines Werkstoffs mit einer verhältnismäßig hohen Brechungsindex und eines Werkstoffs mit einer verhältnismäßig niedrigen Brechungsindex auf der Vorderplatte enthält, und der Werkstoff mit einem verhältnismäßig hohen Brechungsindex Niobpentoxid enthält.

12. Röhre nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter wenigstens 9 Schichten enthält, die eine optische Dicke nd haben, worin n der Brechungsindex der Werkstoffe und d die Dicke ist, wobei die optische Dicke nd der einzelnen Schichten zwischen 0,2 λf und 0,3 λf liegt, die mittlere optische Dicke der Schichten 0,25 λf beträgt, worin λf gleich p · λ ist, λ die gewünschte zentrale Wellenlänge ist, die aus dem vom Kathodolumineszenzmaterialschirm ausgesandten Spektrum gewählt wird, und p eine Zahl zwischen 1,20 und 1,33 ist.

13. Röhre nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter zwischen 14 bis 30 Schichten enthält.

14. Röhre nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß nd zwischen 0,23 λf und 0,27 λf liegt.

15. Röhre nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff mit niedrigem Brechungsindex Siliziumdioxid enthält.

16. Röhre nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff mit niedrigem Brechungsindex Magnesiumfluorid enthält.

17. Röhre nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter im wesentlichen direkt nach dem Abscheiden der Schichten geglüht wird.

18. Röhre nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderplatte ein im wesentlichen bleioxidfreies (PbO) Mischalkaliglas enthält.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderplatte einen Ausdehnungskoeffizienten im Bereich von 85 · 10&supmin;&sup7; bis zu 105 · 10&supmin;&sup7; pro ºC für Temperaturen zwischen 0 und 400ºC hat.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Glaszusammensetzung in Gewichtsprozent als Hauptbestandteile folgendes enthält:

SiO&sub2; 50 bis 65

Al&sub2;O&sub3; 0 bis 4

BaO 0,5 bis 15

SrO 8 bis 22

K&sub2;O 3 bis 11

Na&sub2;O 3 bis 9

Li&sub2;O 0 bis 4

21. Röhre nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite der Vorderplatte mit einem größten Biegungswinkel (φ = 180 konvex ist, worin φ der Winkel zwischen der optischen Achse und der Senkrechte auf die konvexe Oberfläche an einem weitest von der Mitte des Schirms befindlichen Punkt ist.

22. Röhre nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die konvexe Vorderplatte im wesentlichen sphärisch ist und einen Krümmungsradius zwischen 150 und 730 mm hat.

23. Röhre nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodolumineszenzschirm einen mit Terbium aktivierten grünleuchtenden Leuchtstoff ist, wobei λ = 545 nm beträgt und p eine Zahl zwischen 1,20 und 1,26 ist.

24. Röhre nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodolumineszenzschirm einen mit Europium aktivierten Yttriumoxid-Leuchtstoff (Y&sub2;O&sub3;:Eu) ist, wobei = 612 nm beträgt und p eine Zahl zwischen 1,20 und 1,26 ist.

25. Röhre nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodolumineszenzschirm ein Zinksulphid-Silber (ZnS:Ag) ist, wobei λ = 460 nm beträgt und p eine Zahl zwischen 1,24 und 1,33 ist.

26. Röhre nach Anspruch 12 oder nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wenn vom Anspruch 12 abhängig, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere optische Dicke der Schichten 0,25 λf beträgt, die weitest von der Vorderplatte entfernte Schicht mit einer Dicke von im wesentlichen 0,25 λf einen Werkstoff mit einem hohen Brechungsindex enthält, und daß die weitest von der Vorderplatte entfernte Schicht mit dem Kathodolumineszenzmaterial bedeckt ist.

27. Röhre nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abschlußschicht zwischen der weitest von der Vorderplatte entfernten Schicht mit einem Werkstoff mit hohem Brechungsindex und der Schicht aus Kathodolumineszenzschirmmaterial angebracht ist, wobei die Abschlußschicht eine optische Dicke im wesentlichen von 0,125 λf hat und aus einem Werkstoff mit einem niedrigerem Brechungsindex als der der benachbarten Filterschicht besteht.

28. Projektionsfernsehsystem mit drei Kathodenstrahlröhren mit Kathodolumineszenzschirmen, die in verschiedenen Farben leuchten, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Kathodenstrahlröhren eine Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 23 ist.

29. Projektionsfernsehsystem mit drei Kathodenstrahlröhren mit Kathodolumineszenzschirmen, die in verschiedenen Farben leuchten, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Kathodenstrahlröhren eine Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 24 ist.

30. Projektionsfernsehsystem mit drei Kathodenstrahlröhren mit Kathodolumineszenzschirmen, die in verschiedenen Farben leuchten, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Kathodenstrahlröhren eine Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 25 ist.