CZ278262B6

CZ278262B6 - Shadow mask for color picture tube

Info

Publication number: CZ278262B6
Application number: CS853798A
Authority: CZ
Inventors: Walter David Masterton
Original assignee: Rca Licensing Corp
Priority date: 1984-05-31
Filing date: 1985-05-27
Publication date: 1993-11-17
Also published as: DE3519427C2; PL253738A1; IN164838B; US4583022A; PL147646B1; JPS60262335A; GB8801566D0; CS379885A3; GB2160354A; HK2594A; GB2199181A; KR850008552A; KR900005539B1; GB8513366D0; IT8520524A0; FR2565406A1; DD233453A5; SG109191G; HK694A; GB2160354B

Description

Stínící maska pro barevnou obrazovku

Oblast techniky

Vynález se týká stínící masky pro barevnou obrazovku typu se štěrbinovými otvory uspořádanými ve sloupcích.

Dosavadní stav techniky

Současně vyráběné barevné televizní obrazovky jsou opatřeny s čárovým stínítkem a štěrbinovou maskou. Tyto obrazovky mají sférické zakřivení čelní desky s čárovými stínítky z katodoluminiscenčních materiálů a poněkud sféricky zakřivené stínící masky se štěrbinovými otvory, uspořádané v sousedství stínítek. Štěrbinové otvory v takových obrazovkách jsou uspořádány do sloupců, které jsou v zásadě rovnoběžné s vedlejší, t.j. svislou osou obrazovky. Bylo též navrženo několik modifikací dosavadní barevné obrazovky. Jednou z těchto modifikací je nový tvar panelů čelní desky, který vytváří iluzi plochosti. Tvar čelní desky modifikované obrazovky má zakřivení jak podle hlavní, t.j. vodorovné osy, tak i podle vedlejší osy panelu čelní desky, ale je nesférický. Toto nesférické vytvarování čelního panelu však vytváří problém s tvarem stínící masky a roztečí sloupců otvorů v ní, který je dále popsán.

V prvních obrazovkách s čárovým stínítkem a štěrbinovou maskou bylo stínící masky téměř sférické a oddělení sousedních sloupců otvorů podél hlavní osy, to je horizontální oddělení bylo konstantní po celé masce. Některé obrazovky tohoto typu však obsahovaly stínící masku se zvýšeným zakřivením a kolísáním rozteče sloupců otvorů. V těchto obrazovkách vzrůstala rozteč mezi středovými čarami sousedních sloupců otvorů od středu k okraji masky. Tento nárůst se měnil podél hlavní osy obecně jako mocnina vzdálenosti od hlavní osy. Jestliže rozteč sloupců byla u těchto tzv. rovinných obrazovek proměnlivá, zakřivení' masky muselo být sníženo pro získání přijatelného umístění nebo rozmístění čar stínítka. Je třeba poznamenat, že stínítko se vytváří fotografickým postupem, který používá stínící masku jako fotomatrici. Snížení zakřivení stínící masky však snižuje její pevnosti a zvyšuje zkreslení v průběhu činnosti obrazovky.

Podstata vynálezu

Stínící maska podle vynálezu je určena pro tzv. rovinné obrazovky a má obrysy podobné obrysům čelní desky, přičemž jejím použitím se odstraňují uvedené nevýhody stínících masek u těchto typů obrazovek, t.j. nedostatečná pevnost a zkreslení. Podstata vynálezu spočívá v tom, že rozteč mezi sousedními sloupci otvorů a/nebo obrys stínící masky se mění v závislosti na čtvrté mocnině vzdálenosti od středu stínící masky.

Podle dalšího vynálezeckého provedení se rozteč mezi sousedními sloupci otvorů od středu stínící masky k jejímu okraji se čtvrtou mocninou vzdálenosti od středu stínící masky zvětšuje, což přispívá ke zvýšení tuhosti a pevnosti stínící masky.

-1CZ 278262 B6

S výhodou pro dosažení optimálního rozmístění sloupců otvorů ve stínící masce za účelem docílení uvedených výhod je zvětšení rozteče sloupců otvorů závislé na koeficientu násobícím čtvrtou mocninu vzdálenosti od středu stínící masky kde tento koeficient je větší pro průřezy stínící'maskou rovnoběžné s hlavní osou, ale ležící mimo ni než pro průřez stínící maskou na hlavní ose.

Z uvedených hledisek je též výhodné takové provedení, kdy se obrys stínící masky podle její hlavní osy mění jako funkce čtvrté mocniny vzdálenosti od středu stínící masky.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže popsán podle výkresů, kde obr. 1 představuje půdorys barevné obrazovky se stínící maskou, částečně v axiálním řezu, na obr. 2 je v čelním pohledu znázorněna čelní deska barevné obrazovky, na obr. 3 je pohled znázorňující povrchový obrys 3a panelu čelní desky v hlavní ose a povrchový obrys 3b ve vedlejší ose v řezech z obr. 2, obr. 4 představuje čelní pohled na stínící masku barevné obrazovky z obr. 1, obr. 5 je pohledem znázorňujícím obrysy povrchu stínící masky, a to jednak obrys 5a podle hlavní osy, dále obrys 5b podle vedlejší osy a konečně obrys 5c podle úhlopříčky, a to v řezech z obr. 4, obr. 6 a 7 jsou zvětšené pohledy na stínící masku brané v kruzích 6 případně 7 z obr. 4 a obr. 8 je grafem znázorňujícím kolísání rozteče mezi sloupci otvorů ve stínící masce podle vynálezu v porovnání s konvenční sférickou stínící maskou.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje pravoúhlou barevnou obrazovku 10 mající skleněný obal 11 a obsahující pravoúhlý panel 12 čelní desky a dále válcovou šíji 14., spojenou nálevkou 15. Panel obsahuje pozorovací čelní desku 18 a obvodovou přírubu nebo boční stěnu 20, která je přitavena k nálevce 16 skleněnou fritou 17. Pravoúhlé tříbarevné katodoluminiscenční fosforové stínítko 22 spočívá na vnitřním povrchu čelní desky 18. Stínítko 22 je s výhodou čárové stínítko s katodoluminiscenčními čarami táhnoucími se v podstatě rovnoběžně s vedlejší osou Y-Y obrazovky, to je kolmo k rovině obr. 1. Mnohootvorová elektroda selekce barev nebo stínící maska 24 je rozebíratelně připevněna k panelu 12 stanoveném prostorovém vztahu ke stínítku 22. Elektronová tryska 26 typu in line, znázorněná schématicky čárkovaně na obr. 1, je středově připevněna v šíji 14 pro vytváření a směrování tří elektronových svazků 28. podél v počátku koplanárních konvergentních drah přes stínící masku 24 na stínítko 22. Obrazovka 10 je provedena pro použití s vnějším magnetickým vychylovacím jhem 30 obklopujícím šíji 14 a nálevku 16 v sousedství jejich spoje za účelem směrování tří elektronových svazků 28 v závislosti na vertikálním a horizontálním magnetickém toku, čímž dochází k rastrování elektronových svazků horizontálně ve směru hlavní osy X-X a vertikálně ve směru vedlejší osy Y-Y v pravoúhlém rastru přes stínítko 22.

Obr. 2 znázorňuje čelo panelu 12 čelní desky. Obvod panelu 12 vytváří pravý úhel s lehce zakřivenými stranami. Hranice stínítka 22 je znázorněna čárkovaně na obr. 2. Tato hranice stínítka je pravoúhlá.

-2CZ 278262 B6

Srovnání relativních obrysů vnější plochy panelu 12 čelní desky podél vedlejší osy Y-Y a hlavní osy X-X je znázorněno na obr. 3. Vnější povrch panelu 12 čelní desky je zakřiven jak podle hlavní osy X-X, tak podle vedlejší osy X-X, přičemž zakřivení podle’vedlejší osy Y-Y je větší než zakřivení podél hlavní osy X-X ve středové části panelu 12. Např. ve středu čelní desky je poměr poloměru zakřivení vnějšího obrysu povrchu v hlavní ose X-X k poloměru zakřivení ve vedlejší ose Y-Y větší než 1,1, to znamená, že rozdíl je zde větší než 10 %. Zakřivení podél hlavní osy X-X je však mnohem menší ve středové části čelní desky a zvyšuje se v blízkosti okrajů čelní desky. V tomto jediném příkladném provedení je zakřivení podél hlavní osy X-X poblíž rohů čelní desky větší než obecné zakřivení podél vedlejší osy Y-Y. S touto konstrukcí se středová část čelní desky stává plošší, zatímco body vnějšího povrchu čelní desky na okrajích stínítka 22 leží zhruba v rovině P a určují zhruba pravoúhlou okrajovou čáru obrysu. Zakřivení povrchu podél diagonály je provedeno pro dosažení hladkého přechodu mezi odlišnými zakřiveními podél hlavní osy X-X a vedlejší osy Y-Y. Ve výhodném provedení je zakřivení podél vedlejší osy Y-Y asi 4/3 krát větší než zakřivení podél hlavní osy X-X ve středové části čelní desky. V důsledku odlišných zakřivení podél hlavní a vedlejší osy leží body na vnější ploše panelu přímo naproti okrajům stínítka 22 zhruba v téže rovině P. Tyto přibližně rovinné body, jsou-li pozorovány zepředu panelu 12 čelní desky, jako je na obr. 2, vytvářejí čáru obrysu na vnějším povrchu panelu, která je v podstatě pravoúhle superponována na hranách stínítka 22. Proto lze při vložení obrazovky 10 do televizního přijímače použít masku s jednotnou šířkou okraje nebo zkosení. Okraj takového zkosení, který se dotýká obrazovky na pravoúhlé obrysové čáře, je také přibližně v rovině P. Poněvadž obvodová hranice obrázku na stínítku 22 obrazovky se zdá být rovinná, vytváří se iluze, že obraz je plochý, ačkoliv panel čelní desky je zakřiven směrem ven jak podle hlavní osy X-X, tak podél vedlejší osy Y-Y.

Obr. 4 znázorňuje čelní pohled na stínící masku 24. Přerušované čáry 32 znázorňují hranici otvory opatřené části masky 24. Obrysy povrchu podél hlavní osy X-X, vedlejší osy Y-Y a úhlopříčky masky 24., jsou znázorněny křivkami 5a, 5b, případně 5c, na obr. 5. Maska 24 má odlišné zakřivení podél své hlavní osy, než podél vedlejší osy. Obrys podél hlavní osy má lehké zakřivení v blízkosti středu masky a větší zakřivení po stranách masky. Obrys takové stínící masky lze obecně získat popsáním zakřivení hlavní osy X-X jako kruhu s velkým poloměrem nad přibližně středovou částí hlavní osy X-X a kruhu o menším poloměru nad zbytkem hlavní osy X-X. V přesnějším vyjádření se pak sagitální výška podél hlavní osy X-X mění se čtvrtou mocninou vzdálenosti od vedlejší osy Y-Y. Sagitální výška je vzdálenost od imaginární roviny, která se dotýká a je tangenciální ke středu povrchu masky. Zakřivení rovnoběžné s vedlejší osou Y '^T hladce doplňuje zakřivení hlavní osy X-X na požadovaný okraj masky a může zahrnovat kolísání zakřivení použité podle hlavní osy. Takový obrys masky vykazuje i zlepšení charakteristiky tepelné roztažnosti, a to vzhledem ke zvýšenému zakřivení poblíž konců hlavní osy X-X.

V dále uvedené tabulce I představuje zakřivení čtvrtého řádu nové stínící masky podél její hlavní osy X-X pro obrazovku s úhlopříčkou stínítka 68, 58 cm. První sloupec je vzdálenost

-3CZ 278262 B6

X osy sloupce od vedlejší osy Y-Y. Druhý sloupec je vzdálenost X4 od vedlejší osy umocněná na čtvrtou. Třetí sloupec představuje výpočty čtvrté mocniny pro osu Z neboli sagitální výšku. Tyto výpočty jsou založeny na rovnici sagitální výška (tisícin palců) - 0,1314 X (palců)⁴, přičemž 1 palec .= 24, 6·4 mm . ---Tabulka I

X (palců)	X⁴(palců⁴)	0,1314 X⁴ (tisícin palců)
0	0	0
1	1	0
2	16	2
3	81	10
4	256	33
5	625	82
6	1296	170
7	2401	315
8	4096	538
9	6561	862
9,5	8145	1070

Vzhledem k novému obrysu přibližně čtvrtého řádu jsou kolísání rozteče mezi sloupci otvorů používané ve stínících maskách podle dosavadního stavu techniky nevhodné pro novou stínící masku. Obecně vzrůstá rozteč A, to je rozteč mezi středovými čarami sousedních sloupců otvorů od středu k okraji v nové masce tak, jako tomu bylo pro rozteč A v maskách podle dosavadního stavu techniky. Takový nárůst v rozteči A lze vidět při srovnání obr. 6, představujícím střed masky, s obr. 7, představujícím kraj masky. Nicméně v nové masce se změny v rozteči A liší podstatným a důležitým způsobem od takových kolísání v maskách podle dosavadního stavu techniky.

Horizontální rozteč A mezi sloupci otvorů v nové stínící masce 24 kolísá přibližné jako funkce čtvrté mocniny vzdálenosti od středu osy Y obrazovky. Toto kolísání rozteče A čtvrtého řádu je znázorněno v tabulce II pro barevnou obrazovku se stínítkem o úhlopříčce 68, 58 cm. V tabulce II představuje první sloupec vzdálenost od vedlejší osy Y-Y měřenou podél hlavní osy X-X. Druhý sloupec představuje rozdíl v prvním sloupci umocněný na čtvrtou. Třetí sloupec představuje vypočtenou rozteč A založenou na funkci čtvrté mocniny vzdálenosti.

-4CZ 278262 B6

Tabulka II

X (palců)	_χ4 (palců⁴)	A 30 + 0,001 X⁴(tisícin palců)
0	0	30,0
1	1	30-,0
2	16	30,0
3	81	30,1
• 4 ·	256	30,3
5	625	30,6
6	1296	31,3
7	2401	32,4
8	4096	34,1
9	6561	36,6
9,67	8744	38,7

Srovnatelné údaje pro konvenční stínící masku s v podstatě kruhovým obrysem o podobné velikosti jsou udány v tabulce III. V této tabulce představuje první sloupec vzdálenost podél hlavní osy X-X od vedlejší osy Y-Y. Druhý sloupec představuje druhou mocninu rozdílu od vedlejší osy. Třetí sloupec představuje vypočtenou rozteč A založenou na funkci druhé mocniny vzdálenosti·.

Tabulka III

X (palců)	^X2 2 (palců²)	30 + 0,097 X² (tisícin palců)
0	0	30,0
1	1	30,1
2	4	30,4
3	9	30,9
4	16	31,6
5	25	32,4
6	36	33,5
7	49	34,8
8	64	36,2
9	81	37,9
9,60	92,2	38,9

Obr. 8 znázorňuje graf skutečné rozteče A znázorněné v tabulce II a III pro vizuální srovnání. Rozteč AO konvenčních stínících masek začíná vzrůstat poblíž vedlejší osy Y-Y a pokračuje v nárůstu směrem ke hraně masky poměrně hladce. Rozteč AI nové stínící masky je však relativně konstantní v rozsahu středové části masky a rychleji se zvyšuje, když se přibližuje ke stranám masky.

Rozteč A nové masky na průřezech rovnoběžných s hlavní osou X-X, ale mimo ni, se také mění přibližně se čtvrtou mocninou vzdálenosti od vedlejší osy Y-Y, avšak poněkud odlišně. Tabulka IV znázorňuje údaje srovnatelné s údaji z tabulky II pro průřezy nové stínící masky v blízkosti okrajů děrovaného vzoru, kde vzdálenost od vedlejší osy Y-Y je rovna 7 palcům, měřeno rovnoběžně s hlavní osou X-X. Pro průřezy mezi hlavní osou X-X a rovnoběžný-5CZ 278262 B6 mi průřezy vzdálenými 7'palců leží koeficient X⁴ v rozmezí od 0,001 do 0,00126.

Tabulka IV

X (palčů)	X⁴(palců⁴)	A 30 + 0,00126 X⁴(tisícin palců)
0	0	30,0
1	1	30,0
2	16	30,0
3	81	30,1
4	256	30,3
5	625	30,8
6	1296	31,6
7	2401	33,0
8	4096	35,2
9	6561	38,3
9,78	8744	41,0

Průmyslová využitelnost

Stínící masku podle vynálezu lze využít v barevných obrazovkách pro televizní přijímače.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Stínící maska pro barevnou obrazovku s katodoluminiscenčním stínítkem sousedícím se stínící maskou opatřenou sloupci štěrbinových otvorů, vyznačující se tím, že rozteč (A) mezi sousedními sloupci otvorů a/nebo obrys (5a) stínící masky (24) se mění v závislosti na čtvrté mocnině vzdálenosti (X) od středu stínící masky (24).
2. Stínící maska podle bodu 1, vyznačující se tím, že rozteč (A) mezi sousedními sloupci otvorů se od středu stínící masky (24) k jejímu okraji zvětšuje se čtvrtou mocninou vzdálenosti (X) od středu stínící masky (24).
3. Stínící maska podle bodu 2, vyznačující se tím, že zvětšení rozteče (A) je závislé na koeficientu násobícím čtvrtou mocninu vzdálenosti (X) od středu stínící masky (24), kde tento koeficient je větší pro průřezy stínící maskou (24) rovnoběžné s hlavní osou (X-X), ale ležící mimo ni než pro průřez stínící maskou (24) na hlavní ose (X-X).
4. Stínící maska podle bodu 1, vyznačující se tím, že obrys (5a) stínící masky (24) podle její hlavní osy (X-X) se mění jako funkce čtvrté mocniny vzdálenosti (X) od středu stínící masky ( 24) .