DD155465A5 - Farbbildroehre mit verbesserter schlitzmaske und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Farbbildroehre mit einer Schlitzlochmaske, deren Schlitzoeffnungen in Spalten angeordnet sind und bei der die Oeffnungen in jeder Spalte durch Stege voneinander getrennt sind. Ziel der Erfindung ist es, die Qualitaet derartiger Roehren zu steigern. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Elektronenstrahldurchlaessigkeit der Schlitzlochmaske zu erhoehen, ohne deren mechanische Festigkeit zu beeintraechtigen. Erfindungsgemaess wird diese Aufgabe dadurch geloest, dass die Maske (24) Teile voller Dicke und andere Teile verringerter Dicke aufweist und dass die Teile voller Dicke aus Streifen (66) zwischen den Oeffnungsspalten und Inseln (68) an den Stegen (64) bestehen und dass die Streifen und Inseln voneinander durch Bereiche (70) verringerter Dicke getrennt sind.

Description

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RCA 72203

RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)

Farbbildröhre mit verbesserter Schlitzmaske und Verfahren

zu ihrer Herstellung

Anwendungsgebiet der Erfindung;

Die Erfindung betrifft Farbbildröhren und bezieht sich insbesondere auf Röhren mit einer Schlitzlochmaske.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen;

Lochmaskenfarbbildröhren enthalten üblicherweise einen Bildschirm aus rot-, grün- und blauemittierenden Leuchtstofflinien oder -punkten, Elektronenstrahlsysteme zur Anregung des Leuchtschirmes und eine zwischen Strahlsystemen und Schirm angeordnete Lochmaske. Die Lochmaske ist ein dünnes Metallblech mit vielen öffnungen, und sie ist mit Präzision neben dem Schirm angeordnet, so daß die Maskenöffnungen in systematischer Beziehung zu den Leuchtstofflinien oder -punkten stehen.

Farbbildröhren mit Lochmasken, die schlitzförmige öffnungen haben, haben erst ziemlich kürzlich Eingang in die kommerzielle Technik gefunden. Einer der Gründe für ihre Verwendung ist, daß der Prozentsatz der die Maske durchsetzenden Strahlelektronen bei einer Schlitzmaskenröhre mit einem Linienschirm größer gemacht werden kann als bei einer Röhre mit einer Punktlochmaske und einem Punktschirm. Selbst wenn die Verwendung einer Schlitzmaske einen definitiven Vorteil hinsichtlich

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der Elektronenstrahldurchlässigkeit bietet, kann man doch den Prozentsatz der Elektronenstrahldurchlässigkeit noch stärker vergrößern, als es derzeit praktiziert wird.

Bei einem Typ von Schlitzmaskenröhren hat die Maske senkrecht verlaufende Schlitzöffnungen, die durch eine Mehrzahl beabstandeter Brücken oder Stege unterbrochen werden, welche für mechanische Festigkeit sorgen. Durch das Vorhandensein dieser Stege wird jedoch die Elektronenstrahldurchlässigkeit reduziert, und damit wird auch die Leuchthelligkeit verringert. Andererseits erfüllen die Stege die nützliche Funktion, für mechanische Festigkeit der Maske bei ihrer Formung in eine gewölbte Gestalt zu sorgen. Wegen des Wunsches, sowohl die Durchlässigkeit für Elektronenstrahlen als auch die Festigkeit der Maske zu erhöhen, stellt somit die Stegform und/oder Größe üblicherweise einen Kompromiß zwischen diesen beiden Gesichtspunkten dar. Es besteht daher ein Problem, wie man die Elektronenstrahldurchlässigkeit erhöhen kann, ohne die mechanische Festigkeit zu beeinträchtigen, die für die Formung der Maske und ihre nachfolgende Behandlung notwendig ist.

Darlegung des Lesens der Erfindung;: Gemäß der hier zu beschreibenden Erfindung wird eine Farbbildröhre mit einer Schlitzmaske, bei welcher die Schlitzöffnungen in Spalten angeordnet sind und die öffnungen in jeder Spalte durch Stege voneinander getrennt sind, dadurch verbessert, daß die Maske mit Teilen voller Dicke und Teilen verringerter Dicke konstruiert wird. Die Teile voller Dicke bestehen aus Streifen zwischen den üffnungsspalten und Inseln an den Stegen. Die Streifen und Inseln sind voneinander durch die Teile verringerter Dicke getrennt. Die Querschnittsfläche jedes Steges' ist über den Steg im wesentlichen gleichförmig.

Ausführungsbeispiele: In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht, teilweise als Axialschnitt, auf eine Lochmaskenfarbbildröhre gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine teilweise weggeschnittene Rückansicht einer Frontplatten- ° anordnung längs der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 eine teilweise perspektivische Ansicht einer bekannten Lochmaske;

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Fig. 4 eine teilweise perspektivische Ansicht einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Lochmaske;

Fig. 5 und 6 Photomastermuster, die zum Ätzen der strahlseitigen bzw. der schirmsei ti gen Öffnungsmuster auf gegenüberliegenden Seiten der Lochmaske verwendet werden; Fig. 7 eine Teilfrontansicht einer bekannten Lochmaske; Fig. 8, 9 und 10 Schnittansichten der bekannten Maske gemäß Fig. 7 längs der Linien 8-8, 9-9 bzw.''10-10;

Fig. 11 eine teilweise Frontansicht der erfindungsgemäßen Lochmaske und

Fig. 12, 13 und 14 Schnitte durch die Lochmaske gemäß Fig. 11 entlang den Linien 12-12, 13-13 und 14-14.

Die Figuren 1 und 2 zeigen eine rechteckige Farbbildröhre mit einem Glaskolben 10, der eine rechteckige Frontplatte oder Kappe 12 und einen rohrförmigen Hals 14 aufweist, die durch einen rechteckigen Konus 16 verbunden sind. Die Frontplatte 12 hat eine Sichtscheibe 18 und einen Umfangsflansch 20, der mit dem Konus 16 verschmolzen ist. Die Innenfläche der Frontplatte 18 trägt einen Dreifarben-Mosaik-Leuchtstoffschirm 22, der ein Linienschirm ist und dessen Leuchtstofflinien im wesentlichen parallel zur zentralen Vertikalachse der Röhre verlaufen (die rechtwinklig zur Ebene der Fig. 1 steht). Eine verbesserte neue gewölbte Vielloch-Farbselektionselektrode oder Lochmaske 24 ist entfernbar innerhalb der Frontplatte 12 mittels vier Federn 26 in vorbestimmtem Abstand zum Schirm 22.montiert. Ein in Fig. 1 durch gestrichelte Linien schematisch angedeutetes Inline-Elektronenstrahlsystem 28 ist zentral im Hals 14 montiert zur Erzeugung von drei Elektronenstrahlen 30, die entlang in einer Ebene liegender konvergierender Wege durch die Maske 24 auf den Schirm gerichtet sind. Die Maske 24 dient <Jer Farbwahl funktion durch Ausblendung oder Maskierung jedes Elektronenstrahls von den nicht zu ihm gehörigen farbemittierenden Leuchtstofflinien, wohingegen sie das Auftreffen auf die zugehörigen Linien erlaubt. Auf dem Kolben 10 ist nahe dem Schnittpunkt des Konus 16 mit dem Hals 14 ein Magnetablenkjoch 32 angeordnet, das bei geeigneter Erregung die Elektronenstrahlen 30 den Schirm 22 in einem rechteckigen Raster abtasten läßt.

Fig. 3 zeigt einen kleinen Teil einer bekannten Lochmaskenröhre 40,

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in der eine Anordnung länglicher Schlitzöffnungen 42 ausgebildet ist, die in Spalten ausgerichtet sind und die in einer Spalte gegenüber den öffnungen der benachbarten Spalten versetzt sind. Auf einer Oberfläche 44 der Maske 40 haben die öffnungen 42 eine große üffnungsfläche 46, auf der anderen Oberfläche haben sie eine kleinere Öffnungsfläche 48. Die schmälste Verengung 50 der öffnung, die sogenannte Kehle, liegt sehr dicht bei der Maskenoberfläche mit der kleineren Öffnungsfläche 48. Bei anderen AusfUhrungsformen kann diese Kehle näher bei der Maskenmitte liegen. Die öffnungen 42 werden ausgebildet, indem beide Seiten des Maskenbleches mit einem Photoresistmaterial beschichtet werden und dann beide Seiten durch Photomaster belichtet werden, die in Beziehung zueinanderstehende Öffnungsmuster aufweisen. Danach wird das Photoresistmaterial entwickelt, und die öffnungen werden durch die Maske von beiden Seiten geätzt. Das Öffnungsmuster auf einem Photomaster hat wesentlich breitere öffnungsformen als das andere Photomaster, so daß auf einer Oberfläche 44 größere Öffnungsflächen 46 als auf der anderen Oberfläche der Maske 40 gebildet werden. Der zwischen benachbarten öffnungen innerhalb einer speziellen Spalte befindliche Teil der Maske wird als Brücke oder Steg 52 bezeichnet. Bei der dargestellten Ausführung gemäß dem Stande der Technik haben diese Stege 52 die volle Dicke und sind nicht angeätzt. Der Zweck dieser Stege liegt darin, für eine Festigkeit der Maske zu sorgen, wenn diese zu einer gewölbten Form gebogen wird. Es ist erwünscht, diese Stege in Spaltenrichtung so schmal wie möglich zu machen, damit man eine maximale Durchlässigkeit der Elektronenstrahlen durch die Maske erhält. Macht man jedoch die Stege zu schmal, dann wird die Maskenfestigkeit beeinträchtigt, und die Maske kann bei ihrer Formung reißen. Daher stellen die Abmessungen der Stege einen Kompromiß zwischen der Maskendurchlässigkeit und der Maskenfestigkeit dar.

Eine Verbesserung der Maske gemäß der Erfindung erlaubt eine gleichmäßige Formung der Maske in eine gewölbte Gestalt unter Beibehaltung der gewünschten Maskenfestigkeit bei Vergrößerung der Maskendurchlässigkeit in Richtung von den beiden Hauptachsen weg. Zum Verständnis ·" der Verbesserung ist es jedoch zunächst erforderlich, ein bei Verwendung der bekannten Maske 40 auftretendes Problem zu verstehen. In Fig. 3 sind drei Elektronenstrahlen 54 gezeigt, wie sie durch eine

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auf einer Maskendiagonale liegende öffnung 42 hindurchtreten. Zwei dieser Strahlen treffen auf einen Teil des Steges 52 auf und nur ein Strahl läuft am Steg 52 vorbei. Ein Zweck der Erfindung besteht darin, alle drei Strahlen durch die Maske hindurchtreten zu lassen. 5

Eine verbesserte neue Maske 24 gemäß der Erfindung ist in Fig. 4 gezeigt. Diese Maske 24 hat Spalten von öffnungen 42, die an denselben Stellen liegen wie bei der bekannten Maske 40 gemäß Fig. 3, wobei die Offnungen 62 in jeder Spalte durch Stege 64 getrennt sind. Die Maske 24hat Teile voller Dicke und Teile reduzierter Dicke. Die Teile voller Dicke bestehen aus Streifen 66 zwischen üffnungsspalten und Inseln 68 an den Stegen 64. Die Streifen 66 und die Inseln 68 sind voneinander durch Teile 70 verringerter Dicke getrennt. Die in Fig. 4 gezeigte Maskenoberfläche liegt dem Schirm der Röhre gegenüber, während die entgegengesetzte Oberfläche zum Elektronenstrahlsystem zeigt. Wenn die Maske in eine gewölbte (beispielsweise sphärische oder biradiale) Gestalt oder in eine zylindrische Gestalt geformt wird, dann liegen die Streifen 66 und die Inseln 68 in einer gebogenen Kontur und sind die dem Schirm am nächsten liegenden Teile der Maske 24. Vom Schirm aus gesehen weist ein großer Teil der Stege 64 Inseln auf, die in Vertiefungen liegen, welche sich entlang der Öffnungsspalten erstrecken. Wegen dieser Ausbildung durchlaufen alle drei Elektronenstrahlen 69 die Maske, ohne auf die Stege aufzutreffen. Daher ist die Maskendurchlässigkeit vergrößert, und weil die Maskendicke unmittelbar zwischen den üffnungskehlen beibehalten wird, wird die Maskenfestigkeit nicht beeinträchtigt.

Photomastermuster 72 und 74, die zur Ausbildung der öffnungen der Maske 60 gemäß Fig. 4 benutzt werden, sind in den Fig. 5 bzw. 6 ge^ow zeigt. Die schattierten Bereiche in jedem Muster sind die Ätzbereiche. Das in Fig. 5 gezeigte strahlsystemseitige Muster 72 besteht auf Spalten von Strichen 76 an den öffnungsstellen, während das schirmsei ti ge Muster 74 aus Seitenstreifen 78 mit freien horizontalen Teilen 80 an den Stellen der Steginseln besteht.

Der Vorteil der neuen Maske 24 gegenüber einer Maske nach dem Stande der Technik beim Verformen der Maske in eine gewölbte Gestalt zeigt

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sich bei einem Vergleich der Stegquerschnitte. Fig. 7 zeigt eine typische bekannte Maske 40 mit einem Steg 52, Stegquerschnitte längs der Linien 8-8, 9-9 und 10-10 gemäß Fig. 7 sind in den Fig. 8, 9 bzw. 10 dargestellt. Man sieht, daß die Querschnittsfläche des Stegs 52 in seiner Mitte, Linie 9-9, wesentlich kleiner als die Querschnittsfläche des Steges 52 längs den Linien 8-8 und 10-10 ist. Wegen dieses Unterschiedes der Querschnittsfläche streckt sich der Steg 52 mehr in der Nähe des Querschnittes 9-9 als an den anderen beiden Querschnitten, wenn die Maske 40 geformt wird. Eine solche ungleichmäßige Streckung führt häufig zu Stegbrüchen bei der Formung.

Die neue Maske 24 mit einem Steg 68 ist in Fig. 11 gezeigt; Stegquerschnitte längs den Linien 12-12, 13-13 und 14-14 aus Fig. 11 zeigen die Figuren 12, 13 bzw. 14. Bei der Maske 24 haben die Querschnitte an verschiedenen Stellen des Steges 68 zwar im wesentlichen unterschiedliche Formen, aber alle Querschnitte haben im wesentlichen die gleiche Fläche. Es gibt keine relativ schwächeren Bereiche im Steg 68, welche bei der Formung der Maske 24 in eine gewölbte Gestalt brechen könnten. Dieser Vorteil ermöglicht eine gewisse Reduzierung der

Stegbreite in Längsrichtung einer Öffnungsspalte gemessen, und damit wird die Maskendurchlässigkeit größer, ohne daß die mechanische Festigkeit nennenswert beeinträchtigt wird, die für die Maskenformung und nachfolgende Handhabung nötig ist. Die nachfolgend aufgeführten Messungen sind in der Mitte einer Versuchslochmaske mit 19 Zoll Diagonale (48,26 cm) gemacht worden, welche gemäß der Erfindung ausgebildet war.

üffnungsmittellinie'im Spaltenabstand üffnungslänge

Vertikalöffnungsabstand Mitte-zu-Mitte

Vertikalabstand zwischen den öffnungen

(vertikale Stegabmessung) Öffnungsbreite ("A" in Fig. 11) Vertiefungsbreite ("B" in Fig. 11) Stegi'nsellänge ("C" in Fig. 11) Steginselbreite ("D" in Fig. 11) Dicke des Stegteils reduzierter Dicke

("E" in Fig. 12) Masken- und Inseldicke ("F" in Fig. 13)

0,902	mm
0,716	mm
0,813	mm
0,097	mm
0,169	mm
0,453	mm
0,179	mm
0,060	mm
0,051	mm
0,152	mm

Claims (2)

22 6 1 6 A ~?- RCA 72203 .Y. (V.St.A.) Erfindungsanspruch;

1) Farbbildröhre mit einer Schlitz lochmaske, deren Schlitzöffnungen in Spalten angeordnet sind und bei der die Öffnungen in jeder Spalte durch Stege voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (24) Teile voller Dicke'und andere Teile verringerter Dicke aufweist und daß die Teile voller Dicke aus Streifen (66) zwischen den Öffnungsspalten und Inseln (68) an den Stegen (64) bestehen und daß die Streifen und Inseln voneinander durch Bereiche (70) verringerter Dicke getrennt sind.

' 2) Farbbildröhre nach Punkt 1, d-adurch gekennzeichnet, daß jeder Steg mit einer über seinen Verlauf im wesentlichen gleichgroßen Queri_ Schnittsfläche ausgebildet ist.

Hierzu_3 Seiten Zeichnungen