DD233452A5 - Farbbildroehre mit schlitzmaske - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung bringt eine Verbesserung in Farbbildroehren (34), die eine Schattenmaske (50) mit schlitzfoermigen Oeffnungen (66) enthaelt, welche in einzelnen Spalten (68) angeordnet sind, wobei die Oeffnungen innerhalb jeder Spalte durch Stege voneinander getrennt sind. Die Verbesserung besteht darin, dass die Schlitzspalten, die durch einen mittleren Teil der Maske laufen, im wesentlichen gerade sind und dass die Schlitzspalten auf beiden Seiten des mittleren Teils der Maske konvex zum mittleren Teil hin gekruemmt sind, und zwar umso staerker, je groesser der Abstand vom mittleren Teil ist. Fig. 7

Description

Die Fig. 5 zeigt von oben eine rechteckige Farbbildröhre 34 mit einem Glaskolben 36, der aus einer rechteckigen Vorderkappe 38, einem rohrförmigen Hals 40 und einem diese beiden Teile verbindenden rechteckigen Trichter 42 besteht. Die Kappe 38 besteht ihrerseits aus einer Sicht- oder Frontscheibe 44 und einer um deren Umfang verlaufenden Seitenwand 46, deren fortweisender Rand dichtend mit dem Trichter 42 verbunden ist. Auf der inneren Oberfläche der Frontscheibe 44 befindet sich ein sogenannter Linien- oder Streifenschirm, dessen Leuchtstoffstreifen im wesentlichen senkrecht zur Richtung der hochfrequenten Zeilenabtastung des Rasters der Bildröhre verlaufen (d. h. senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 5). Eine mit vielen Öffnungen versehene Farbwahlelektrode oder Schattenmaske 50 ist abnehmbar in einer vorbestimmten Abstandslage zum Schirm 48 durch herkömmliche Mittel befestigt. Ein Inline-Elektronenstrahlerzeugungssystem 52, in der Fig.5 schematisch mit gestrichelten Linien dargestellt, ist zentral innerhalb des Röhrenhalses 40 angeordnet, um drei Elektronenstrahlen 54 zu erzeugen und diese Strahlen entlang konvergierender und koplanarer Wege durch die Maske 50 hindurch zum Schirm 48 zu richten. Die Röhre nach Fig. 5 ist zur Verwendung mit einem äußeren magnetischen Ablenkjoch ausgelegt, das z. B. wie das schematisch dargestellte Joch 56 die Röhre im Bereich des Übergangs zwischen Hals 40 und Trichter 42 umgibt. Bei Aktivierung setzt das Joch 56 die drei Strahlen 54 magnetischen Ablenkfeldern aus, wodurch die Strahlen veranlaßt werden, den Schirm 48 horizontal und vertikal in einem rechteckigen Raster abzutasten. Die Anfangsebene der Ablenkung (bei Null-Ablenkung) ist in der Fig. 5 durch die Linie P-P etwa in der Mitte des Jochs 56 dargestellt. Wegen Randfeldern erstreckt sich die Ablenkzone der Röhre in Axialrichtung vom Joch 56 in den Bereich des Strahlerzeugungssystems 52. Zur Vereinfachung ist die tatsächliche Krümmung der abgelenkten Strahlwege innerhalb der Ablenkzone in Fig. 5 nicht dargestellt.

Der Schirm 48 der Röhre 34 besteht aus einer Anordnung geradliniger paralleler vertikaler Leuchtstoffstreifen 58, von denen nur einige ausgewählte Exemplare in Fig. 6 gezeigt sind. Die Leuchtstoffstreifen 58 sind in Dreiergruppen aus jeweils einem rotemittierenden, einem grün-emittierenden und einem blau-emittierenden Leuchtstoff angeordnet. Die Leuchtstoffstreifen jeder Dreiergruppe und die Dreiergruppen selbst können durch Bereiche lichtabsorbierender Materialien voneinander getrennt sein. Der Umfangsrand 60 des Schirms 48 hat gerade Seiten 62 und rechtwinklige Ecken 64 und ist im wesentlichen rechteckig. Die Schattenmaske 50 der Röhre 34 ist in Fig.7 gezeigt. Die Maske 50 enthält eine Anordnung länglicher schlitzförmiger Öffnungen 66. Diese Öffnungen oder Schlitze 66 sind in Spalten 68 angeordnet und durch Brückenteile 70 der Maske 50, die sogenannten „Stege", in Vertikalrichtung voneinander getrennt. Die Schlitze in jeder Spalte 68 sind gegenüber den Schlitzen in den benachbarten Spalten in Vertikalrichtung versetzt, d.h. „gestaffelt". Die Schlitzspalten 68 in einem mittleren Teil der Maske 50 sind geradlinig. Die Schlitzspalten 68 auf beiden Seiten dieses Mittelteils der Maske sind konvex zum Mittelteil gekrümmt. Die Krümmung dieser außermittigen Spalten wird mit wachsendem Abstand vom Mittelteil der Maske 50 größer. Bei gegebener „Kontur" oder Wölbung der Schirmoberfläche und Definition des gewünschten letzten Streifens an den Schirmseiten bestimmt sich die Position und die Gestalt der letzten Schlitzspalte auf den geformten Schattenmasken durch die Kontur der Schattenmaske selbst und durch ihre Relativlage gegenüber dem Schirm. Diese Faktoren sind wiederum eine Funktion des Abstandes benachbarter Schlitzspalten, der auf der Grundlage der Auflösungserfordernisse des Schirms gewählt wird, und des gegenseitigen Abstandes der jeweils einer einzigen Maskenöffnung zugeordneten Strahlflecke des Rot-, Grün- und Blau-Strahls. Letzteres ist seinerseits eine Funktion des Gradienten im jeweils verwendeten Ablenkfeld. Außerdem müssen die Einflüsse des Formungsvorgangs für die Maske auf die Gestalt und die Position der Schlitzspalten berücksichtigt werden, wenn man die Parameter der Schlitzspalten für die ungeformte Maske spezifiziert.

Zur Bestimmung der Position und Gestalt, welche die Schlitzspalten in einer ungeformten Maske haben sollen, wird folgende Methode angewandt. Zuerst wird die Zahl der x- und y-Position auf dem Schirm bestimmt, die Punkten auf dem gewünschten letzten Streifen entsprechen. Als nächstes wird das passende Zentrum der Ablenkung für das System bestimmt. Dann wird berechnet, wo die Linien, die vom Ablenkzentrum zu den erwähnten Punkten des Schirms gehen, die geformte Maskenoberfläche schneiden. Die so ermittelten x- und y-Positionen für die Punkte auf der Schattenmaske werden dann modifiziert durch Subtraktion der während des Maskenformungsvorgangs zu erwartenden x- und y-Änderungen. Dies führt zu einer Menge von x-y-Koordinatenpaaren für Orte, die bei glatter Verbindung durch ein Kurvenlineal oder eine andere mathematische Glättungsmethode eine Kurve definieren für die gewünschte letzte Linie oder Spalte von Schlitzen in der ungeformten Maske. Eine solche Kurve istfür eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einwärts konvex. Wegen dieser konvexen Krümmung vergrößert sich allgemein der Abstand von Schlitzspalte zu Schlitzspalte, der auch als a-Abstand bezeichnet wird, mit wachsendem Abstand von der Hauptachse X-X.

Beispiel

In den nachstehenden Tabellen I, Il und III sind Konstruktionsdaten für eine neue, in einer verbesserten Farbbildröhre zu verwendende Schattenmaske angegeben. Alle aufgeführten Daten gelten für eine ebene Maske vor dem konturgebenden Formungsvorgang. Daher werden die resultierenden Werte in einer geformten Maske bis zu einem gewissen Maß abweichen, abhängig von den vielen möglichen Variablen, die sich während des Formungsvorgangs ergeben. Jede der Tabellen gibt die Information für einen Quadranten einer Maske. Die linken Tabellenspalten sind Werte für Abstände von der X-Achse entlang der Y-Achse. Die untersten Reihen in den Tabellen sind Abstände von der Y-Achse entlang der X-Achse. Die obersten Reihen sind Y-Abständean den Enden der Schlitzspalten. Die rc'hten Tabellenspalten geben X-Abständefür die letzte Schlitzspalte an. Die Tabelle I zeigt die Schlitzbreiten innerhalb des gesamten Quadranten. Die Tabelle Il gibt die Vertikalausdehnung der Cttige zwischen benachbarten Schlitzen innerhalb einer Schlitzspalte an. Die Tabelle III gibt den horizontalen Abstand (a-Abstand) zwischen den Mittellinien benachbarter Schlitzspalten an. In der Tabelle III läßt sich sehen, daß die Schlitzspalten konvex einwärts gekrümmt sind und daß die Krümmung der Spalten mit wachsendem Abstand von der Nebenachse zunimmt. In den Tabellen sowie in der weiteren Beschreibung sind die verschiedenen Maße in Zoll bzw. in „mil" (= Viooo Zoll) angegeben, wobei 1 Zoll gleich 2,54cm und 1 mil gleich 25,4/Am ist.

Tabelle	I	7,329	Il	7,327	7,329	7,327	7,322	7,314	7,302	7,287	7,269	7,247	7,222	7,194	7,174
	6,73	6,73	5,66	5,67	6,76	6,81	6,89	7,00	7,11	7,21	7,38	7,66	7,64 (@X = 9,642)
Schlitzbreite in mil	6,74	6,74	5,63	5,64	6,77	6,81	6,90	7,02	7,12	7,22	7,44	7,65	7,32 (@X = 9,638)
@Y =	6,75	6,76	5,54	5,55	6,79	6,84	6,91	7,00	7,11	7,24	7,43	7,53	7,33 (@X = 9,603)
	6,78	6,79	5,45	5,46	6,81	6,86	6,92	7,01	7,11	7,24	7,40	7,53	7,52 (@X = 9,577)
7,0	6,85	6,85	5,36	5,37	6,86	6,90	6,96	7,04	7,13	7,25	7,40	7,53	7,48 (@X = 9,559)
6,0	6,92	6,92	5,27	5,29	6,93	6,96	7,00	7,06	7,15	7,25	7,40	7,51	7,46 (@X = 9,547)
- 5,0	6,99	6,99	5,18	5,20	7,00	7,01	7,04	7,09	7,16	7,26	7,39	7,50	7,50 (@X = 9,540)
4,0	7,06	7,05	5,09	5,13	7,04	7,04	7,06	7,10	7,17	7,27	7,40	7,52	7,53 (@X = 9,536)
3,0	7,11	7,07	5,00	5,09	7,05	7,05	7,07	7,11	7,17	7,27	7,40	7,54	7,54 (@X = 9,535)
2,0	0,0	1,0	0,0	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	7,0	9,0
1,0	X- Ko Ordinate	in Zoll	X-Koordinate	in Zoll
0,0	Y-Koordinate	in Zoll
	Tabelle
Stegbreite (vertikal) in mil
@Y =	7,322	7,314	7,302.	7,287	7,269	7,247	7,222	7,194	7,174
	5,69	5,72	5,75	5,80	5,85	5,91	5,98	6,04	6,09 (@X = 9,642)
7,0	5,66	5,69	5,73	5,78	5,83	5,90	5,96	6,03	6,08 (@X = 9,638)
6,0	5,57	5,61	5,65	5,71	5,77	5,83	5,91	5,98	6,03 (@X = 9,603)
5,0	5,49	5,53	5,58	5,64	5,71	5,78	5,85	5,93	5,98 (@X = 9,577)
4,0	5,41	5,45	5,51	5,58	5,65	5,73	5,81	5,89	5,94 (@X = 9,559)
3,0	5,33	5,38	5,45	5,53	5,61	5,69	5,77	5,86	5,91 (@X = 9,547)
2,0	5,26	5,33	5,41	5,49	5,57	5,66	5,75	5,83	5,88 (@X = 9,540)
1,0	5,20	5,29	5,37	5,46	5,55	5,64	5,73	5,82	5,87 (@X = 9,536)
0,0	5,18	5,27	5,36	5,45	5,54	5,63	5,72	5,82	5,86 (@X = 9,535)
	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	7,0	9,0

Y-Koordinate in Zoll

Tabelle III

Horizontaler „a-Abstand" in mil @Y= 7,329 7,327 7,322

7,314 7,302 7,287 7,269 7,247 7,222 7,194 7,174

	30,00	30,07	30,29	30,66	31,18	31,85	32,68	33,64	34,77	36,06	37,01 (@X = 9,642)
7,0	30,00	30,07	30,29	30,65	31,16	31,81	32,64	33,59	34,71	35,99	36,88 (@X = 9,638)
6,0	29,99	30,07	30,27	30,62	31,10	31,72	32,50	33,39	34,45	35,65	36,44 (@X = 9,603)
5,0	30,00	30,06	30,26	30,59	31,05	31,65	32,40	33,25	34,25	35,40	36,15 (@X = 9,577)
4,0	30,00	30,06	30,25	30,58	31,02	31,60	32,32	33,15	34,12	35,22	35,90 (@X = 9,559)
3,0	30,00	30,06	30,25	30,57	31,00	31,57	32,27	33,08	34,03	35,11	35,77 (@X = 9,547)
2,0	30,00	30,06	30,25	30,56	30,99	31,55	32,25	33,04	33,98	35,04	35,69 (@X = 9,540)
1,0	30,00	30,06	30,24	30,55	30,98	31,53	32,23	33,02	33,95	35,00	35,64 (@X = 9,536)
0,0	30,00	30,06	30,24	30,55	30,98	31,53	32,22	33,01	33,94	34,98	35,63 (@X = 9,535)
	0,0	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	7,0	9,0
X-Koordinate in	Zoll

Y-Koordinate in Zoll

Die ebene, gemäß den vorstehenden Tabellen konstruiertei.iaske vird so ausgeformt, daß ihre Hauptachse einen Radius von ungefähr 32,5 Zoll (82,6cm) und ihre Nebenachse einen Radius von ungefähr42,6 Zoll (108,2 cm) bekommt. Die geformte Maske wird mit einer Röhre verwendet, die eine Bildschirmdiagonale von 26 Zoll (66,04cm) hat und deren Frontscheibe an der Außenseite einen Radius von ungefähr 42,4 Zoll (107,7 cm) und auf der Innenseite einen Radius von ungefähr 40,7 Zoll (103,4cm) hat.

Die nachfolgende Tabelle IV zeigt einen Vergleich der letzten Schlitzspalten der neuen Schattenmaske gemäß den vorstehenden Tabellen mit einer herkömmlichen Schlitzmaske zur Verwendung in einer Röhre mit einer Bildschirmdiagonalen von 25 Zoll (62,5cm).

Tabelle IV	. X	Herkömmliche	a-Abstand	X	Neue	-	a-Abstand
	(Zoll)	Maske	(mil)	(Zoll)	Maske		(mil)
	9,645	39,52	9,535			35,63
Y	9,650	39,61	9,536		35,64
(Zoll)	9,652	39,64	9,540		35,69
0	9,645	39,52	9,547		35,77
1,0	9,628	39,32	9,559		35,90
2,0	9,604	39,03	9,577		36,15
3,0	9,562	38,53	9,603		36,44
4,0	8,979	36,89	9,638		36,88
5,0
6,0
7,0

Wie aus der zweiten spalte in der Tabelle IV ersichtlich, beginnt die letzte Schlitzspalte der herkömmlichen Maske auf der Hauptachse (Y = 0) beim Koordinatenwert X = 9,645 Zoll und krümmt sich dann mit wachsendem Abstand von der Hauptachse allmählich nach innen bis zu einem Koordinatenwert X = 8,979 Zoll bei Y = 7 Zoll. Diese Krümmung erscheint als eine konvexe Auswärtsbiegung in den Schlitzspalten an den Seiten der Maske. Bei der neuen Maske hingegen beginnt die letzte Schlitzspalte auf der Hauptachse mit einem X-Koordinatenwertvon 9,535 Zoll, der dann mit wachsendem Abstand von der Hauptachse allmählich größer wird bis zu einem Wert von 9,638 Zoll bei Y = 7 Zoll. Diese Krümmung erscheint als konkave Einwärtsbiegung der Schlitzspalten an den Seiten der neuen Maske.

Bei der herkömmlichen Maske beginnt der a-Abstand zwischen mindestens zwei benachbarten Schlitzspalten an den Seiten der Maske bei 39,52 mil auf der Hauptachse und wird dann allmählich kleiner bis zu einem Abstand von 36,89 mil am Ort Y = 7 Zoll. Der a-Abstand der neuen Maske beginnt bei einem Wert von 35,63 mil auf der Hauptachse und wird mit wachsendem Abstand von der Hauptachse größer bis zu einem Wert von 36,88 mil bei Y = 7 Zoll.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Farbbildröhre mit einer Schlitzmaske, worin die schlitzförmigen Öffnungen in Spalten angeordnet sind und die Öffnungen innerhalb jeder Spalte durch Stege voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die durch einen mittleren Teil der Maske (50) laufenden Spalten (68) der Öffnungen im wesentlichen gerade sind und daß die Spalten auf beiden Seiten des mittleren Teils der Maske konvex zum mittleren Teil hin gebogen sind, wobei die Biegung mit wachsendem Abstand vom mittleren Teil zunimmt.

2. Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre (34) einen Streifen-Leuchtstoffschirm (48) hat und daß alle Leuchtstoffstreifen des Schirms im wesentlichen gerade und im wesentlichen parallel zueinander sind.

3. Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand von Mitte zu Mitte mindestens zweier benachbarter Spalten (68) in Öffnungen an einer Seite der Maske (50) mit wachsendem Abstand von einer mittleren Achse (X-X) der Maske zunimmt.

Hierzu

4 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf Farbbildröhren, die einen Kathodolumineszenz-Bildschirm mit streifenförmiger Anordnung der Leuchtstoffe (einen sogenannten Streifenschirm) und eine Schattenmaske mit schlitzförmigen Öffnungen (sogenannte Schlitzmaske) enthalten. Die Erfindung betrifft insbesondere ein verbessertes Muster der Schlitzspalten in der Schattenmaske einer derartigen Röhre.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die meisten der zur Zeit hergestellten Farbbildröhren sind mit Streifenschirm und Schlitzmaske ausgestattet. Diese Röhren haben sphärisch gewölbte Frontplatten, auf denen sich jeweils ein Streifenschirm aus Kathodolumineszenz-Materialien befindet, und etwas sphärisch gewölbte Schlitzmasken jeweils nahe dem Schirm. Ein Schirm 10 und eine Schattenmaske 12 eines frühen Typs einer solchen Streifenschirm/Schlitzmasken-Bildröhre ist in Fig. 1 bzw. Fig. 2 dargestellt. Bei diesem Röhrentyp ist der Schirm mit gekrümmten Seiten 14 und gerundeten Ecken 16 ausgebildet und hat geradlinige vertikale Streifen 18. Die Schattenmaske 12 enthält schlitzförmige Öffnungen 20, die in geradlinigen vertikalen Spalten 22 angeordnet sind. Der Schirm wird mittels eines photographischen Verfahrens hergestellt, bei welchem für die Belichtung eine linienförmige Lichtquelle benutzt wird und die Schattenmaske als photographische Muttermaske oder Schablone dient. Wegen der allgemein sphärischen Gestalt der Schattenmaske 12 sind während der Schirmbildung die außerhalb der Achse liegenden Schlitzöffnungen nicht parallel zur Linienlichtquelle. Diese Unparallelität führt zur Bildung ausgezackter Leuchtstoffstreifen auf dem Schirm. Derartige ausgezackte Streifen sind jedoch unerwünscht.

Eine Methode zur Überwindung dieses Problems ausgezackter Schirmstreifen ist in den Figuren 3 und 4 veranschaulicht. Wie in Fig. 3 gezeigt, wird ein Schirm 24 mit gebogenen Streifen 26 gebildet. Diese Biegung ist konkav zur vertikalen Achse Y-Y, wobei die Krümmung der Schirmstreifen mit wachsendem Abstand von der Vertikalachse Y-Y größer wird. In der zugehörigen Schattenmaske 28 sind die Spalten 30 der Maskenöffnungen in ähnlicher Weise konkav zur Vertikalachse Y-Y gebogen, wie es die Fig. 4 zeigt. Wegen dieser Biegung der Spalten 30 sind die Längsachsen derjenigen schlitzförmigen Öffnungen 32, die sich abseits sowohl der Hauptachse X-X als auch der Nebenachse Y-Y befinden, näher an einer Parallelität mit der Linienlichtquelle während der Schirmbildung. Die gebogenen Streifen 26 sind daher glatter als die Streifen bei der Ausführungsform nach Fig. 1. Dieses Konzept gebogener Schirmstreifen und gebogener Schlitzspalten ist z.B. in den US-Patentschriften 3889145,3925700 und 3947718 beschrieben.

In jüngster Zeit sind mehrere Modifikationen für Farbbildröhren vorgeschlagen worden. Eine dieser Modifikationen besteht darin, die Wölbungen der Frontplatte und der Schattenmaske zu vermindern und den Bildschirm rechtwinklig abzustecken, so daß die Seitenränder geradlinig und die Ecken im wesentlichen rechtwinklig werden. Bei einer anderen Modifikation bleiben die Wölbungen der Frontplatte und der Schattenmaske im wesentlichen unverändert, jedoch ist der Außenrand des Schirms so geändert, daß die Ecken des Schirms rechtwinklig werden.

Ziel der Erfindung

Bei diesen modifizierten Röhren ist es wünschenswert, daß die Streifen in allen Teilen des Schirms im wesentlichen geradlinig sind. Besonders erwünscht ist es, geradlinige Streifen an den Seiten des Schirms zu bilden. Bei manchen der vorstehend erwähnten modifizierten Röhren ist es jedoch unmöglich, mit Hilfe herkömmlicher Konstruktionen und Verfahren geradlinige Streifen an den Seiten des Schirms zu bekommen. Die vorliegende Erfindung bringt eine Lösung dieses Problems dank eines neuartigen Musters von Schlitzspalten in den Schattenmasken derartiger Röhren.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bringt eine Verbesserung an Farbbildröhren, die Schattenmasken mit schlitzförmigen Öffnungen hüben, wobei die Schlitzöffnungen in Spalten angeordnet sind und die Öffnungen innerhalb jeder Spalte durch Stege voneinander getrennt sind. Die Verbesserung besteht darin, daß die Schlitzspalten, die durch einen Mittelteil der Maske verlaufen, im wesentlichen geradlinig sind, und daß die Schlitzspalten auf beiden Seiten des Mittelteils der Maske konvex zum Mittelteil gekrümmt sind, wobei diese Krümmung mit wachsendem Abstand vom Mittelteil zunimmt.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert.

Fig. 1: zeigt fragmentarisch im Aufriß einen Bildschirm gemäß dem Stand der Technik; Fig. 2: zeigt fragmentarisch im Aufriß eine bekannte Schattenmaske für den Bildschirm nach Fig. 1; Fig. 3: zeigt fragmentarisch im Aufriß einen anderen Bildschirm gemäß dem Stand der Technik; Fig. 4: zeigt fragmentarisch im Aufriß eine andere bekannte Schattenmaske, die für den Bildschirm nach Fig. 3 ausgelegt ist; Fig.

5: zeigt eine erfindungsgemäße Schattenmasken-Farbbildröhre von oben, teilweise im Axialschnitt; Fig.

6: zeigt fragmentarisch im Aufriß den Bildschirm der Röhre nach Fig. 5, wobei einige der Leuchtstoffstreifen des Schirms

vergrößert dargestellt sind;
Fig. 7: zeigt fragmentarisch im Aufriß die Schattenmaske der Röhre nach Fig. 5, wobei einige der Öffnungen in der Maske