DE3519427C2

DE3519427C2 - Rechteckförmige Farbauswahlmaske für eine Farbbildkathodenstrahlröhre

Info

Publication number: DE3519427C2
Application number: DE3519427A
Authority: DE
Inventors: Walter David Lancaster Pa. Masterton
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1984-05-31
Filing date: 1985-05-30
Publication date: 1986-09-04
Also published as: PL253738A1; IN164838B; US4583022A; PL147646B1; CZ278262B6; JPS60262335A; GB8801566D0; CS379885A3; GB2160354A; HK2594A; GB2199181A; KR850008552A; KR900005539B1; GB8513366D0; IT8520524A0; FR2565406A1; DD233453A5; SG109191G; HK694A; GB2160354B

Abstract

Eine Farbbildröhre (10), die eine im Abstand von einem kathodolumineszenten Linienrasterschirm (22) montierte Schlitzloch-Schattenmaske (24) enthält, wird dadurch verbessert, daß die Abstände A zwischen benachbarten Lochspalten von der Mitte zum Rand hin mit etwa der vierten Potenz des Abstandes (x) von der Mitte zunehmen. Diese mit der vierten Potenz gehende Abstandsänderung gestattet es, die Schattenmaske so zu formen, daß sich die Kontur der Maske längs ihrer großen Achse (X-X) ebenfalls im wesentlichen als Funktion der vierten Potenz des Abstandes von der Mitte der Maske ändert.

Description

3 4

benen Abstand vom Bildschirm 22 eine neuartige, viele deckmaske oder Gehäuseöffnung, der die Röhre bei der Öffnungen aufweisende Farbauswahlelektrode oder rechteckigen Konturlinie berührt, liegt ebenfalls im we-Schattenmaske 24 lösbar montiert In der Mitte des Hai- sentüchen in der Ebene P. Da der Umfangsrand eines ses 14 ist ein Inline-EIektronenstrahlerzeugungssystem auf Röhrenbildschirm wiedergegebenen Bildes eben er-26 montiert, das nur durch gestrichelte Linien angedeu- 5 scheint, wird der Eindruck erweckt, daß das Bild eben tet ist und im Betrieb drei Elektronenstrahlen 28 längs ist, obwohl die Frontplatte sowohl längs der großen als anfänglich in einer Ebene verlaufender, konvergieren- auch längs der kleinen Achse nach außen gewölbt ist
der Wege durch die Schattenmaske 24 auf den Bild- Fig.4 zeigt eine neue Schattenmaske 24 in Vorderschirm 22 richtet ansieht Die gestrichelte Linie 32 stellt den Rand des

Die Röhre 10 der Fig. 1 wird mit einer äußeren ma- ίο gelochten Teiles der Schattenmaske 24 dar. Die Obergnetischen Ablenkeinheit 30 betrieben, die, wie schema- flächenkonturen längs der großen Achse X-X, der kleitisch dargestellt ist den Hals 14 und den trichterförmi- nen Achse y-ybzw. der Diagonalen der Maske 24 sind gen Teil 16 in der Nähe ihrer Verbindung umgibt und in F i g. 5 durch die Kurven 5a, 5b bzw. 5cdargestellt
die drei Elektronenstrahlen 28 einem vertikalen und ei- Die Krümmung der Maske 24 längs der großen Achse nem horizontalen Magnetfluß aussetzt, um die Elektro- 15 ist von der längs der kleinen Achse verschieden. Die nenstrahlen in einem rechteckigen Raster horizontal in Kontur längs der großen Achse weist eine schwache Richtung der großen Achse X-X bzw. vertikal in der Krümmung in der Nähe der Mitte der Maske und eine Richtung der kleinen Achse y-Vüber den Bildschirm 22 größere Krümmung an den Seiten der Maske auf. Die abzulenken. Kontur einer solchen Schattenmaske kann man im all-

Fig.2 zeigt die Frontglaswanne 12 von vorne. Der 20 gemeinen dadurch definieren, daß man die Krümmung Umfang der Frontglaswanne 12 bildet ein Rechteck mit längs der großen Achse X-X durch einen Kreis großen leicht gebogenen Seiten. Der Rand des Bildschirms 22 Radius im mittleren Teil der großen .Achse und einen ist in F i g. 2 gestrichelt dargestellt, er ist rechteckig. Die Kreis kleineren Radius im Rest der großen Achse beKonturen Za bzw. 36 der Außenseite der Frontglaswan- schreibt Genauer gesagt ändert sich jedoch die sagitale ne 12 längs der großen Achse X-X bzw. der kleinen 25 Höhe längs der großen Achse im wesentlichen mit vier-Achse Y- Ysind in F i g. 3 zum Vergleich dargestellt Die ten Potenz des Abstandes von der kleinen Achse Y- Y. Außenfläche der Frontglaswanne 12 ist sowohl längs Die sagitde Höhe ist der Abstand von einer imaginären der grüßen Achse als auch längs der kleinen Achse ge- Ebene, die die Mitte der Oberfläche der Maske tangenkrümmt, wobei die Krümmung im mittleren Teil der tial berührt Die Krümmung parallel zur kleinen Achse Frontglaswanne längs der kleinen oder Nebenachse 30 y-yist so, daß sie für die erforderliche Maskenperiphegrößer ist als längs der großen oder Hauptachse. Bei- rie stetig zur Krümmung längs der großen Achse paßt spielsweise ist im Zentrum der Frontplatte das Verhält- und die Krümmung kann sich wie längs der großen nis des Krümmungsradius der Außenflächenkontur Achse ändern. Eine solche Maskenkonfiguration hat längs der großen Achse zum Krümmungsradius längs wegen der stärkeren Krümmung in der Nähe der Enden der kleinen Achse größer als 1,1; d.h. der Unterschied 35 der großen Achse etwas bessere Wärmeexpansionseiist größer als 10%. Die Krümmung längs der großen genschaften. Die Verbesserung der Wärmeexpansions-Achse ist jedoch im mittleren Teil der Frontplatte we- eigenschaften durch eine stärkere Krümmung ist in der sentiieh kleiner und nimmt in der Nähe des Randes der US-PS 41 36 300 erläutert

Frontplatte zu. Bei dieser einen Ausführungsform ist die In der folgenden Tabelle I ist die Krümmung vierter

Krümmung längs der großen Achse in der Nähe der 40 Ordnung einer Schattenmaske gemäß der Erfindung

Ränder der F-Ontplatte größer als die generelle Krüm- längs der großen Achse X-X für eine Röhre mit einer

mung längs der kleinen Achse. Durch diese Konstruk- Bildj^hirmdiagonalen von 27 Zoll (68,58 cm) dargestellt,

tion wird der mittlere Teil der Frontplatte flacher, wäh- In der ersten Spalte ist der Abstand von der kleinen

rend die Punkte der Außenseite der Frontplatte an den Achse Y-Y in Zoll (25,4 mm) angegeben. Die zweite

Rändern des Bildschirms im wesentlichen in einer Ebene 45 Spalte enthält die vierte Potenz des Abstanden von der

/»liegen und eine im wesentlichen rechteckige Randlinic kleinen Achse. In der dritten Spalte sind d:e errechneten

bilden. Die Krümmung der Oberfläche längs der Diago- Werte vierter Potenz für die sagitalen Höhen bzw. Hö-

nalen ist so gewählt daß sich ein stetiger Übergang hen längs der Z-Achse angegeben. Diese Werte wurden

zwischen den unterschiedlichen Krümmungen längs der gemäß der folgenden Gleichung errechnet:
großen und der kleinen Achse ergibt Bei einer bevor- 50
zugten Ausführungsform 53t die Krümmung längs der
kleinen Achse ungefähr 4/3 mal größer als die Krümmung längs der großen Achse im mittleren Teil der
Frontplatte.

Durch die Verwendung der unterschiedlichen Krüm- 55 mungen längs der großen und der kleinen Achse liegen die Punkte der äußeren Oberfläche der Frontglaswanne, die sich direkt gegenüber den Rändern des Bildschirms 22 befinden, im wesentlichen in der gleichen Ebene P. Diese im wesentlichen in einer Ebene liegenden Punkte 60 bilden, wenn man sie von der Vorderseite der Frontglaswanne 12 betrachtet, wie in Fig.2, auf der Außenseite der Frontglaswanne eine Konturlinie, die im wesentlichen ein Rechteck darstellt, das über den Rändern des Bildschirms 22 liegt. Beim Einbau der Röhre 10 in einen 65 Fernsehempfänger kann man daher eine die Röhre umgebende Randabdeckmaske oder Gehäuseöffnung mit gleichmäßiger Breite verenden. Der Rand der Ab-

	X	0,1314x(Zoliy.
Sagitale Höhe (Mikrozoll) =	I; 25,4 mm) (Zoll; 25,4 mm)
Tabelle I	0	0,1314X⁴
X	1	(Mikrozoll)
(ZoI	16	0
0	81	0
1	256	2
2	625	10
3	1296	33
4	2401	82
5	4036	170
6	6561	315
7	8145	538
8	862
9	1070
9.5

Wegen der neuen, sich ungefähr mit der vierten Potenz ändernden Kontur ist die Änderung der Abstände der Elektronenstrahl-Durchlaßschlitz-Spalten, die bei den bekannten Schattenmasken verwendet wurde, für die vorliegende, neue Schattenmaske nicht mehr geeignet. Bei der vorliegenden, neuen Maske nimmt der Abstand A zwischen Mittellinien benachbarter Lochspalten wie bei den bekannten Masken generell von der Mitte zum Rand der Masken hin zu. Diese Zunahme des Spaltenabstandes A ist aus einem Vergleich der F i g. 6, die einen Bereich in der Mitte der Maske zeigt, mit der F i g. 7. die einen Bereich am Rand der Maske zeigt, ersichtlich. Bei der vorliegenden neuen Maske unterscheidet sich die Änderung des Abstandes A jedoch beträchtlich und in wesentlicher Weise von der Ände- is rung beiden bekannten Masken.

Der horizontale Abstand A zwischen den Lochspalten in der neuen Schattenmaske 24 ändert sich ungefähr ais Funktion der vierten Potenz des Abstandes von der Mitte oder Y- V-Achse der Röhre. Diese Änderung vierter Ordnung des Abstandes A ist in Tabelle II für eine Farbbildröhre mit einer Bildschirmdiagonalen von 68.58 cm (27 Zoll) dargestellt. In Tabelle II ist in der ersten Spalte der Abstand von der kleinen Achse Y- Y gemessen längs der großen Achse X-X angegeben. In der zweiten Spalte ist die vierte Potenz des in der ersten Spalte angegebenen Abstandswertes aufgeführt In der dritten Spalte ist der auf einer Funktion der vierten Potenz des Abstandes basierende Abstand A aufgeführt.

Tabelle III (Fortsetzung) Tabellen

(Zoll)

x* (Zoll)«

30 + 0,001V (Mikrozoll)

2 3 4 5 6 7 8 9 9.67

0 1

256

625

1296

2401

4096

6561

8744

30,0 30,0 30,0 30,1 303 30,6 313 32,4 34,1 36,6 38,7

30

40

45 (Zoll)

(Zoll)²

30 + 0,097V (Mikrozoll)

16 25 36 49 64 81 92,2

31,6 32,4 33,5 343 36.2 37,9 38,9

In Fig.8 sind die tatsächlichen Werte der Abstände A gemäß Tabelle Il und Tabelle III zum Vergleich graphisch dargestellt. Der Abstand A der konventionellen Schattenmaske beginnt in der Nähe der kleinen Achse zuzunehmen und nimmt zum Rand der Maske hin ziemlich stetig weiter zu. Der Abstand A der neuen Schattenmaske ist dagegen im mittleren Teil der Maske relativ konstant und nimmt dann bei Annäherung an die Seiten der Maske schneller zu. Die Abstände A der neuen Maske in Querschnitten parallel zu, jedoch im Abstand von der großen Achse können sich ebenfalls mit der vierten Potenz des Abstandes von der kleinen Achse ändern, jedoch in geringfügig anderer Weise. In der Tabelle IV sind die der Tabelle II entsprechenden Werte für einen zur grö»en Achse parallelen Querschnitt der neuen Maske in der Nähe des Randes des Lochmusters (Y -= 7 Zoll) angegeben. Für Querschnitte zwischen der großen Achse und dem zu dieser parallelen Querschnitt im Abstand Y = 7 Zoll liegen die Koeffizienten von x* zwischen 0,001 und 0,00126.

35 Tabelle IV (Zoll) x*

(Zoll)⁴

30 + 0.00126jf» (Mikrozoli)

Die vergleichbaren Daten für eine konventionelle Schattenmaske mit im wesentlichen sphärischer Konfi- 50 9,78 guration und ähnlicher Größe sind in der Tabelle III aufgeführt. In dieser Tabelle ist in der ersten Spalte der längs der großen Achse gerechnete Abstand von der kleinen Achse angegeben. In der zweiten Spalte ist das Quadrat des Abstandes von der kleinen Achse angegeben. In der dritten Spalte sind die auf der Basis einer Funktion der zweiten Potenz des Abstandes errechneten Abstände A aufgeführt

0 1

256

625

1296

2401

4096

6561

8744

30,0 30,0 30.0 30,1 303 30,8 31,6 33,0 352 383 41.0

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen Tabelle III

60

(Zoll)

(Zoll)²

30 + 0.097*² (Mikrozoll)

1 4 9

30,0 30,1 30,4 30.9

65

Claims

1 2 für eine Farbbild-Kathodenstrahlröhre bekannt, bei der Patentansprüche: der Abstand benachbarter Elektronendurchlaßschlitz- Spalten ebenfalls mit zunehmendem Abstand vom Mas-

1. Rechteckförmige Farbauswahlmaske für eine kenzentrum zunimmt Der Abstand benachbarter Spal-Farbbild-Kathodenstrahlröhre mit einer Vielzahl in 5 ten entlang Schnittlinien, die zur großen Achse parallel Spalten übereinander angeordneter Elektronen- versetzt sind, ist dabei größer als entlang der großen strahl-Durchlaßschlitze, wobei der Abstand benach- Achse.

barter Elektronenstrahl-Durchlaßschlitz-Spalten Aus der DE-OS 20 25128 ist es bekannt, ,daß der Ab-

vom Zentrum nach dem Rand der Farbauswahlmas- stand benachbarter Spa'ten mit zunehmendem Abstand

ke hin in der Weise zunimmt, daß er einer ganzzahli- io vom Maskenzentrum zunimmt

gen Potenz des Abstandes der jeweils zentrumferne- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zuren der benachbarten Spalten vom Farbauswahl- gründe, eine Farbauswahlmaske für eine Farbbild-Kamasken-Zentrum proportional ist, dadurch ge- thodenstrahlröhre nach dem Oberbegriff des Patentankennzeichnet, daß die ganzzahlige Potenz bei Spruchs 1 zu schaffen, .welche bei Farbbild-Kathodeneiner Farbauswahhmske, deren Schnittlinie (5a) \s strahlröhren einsetzbar ist deren Bildschirmrand im welängs der großen Achse (X-X) so gekrümmt ist, daß sentlichen in einer Ebene liegt und welche dabei densie einer Potenzfunktion vierten Grades entspricht, noch die erforderliche Steifheit hat und eine annehmbadie vierte Potenz ist re Anordnung der Leuchtstoffstreifen des Bildschirms

2. Farbauswahlmaske nach Anspruch 1, dadurch ermöglicht.

gekennzeichnet daß die Proportionalitätskonstante 20 Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kenndes Verhältnisses zwischen dem Abstand benach- zeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst
barter Elektronenstrahl-Durchlaßschlitz-Spalten Eine vorteilhafte Weiterbildung der Farbauswahl- und der vierten Potenz des Abstandes der Zentrum- maske ist Gegenstand des Anspruchs 2.
ferneren der benachbarten Spalten vom Farbaus- Die Farbauswahlmaske gemäß der Erfindung hat eine wahlmasken-Zentrum längs der großen Maskenach- 25 ausreichende Steifheit sie ermöglicht eine annehmbare se (X-X) kleiner ist als längs Schnittlinien der Färb- Anordnung der Leuchtstoffstreifen des Bildschirms, und auswahlmaske, die zur großen Achse (X-X) parallel ihre Verformung wahrend des Betriebs ist relativ geversetzt sind. ring.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme

30 auf die Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine zum Teil axial geschnittene Draufsicht

einer Farbbildröhre mit einer Farbauswahlmaske gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

F i g. 2 eine Stirnansicht der Frontplatte der Bildröhre

Die vorliegende Erfindung betriift eine rechteckför- 35 gesehen in Richtung der Pfeile 2-2 der F i g. 1;

mige Farbauswahlmaske gemäß dem Oberbegriff des Fig.3 eine Darstellung der Oberflächenkontur der

Patentanspruchs 1. Eine derartige Farbauswahlmaske Frontplatte längs der großen oder Hauptachse (Kurve

ist aus der US-PS 41 36 300 bekannt 3a) und längs der kleinen oder Nebenachse (Kurve 3b)

In jüngerer Zeit sind beispielsweise aus der DE-OS entsprechend Schnitten 32-3? bzw. %b-3b in F ig. 2;

34 06 784, der DE-OS 34 06 786 und der DE-OS 40 Fig.4 eine Stirnansicht der Farbauswahlmaske der

34 32 677 Schlitzlochmasken-Farbbildröhren mit einer Farbbildröhre gemäß Fi g. 1;

Frontplatten- oder Bildfensterkontur, die einen flachen, F i g. 5 eine Darstellung der Oberflächenkonturen der

ebenen Eindruck erweckt bekannt geworden. Die Farbauswahlmaske in Querschnitten längs der großen

Frontplatten dieser Farbbildröhren sind sowohl längs Achse 5a-5a, der kleinen Achse 5b-5b bzw. der Diagona-

der großen oder Hauptachse als auch längs der kleinen 45 len 5c-5cin F i g. 4;

oder Nebenachse der Frontglaswanne gekrümmt sie F i g. 6 und 7 vergrößerte Ansichten der Farbauswahlsind jedoch nicht sphärisch. Der Umfangsrand des Roh- maske in den Kreisen 6 bzw. 7 der F i g. 4 und
ren-Bildschirms ist vorzugsweise eben oder sieht zumin- F i g. 8 eine graphische Darstellung der Änderung des dest im wesentlichen eben aus. Um einen solchen ebe- gegenseitigen Abstandes der Durchlaßschlitz-Spalten nen oder im wesentlichen ebenen Umfangsrand zu er- 50 bei einer konventionellen sphärischen Farbauswahlhalten, ist es erforderlich, der Frontplatte längs der gro- maske und bei einer Farbauswahlmaske gemäß der Erßen Achse eine Krümmung zu geben, die an den Seiten findung.

der Frontplatte größer ist als in ihrer Mitte. Infolge In Fig. 1 ist eine Rechteck-Kathodenstrahlröhre in dieser nichtsphärischen Form der Frontplatte treten je- Form einer Farbbildröhre 10 dargestellt, die einen Glasdoch Probleme hinsichtlich der Form der Farbauswahl- 55 kolben 11 mit einer rechteckigen Frontglaswanne 12 maske und der gegenseitigen Abstände der Durchlaß- und einem rohrförmigen Hals 14, die durch einen trichschlitz-Spalten auf. terförmigen Teil 16 verbunden sind, aufweist. Die Front-Aus der US-PS 41 36 300 ist eine rechteckförmige glaswanne enthält ein Bildfenster oder eine Frontplatte Farbauswahlmaske für eine Farbbildkathodenstrahl- 18 sowie einen Umfangsflansch oder eine Seitenwand röhre bekannt, die eine Vielzahl in Spalten übereinander 60 20, die durch eine Glasfritte 17 dicht mit dem trichterförangeordneter Elektronendurchlaßschlitze aufweist. migen Kolbenteil 16 verbunden ist Auf der Innenseite Der Abstand benachbarter Elektronendurchlaß- der Frontplatte 16 befindet sich ein rechteckiger, kathoschlitz-Spalten nimmt vom Zentrum nach dem Rand der denlumineszenter Dreifarben-Leuchtstoff-Bildschirm. Farbauswahlmaske hin derart zu, daß er der ersten Po- Der Bildschirm ist vorzugsweise ein Streifen- oder Litenz des Abstandes des jeweils zentrumferneren der 65 nienrasterschirm, bei dem die Leuchtstoffstreifen im benachbarten Spalten zum Zentrum der Farbauswahl- wesentlichen parallel zur kleinen oder Nebenachse Y-Y maske proportional ist. der Röhre (senkrecht zur Zeichenebene der F i g. 1) ver-Aus der DE-OS 26 56 995 ist eine Farbauswahlmaske laufen. In der Frontglaswanne 12 ist in einem vorgege-