DE2611335A1

DE2611335A1 - CATHODE PIPE WITH PUNCHED MASK AND METHOD OF MANUFACTURING SUCH TUBE

Info

Publication number: DE2611335A1
Application number: DE19762611335
Authority: DE
Inventors: Albert Maxwell Morrell
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1975-03-19
Filing date: 1976-03-17
Publication date: 1976-09-23
Also published as: FR2401513A1; AU504894B2; BR7601575A; CA1070747A; NL7602848A; DE2611335C2; JPS5893146A; ATA204976A; FR2305017B1; FR2305017A1; GB1546889A; JPS5947420B2; ES446016A1; NL188313B; PL113474B1; SU1391510A3; ES451327A1; FR2401513B1; AU1203176A; ZA761539B

Description

RCA 68805 17. März 1976RCA 68805 March 17, 1976

USSN 559,778 7918-76 Dr.v.B/SUSSN 559,778 7918-76 Dr.v.B / S

Filed March 19, 1975Filed March 19, 1975

ROA Corporation, New York, N.Y., V.St.A.ROA Corporation, New York, N.Y., V.St.A.

Cathode ray tube with shadow mask and process tin manufacture

einer solchen Röhresuch a tube

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kathodenstrahlröhre, bei der Elektroneutral len durch eine Lochmaske mit Leuchtstoffelementen eines Lumineszenzschirmes zur Deckung gebracht werden. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Lochmaskenröhre mit einer Loch- oder Schattenmaske solcher Konstruktion, daß Deckungs- oder Registerfehler zwischen den Elektronenstrahlen und den Leuchtstoffelementen der Röhre vermieden werden, die.ihre Ursache in einem Vorwölben der Lochmaske während der Aufwärmzeit der Röhre haben.The present invention relates to a cathode ray tube in which the electroneutral len through a shadow mask with Fluorescent elements of a luminescent screen for covering to be brought. In particular, the invention relates to a shadow mask tube with a hole or shadow mask of the same Construction that misregistration or registration errors between the electron beams and the fluorescent elements of the tube should be avoided, the cause of which is a bulging of the Have a shadow mask while the tube is warming up.

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Bei einer bekannten Schatten- oder Lochinasken-Kathodenstrahlröhre zur Farbbildwiedergabe fallen mehrere konvergierende Elektronenstrahlen durch eine zur Farbselektion dienende, eine Vielzahl von löchern aufweisende Loch- oder Schattenmaske auf einen Mosaikleuchtschirm. Die Elektronenstrahlen verlaufen derart durch die Maske, daß jeder Strahl nur auf eine Art von Farbleuchtstoff auf dem Lumineszenzschirm fällt und nur diese Art von Leuchtstoff zu Lumineszenz anregt. Die Lochmaske einer solchen Röhre ist gewöhnlich an einem starren Rahmen befestigt, der seinerseits im Bildröhrenkolben aufgehängt ist.In a known shadow or hole mask cathode ray tube To reproduce color images, several converging electron beams fall through a a multiplicity of holes having perforated or shadow mask on a fluorescent mosaic screen. The electron beams run through the mask in such a way that each beam falls on only one type of fluorescent color on the luminescent screen and only this Type of phosphor that stimulates luminescence. The shadow mask of such a tube is usually attached to a rigid frame, which in turn is suspended in the kinescope flask.

Bei der Inbetriebnahme einer solchen Farbbildröhre wird die Lochmaske durch die auf sie auftreffenden Elektronen erwärmt, Da die Ränder der Lochmaske an einem ziemlich schweren Rahmen befestigt sind, der die Wärme abführt, entsteht ein Temperaturunterschied zwischen der Mitte der Maske und ihren Randbereichen. Infolge dieser Temperaturunterschiede dehnen sich der mittlere Bereich der Maske, die Randbereiche der Maske und der Rahmen in unterschiedlichem Maße aus. Diese Unterschiede in der Temperaturausdehnung haben ein Vorwölben bestimmter Teile der Maske zum Lumineszenzschirm hin zur Folge. In der Mitte des Schirms hat diese Yorwölbung nur wenig Einfluß auf die Deckung zwischen den Elektronenstrahlen und den Leuchtstoff elementen, da die geradlinigen Projektionen der Strahlen auf die Leuchtstoffelemente bei Änderung des Abstandes zwischen Maske und Lumineszenzschirm praktisch unverändertbleiben. Die Ränder der Maske können sich nicht wölben, da sie an dem am Umfang der Maske angebrachten Rahmen befestigt sind. Die größten Deckungsfehler infolge der Vorwölbung treten daher ungefähr auf halbem Wege zwischen der Mitte der Maske und dem Rand der Maske auf. Als Deckungsfehler soll hier der Betrag der Exzentrizität eines Elektronenstrahls bezüglich des zugehörigen Leuchtstoffelementes verstanden werden. Die thermisch bedingte Ausbauchung oder Wölbung der Maske hat zur Folge, daß die die Maske durchsetzenden Elektronenstrahlen nicht mehr genau auf die Leuchtstoff-When putting such a color picture tube into operation the shadow mask is heated by the electrons hitting it, since the edges of the shadow mask at a fairly heavy Frame that dissipates heat, there is a temperature difference between the center of the mask and yours Edge areas. As a result of these temperature differences, the middle area of the mask, the edge areas of the Mask and the frame in different dimensions. These differences in temperature expansion have a bulge certain parts of the mask to the luminescent screen result. In the middle of the screen, this only has a bulge little influence on the coverage between the electron beams and the fluorescent elements, since the straight projections of the rays on the phosphor elements remain practically unchanged when the distance between the mask and the luminescent screen is changed. The edges of the mask cannot bulge because they are attached to the frame attached to the circumference of the mask are attached. The largest misregistration due to the protrusion therefore occur approximately halfway between the Center of the mask and the edge of the mask. As a mistake in coverage is to be understood here as the amount of eccentricity of an electron beam with respect to the associated fluorescent element will. The thermally induced bulging or curvature of the mask has the consequence that those penetrating the mask Electron beams no longer precisely target the fluorescent

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elemente des Lumineszenzschirms treffen. Die Deckungsfehler durch die Wölbung der Maske sind etwa 3 bis 5 Minuten naoh Inbetriebnahme der Röhre am größten, sie beeinflussen in abnehmendem Maße jedoch noch für weitere 10 bis 15 Minuten die Arbeitsweise der Röhre. Wenn die Röhre einmal ein Temperaturgleichgewicht angenommen hat, wird der allgemeine Elektronenstrahldeckungsfehler infolge der Expansion der Maske durch eine temperaturempfindliche Rahmenhalterung kompensiert, die die Anordnung aus Maske und Rahmen zum Lumineszenzschirm hin bewegt. Eine solche Halterung zur Temperaturkompensation ist z.B. aus der US-PS 3 803 436 bekannt.elements of the luminescent screen. The misregistration due to the curvature of the mask, about 3 to 5 minutes are naoh Start-up of the tube is greatest, but they still affect the How the tube works. Once the tube has reached temperature equilibrium, the general electron beam misregistration becomes compensated due to the expansion of the mask by a temperature-sensitive frame holder, which the arrangement of mask and frame moves towards the luminescent screen. Such a bracket for temperature compensation is for example known from U.S. Patent 3,803,436.

Ein bis zu einem gewissen G-rade mit dem beschriebenen Wölben verwandtes Problem sind die sogenannten Blasenverwerfungen. Blasenartige Verwerfungen können beim Betrieb der Röhre durch bestimmte Bildmuster entstehen, z.B. einen langer anhäLtenden weißen Fleck im Fernsehbild, durch den eine örtliche Erwärmung eines Teiles der Maske bewirkt wird.One to a certain degree with the one described A related problem with bulging is the so-called bubble warping. Bubble-like distortions can occur during the operation of the Tube are created by certain image patterns, e.g. a long persistent white spot in the television picture through which a local Heating of a part of the mask is effected.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Probleme der oben geschilderten Art zu vermeiden.The present invention is based on the object of avoiding problems of the type outlined above.

Bei einer Lochmasken-Kathodenstrahlröhre gemäß der Erfindung mit einer Lochmaske ändern sich die horizontalen Abstände zwischen den Mitten benachbarter Maskenöffnungen und die Abstände zwischen der Maske und dem Lumineszenzschirm beide proportional von der Mitte zum Rand der Maske hin. Durch die Erfindung werden das Vorwölben und die örtlichen Verformungen (Blasenbildung) der Maske und die hierdurch verursachten Deckungsfehler zwischen den Elektronenstrahlen und den Leuchtstoffelementen verringert.In a shadow mask cathode ray tube according to the invention with a shadow mask, the horizontal distances change between the centers of adjacent mask openings and the distances between the mask and the luminescent screen both proportionally from the center to the edge of the mask. With the invention, the bulging and local Deformations (bubble formation) of the mask and the resulting misregistration between the electron beams and the phosphor elements.

Iin folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigen:The following are exemplary embodiments of the invention explained in more detail with reference to the drawing; show it:

Fig. 1 eine Draufsicht einer teilweise axial aufgeschnittenen Lochmasken-Kathodenstrahlröhre bekannter Bauart;1 is a plan view of a partially axially cut open shadow mask cathode ray tube of known type;

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Fig. 2, 3 und 4 schematisierte vergrößerte Ansichten eines Linien- oder Strichrasterleuchtschirmes mit Elektronenstrahlauftreffbereichen; FIGS. 2, 3 and 4 are schematic enlarged views a line or line grid fluorescent screen with electron beam impact areas;

Fig. 5 eine graphische Darstellung des Deckungsfehlers an einem Punkt auf halbem Wege zwischen der Mitte und dem Rand einer Lochmaske in Abhängigkeit von der längs der Abszisse aufgetragenen Zeit;Figure 5 is a graphic representation of the misregistration at a point midway between the center and the edge of a shadow mask as a function of that taken along the abscissa applied time;

Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht eines Teiles der Maske und des Leuchtschirmes, der in Fig. 1 durch einen Kreis 6 bezeichnet ist;6 is an enlarged view of part of the mask and the luminescent screen, which is denoted in Fig. 1 by a circle 6;

Fig. 7 eine schematische Seitenansicht zur Erläuterung der geometrischen Verhältnisse zwischen einem Elektronenstrahl, einer Lochmaske und einem Lumineszenzschirm;7 shows a schematic side view to explain the geometric relationships between an electron beam, a shadow mask and a luminescent screen;

Fig. 8 eine teilweise weggebrochene Ansicht der Frontplatte einer bekannten Lochmaskenröhre mit in dieser montierter Lochmaske von hinten gesehen;Fig. 8 is a partially broken away view of the faceplate of a known shadow mask tube with mounted therein Shadow mask seen from behind;

Fig. 8A, 8B und 80 vergrößerte Ansichten von in Fig. 8 angegebenen Bereichen;FIGS. 8A, 8B and 80 are enlarged views of FIG. 8 specified areas;

Fig. 9 eine teilweise geschnittene, von hinten gesehene Ansicht einer Röhrenfrontplatte mit montierter Lochmaske, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung konstruiert sind;9 shows a partially sectioned view, seen from the rear, of a tube front plate with a mounted perforated mask, the are constructed in accordance with an embodiment of the invention;

Fig. 9A,. 9B und 9G vergrößerte Ansichten der in Fig. 9 angegebenen Bereiche;Fig. 9A ,. 9B and 9G are enlarged views of the areas indicated in Fig. 9;

Fig. 10 eine teilweise axial geschnittene Draufsicht auf eine Schatten- oder Lochmaskenkathodenstrahlröhre mit ebener Frontplatte;Fig. 10 is a partially axially sectioned plan view of a shadow or shadow mask cathode ray tube with planar Front panel;

Fig. 11 eine z.T. axial aufgeschnittene Draufsicht einer anderen Lochmaskenröhre mit einer ebenen Frontplatte.11 is a partially axially cut-open plan view of a another shadow mask tube with a flat faceplate.

Die in Fig. 1 dargestellte, bekannte Rechteek-Farbfernsehbildröhre hat einen evakuierten G-laskolben 20 mit einerThe illustrated in Fig. 1, known Rechtek color television picture tube has an evacuated glass flask 20 with a

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im wesentlichen rechteckigen Bildfensterschale 22, die über einen konischen Kolbenteil 26 mit einem Röhrenhals 24 verbunden ist. Die Bildfensterschale 22 enthält eine als Bildfenster dienende Erontplatte 28 und eine Seitenwand 30, die mit dem trichterförmigen Kolbenteil 26 verschmolzen ist. Auf der Innenseite der 3?rontplatte 28 befindet sich ein Dreifarben-Mosaik-Luinineszenzschirm 32. Der Lumineszenzschirm ist ein Streifen- oder Linienrasterschirm, d.h. er besteht aus einer Anordnung paralleler Leudtstoffstreifen, die im wesentlichen parallel zur senkrechten Bildfensterachse verlaufen. Die Fläche zwischen den Leuchtstoffstreifen ist mit einem lichtabsorbierenden Material ausgefüllt. In einem bestimmten Abstand vom Lumineszenzschirm 32 ist eine Vielloch-Jarbwahlelektrode oder Schatten- bzw. Lochmaske 34 lösbar montiert. Der Röhrenhals 24 enthält ein Inline-Elektronenstrahlerzeugungssystem 36, das drei Elektronenstrahlen 38B, 38R und 38G liefert, die längs in einer Ebene verlaufenden konvergierenden Wegen durch die Lochmaske 34 auf den Lumineszenzschirm 32 fallen. Die drei Elektronenstrahlen werden im Betrieb durch Vertikal- und Horizontal-Magnetfelder, welche durch ein mit entsprechenden Strömen gespeistes Ablenkjoch 40 erzeugt werden, horizontal und vertikal in einem rechteckigen Raster über den Lumineszenzschirm 32 abgelenkt.essentially rectangular picture window shell 22 which is connected to a tube neck 24 via a conical piston part 26 is. The picture window shell 22 contains an Eront plate 28 serving as a picture window and a side wall 30 which is fused to the funnel-shaped piston part 26. on the inside of the 3? front plate 28 is a three-color mosaic luininescent screen 32. The luminescent screen is a strip or line grid screen, i.e. it consists from an arrangement of parallel strips of glue which run essentially parallel to the vertical axis of the picture window. The area between the fluorescent strips is with filled with a light-absorbing material. In a certain Distance from the luminescent screen 32 is a multi-hole color selection electrode or the shadow or perforated mask 34 is detachably mounted. The tube neck 24 contains an in-line electron gun 36, which provides three electron beams 38B, 38R and 38G which run longitudinally in a plane fall converging paths through the perforated mask 34 onto the luminescent screen 32. The three electron beams are im Operation by vertical and horizontal magnetic fields, which are generated by a deflection yoke fed with corresponding currents 40 are generated, deflected horizontally and vertically in a rectangular grid over the luminescent screen 32.

Der Einfachheit halber ist die in Wirklichkeit vorhandene Krümmung der abgelenkten Elektronenstrahlen im Ablenkbereich nicht in Pig. 1 dargestellt. Die Strahlen sind stattdessen schematisch so dargestellt, als ob sie in einer Ablenkebene P-P momentan abgelenkt würden.For the sake of simplicity, the actual curvature of the deflected electron beams is in the deflection area not in Pig. 1 shown. Instead, the rays are shown schematically as if they were in a deflection plane P-P would be distracted momentarily.

Die Erfindung wird hier zwar am Beispiel einer Kathodenstrahlröhre mit Inline-Elektronenstrahlerzeugungssystem und Streifenrasterschirm beschrieben, selbstverständlich ist der Erfindungsgedanke auch auf Kathodenstrahlröhren anderer Typen, u.a. solche mit Delta-Strahlerzeugungssystem und Punktrasterleuchtschirm anwendbar.The invention is here using the example of a cathode ray tube described with inline electron gun and stripe screen, of course that is The idea of the invention also applies to cathode ray tubes of other types, i.a. those with delta beam generation system and point grid fluorescent screen can be used.

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Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, soll im folgenden als erstes erläutert werden, was ein Elektronenstrahl-Deckungsfehler (besser vielleicht Elektronenstrahl-Deckungsbereich-Deckungsfehler) ist. In den Hg. 2, 3 und 4 ist der Auftreffbereich des Elektronenstrahls 38G- auf einem Teil des Lumineszenzschirms 32 dargestellt. Die Leuchtstoff streif en 42R, 42G- und 42B sind voneinander jeweils durch einen Zwischenraum getrennt, der mit einer lichtabsorbierenden Substanz 44 ausgefüllt ist. Die Breite des Elektronenstrahls 38G- ist etwas größer als die des zugehörigen Leuchtstoffstreifens 42G-. Eine solche Anordnung wird im allgemeinen als Matrix mit negativer Toleranz bezeichnet und stellt eine für die Realisierung der vorliegenden Erfindung bevorzugte Lumineszenzschirmkonstruktion dar. Die Erfindung läßt sich jedoch selbstverständlich in gleicher Weise auch auf Röhren mit einer Leuchtschirmmatrix mit positiver Toleranz, also Leuchtschirme, bei denen die Leuchtstoffstreifen durch eine lichtabsorbierende Substanz getrennt und breiter sind als die zugehörigen Strahlauftreffbereiehe, sowie auf Röhren mit Leuchtschirm ohne Matrix anwenden. Bei I¹Ig. 2 ist der Elektronenstrahlauftreffbereich 38G-bezüglich des zugehörigen Leuchtstoffstreifens 42G- genau zentriert. Dies ist die bevorzugte Strahllage für eine genaue 3?arbreproduktion. Beim Aufwärmen der Röhre wird sich die Lochmaske vorwölben, so daß sich die Mitte der Lochmaske auf den Lumineszenzschirm zu bewegt und ein Deckungsfehler zwischen dem Elektronenstrahl 38G- und dem zugehörigen Leuehtstoffstreifen 42G- zu entstehen beginnt, wie in Pig. 3 dargestellt ist. In diesem Falle wird der grüne Leuchtet off streif en nicht voll erregt, und die Intensität des abgegebenen grünen Lichtes nimmt ab. In Pig. 4 ist ein noch extremerer Pail dargestellt, bei dem die Verschiebung des Elektronenstrahlauftreffbereiches 38G- ein solches Ausmaß angenommen hat, daß der Elektronenstrahl sogar auf den benachbarten Leuchtstoffstreifen 42B auftrifft und dadurch die Farbreinheit leidet.In order to facilitate the understanding of the invention, what an electron beam misregistration is (better, perhaps, electron beam misregistration) should first be explained in the following. The area of impact of the electron beam 38G- on part of the luminescent screen 32 is shown in FIGS. 2, 3 and 4. The phosphor strips 42R, 42G and 42B are each separated from one another by an intermediate space which is filled with a light-absorbing substance 44. The width of the electron beam 38G- is slightly larger than that of the associated fluorescent strip 42G-. Such an arrangement is generally referred to as a matrix with negative tolerance and represents a preferred luminescent screen construction for the implementation of the present invention. However, the invention can of course also be used in the same way on tubes with a luminescent screen matrix with positive tolerance, that is to say luminescent screens in which the Fluorescent strips are separated by a light-absorbing substance and are wider than the associated beam impact areas, and can be used on tubes with a fluorescent screen without a matrix. At I ¹ Ig. 2, the electron beam impingement area 38G is precisely centered with respect to the associated fluorescent strip 42G. This is the preferred beam position for precise reproduction. As the tube warms up, the shadow mask will bulge so that the center of the shadow mask moves towards the luminescent screen and a misregistration between the electron beam 38G- and the associated fluorescent strip 42G- begins, as in Pig. 3 is shown. In this case the green light off strip is not fully excited and the intensity of the emitted green light decreases. In Pig. 4 shows an even more extreme pail, in which the displacement of the electron beam impingement area 38G- has assumed such an extent that the electron beam even strikes the adjacent fluorescent strip 42B and the color purity suffers as a result.

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Wie erwähnt, hat der Vorwölbungseffekt seine Ursache in einer ungleichmäßigen Erwärmung der Lochmaskenanordnung. In Pig. 5 ist der Deckungsfehler zwischen einem Elektronenstrahl und einem entsprechenden leuchtstoffstreifen auf halbem Wege zwischen der Mitte und dem Rand des Schirms als Punktion der Zeit graphisch dargestellt. Die ausgezogene Kurve 50 stellt den Verlauf des Deckungsfehlers bei einer Röhre bekannter Konstruktion dar, während die gestrichelte Kurve 52 den Verlauf des Deckungsfehlers in einer Röhre gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Maxima der Kurven 50 und 52 treten etwa 3 bis 5 Minuten nach dem Einschalten der Röhre auf. Anschließend nimmt dann der Deckungsfehler mit der weiteren Erwärmung der Maske wieder ab.As mentioned, the bulging effect is due to uneven heating of the shadow mask arrangement. In Pig. 5 is the misregistration between an electron beam and a corresponding fluorescent strip halfway between the center and the edge of the screen as a puncture of the Time graphed. The solid curve 50 represents the course of the misregistration in a tube known Construction, while the dashed curve 52 shows the course of the misregistration in a tube according to one embodiment of the present invention. The maxima of curves 50 and 52 occur about 3 to 5 minutes after switching on the tube on. The misregistration then decreases again as the mask heats up further.

Man beachte, daß das Vorwölben eine Bewegung eines Teiles der Maske zum Schirm hin ist, während die Peripherie der Maske stationär gehalten wird. Die Wirkung einer solchen Bewegung ist in Pig..6 dargestellt, die die lochmaske in zwei lagen zeigt und zwar in der kalten, nichtvorgewölbten lage 34 und in einer erwärmten, vorgewölbten lage 34¹. Die Grenzen einesNote that bulging is movement of a portion of the mask toward the screen while the periphery of the mask is held stationary. The effect of such movement is illustrated in Pig..6 showing the shadow mask in two layers and that in the cold, non-protruding position 34 and in a heated, protruding position 34. ¹ The limits of one

Teils eines Elektronenstrahls 38G-, der durch eine Q£L· ag inPart of an electron beam 38G-, which passes through a Q £ L · ag in

der noch nicht aufgewärmten Maske 34 tritt, sind durch gestrichelte linien 39 dargestellt, während die strichpunktierten linien 39' die Grenzen des Strahlteiles darstellen, der durch dieselbe Maskenöffnung bei vorgewölbter Maske 34' tritt. Diethe not yet warmed up mask 34 occurs are indicated by dashed lines lines 39 shown, while the dash-dotted lines 39 'represent the boundaries of the beam part, the passes through the same mask opening with the mask 34 'arched forward. the

in Pig. 6 eingezeichnete Strecke χ stellt den durch die Vorwölbung verursachten Deckungsfehler dar. Infolge des durch die Vorwölbung verursachten Deckungsfehlers ist der Strahlauftreffbereich auf dem lumineszenzschirm in Richtung auf die Mitte des Inanineszenzschirms 32 hin verschoben.in Pig. 6 drawn section χ represents the through the bulge Due to the misregistration caused by the protrusion, the area of incidence of the beam is shifted on the luminescent screen in the direction of the center of the inaninescent screen 32 out.

Im Verlaufe der Aufwärmung der lochmaske nimmt der Einfluß der Vorwölbung ab, da die Temperaturgradienten in der Maske kleiner werden. Außerdem dehnt sich die Maske durch die Erwärmung aus, und die Maskenöffnungen werden dadurch von ihren ursprünglichen Plätzen seitlich nach außen (alsoIn the course of the warming up of the perforated mask, the influence of the protrusion decreases, since the temperature gradients in the Mask get smaller. In addition, the mask expands due to the heating, and the mask openings are thereby from their original places laterally outwards (i.e.

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paraTLel zum Lumineszenzschirm) -verschoben. Diese nacli auswärts gerichtete Bewegung verursacht einen von der Lumineszenzschirmmitte weg gerichteten Deckungsfehler. Dieses Zusammenwirken der Verringerung der Vorwölbung und der Erwärmung der lochmaske hat zur Folge, daß die Maskenöffnungen wieder in die sich mit den zugehörigen Leuchtstoffstreifen deckenden lagen zurückkehren. Die Ausdehnung der Maske verursacht jedoch am Rand des Lumineszenzschirms größere Deckungsfehlerprobleme. Um die Deckungsfehler am Rand des Leuchtschirms zu korrigieren, wird der Maskenrahmen gewöhnlich an wärme empfindlichen Halterungen gelagert, die die Anordnung aus Maske und Rahmen in Richtung auf den Lumineszenzschirm hin bewegen, um den durch die Ausdehnung der Maske verursachten Deckungsfehler zu verringern oder zu beseitigen. Da diese Kompensation nur dann richtig ist, wenn kein Temperaturgradient zwischen den Teilen der Maske im Tragrahmen existiert, verbleibt ein restlicher Deckungsfehler auf halbem Wege, wie er durch die Kurven in ]?ig. 5 dargestellt ist. Man beachte ferner, daß im Betrieb der Röhre immer irgendwelche Temperaturänderungen und damit immer irgendwelche Vorwölbungseffekte auftreten, da die Wärmeableitung von der Maske am Rand, also durch den Maskenrahmen, größer ist als in der Mitte.parallel to the luminescent screen) -shifted. This nacli away directional movement creates one from the screen center away-facing misregistration. This interaction of reducing the bulging and the warming of the The result of a perforated mask is that the mask openings re-enter the ones that coincide with the associated fluorescent strips lay back. However, the expansion of the mask causes major misregistration problems at the edge of the luminescent screen. To correct the misregistration at the edge of the fluorescent screen, the mask frame is usually stored on heat-sensitive brackets that hold the mask and frame assembly in Move towards the luminescent screen to reduce the misregistration caused by the expansion of the mask or eliminate. Since this compensation is only correct if there is no temperature gradient between the parts the mask exists in the support frame, a residual misregistration remains halfway, as indicated by the curves in ]? ig. 5 is shown. It should also be noted that during operation of the tube there is always some temperature change and thus always some bulging effects occur because of the heat dissipation of the mask at the edge, i.e. through the mask frame, is larger than in the middle.

Fig. 7 zeigt die Geometrie einer Lochmaskenröhre. Die Linie P-P stellt wieder wie bei Pig, 1 die Ablenkebene (für den Ablenkwinkel 0) dar. Der Abstand von der Ablenkebene P-P zum Lumineszenzschirm 32 ist mit ¹¹L" und der Abstand zwischen der Lochmaske 34 "und dem Lumineszenzschirm 32 (gemessen parallel zur Achse A-A) ist mit "q." bezeichnet. Die Strecke S stellt den Abstand von der Mittelachse A-A der Röhre zur Mitte 54 eines außeraxialen Elektronenstrahls beim Durchsetzen der Ablenkebene P-P dar, und a ist der von Mitte zu Mitte gerechnete Abstand zwischen benachbarten Öffnungen der Lochmaske 34· Diese Parameter sind miteinander annähernd gemäß der folgenden Gleichung verknüpft:7 shows the geometry of a shadow mask tube. As in Pig, 1, the line PP represents the deflection plane (for the deflection angle 0). The distance from the deflection plane PP to the luminescent screen 32 is ¹¹ L "and the distance between the perforated mask 34" and the luminescent screen 32 (measured parallel to Axis AA) is marked with "q." designated. The distance S represents the distance from the center axis AA of the tube to the center 54 of an off-axis electron beam when passing through the deflection plane PP, and a is the center-to-center distance between adjacent openings of the shadow mask 34.These parameters are approximately in accordance with the following Linked equation:

»■ft»■ ft

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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der lochmaske zur Verringerung der Einflüsse des Vorwölbens eine größere Kontur oder Krümmung gegeben als sie sich bei den bekannten Röhren entsprechender Konstruktion findet, so daß sich eine größere Änderung von q. ergibt. Gleichzeitig wird auch der Wert von a proportional zu q. geändert. Dies stellt eine Abweichung von den bekannten Streifenrasterröhren dar, bei denen a über die ganze Maske gleichförmig ist und c[ sich nur mit L und S ändern darf.According to the present invention, in order to reduce the effects of bulging, the hole mask becomes larger Contour or curvature given as it is found in the known tubes of corresponding construction, so that a major change in q. results. At the same time, the value of a also becomes proportional to q. changed. This represents a deviation of the well-known stripe raster tubes, in which a is uniform over the entire mask and c [only differs with L and S are allowed to change.

Die I¹Ig. 8, 8A, 8B und 80 stellen eine bekannte Lochmaske mit einem Krümmungsradius von 1000 mm dar. Die Werte für a und die Schlitzbreite für diese Maske sind in Millimetern angegeben. Wie ersichtlich, ist der Wert von a in der Mitte 60, am Rand 62 und auf halbem Wege 64 zwischen Mitte und Rand gleichbleibend 0,77 mm. Die Schlitzbreite nimmt von der Mitte 60 zum Rand 62 der Lochmaske 34 hin in der Größe allmählich ab.The I ¹ Ig. 8, 8A, 8B and 80 represent a known shadow mask with a radius of curvature of 1000 mm. The values for a and the slot width for this mask are given in millimeters. As can be seen, the value of a at the center 60, at the edge 62 and halfway 64 between the center and the edge is a constant 0.77 mm. The slot width gradually decreases in size from the center 60 to the edge 62 of the shadow mask 34.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Lochma&e 56 mit einem Krümmungsradius von 850 mm verwendet, die in den Fig. 9, 9A, 9B und 90 dargestellt ist. Die Abstände der Öffnungen in der Lochmaske 56, die eine größere Krümmung hat, nehmen von 0,77 mm in der Mitte 66 der Maske auf 0,885 mm an einer- Stelle 68 auf halbem Wege auf 1,0 mm an einer Stelle 70 beim Rand der Maske zu. Wenn bei der Lochmaske 56 gemäß lig. 9 dieselben Schlitzbreiten verwendet würden wie bei der bekannten Lochmaske 34 gemäß Fig. 8, würde die Transmission der Maske auf einen unerwünscht niedrigen Wert herabgesetzt. Um die gewünschte Maskentransmission aufrechtzuerhalten, wird daher die Schlitzbreite im Vergleich zu der Schlitzbreite .der bekannten Maske vergrößert. Tatsächlich könnte die Schlitzbreite bei einer Änderung von a von 0,77 mm in der Mitte der Maske auf 1,14 mm am Rand der Maske über die ganze Maske für einen vorgegebenen Zunahmefaktor (Abstufungsfaktor) konstant auf 0,15 mm gehaltenIn one embodiment of the invention, a hole size 56 with a radius of curvature of 850 mm is used, which is shown in FIGS. 9, 9A, 9B and 90. The distances between the openings in the shadow mask 56, the greater Curvature has increased from 0.77mm at the center 66 of the mask to 0.885mm at one point 68 halfway down 1.0mm at a point 70 at the edge of the mask. If in the shadow mask 56 according to lig. 9 uses the same slot widths would be as in the known perforated mask 34 according to FIG. 8, the transmission of the mask would be undesirably low Decreased value. Therefore, in order to maintain the desired mask transmission, the slit width is compared enlarged to the slot width of the known mask. In fact, with a change in a from 0.77 mm in the middle of the mask to 1.14 mm at the edge of the mask over the entire mask for a given gain factor (Gradation factor) kept constant at 0.15 mm

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v/erden. Eine Vergrößerung der Schlitzbreite ist jedoch sehr erwünscht, da sie die Herstellung der Maske erleichtert.v / earth. However, an increase in the width of the slit is great desirable because it facilitates the manufacture of the mask.

In der folgenden Tabelle A sind die Verhältnisse der Lochmasken-Lumineszenzschiim-Abstände (q_, gemessen parallel zur Mittelachse der Röhre) für zwei Röhren gemäß dem Stand der Technik und für zwei Röhren gemäß der vorliegenden Erfindung aufgeführt. In der ersten Spalte ist das Verhältnis des Abstandes q_ am Rand einer Maske längs ihrer Hauptachse zum Abstand q_ an der Mitte der Maske angegeben. Die zweiteIn the following Table A the ratios of the shadow mask luminescent screen distances (q_, measured in parallel to the central axis of the tube) for two tubes according to the prior art and for two tubes according to the present invention listed. The first column shows the ratio of the distance q_ at the edge of a mask along its main axis for the distance q_ at the center of the mask. The second

Spalte gibt das-Verhältnis auf der Röhrendiagonale an. selbeColumn indicates the ratio on the tube diagonal. same

Tabelle ATable A. q Hauptachseq main axis q Diagonaleq diagonal q_ Mitteq_ middle q. Mitteq. center 1,151.15 1,121.12 19»-9O°-Röhre19 "-90 ° tube 1,101.10 1,091.09 25"-110°-Röhre25 "-110 ° tube 1,471.47 1,451.45 25" Röhre 1 gem. der
Erfindung25 "tube 1 according to
invention 1,581.58 1,481.48 25* Röhre 2 gem. der
Erfindung25 * tube 2 according to
invention

Es ist ersichtlich, daß die Rand-zu-Mitte-Abstandsverhältnisse bei den Röhren gemäß der Erfindung wesentlich größer sind als die entsprechenden Verhältnisse bei den Röhren gemäß dem Stand der Technik. Bei den beiden Ausführungsformen der Erfindung sind alle Rand-zu-Mitte-Verhältnisse des Abstandes q_ größer als 1,15.It can be seen that the edge-to-center spacing ratios in the tubes according to the invention are much larger than the corresponding ratios in the Prior art tubes. In the two embodiments of the invention, all are edge-to-center ratios of the distance q_ greater than 1.15.

Durch die Vergrößerung des Krümmungsradius der lochmaske von 1000 mm auf 850 mm werden sowohl die Vorwölbung als auch die lokalen Verformungen ("Blasenbildung") mit den resultierenden Deckungsfehlern verringert. Durch eine stärkere Krümmung erhöhen sich bekanntlich die Festigkeit und dadurch wird das Verwerfen der Maske herabgesetzt.By increasing the radius of curvature of the perforated mask from 1000 mm to 850 mm, both the protrusion as well as the local deformations ("blistering") with the resulting misregistration. By a Greater curvature is known to increase the strength and thereby reduce the warping of the mask.

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Wegen der geometrischen VerhäTbnisse bewegt sich außerdem bei der Inbetriebnahme der Röhre und der Erwärmung der Maske ein Punkt auf einer Maske mit größerer Krümmung um eine kleinere Strecke in Richtung auf den !lumineszenzschirm zu als ein entsprechend gelegener Punkt auf einer Mas e mit einer geringeren Krümmung, gleiche Maskenausdehnung vorausgesetzt. Bei den oben erwähnten Maskenkrümmungen wird die Vorwölbung oder Bewegung eines Teiles der Maske in Richtung auf den Schirm von etwa 58 yum bei der Maske mit dem Krümmungsradius 1000 mm auf etwa 30yum bei der Maske mit dem Krümmungsradius 850 mm herabgesetzt. Die Zunahme des Wertes a erlaubt eine Zunahme der Deckungsfehlertoleranzen bei den außerhalb der Mitte gelegenen leuchtstoffstreifen. Die Abstände zwischen den Streifen auf dem Schirm können selbstverständlich nicht zu groß sein, da die Struktur für den Betrachter sonst zu grob würde. Der gewählte Abstand sollte daher ein Kompromiß zwischen der möglichen Erhöhung der Toleranz und einer annehmbaren Grobheit der Streifentripel sein. Wenn man in den mittleren Teilen des Schirms einen kleineren Wert von a beibehält und ein größeres a in der Mhe der Randbereiche zuläßt, hat der Lumineszenzschirm subjektiv das Aussehen einer feinen Struktur.Because of the geometric proportions, it also moves with putting the tube into operation and heating the mask a point on a mask with a greater curvature around a smaller one Stretch in the direction of the luminescent screen as a corresponding point on a ground with a smaller one Curvature, assuming the same mask expansion. With the mask curvatures mentioned above, the protrusion becomes or moving part of the mask towards the screen by about 58 µm for the mask with the radius of curvature 1000 mm to about 30 µm for the mask with a radius of curvature of 850 mm degraded. The increase in the value of a allows an increase in the misregistration tolerances for the off-center ones fluorescent strips. The distances between the strips on the screen can of course not be too large be large, otherwise the structure would be too coarse for the viewer. The distance chosen should therefore be a compromise between the possible increase in tolerance and an acceptable coarseness of the triple stripes. If you are in the middle parts of the screen maintains a smaller value of a and allows a larger a in the edge areas, the luminescent screen has subjectively the appearance of a fine structure.

In der folgenden Tabelle B sind die Toleranzen und gemessene Werte des Vorwölbungs-Deckungsfehlers für eine Röhre gemäß dem Stand "Vsr Technik und für eine Röhre gemäß der Erfindung, die eine Lochmaske mit stärkerer Krümmung als die Maske der bekannten Röhre hat (850 mm Krümmungsradius im Vergleich zu 1000 mm); die Werte gelten für Stellen auf halbem Wege zwischen der Mitte und dem Rand der Röhren. Die Werte sind alle in Millimetern angegeben.In the following Table B are the tolerances and measured values of the protrusion misregistration for a tube according to the prior art and for a tube according to FIG Invention that has a shadow mask with a greater curvature than the mask of the known tube (850 mm radius of curvature in Compared to 1000 mm); the values apply to locations halfway between the center and the edge of the tubes. the Values are all given in millimeters.

Table B.

Verfügbare Wölbungs-Available arching

Tolerance deoccupation error result

Bekannte RöhreWell-known tube • 6• 6 00 0,0, 053053 00 99 66th 66th 0,0, 079079 -0,-0, 026026 Neue RöhreNew tube o,O, 067067 0,0, 066066 0,0, 001001 9898 39/39 /

Die Zunahme der zulässigen Toleranz bei derAieuen Röhre gemäß der Erfindung beruht auf der Vergrößerung der Abstände a, und die Verringerung der durch Wölbungseffekte verursachten Deckungsfehler beruht auf der stärkeren Krümmung der Lochmaske der neuen Röhre. Durch die Vergrößerung der Krümmung der Maske und der Abstände a kann also der resultierende Deckungsfehler an den Stellen des Leuchtschirms, wo die Einflüsse der Vorwölbung am stärksten sind, beträchtlich verringert v/erden (z.B. um 0,27 mm bei den in Tabelle B verglichenen Röhren).The increase in the permissible tolerance for the Aieuen tube according to the invention is based on the enlargement of the distances a, and the reduction of the warping effects caused Misregistration is due to the greater curvature of the shadow mask of the new tube. By increasing the curvature the mask and the distances a can therefore be the resulting misregistration at the points of the luminescent screen where the influences the bulge are strongest are considerably reduced (e.g. by 0.27 mm for those compared in Table B. Tubes).

Die Maske mit der stärkeren Krümmung und den größeren Lochabständen a wurde bei den oben beschriebenen Ausführungsformen in Verbindung mit einer gewölbten Frontplatte verwendet, die Erfindung erlaubt jedoch auch die Verwendung mit einer ebenen Frontplatte. Die bisher in Verbindung mit Streifenrasterleuchtscliirmen verwendeten Lochmasken haben zwar nicht genau dieselbe Krümmung wie die zugehörigen i'rontplatten, man kann jedoch sagen, daß Maske und Frontplatte bisher im wesentlichen parallel waren. Eine ebene Frontplatte hat andererseits den Vorteil, daß sie eine Betrachtung unter einem größeren Winkel ohne Verzerrung eines Teiles des Bildes erlaubt. Pig. 10 zeigt eine Kathodenstrahlröhre 72, die eine gekrümmte Lochmaske 74, .jedoch eine ebene Frontplatte 76 hat. Der Abstand q nimmt bei dieser Röhre von der Mitte zum Rand hin der Maske beträchtlich zu und der Abstand a der Lochmaskenöffnungen wird in ähnlicher Weise größer, damit eine annehmbare Verschachtelung und Gruppierung der Leuchtstoffstreifen auf dem Lumineszenzschirm erhalten bleibt. The mask with the greater curvature and the larger hole spacings a was used in the above-described embodiments in connection with a curved front panel, but the invention also allows use with a flat front panel. The perforated masks hitherto used in connection with luminescent strip lights do not have exactly the same curvature as the associated front panels, but it can be said that the mask and front panel were previously essentially parallel. A flat faceplate, on the other hand, has the advantage that it allows viewing at a greater angle without distorting part of the image. Pig. 10 shows a cathode ray tube 72 which has a curved shadow mask 74 but a flat faceplate 76. The distance q increases considerably in this tube from the center to the edge of the mask and the distance a of the shadow mask openings increases in a similar manner in order to maintain an acceptable nesting and grouping of the phosphor strips on the luminescent screen .

Das Konzept, die Maskenkrümmung gegenüber der bei den bekannten Röhren üblichen zu vergrößern, um die Maske stabiler zu machen und die Vorwölbimg zu verringern, ist offensichtlich nicht auf Masken sphärischer oder im wesentlichen sphärischer Form beschränkt. Wie Fig. 11 zeigt, kann inThe concept of increasing the curvature of the mask compared to that which is usual with the known tubes in order to make the mask more stable Obviously, making and reducing bulging is not more spherical or substantial on masks spherical shape limited. As Fig. 11 shows, in

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einer Kathodenstrahlröhre 80 mit ebener JTrontplatte auch eine Maske 78 verwendet werden, deren Krümmung die Richtung wechselt, um der Maske eine höhere Festigkeit zu verleihen. In diesem J?alle nehmen die Abstände q vor. der Mitte zum Hand der Maske hin ziierst zu und dann wieder ab. Der Wert von a ändert sich proportional mit der Änderung der Abstände q, er nimmt also von der Mitte zum Rand der Maske hin ebenfalls zuerst zu und dann wieder ab.a cathode ray tube 80 with a flat front plate Mask 78 can be used, the curvature of which changes direction in order to give the mask greater strength. In this J? All make the distances q. the middle towards the hand of the mask zooms in and then off again. The value of a changes proportionally with the change in the distances q, so it also increases from the center to the edge of the mask first on and then off again.

Der Grundgedanke der Erfindung, auf dem die Strukturen gemäß der Erfindung basieren, ist die Kombination einer vor- · größerten Krümmung für die Maske mit Veränderung der Abstände a, wenn man von der Mitte der Röhre nach außen fortschreitet. Bei manchen konventionellen Röhren gemäß dem Stand der Technik ist der Abstand q zwischen Maske und Schirm am Rand der Maske größer als in der Mitte. Bei der Anwendung des Erfindungsgedankens auf eine derartige Röhre ändert man den Abstand zwischen Maske und Schirm noch stärker. Der Erfindungsgedanke läßt sich selbstverständlich in gleicher Weise auch auf bekannte Röhrenkonstruktionen anwenden, bei denen der Abstand q am Rand kleiner ist als der Abstand q in der Mitte. Bei der Anwendung des Erfindungsgedankens auf eine solche Konstruktion ergäbe sich dann eine Änderung des Abstandes q in einem größeren Ausmaße als es· bei einer sonst identischen bekannten Röhre der Pail wäre. Eine solche Änderung braucht jedoch nicht tatsächlich zu einer Röhre führen, bei der der Abstand q am Rand größer ist als der Abstand q in der Mitte, es kann sich vielmehr eine Röhre ergeben, bei der der Abstand q am Rande kleiner ist als der Abstand q in der Mitte, wenn auch nicht so klein wie er war, oder es kann vielleicht auch eine Röhre mit konstantem q resultieren. Die Erfindung darf also nicht aufgrund der relativen Größe der Abstände q amRand und in der Mitte einer Röhre beurteilt werden, sondern an Hand der relativen Größe und Änderung des Abstandes q im Vergleich zu denen bei einer sonst identischen bekannten Röhre. Die selben Verhältnisse geltenThe basic idea of the invention, on which the structures according to the invention are based, is the combination of a greater curvature for the mask with changes in the distances a as one progresses outward from the center of the tube. In some conventional tubes according to the prior art, the distance q between the mask and the screen is am The edge of the mask is larger than in the middle. When applying the inventive concept to such a tube one changes the distance between the mask and the screen is even greater. The idea of the invention can of course be applied in the same way also apply to known tube constructions in which the distance q at the edge is smaller than the distance q in the Center. Applying the inventive concept to such a construction would then result in a change in the distance q to a greater extent than would be the case with an otherwise identical known tube of the pail. Such a change need not, however, actually lead to a tube in which the distance q at the edge is greater than the distance q in the middle, rather a tube can result in which the distance q at the edge is smaller than the distance q in the center, even if not as small as it was, or perhaps a tube with constant q can also result. the The invention must therefore not be judged on the basis of the relative size of the distances q at the edge and in the middle of a tube but on the basis of the relative size and change in the distance q compared to those in the case of an otherwise identical known tube. The same conditions apply

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bezüglich der prinzipiellen Feststellungen bezüglich der Dimension a, da diese Dimension proportional au q geändert v/ird.regarding the principle statements regarding the Dimension a, since this dimension changed proportionally to q v / ird.

T. οT. ο

Die Beziehung ^{σ =} ^ ermöglicht eine einwandfreie Yerschachtelmig der Leuclitstoffelemente auf dem Lumineszenzschirm. Unter einer Verschachtelung ist die Beziehung der Leuclrfcstoffelement-Tripel in bezus aufeinander au verstehen, bei der die Abstände zwischen den Punkten oder Streifen eines Tripeis gleich den Abständen zwischen benachbarten Punkten oder Streifen eines anderen Tripeis ist.The relation ^{σ =} ^ enables a perfect Yerschachtelmig of the Leuclitstoffelemente on the luminescent screen. Nesting is to be understood as the relationship of the luminescent material element triples in relation to one another, in which the distances between the points or stripes of one tripple are equal to the distances between adjacent points or stripes of another tripple.

60983^/096660983 ^ / 0966

Claims

'I.j cathode ray tube that works with a perforated mask, around electron beams with fluorescent elements of a luminescent screen to cover, thereby g e k e η η s e; L c h η e t, da; i the distances (a) between the centers of adjacent openings of the perforated mask (56, 74-78) are uneven and that the spacing (n) between the perforated mask and the luminescent screen (32) change proportionally to the change in the distances between adjacent openings.

2. Cathode ray tube according to claim 1, characterized in that η e t that the distances between the cementing adjacent openings increase with the distance from the center (66) of the perforated mask.

3. Katliodeenstrahlröhre according to claim 2, characterized characterized in that the phosphor elements vertical strips (42B, 42G-, 42H) and the openings vertical Slots are.

4. Cathode ray tube according to claim 2, d a d u r ch g e k e η η ζ ei c h η e t that the width of the openings the mask is essentially constant.

5. Cathode ray tube according to claim 2, d a d u r ch characterized in that the width of the openings is larger at the edge of the mask than in its center.

6. Esbhodenstrahlröhre according to claim 2, characterized characterized in that the tube has a flat front plate (76) on which the luminescent screen is arranged and has a curved shadow mask (74, 78).

6 Ο 9 8 3 9 / fj 9 6 66 Ο 9 8 3 9 / fj 9 6 6

7. Katliodenstrahlrölire according to claim 6, characterized in that the rate of change of the distance between the shadow mask and the screen changes on the way from the center (66) to the outer hand (70) of the mask at least once.

8. Cathode ray tube according to claim 7, characterized in that the distance between

the perforated mask (78) and the luminescence protection of the tube at Progressing in the direction from the center to the edge increases in one part of the mask and decreases in another part.

9. A method of manufacturing a shadow mask cathode ray tube in which the effects of misregistration caused by bowing are reduced compared to a tube in which the dimension a is constant over the area of the mask and which is substantially in accordance with the equation q = ¥ k is constructed, where ^ the distance between the shadow mask and the luminescent screen, L the distance between the deflection plane and the luminescent screen, a the center-to-center distance between the mask openings, and S the distance between an electron beam path and the central axis of the tube in the deflection plane of the electron beam, characterized in that a variable dimension a is provided which changes from the center (66) to the edge (70) of the shadow mask (56, 74, 78), and that a corresponding change in the dimension q

La is made so that the relationship q = ^ w is maintained.

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