CZ278553B6

CZ278553B6 - Shadow-mask

Info

Publication number: CZ278553B6
Application number: CS861699A
Authority: CZ
Inventors: Walter David Masterton
Original assignee: Rca Licensing Corp
Priority date: 1985-03-14
Filing date: 1986-03-12
Publication date: 1994-03-16
Also published as: IT8619651A1; DE3608433A1; KR860007708A; CN1009512B; DE3608433C2; CA1237465A; JPH051574B2; HK60594A; GB2175132A; FR2579018B1; PL153713B1; MX165247B; GB2175132B; RU1775051C; IN165336B; JPS61214332A; SG20792G; CZ169986A3; CN86101478A; DD243586A5

Description

(57) Anotace:

Stínící maska pro barevnou obrazovku, v níž je upevněna a opatřena štěrbinovými otvory, uspořádánými ve sloupcích. Rozteč sloupců otvorů v blízkosti vedlejší osy masky je menší u dlouhých stran masky, než v blízkosti hlavní osy masky a je větší v blízkosti rohů masky, než u konců hlavní osy. Rozteč (Ah) mezi sloupci otvorů se v grafickém znázornění plnými křivkami ( Η 1 až H 305) mění v závislosti na vzdálenosti (es) od hlavní osy a je jiná, než u dosavadních provedení, kde grafické znázornění průběhu změny rozteče (Ah) sloupců otvorů přináší čárkované křivky ( F 1 až F 306).

CZ 278 S53 B6

Stínící maska pro barevnou obrazovku

Oblast techniky

Vynález se týká stínící masky pro barevnou obrazovku, kde je štěrbinová stínící maska připevněná v blízkosti katodoluminiscenčního čárového stínítka.

Dosavadní stav techniky

Dosud běžné barevné obrazovky mají čárové stínítko a štěrbinovou masku. Obvykle mají sféricky zakřivenou pravoúhlou čelní desku s čárovým stínítkem z katodoluminiscenčních materiálů a poněkud sféricky zakřivenou, štěrbinovými otvory opatřenou stínící masku v blízkosti stínítka. Otvory štěrbinového tvaru v maskách takových obrazovek jsou uspořádány ve sloupcích, které jsou v podstatě rovnoběžné s vedlejší osou obrazovky, nebo mají postupně se zvyšující zakřivení od středu ke krátkým stranám masky. Jsou též vyráběny a používány barevné obrazovky s takovým tvarem čelní desky, který vytváří iluzí plochosti. Tvar čelní desky takto pozměněné obrazovky má zakřivení jak podél hlavní, tak podél vedlejší osy čelního panelu, ale je nesférický. Hlavní a vedlejší osa jsou určeny jako středové horizontální a vertikální osy, když je obrazovka uspořádána v normální pozorovací poloze. V tomto výhodném provedení je obvodová hranice stínítka obrazovky v podstatě rovinná a vizuálně se jako taková jeví. Pro získání této rovinné nebo zhruba rovinné obvodové oblasti je nezbytné vytvořit čelní desku se zakřivením podél její hlavní osy větším na stranách desky než ve středu desky. Takové nesférické tvarování čelní desky přináší problém, týkající se tvaru stínící masky. Pokud je stínící maska vytvořena s přímými průřezy, rovnoběžnými s vedlejší osou podél svých stran, má obvykle špatné mechanické vlastnosti, jako je nežádoucí mikrofonie a/nebo problémy vyklenutí. Proto je žádoucí vytvoření masky s větším zakřivením na těchto průřezech, než jak to vyplývá z tvaru čelní desky. Taková změna tvaru masky však vyžaduje změny v obrazovce, a to včetně změn ve vzorku otvorů masky.

V prvních obrazovkách s čárovým stínítkem a štěrbinovou maskou byly stínící masky téměř sférické a oddělené sousední sloupce otvorů podél hlavní osy, tedy jejich horizontální oddělení, bylo udržováno na konstantní hodnotě na celé masce. Některé pozdější obrazovky tohoto typu však obsahovaly stínící masku se zvětšeným zakřivením a byly opatřeny proměnlivými roztečemi sloupců otvorů. V takových obrazovkách rozteč mezi středovými čarami sousedních sloupců otvorů vzrůstá od středu k okraji masky. Tento nárůst pak kolísá podél hlavní osy obecně s mocninou vzdálenosti od vedlejší osy.

Dále je známa obrazovka, kde rozteč mezi sousedními sloupci otvorů vzrůstá od středu ke stranám stínící masky jako přibližně čtvrtá mocnina vzdálenosti od vedlejší osy stínící masky. Toto kolísání v roztečích sloupců může být vyjádřeno jako koeficient krát čtvrtá mocnina vzdálenosti, kde koeficient je proměnný a je větší pro průřezy masky, které jsou rovnoběžné se středovou horizontální osou, ale leží mimo tuto osu, než pro průřezy na středové horizontální ose. Toto kolísání čtvrté mocniny se ukázalo být

-1-» přiměřeným pro tvary stinici masky první generace v podstatě rovinných obrazovek. Takové obrazovky první generace mají stínící masky se značně větším zakřivením podél vedlejší osy, než podél hlavní osy. Zakřivení masky na průřezech rovnoběžných s vedlejší osou však vykazují pokles zakřivení od vedlejší osy ke stranám masky tak, že se stávají relativně ploché na stranách masky. U stínící masky je tato plochost nežádoucí, poněvadž maska je pak náchylnější k deformaci v průběhu práce s ní a vykazuje nepředvídatelný ohyb při nahřívání v průběhu činnosti obrazovky.

Podstata vynálezu

Vynález zajišťuje lepší hodnoty roztečí mezi sloupci otvorů, což umožňuje různé změny zakřivení u takových stínících masek pro dosažení většího zakřivení na stranách masek a odstranění uvedených nevýhod. Podstata vynálezu spočívá v tom, že rozteč sloupců otvorů v blízkosti vedlejší osy stínící masky je menší u dlouhých stran masky, než v blízkosti její hlavní osy, zatímco tato rozteč je větší v blízkosti rohů masky než u konců hlavní osy.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže popsán podle připojených výkresů, kde na obr. 1 je pohled, částečně v axiálním řezu, na barevnou obrazovku se stínící maskou, zahrnující jedno příkladné provedení podle vynálezu, na obr. 2 je pohled na čelní desku barevné obrazovky z obr. 1, obr. 3 představuje pohled znázorňující povrchové obrysy 3a čelní desky na hlavní ose a povrchové obrysy 3b na vedlejší ose v řezech z obr. 2, obr. 4 znázorňuje čelní pohled na stínící masku barevné obrazovky z obr. 1, na obř. 5 jsou znázorněny povrchové obrysy 5a stínící masky v hlavní ose a povrchové obrysy 5b ve vedlejší ose, jakož i povrchové obrysy 5c v úhlopříčce, a to v řezech z obr. 4, na obr. 6 je graf roztečí mezi sloupci otvorů stínící masky barevné obrazovky, znázorněný plnými čarami a roztečí mezi otvory v masce podle dosavadního stavu techniky, znázorněný čárkovaně, na obr. 7 je pohled na stínící masku v kruhu 7 z obr. 4, obr. 8 znázorňuje graf čar stínítka obrazovky, obr. 9 představuje v čelním pohledu stínící masku s obrysovou čarou o konstantní sagitální výšce a na obr. 10 je čelní pohled na zlepšenou stínící masku, znázorňující obrysovou čáru na ní o konstantní sagitální výšce.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje pravoúhlou barevnou obrazovku 10 se skleněným obalem 11, obsahující pravoúhlou čelní desku 12 a válcovité hrdlo 14, spojené s baňkou 16. Čelní deska 12 obsahuje pozorovací panel 18 a obvodovou přírubu nebo boční stěnu 20 , která je přitavena k baňce 16 skleněnou fritou 17. Pravoúhlé tříbarevné katodo— luminiscenční fosforové stínítko 22 je upevněno na vnitřní ploše čelního panelu 18. Stínítko 22 je čárového typu s katodoluminiscenčními čarami, táhnoucími se prakticky rovnoběžně s vedlejší osou Y-Y obrazovky, to jest kolmo k rovině obr. 1. Obrysy katodoluminiscenčních čar jsou detailněji uvedeny dále. Mnohootvorová elektroda selekce barev, či stínící maska 24 je rozebíratelně připevněna k čelní desce 12 v daném prostorovém vztahu ke stínítku 22. Elektronová tryska 26 typu in line, znázorněná schematicky

-2CZ 278553 B6 r

čárkovaně na obr. 1, je středově upevněna v hrdle 14 pro generování a směrování tří elektronových paprsků 28 podél z počátku koplanárních konvergentních drah přes masku 24 ke stínítku 22. Obrazovka 10 je opatřena vnějším magnetickým vychylovacím systémem, jako je např. vychylovací systém 30., schematicky znázorněný tak, že obklopuje hrdlo 14 a baňku 16 v blízkosti jejich spojení za účelem směrování tří elektronových paprsků 28 v závislosti na vertikálním a horizontálním magnetickém toku pro rastrování elektronových paprsků 28 horizontálně ve směru hlavní osy X-X a vertikálně ve směru vedlejší osy Y-Y.po stínítku 22. . .

Obr. 2 znázorňuje čelo čelní desky 12,. Její obvod vytvoří obdélník s poněkud zakřivenými stranami. Obvodová hrana stínítka 22 je znázorněna čárkovaně na obr. 2 a je pravoúhlá.

Srovnání relativních obrysů vnější plochy čelní desky 12 podél vedlejší osy Y-Y a hlavní osy X-X je znázorněno na obr. 3. Vnější plocha čelní desky 12 je zakřivena jak podél hlavní, tak podél vedlejší osy, přičemž zakřivení podél vedlejší osy je větší než zakřivení podél hlavní osy ve středové části čelní desky 12. Na příklad ve středu čelní desky 12 je poměr poloměru zakřivení obrysu vnější plochy podél hlavní osy X-X k poloměru zakřivení podél vedlejší osy Y-Y větší než 1,1 to jest rozdíl je větší než 10 %. Zakřivení podél hlavní osy X-X však je malé ve středové části čelní desky a velmi vzrůstá v blízkosti okrajů čelní desky 12. V tomto příkladném provedení je zakřivení podél hlavní osy X-X v blízkosti okrajů čelní desky 12 větší než obecné zakřivení podél vedlejší osy Y-Y. U tohoto provedení se středová část čelní desky 12 stává plošší, zatímco body vnější plochy čelní desky 12 na okrajích stínítka 22 leží v rovině P a určují zhruba pravoúhlou obvodovou obrysovou čáru. Zakřivení povrchu podél úhlopříčky je zvoleno tak, aby se vytvořil hladký přechod mezi různými zakřiveními podél hlavní a vedlejší osy. S výhodou je zakřivení podél vedlejší osy Y-Y asi 4/3 krát větší než zakřivení podél hlavní osy X-X ve středové části čelní desky 12.· V důsledku použití odlišných zakřivení podél hlavní a vedlejší osy leží body na vnější ploše čelní desky 12 přímo naproti hranám stínítka 22 v podstatě v téže rovině P. Tyto v rovině ležící body při pohledu zepředu od čelní desky 12, viz obr. 2, vytvářejí obrysovou čáru na vnější ploše desky 12., která je v podstatě obdélníkem, superponovaným na hrany stínítka 22. Proto když je obrazovka 10 vložena do televizního přijímače, může se okolo obrazovky použít stranová maska s jednotnou šířkou. Okraj takové stranové masky, který se dotýká obrazovky v pravoúhlé obrysové čáře, leží také vlastně v rovině P. Poněvadž obvodový okraj obrazu na stínítku obrazovky se zdá být rovinným, dochází zde k vytvoření iluze, že obraz je plochý, i když čelní deska je zakřivena směrem ven podél hlavní osy X-X i vedlejší osy Y-Y.

Obr. 4 znázorňuje pohled zepředu na stínící masku 24. Přerušovaná čára 32 znázorňuje hranici otvory opatřené části masky 24. Povrchové obrysy podél hlavní osy X-X, vedlejší osy Y-Y, případně úhlopříčky masky 24 jsou znázorněny křivkami 5a, 5b, případně 5c na obr. 5. Maska 24 má rozdílné zakřivení podél hlavní osy a podél vedlejší osy. Obrys podél hlavní osy má malé zakřivení poblíž středu masky 24 a větší po stranách masky 24. Obrys takové stínící masky 24 lze obecně získat opsáním zakřivení hlavní osy X-X jako kruhu s velkým poloměrem přes přibližně středovou

-3CZ 278553 B6 část hlavní osy, a kruhu s menším poloměrem přes zbytek hlavní osy. Zejména sagitální výška podél hlavní osy se však značně mění se čtvrtou mocninou vzdálenosti od vedlejší osy Y-Y. Sagitální výška je vzdálenost od myšlené roviny, která se dotýká středu plochy masky. Zakřivení rovnoběžné s vedlejší osou Y-Y je takové, aby hladce vyplynulo do zakřivení hlavní osy k požadovanému okraji masky 24 a může zahrnovat měnící se zakřivení, jak se používá ——--podél hlavní.osy. Takový obrys masky 24 vykazuje určité zlepšené vlastnosti při teplotním roztahování vzhledem ke zvýšenému zakři-. vení v blízkosti konců hlavní osy.

Na obr. 6 je znázorněn graf, představující rozteč A_H mezi sloupci otvorů v kvadrantu stínící masky 24., který je proveden plnými křivkami s označením ”H a dále v kvadrantu výše zmíněné stínící masky podle dosavadního stavu techniky, což je znázorněno čárkovanými křivkami a označeno F. Vertikální souřadnice grafu představují vzdálenost od hlavní osy X-X. Horizontální souřadnice představují rozteč ^AH sloupců, která, jak je znázorněno na obr.7, je měřena od středové čáry jednoho sloupce ke středové čáře sousední ho sloupce. Každá křivka je na obr. 6 očíslována pro určení vzdálenosti od vedlejší osy Y-Y, kterou reprezentuje. Na příklad každá křivka, označená 200, představuje rozteč .mezi dvoustým a dvěstěprvním sloupcem otvorů. Ve stínící masce podle dosavadního stavu techniky, znázorněné čárkovanou křivkou, je rozteč A_Hmezi sloupci otvorů jednotná podél vedlejší osy a v její blízkosti, jak je naznačeno přímými křivkami F - 1 a F” - 150. Mírné zakřivení může být zaznamenáno v křivce F - 200, indikující, že rozteč mezi sloupci pro vzdálenost 200 lehce vzrůstá se vzdáleností od hlavní osy. Křivky F - 300 a F - 306 jsou již značně obloukovité a indikují značný nárůst rozteče mezi’ sloupci se zvyšující se vzdáleností od hlavní osy. Rozteč mezi sloupci otvorů nové zlepšené stínící masky 24 se značně liší od rozteče v masce podle dosavadního stavu techniky v blízkosti vedlejší osy. Jak je nakresleno na obr. 6, rozteč ^aH sloupců otvorů v blízkosti vedlejší osy klesá se zvyšující se vzdáleností es od hlavní osy, což je znázorněno křivkami Η - 1, H - 50 a ”H” - 100. V blízkosti stopadesátého sloupce začíná rozteč sloupců otvorů mírně vzrůstat se zvyšující se vzdáleností od hlavní osy, jak je znázorněno lehkým zakřivením v křivce H - 150. Toto obloukovité zakřivení křivek představující rozteč sloupců otvorů, vzrůstá se vzdáleností od vedlejší osy, jak je znázorněno křivkami H - 200 a H - 300, ale mírně klesá po stranách masky 24, jak je zřejmé ze srovnání křivky H - 305 s křivkou H - 300.

Rozteč sloupců otvorů podél hlavní osy vzrůstá přibližně jako funkce čtvrté mocniny vzdálenosti od vedlejší osy. V daném příkladu, znázorněném na obr. 6, je toto kolísání hlavní osy v tisícinách palce přibližně: A_H - 30 + 0,00185 X⁴, kde X je vzdálenost osy sloupce od vedlejší osy Y-Y. Mimo hlavní osu však je kolísání rozteče sloupců otvorů složitější a mění se přibližně jako rovnice Ajj = a + bx² + cx⁴, kde a, b, c jsou různé funkce čtverce vzdálenosti od hlavní osy a x je vzdálenost od vedlejší osy.

Stínítko 22 obrazovky 10 je vytvořeno známým fotografickým

-4CZ 278553 B6 r

procesem, který používá stínící masku 24 jako fotografickou matrici. Když se v průběhu expozičního kroku fotografického procesu používá lineárního světelného zdroje, objevuje se problém špatného nastavení obrazu lineárního světelného zdroje vůči středovým čarám katodoluminiscenčních čar. Toto špatné vystředění rozšiřuje rozdělení světelné intenzity, použité k natištění katodoluminiscenčních čar, a tím zvyšuje citlivost použitého fosforu ke světelné expozici a tak dělá řízení šířky čáry složitějším. Podle známého stavu techniky se prováděla kompenzace této optické vady různými prostředky, včetně techniky zonální expozice, synchronizující odklon lineárního světelného zdroje s postupnou expozicí různých oblastí stínítka, případně prohnutí sloupců otvorů a katodoluminiscenčních čar. Ve zlepšené obrazovce 10 je problém této optické vady vyřešen kolísáním rozteče sloupců otvorů jako funkce jak vzdálenosti od vedlejší osy, tak vzdálenosti od hlavní osy. Výsledný vzorek katodoluminiscenčních čar zahrnuje prohnuté čáry v oblasti stínítka, kde je tato optická vada v současných obrazovkách minimální. Takový vzorek je znázorněn na obr. 8, kde plné linie 40 až 45 představují zvolené, od sebe oddělené katodoluminiscenční čáry, a přerušované linie 46 představují rovné čáry, rovnoběžné s vedlejší osou. Je zřejmé, že zakřivení katodoluminiscenčních čar se zvyšuje se zvyšující se vzdáleností od vedlejší osy až k maximálnímu zakřivení v sousedství linií 42 až 43 a pak se snižuje až ke koncové linii 45., která je přímá.

Výhodou rozteče sloupce otvorů podle vynálezu je, že její použití umožňuje větší zakřivení stínící masky v průřezech v blízkosti stran masky, které jsou rovnoběžné s vedlejší osou, než by bylo možné bez jejího použití. Obrys čelního panelu 12, maj íčího v podstatě rovinný okraj, vede konstruktéra k obrysu masky 52., znázorněnému čarou 50 na obr. 9. Čára 50 představuje obrysovou linii na masce 52 o stejné sagitální výšce. Je zřejmé, že čára 50 je v podstatě přímá na levé a pravé straně masky 52. Tato přímost vytváří značné problémy při tvarování masky 52 a zacházení s ní. Již lehký dotyk masky 52 může způsobit, že se i při normální manipulaci prohne směrem dovnitř. Proto je žádoucí navrhnout masku 52 s větším zakřivením po stranách, aby se zabránilo vzniku tohoto problému. Použití nové rozteče sloupců otvorů umožňuje zlepšený obrys masky, jak je znázorněn čarou 54 v obr. 10. Čára 54 představuje obrysovou čáru na masce 56 o stejné sagitální výšce. V tomto případě je zřejmé, že čára 54 je značně zakřivena na levé a pravé straně masky 56 a tím jí dává větší zakřivení rovnoběžně s vedlejší osou Y-Y a takto i větší pevnost.

Průmyslová využitelnost

Stínící maska podle vynálezu je využitelná u barevných obrazovek pro televizní přijímače.

Claims

1. Stínící maska pro barevnou obrazovku, umístěná u katodoluminiscenčního čárového stínítka, obsahující množství štěrbinových otvorů, uspořádaných do sloupců, kde hlavní osa masky prochází jejím středem a středy krátkých stran a vedlejší osa prochází středem masky a středy dlouhých stran, přičemž sloupce otvorů jsou uspořádány celkově ve směru vedlejší osy a rozmístěny vedle sebe ve směru hlavní osy v jiných vzdálenostech u vedlejší osy, než po stranách masky, vyznačuj ící se tím, že rozteč (A_H) sloupců otvorů v blízkosti vedlejší osy (Y-Y) stínící masky (24) je menší u dlouhých stran masky (24), než v blízkosti její hlavní osy (X-X), zatímco tato rozteč je větší v blízkosti rohů masky (24), než u konců hlavní osy (X-X).

2. Stínící maska podle nároku 1, vyznačující se tím, že rozteč ( ^aH ) sloupců otvorů podél hlavní osy (X-X) rovnoběžně s ní vzrůstá jako funkce čtvrté mocniny vzdálenosti od vedlejší osy (Y-Y).