DD151535A5 - Kathodenstrahlroehre mit schlitzmaske - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Kathodenstrahlröhren mit tathodolumineszenten Linienschirmen und Schlitzmasken. Insbesondere aetrifft die Erfindung eine Schirmstruktur, die eine gewisse Zerbesserung des optischen Eindrucks bringt. Die vorliegende Erfindung vird realisiert an einer Kathodenstrahlröhre, die einen cathodolümineszenten Linienschirm und eine Schlitzmaske aufweist, velche innerhalb der Röhre im Abstand zum Schirm angeordnet ist. Die Schlitze in der Maske sind in praktisch parallelen Spalten ausgerichtet, wobei jede Spalte eine Vielzahl von Schlitzen enthält, äie vertikal durch Stegbereiche der Maske voneinander getrennt sind, einige der Endabschnitte der Schlitzspalten sind erfindungsgemäß so nodifiziert, daß der Schirmrand ein besseres Aussehen bekommt. Dies vird erreicht, indem die Spalten 66 innerhalb einer einem halben Stegwiederholungsabstand entsprechenden Entfernung von ihren Enden deinen Steg 68 enthalten. — Fig.4 —

Description

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Kathodenstrahlröhre mit Schlitzmaske

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung bezieht sich auf Kathodenstrahlröhren mit kathodolumineszenten Linienschirmen und Schlitzmasken. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Schirmstruktur, die eine gewisse Verbesserung des optischen Eindrucks bringt.

Charakteristik der bekannten.^technischen Lösungen^

Neuere Kathodenstrahlröhren, die für Farbfernsehempfänger entwickelt und auf den Harkt gebracht v/erden, haben sphärisch gewölbte rechteckige Frontplatten, auf denen ein Linienschirm aus kathodolumineszenten Stoffen aufgebracht ist, sowie Schlitzmasken, die nahe dem Schirm angeordnet sind und ebenfalls eine gewisse sphärische Wöl-

bung aufweisen. Die Maskenschlitze sind in parallelen vertikalen Spalten ausgerichtet. Jede Spalte enthält eine Vielzahl von Schlitzen, die in Vertikalrichtung durch Stegbereiche der Maske getrennt sind. Die Stegbereiche benachbarter Spalten liegen vertikal zueinander gestaffelt. Wegen dieser Staffelung und weil die Schlitzöffnungen im allgemeinen alle gleiche Länge haben, schneiden die festgelegten oberen und unteren Randlinien hauptsächlich durch Öffnungen in jeder Spalte, häufig aber auch durch Stegbereiche. Der Umstand, daß manche Spalten an der gewünschten Randlinie mit Stegen enden, während die übrigen Spalten mit öffnungen an den Randliriien auslaufen, führt im Endresultat zur Bildung von Stufen in gewissen Teilen der oberen und unteren Ränder des Schirms. Solche Stufen sind für einen nahe vor dem Schirm sitzenden Betrachter sichtbar und daher aus ästhetischen Gründen unerwünscht.

Ziel der Erfindung:

Mit der Erfindung soll diesem Mangel abgeholfen werden.

Darlegung des YsTesens der Erfindung;

Die vorliegende Erfindung wird realisiert an einer Kathodenstrahlröhre, die einen kathodolumineszenten Linienschirm und eine Schlitzmaske aufweist, welche innerhalb der Röhre im Abstand zum Schirm angeordnet ist. Die Schlitze in der Maske sind in praktisch parallelen Spalten ausgerichtet, v/obei jede Spalte eine Vielzahl von Schlitzen enthält, die vertikal durch Stegbereiche der Maske voneinander getrennt sind.

Einige der Endabschnitte der Schlitzspalten sind erfindungsgeinäß so modifiziert, d.aß der Schirmrand ein besseres Aussehen bekommt. Die Erfindung und besondere Ausführungsformen sind im einzelnen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Au sführung sbe i sρi e1:

Zur Erläuterung der Erfindung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen "beschrieben.

Figur 1 ist die Draufsicht auf eine axial aufgeschnittene .Schlitzmasken-Kathodenstrahlröhre;

Figur 2 zeigt die Maske und Frontplatte der Röhre von der Rückseite her, und zwar gemäß der Schnittlinie 2-2 in Figur 1;

Figuren 3 und 4 zeigen jeweils vergrößert den mit dem Kreis 4 in Figur 2 markierten Teil einer Röhre, und zwar im ersteren Fall einer Röhre nach dem Stand der Technik und im anderen Fall einer Röhre gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Figuren 5 und 6 zeigen vergrößert Teile von Photomatritzen zum Belichten gegenüberliegender Seiten einer erfindungsgemäß strukturierten Schlitzmaske.

Die Figur 1 zeigt eine rechteckige Farbbildröhre, die einen evakuierten Glaskolben 20 mit einer rechteckigen Kappe 22, einem rohrförmigen Hals 24 und einem dazwischenliegenden trichterförmigen Teil 26 aufweist. Eine Innenansicht der Röhrenkappe ist in Figur 2 dargestellt. Die Kappe 22 besteht aus einer Frontplatte 28 und einem am Umfang verlaufenden Flansch oder Seitenwandteil 30, der dichtend mit dem Röhrentrichter 26 verbunden ist. Auf der inneren Oberfläche der Frontplatte 28 ist ein dreifarbiger, Kathodolumineszenzschirm 32 aufgebracht, bestehend aus Leuchtstofflinien, die sich im wesentlichen parallel zur Vertikalachse (Y-Y) der Röhre erstrecken. Die Bereiche zwischen den Kathodolumineszenzlinien können mit einem lichtabsorbierenden Material ausgefüllt sein. Innerhalb

der Kappe 22 sitzt in vorbestimmten Abstand zum Schirm 32 herausnehmbar eine mit vielen Öffnungen versehene färb- . selektierende Elektrode 34, die sogenannte Schattenmaske (nur schematisch dargestellt). Die Maske 34 enthält eine Vielzahl schlitzförmiger Öffnungen, die in im wesentlichen parallelen vertikalen Spalten ausgerichtet sind. Jede Spalte enthält eine Menge von Schlitzen, die durch Stegbereiche in der Maske vertikal voneinander getrennt sind. Die Stegbereiche benachbarter Spalten liegen vertikal zueinander gestaffelt, so daß die öffnungen insgesamt ein Muster ähnlich einer Ziegelsteinmauer bilden.

Innerhalb des Röhrenhalses 24 befindet sich ein InIine-Elektronenstrahlerzeugungssystem 36 (nur schematisch dargestellt), um drei Elektronenstrahlen 38B, 38R und 38G zu erzeugen und auf koplanaren konvergierenden Wegen durch die Maske 34 hindurch auf den Schirm 32 zu richten.

Die Rohre nach Figur 1 ist mit einem äußeren magnetischen Ablenkjoch 40 zu verwenden, das den Hals 24 und den Trichter 26 in der Sähe des Übergangs dieser Teile umgibt. Beim Anlegen geeigneter Spannungen an das Joch 40 werden.die drei Strahlen 38B, 38R und 38G vertikalen und horizontalen Magnetfeldern ausgesetzt, welche bewirken, daß die Strahlen horizontal und vertikal in einem rechteckigen Raster über den Schirm 32 tasten. Die in Wirklichkeit vorhandene Krümmung der Wege der abgelenkten Strahlen in der Ablenkzone ist zur Vereinfachung in Figur 1 nicht dargestellt. Stattdessen sind die Strahlen mit einer abrupten Abknickung in der Ablenkebene P-P gezeichnet.

Die Figuren 3 und 4 zeigen in vergrößerter Darstellung, den mit dem Kreis 4 in Figur 2 umgrenzten Teil an der Röhrenkappe 32, und zwar im ersteren Fall für eine bekannte Röhre und im Falle der Figur 4 für eine Röhre, die eine Ausführungsform der Erfindung enthält. In Figur 3 ist

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eine bekannte Schlitzmaske 42 dargestellt, und zwar teilweise aufgebrochen, um einen Teil des Röhrenschirms 44 zu offenbaren. Die Maske 42 enthält eine Vielzahl schlitzförmiger' Öffnungen, die in Spalten 48 ausgerichtet sind. Mit Ausnahme einiger Öffnungen 50 nahe des Maskenrandes haben alle Schlitzöffnungen 46 gleiche Länge. Jede Öffnung 46 in jeder Spalte 48 ist von der benachbarten Öffnung derselben Spalte durch einen Stegbereich der Maske getrennt. In dem kleinen dargestellten Teil der Maske haben diese Stegbereiche im wesentlichen gleiche Längenausdehnung, gemessen in der Längsrichtung der Schlitzöffnungen. Der Mitte-Mitte-Äbstand zwischen aufeinanderfolgenden Stegbereichen 42 ein und derselben Spalte sei als vertikaler Stegwiederholungsabstand SWA bezeichnet. Der Stegwiederholungsabstand setzt sich über die ganze Maske fort. Wegen der Periodizität des Stegmusters und weil es wünschenswert ist, daS die Schirmränder parallel zu den leicht gekrümmten Konturen des oberen und unteren Bandes von Kappe 22 und Maske 42 verlaufen, schneidet eine festgelegte Randlinie die einzelnen Spalten im allgemeinen jeweils am Ort einer Öffnung, gelegentlich aber auch am Ort eines Steges oder so nahe an einem Steg, daß der angeschnittene Teil der Öffnung zu klein ist, um vollständig herausgeäzt zu werden. Selche zwar im Muster angelegten aber in Wirklichkeit nicht geätzten öffnungen sind in Figur 3 gestrichelt bei 54 und 56 dargestellt. Da die Maske ihrerseits als Photomatrize bei der Bildung des Schirms verwendet wird, hat eine durch Stegteile oder nahe an Stegteilen verlaufende Handlinie zur Folge, daß der obere und untere Rand des Schirms eine unregelmäßig gezahnte Form erhält. Ein Beispiel für diese Unregelmäßigkeit des Randes ist in Figur 3 zu erkennen, wo eine Dreiergruppe 58 von Leuchtstofflinien früher endet als eine benachbarte Dreiergruppe 60, weil eine Teilöffnung 56 (gestrichelt gezeichnet) nicht durchgeätzt wurde.

Ein Teil einer erfindungsgemäß verbesserten Röhre mit regelmäßig glatt konturiertein oberem und unterem Schirmrand ist in Figur 4 dargestellt. Die dort gezeigte Maske 62 hat über ihren größten Teil die gleiche Konfiguration von Schlitzöffnungen wie die Maske 42 nach Figur 3, nur daß das Bild der Öffnungen bei einigen Spalten oben und unten modifiziert ist, um sicherzustellen, daß alle Spalten mit vollbreiten und schlitzförmigen Öffnungen auf die gewünschte Randlinie auflaufen. Die Maske 62 enthält eine Vielzahl von Schlitzöffnungen 64, die in Spalten 66 ausgerichtet sind, wobei die Öffnungen 64 in jeder Spalte durch Stege 68 voneinander getrennt sind. Der Mitte-Mitte-Abstand zwischen benachbarten Stegen 68 im mittleren Hauptbereich der Maske 62 ist gleich dem Stegv/iederholungsabstand SV/A. Bei der hier gezeigten Ausführungsform sind alle diejenigen Stege fortgelassen, die von der gewünschten Randlinie weniger als die Hälfte des Stegwiederholungsabstandes entfernt lägen. In der Praxis v/erden beim Zeichen des Schlitzmusterbildes für die Herstellung einer zur Photobelichtung des Schirms verwendeten Photomatrize alle diejenigen Stege fortgelassen, deren Mitte entweder bis zu einem halben Stegwieaerholungsabstand innerhalb des Randes oder bis zu einem halben Stegv/iederholungsabstand außerhalb des Randes lägen, wenn man das Schlitzmuster über den Rand hinaus fortsetsen würde. Stege außerhalb des Randes werden deswegen fortgelassen, weil sich die Randmuster etwas verschieben können", und dadurch der Schnitt der Randlinie mit den Spalten beeinträchtigt werden kann. Außerdem wird durch diese Maßnahme verhindert, daß die Verjüngung an den Enden der Schlitzöffnungen die Kontur der Randlinie des Schirms beeinträchtigt. Die Eliminierung von Stegen nahe dem Rand des Schlitzmusters stellt sicher, daß alle Spalten an ihren Enden Öffnungen voller Breite haben, die bis zur oberen und unteren gewünschten Randlinie reichen. Da die Spalten der Öffnungen entlang einer glatten Linie enden, hat der resultierende Schirm 70 ebenfalls glatt konturierte obere und untere Ränder, wie in Figur 4 dargestellt.

Obwohl der Stegwiederholungsabstand vorstehend als Konstante beschrieben wurde, umfaßt die Erfindung natürlich auch Ausführungsformen, bei denen sich der Stegwiederholungsabstand über die Maske etwas ändert, um besondere Ziele.zu erreichen. Außerdem ist die Erfindung nicht auf den beschriebenen Pail einer Röhre mit vertikal verlaufenden Schlitzspalten beschränkt sondern auch bei einer Röhre anwendbar, die horizontal verlaufende Schlitzspalten aufweist.

Bine Schattenmaske ist gewöhnlich so aufgebaut, daß die Öffnungen auf der dem Schirm zugewandten Seite der Maske eine größere Weite haben als .auf der dem Strahlsystem zugewandten Seite* Solche Öffnungen werden gebildet, indem zunächst ein ungeätztes Maskenblech mit einer photoempfindlichen Schicht überzogen wird, die anschließend von gegenüberliegenden Seiten des Blechs aus durch zugehörige Photomatrizen belichtet wird. Hierauf wird die Schicht entwickelt, und das Blech wird geätzt, um die Öffnungen zu bilden. Die Figuren 5 und 6 zeigen Muster 80 und 82 von Schattenmasken-Photomatrizen 84 bzw. 86, die zur Belichtung gegenüberliegender Seiten einer Schattenmaske verwendet werden. Das Muster 80 nach Figur 5 stellt die Größe der Öffnungen auf der dem Strahlsystem zugewandten Seite der Maske dar, und das Muster 82 nach Figur 6 stellt die Größe der Öffnungen für die zum Schirm liegende Seite der Maske dar. In beiden Figuren ist der Rand des zu schaffen- * den Öffnungsfeldes mit der Linie 88 dargestellt. Bei dem strahlsystemseitigen Muster 80 enden die Elemente des Musters an der Randlinie 88, beim schirmseitigen Muster jedoch reichen die Elemente über die Randlinie 88 hinaus. Der Zweck dieser über das Gebiet der zu bildenden Öffnungen hinausgehenden Erweiterung des Musters auf der einen · Seite der Maske besteht darin, Blindvertiefungen in der Maske zu bilden, um die .Spannungen zu verringern, die in der Maske auftreten, während sie in eine gewölbte Form gebracht wird. Durch Schwächung des Umfangsbereichs unmittel-

bar außerhalb des Öffnungsfeldes wird die auf die Maskenstege ausgeübte Spannung etwas gemindert, so daß die Gefahr des Reißens der Stege während der Formgebung nicht mehr so groß ist. ·

In den Figuren 5 und 6 zeigt die gestrichelte Linie 90 innerhalb der Randlinie 88 einen Abstand vom halben Maß des Stegwiederholungsabstandes an. Wie zu erkennen ist, befinden sich zwischen der gestrichelten Linie 90 und der Randlinie 88 keine Stegzentren, so daß sich eine glatte Kontur rund um den Umfang des Öffnungsfeldes ergibt. Diejenigen Stellen, wo Stege bei einer bisherigen Röhre mit einem Stegwiederholungsabs tand liegen wurden, sind mit "A" bezeichnet. Es wurde jedoch experimentell gefunden, daß die Kliminierung mancher Stege in diesem Umfangsbereich Probleme hervorruft. Wenn z.B. eine Endöffnung wegen der Fortlassung eines Steges zu lang geworden war, trat eine übermäßige Verzerrung der Öffnung ein, während die Maske- in ihre gewölbte Gestalt geformt wurde. Um diese Deformation zu kompensieren sind die Muster unmittelbar außerhalb der einem halben Stegwiederholungsabstand entsprechenden Grenze mit zusätzlichen Stegen versehen. Diese zusätzlichen Stege sind in den Zeichnungen mit "B" bezeichnet. Im allgemeinen sollte ein zusätzlicher Steg dann vorgesehen werden, wenn innerhalb einer zwischen 1,1 und 1,5 des Stegwiederholungsabstandes liegenden Entfernung von der Randlinie 88 ein Stegzentrum vorhanden ist. Bei der Ausführungsform nach den Figuren 5 und 6 sind diese Grenzen von 1,1 und 1,5 des Stegwiederholungsabstandes durch Linien 92 bzw. 94 dargestellt. Die zusätzlichen Stege 3 v/erden in der Mitte der je* weils verlängerten Schlitzöffnungen vorgesehen. Die vertikale Abmessung der zusätzlichen Stege B ist ungefähr halb so groß.wie die Vertikalabmessung eines normalen Steges.

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In dem erweiterten Teil des Muster für die dem Schirm zugewandte Seite der Maske 86 (Figur 6) werden für das Port-' lassen der Stegbilder die gleichen Kriterien wie innerhalb der Randlinie 88 angewandt, nur in den Ecken nicht. Das Fortlassen von Stegbildern im erweiterten Teil ist notwendig, um zu verhindern, daß am Rand ein Teilsteg gebildet wird, der die Gestalt oder Länge einer Öffnung am Rand 88 beeinträchtigen könnte. In Figur 6 sind mit dem Buchsta- · ben "D" diejenigen Orte bezeichnet, an denen Stegbilder fortgelassen wurden, die innerhalb einer Entfernung 96 von einem halben Stegwiederholungsabstand außerhalb des Randes 88 gelegen hätten. Ein Problem ist aber, daß sich in den Ecken der Maske eine übermäßige Schwächung ergibt, wenn man auch dort die Stege im erweiterten Teil wegläßt. Um diese übermäßige Schwächung zu kompensieren sind im erweiterten Teil des Musters an den Ecken der Maske an der Randlinie 88 zusätzliche Stege eingefügt. Diese zusätzlichen Stege sind in Pigur 6 mit dem Buchstaben "C" bezeichnet.

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Claims (4)

1. Erfindun^sanspruch:

   1· Kathodenstrahlröhre mit einem kathodolumineszenten Li-. nienschirm und einer innerhalb der Röhre im Abstand zum Schirm angeordneten Schlitzmaske, deren Schlitze in im wesentlichen parallelen Spalten ausgerichtet sind, wobei jede Spalte eine Vielzahl von Schlitzen enthält, die durch Stegbereiche der Maske voneinander getrennt sind, und wobei der Mitte-Mitte-Abstand zwischen benachbarten Stegen innerhalb einer Spalte über den Hauptteil der Maske als der Stegwiederholungsabstand definiert ist und wobei die Stege benachbarter Spalten in Längsrichtung zueinander gestaffelt liegen, gekennzeichnet dadurch, daß die Spalten (66) innerhalb einer einem halben Stegwiederholungsabstand entsprechenden Entfernung von ihren Enden keinen Steg (68) enthalten.
2. 2. Kathodenstrahlröhre nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß alle Spalten innerhalb einer dem 1,5fachen des Stegwiederholungsabstandes entsprechenden Entfernung von ihren Enden einen Steg enthalten.
3. 3. Kathodenstrahlröhre nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Enden aller kathodolumineszenten Linien des Schirms (70) entlang glatt konturierter Randlinien ausgerichtet sind.
4. 4. Kathodenstrahlröhre nach Punkt 1 oder 2, gekennzeich- net dadurch., daß jeder Schlitz (64) am Ende einer Spalte mindestens halb so lang wie ein im mittleren Teil liegender Schlitz ist und daß die Enden aller Spalten entlang glatt konturierter Randlinien ausgerichtet sind.

   eichnungen