DD244875A5

DD244875A5 - Farbfernsehbildroehre mit glatt verlaufenden schirmraendern

Info

Publication number: DD244875A5
Application number: DD86289632A
Authority: DD
Inventors: John D Robbins
Original assignee: North American Philips Consumer Electronic Corp.,Us
Priority date: 1985-04-29
Filing date: 1986-04-25
Publication date: 1987-04-15
Also published as: EP0203636A2; DE3666642D1; ES8707376A1; EP0203636A3; ES554366A0; JPS61250929A; EP0203636B1; CA1261386A; US4631440A; KR950001138B1; KR860008587A

Abstract

Eine Farbfernsehbildroehre mit einem vertikal gestreiften Schirm und einer vertikal geschlitzten Lochmaske, in der die oberen und unteren Schirmraender einen glatten Verlauf erhalten haben, indem die vertikale Teilung zwischen Maskenloechern variiert wird, wobei die Anzahl der Loecher jede zweite vertikale Spalte konstant bleibt, so dass jede zweite Spalte in einem Schlitz mit voller Laengen endet.

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Farbfernsehbildröhren mit vertikal gestreiften Leuchtschirmen und geschlitzten Lochmasken, und insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf derartige Bildröhren mit glatt verlaufenden Schirmrändern an Ober- und Unterseite.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Farbfemsehbiidröhren ergeben eine Bildwiedergabe an einem Kathodoluminiszenzschirm, der aus wiederholten Gruppen roter, blauer und grüner Leuchtstoffelemente besteht. Diese Gruppen werden mit drei Elektrodenstrahlen aus einem Elektronenstrahlerzeugungssystem im Hals der Bildröhre abgetastet, wobei jeder der Primärfarben (Rot, Blau und Grün) je ein Strahl zugeordnet ist. Die aus getrennten Erzeugersystemöffnungen austretenden Strahlen konvergieren beim Annähern des Schirms, treten durch eine Lochmaske in kurzem Abstand (mit der Bezeichnung „Q") vor dem Schirm und zeigen eine geringe Divergenz bei der Landung auf dem betreffenden Leuchtstoffstreifen. In bequemem Sichtabstand kann das menschliche Auge die einzelnen roten, blauen und grünen Elemente im Schirm nicht auflösen, sondern es integriert vielmehr diese Primärfarben und nimmt von den Primärfarben erzeugte additive Farben wahr.

Frühere Bildwiedergaberöhren für Farbfernsehen enthielten Schirme, bestehend aus Leuchtstoffpunktgruppen, aber Punktschirme wurden längst durch Schirme, bestehend aus Gruppen vertikal orientierter Leuchtstoffstreifen ersetzt. Bekanntlich sind derartige Schirme zunächst vorteilhaft infolge der Milderung der Anforderung für genaue Aufzeichnung zwischen der Maske und dem Schirm in vertikaler Richtung.

Die Masken für diese Streifenschirme bestehen aus vertikal gerichteten Spalten schlitzförmiger Öffnungen, die voneinander durch sog. „Verbindungsstege" aus Maskenmaterial getrennt sind, die den Zusammenhang der Maske zum Erhalten der erforderlichen mechanischen Festigkeit bewirken. Die Schlitze in benachbarten Spalten sind in der einen oder der anderen Weise zur Vermeidung von Moire versetzt angeordnet; dieses Moire ist ein störendes periodisches Muster am Schirm durch geringe, ungewollte Fehlaufzeichnungen zwischen der Maske, dem Schirm und den Rasterabtastmustern. Leider verursachen dieses gegeneinander versetzte Muster der Schlitze und die konvexe Krümmung entsprechend dem herkömmlichen Entwurf an den oberen und unteren Rändern des Maskenbereichs Öffnungsspalten, die wahllos in Teilschlitze mit verschiedenen Längen oder in Verbindungsstegzonen auslaufen und die Ansicht eines unregelmäßigen Schirmrandes ergibt.

In der US-PS 4300070 wurde dieses Problem durch eine Änderung der Länge der Endteile der Öffnungsspalten in einem Randbereich der Maske beseitigt. Dabei wird spezifisch in allen Spalten, deren Endschlitze kleiner als die halbe Länge eines vollständigen Schlitzes sind, der letzte vollständige Schlitz derart verlängert, daß er bei der Kante des Schirmrandes endet. Jedoch wirkt sich diese Lösung in ziemlich komplexen Maskenentwürfen aus und weiter in Änderungen der Helligkeit des Schirmbildes in diesem Randbereich.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Farbbildröhre mit einem gestreiften Schirm und einer Schlitzlochmaske zu schaffen, die glatt verlaufende Ober- und Unterkanten des Schirmes ermöglicht.

Weiter bezieht sich die Aufgabe der Erfindung auf die Schaffung einer Maske, die einfach herstellbar ist und keine nichteinheitlichen Änderungen in den Randbereichen des Maskengebietes erfordert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Farbbildröhre mit einem Kathodolumineszenzschirm versehen ist, der ein Gebiet mit vertikalen Leuchtstoffstreifen und eine Lochmaske enthält, die im Abstand vor dem Schirm angeordnet ist und ein Gebiet mit streifenförmigen Öffnungen in vertikalen Spalten entsprechend den vertikalen Leuchtstoffstreifen enthält, wobei der Abstand von der Mitte eines Schlitzes zur Mitte eines vertikalen benachbarten Schlitzes mit vertikaler Teilung bezeichnet wird, wobei die Schlitze in benachbarten Spalten in vertikaler Richtung gegeneinander versetzt sind, wobei die Schlitze in nicht benachbarten Spalten in hozizontalen Reihen und diagonal benachbarte Schlitze in benachbarten Reihen liegen, wobei das Gebiet durch obere, untere, linke und rechte Kanten bestimmt ist und zumindest die oberen und unteren Kanten gekrümmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede zweite Spalte in Schlitzen mit vollständiger Länge endet, und benachbarte Spalten in Schlitzen mit Teillängen enden, und sich dabei die vertikale Teilung einheitlich ändert, um die gleiche Schlitzanzahl in jeder zweiten Spalte und verhältnismäßig glatt verlaufende Kanten zu erhalten.

In einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Spalten, die in Schlitzen mit Teillängen enden, an d§n benachbarten Spalten vorbei um einen Betrag weniger als eine Hälfte eines Schlitzes mit vollständiger Länge. Dieses Ausführungsbeispiel kann dadurch vorteilhaft sein, daß die Maske oft als Photomaske in der photolithographischen Erzeugung des Bildschirmes benutzt wird, und daß größere Teilöffnungen manchmal erforderlich sind, um Leuchtstoffstreifen zu erzeugen, die bei der definierten Schirmkante enden.

Es ist vorteilhaft, daß die Schlitze mit Teillängen Längen von etwa 50 bis 80% der Schlitze mit vollständiger Länge haben; Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Gebiet durch eine X-Achse in horizontaler Richtung und durch eine Y-Achse in vertikaler Richtung zweigeteilt ist, und daß sich die oberen und unteren Ränder des Lochgebietes konvex krümmen und in bezug auf die X-Achse symmetrisch sind. Die oberen und unteren Ränder des Lochgebietes weisen einen Krümmungsradius von etwa 3000 bis 20000mm auf.

Die Länge der Schlitze mit vollständiger Länge ist im wesentlichen konstant. Die Farbfernsehbildröhre ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß sie etwa 190 bis 350 vertikale Teilungen je Quandrantspalte enthält und die vertikale Teilung von etwa 115 bis 135% der Schlitzlänge auf der Y-Achse bis etwa 110 bis 130% der Schlitzlänge auf den linken und rechten Rändern des Gebietes variieren.

Die Länge der Stege ist im wesentlichen konstant und die Länge der Schlitze zum Aufrechterhalten der gleichen Anzahl von Schlitzen wird in jeder zweiten Spalte variiert.

Bei der Verwirklichung der vorliegenden Erfindung können die Schlitzlänge und/oder die Länge der Stege zwischen benachbarten Schlitzen zum Erhalten dergleichen Schlitzanzahl variiert werden.

Ausführungsbeispiel

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen.

Fig. 1: in perspektivischer Darstellung und teilweise gebrochen eine Farbfernsehröhre nach der Erfindung mit einem glatt

verlaufenden Schirmrand; Fig.2: eine graphische Darstellung der Schlitzspaltenhöhe auf der vertikalen Achse (Y) und der Spaltennummer auf der

horizontalen Achse X für einen oberen Quadrant der Lochmaske für die Bildwiedergaberöhre nach Fig.1, und Fig. 3: eine graphische Darstellung entsprechend der nach Fig. 2 mit einem Ausführungsbeispiel der Lochmaske, in der sich Schlitze mit Teillängen an benachbarten Spalten vorbei erstrecken, deren Endschlitze die volle Länge besitzen.

In Fig. 1 besteht die Farbfernsehbildröhre 10 aus einem evakuierten Glaskolben 11 und Elektronenstrahlerzeugern 12; 13 und 14, die Elektronenstrahlen 15; 16 und 17 auf den Schirm 18 richten, der aus abwechselnden roten, blauen und grünen Leuchtstoffstreifen besteht, von denen drei 19; 20 und 21 dargestellt sind. Die Strahlen 15; 16 und 17 konvergieren bei der Annäherung der Lochmaske 22, gehen durch eine Vertikallochspalte 23 und breiten sich beim Auftrefferi auf dem betreffenden Lochstreifen 19; 20 oder 21 ein wenig aus. Zusätzliche Lochspalten stimmen auf gleiche Weise mit zusätzlichen, nicht dargestellten Streifentripeln überein. Nicht dargestellte externe Ablenkspulen und zugeordnete Schaltungen steuern auf bekannte Weise das Abtasten der Maske und des Schirmes durch die Strahlen und erzeugen damit ein rechteckiges Rastermuster am Schirm.

Die Maske 22 und der Schirm 23 sind in Quadranten durch horizontale (X) und vertikale (Y) Achsen geteilt, und diese Achsen werden manchmal mit Hauptachsen bzw. Nebenachsen bezeichnet. Da die Quadranten in bezug auf diese Achsen symmetrisch sind, ist es üblich, eine Maske mit der Bezeichnung nur eines dieser Quandranten zu bestimmen. Demnach zeigt Fig. 2 den oberen rechten (von der Rückseite der Fig. 1 aus gesehen) Quadranten der Maske 22, deren oberer Rand 120 des Lochgebietes eine etwas konvexe Krümmung aufweist, die damit symmetrische Krümmung in den restlichen Quandranten anzeigt. Die Zahl der Lochspalten ist auf der X-Achse mit 0 bis η und die Höhe dieser Spalten mit Y(O) bis Y(n) angegeben. Der Abstand zwischen der Mitte eines Lochs 121 zur Mitte eines vertikalen benachbarten Loches 122 ist mit der vertikalen Teilung „p" angegeben. Das Maskenmaterial zum Trennen dieser Löcher voneinander wird mit Verbindungssteg 124 bezeichnet (rechter Rand 123 in der Spalte „n" weist im allgemeinen eine geringe Konkavität zum Erhalten eines im wesentlichen geraden Schirmrandes auf). In herkömmlichen Masken wird die vertikale Teilung zwischen Löchern im allgemeinen über die ganze Maske konstant gehalten (ausgenommen für geringe Schwankungen durch Formierung der flachen Maske in die gewünschte Kontur). Es ist ersichtlich.

daß die Krümmung der oberen und unteren Ränder des Lochgebietes die Löcher und Verbindungsstege mehr oder weniger wahllos schneidet, wodurch ein unregelmäßiger Schirmrand entsteht. Dieser unregelmäßige Schirm rand wird weiter durch die gegeneinander versetzten Löcher in benachbarten Spalten zum Vermeiden von Moire am Schirm verstärkt. Diese Staffelung wird im allgemeinen einfach durch vertikales Versetzen der Schlitze in jeder zweiten Spalte gegeneinander um den Abstand eines halben „p" erreicht.

In einer erfindungsgemäßen Farbfernsehröhre wird dieser unregelmäßige Schirmrand im wesentlichen dadurch beseitigt, daß die vertikale Teilung „p" von Spalte zu Spalte variiert wird, so daß zumindest jede zweite Spalte und vielleicht jede Spalte, die gleiche Schlitzanzahl aufweist, und die nicht versetzten Spalten allein Schlitzen mit vollständiger Länge enden. Dies läßt sich beispielsweise durch die Wahl einer geeigneten Anzahl (Ganzzahl m) vertikaler Teilungen für das vollständige Lochgebiet und durch Errechnung der vertikalen Teilung für jede Spalte durch die Teilung der betreffenden Spaltenhöhe im Quadrant durch m/2 erreichen, was die Anzahl der vertikalen Teilungen im Quadrant ist. In einer Maske mit einer ungeraden Ganzzahl m und mit ungeradzahligen Spalten, die um ein halbes „p" gegen die geradzahligen Spalten versetzt sind, ist der erste Schlitz der ersten Spalte (mit der Bezeichnung „0") im Quadrant am Anfang (Schneidstelle der X- und Y-Achsen) zentriert und ihr letzter Schlitz hat einen Endschlitz mit vollständiger Länge am Rand 120. Der erste Schlitz der zweiten Spalte (mit der Bezeichnung 1) befindet sich im Quadrant, der im Abstand von einem halben „p" über der X-Achse zentriert ist, und hat eine kleinere vertikale Teilung, so daß der letzte Schlitz dieser Spalte beim Rand 120 mit einem Schlitz mit Teillänge endet, wobei diese Länge mit folgendem Ausdruck geschrieben werden kann:

1 /2 (p minus Länge eines vollständigen Verbindungssteges). Da ein halbes „p" gleich einer halben Schlitzlänge plus einer halben Verbindungssteglänge ist, ist die Teilschlitzlänge kleiner als eine halbe Schlitzlänge zu einer halben Verbindungsstegiänge.

Die vertikale Teilung wird dabei für jede folgende Spalte mit der Ziffer „2" um „n" verringert, so daß alle geradzahligen Spalten in Schlitzen mit vollständiger Länge und alle ungeradzahligen Spalten in Schlitzen mit Teillängen enden.

Wenn es z. B. 531 Schlitze auf der ganzen Länge der Nebenachse gibt und die Quadranthöhe auf der Y-Achse (einschließlich einer Hälfteeines Verbindungssteges) 189,69mm und die gewünschte Anzahl vertikaler Teilungen 265,5 (531:2) beträgt, beträgt die vertikale Teilung für die Spalte „0" 0,7145 mm. Ebenso beträgt die Quadranthöhe für die Spalte mit der Nummer 250 188,82 mm, und die vertikale Teilung beträgt 0,7112mm.

In einem kennzeichnenden vollquadratischen Schirm, der nahezu mehr rechteckig als in vorangehenden Schirmen ist, haben die oberen und unteren Ränder des Lochgebietes einen Krümmungsradius von etwa 3000 bis 20000mm gegen 1 000 bis 5000mm für frühere Schirme. Derartige vollquadratische Schirme enthalten etwa 190 bis 350 vertikale Teilungen je Quadrantspalte, und die vertikale Teilung variiert von etwa 115 bis 135% der Schlitzlänge auf der Y-Achse bis etwa 110 bis 130% der Schlitzlänge auf den linken und rechten Rändern des Gebietes.

Dasselbe Grundverfahren ist verwendbar, ob nun die Anzahl der Teilungen in einer vollen Spalte ungerade oder gerade ist, und ob sich ein Schlitz oder ein Verbindungssteg am Anfang befindet und ob die ungeradzahligen oder geradzahligen Spalten in einem Schlitz mit Vollänge oder mit Teillänge enden.

Im photolithographischen Verfahren, das normalerweise zum Erzeugen des Leuchtschirmes verwendet wird, wird die Lochmaske als Photomaske verwendet. In der Praxis wurde gefunden, daß Schlitze mit Teillängen an Spaltenenden manchmal weniger als optimale Dosierungen (Intensität χ Zeit) aktinischer Strahlung zum Photowiderstand ergibt und infolgedessen kürzer sind als die gewünschten Leuchtstoffstreifen am Schirm. Demnach werden in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung die Teillängenschlitze über den Rand des Lochgebietes hinaus verlängert, um glatter verlaufende Ränder im photolithographischen Verfahren zu erhalten.

Ein derartiges Lochgebiet ist in Fig. 3 dargestellt. Figur 3 zeigt eine graphische Computerdarstellung (in der Vergrößerung) eines Gebietes, in dem die Schlitzlänge und die Zahl der Teilungen konstant gehalten wird, und in dem sich Teillängenschlitze 34 in ungeradzahligen Spalten über die Vollängenschlitze 33 in geradzahligen Spalten hinaus um einen konstanten Betrag ΔΥ am Rand des Gebietes 32 erstrecken, um einen Sekundärrand 31 zu bilden.

Dieses Ausführungsbeispiel ist insbesondere vorteilhaft, weil die Teillängenschlitze sonst sehr kurz wären (100 bis 150% der Schlitzbreite). Dazu kommt, daß sehr kurze Schlitze im herkömmlichen Photoätzverfahren zur Erzeugung der Masken schwer erzeugbar sind.

Als Beispiel wurde gefunden, daß Schirmbänder mit glattem Verlauf mit dem herkömmlichen Schwarzmatrixphotolithographieverfahren unter Verwendung der Lochmaske als Photomaske erhalten werden können, wobei die Endschlitze mit Teillängen etwa 50 bis 80% der Länge der Vollängenschlitze betragen.

In nicht dargestellten anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung wird die Dicke der Stege oder sogar die Schlitzlänge und die Länge der Stege variiert, um die gleiche Schlitzanzahl in jeder zweiten Spalte zu erhalten.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Farbfernsehbildröhre mit einem Kathodolumineszensschirm mit einem Bereich vertikaler Leuchtstoffstreifen und einer Lochmaske im Abstand vor dem Schirm, wobei die Maske ein Gebiet mit streifenförmigen Öffnungen in vertikalen Spalten entsprechend den vertikalen Leuchtstoffstreifen enthält, wobei der Abstand von der Mitte eines Schlitzes zur Mitte eines vertikalen benachbarten Schlitzes mit vertikaler Teilung bezeichnet wird, wobei die Schlitze in benachbarten Spalten in vertikaler Richtung gegeneinander versetzt sind, wobei die Schlitze in nicht benachbarten Spalten in horizontalen Reihen und diagonalweise benachbarte Schlitze in benachbarten Reihen liegen, wobei das Gebiet durch obere, untere, linke und rechte Kanten bestimmt ist und zumindest die oberen und unteren Kanten gekrümmt sind, gekennzeichnet dadurch, daß jede zweite Spalte in Schlitzen mit vollständiger Länge endet, und benachbarte Spalten in Schlitzen mit Teillängen enden, und sich dabei dievertikaleTeilung einheitlich ändert, um die gleiche Schlitzanzahl in jeder zweiten Spalte zu erhalten, und verhältnismäßig glatt verlaufende Kanten zu erhalten.
2. Farbfernsehbildröhre nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Spalten, die in Schlitzen mit Teillängen enden, an den benachbarten Spalten vorbei um einen Betrag weniger als eine Hälfte eines Schlitzes mit vollständiger Länge erstrecken.
3. Farbfernsehbildröhre nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Schltae mit Teillängen Längen von etwa 50 bis 80% der Schlitze mit vollständiger Länge haben.
4. Farbfernsehbildröhre nach den Punkten 1,-2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, daß das Gebiet durch eine X-Achse in horizontaler Richtung und durch eine Y-Achse in vertikaler Richtung zweigeteilt ist, und daß sich die oberen und unteren Ränder des Lochgebietes konvex krümmen und in bezug auf die X-Achse symmetrisch sind.
5. Farbfernsehbildröhre nach einem oder mehreren der Punkte 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die oberen und unteren Ränder des Lochgebietes einen Krümmungsradius von etwa 3000 bis 20000mm besitzen.
6. Farbfernsehbildröhre nach einem oder mehreren der Punkte 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Länge der Schlitze mit vollständiger Länge im wesentlichen konstant ist.
7. Farbfernsehbildröhre nach Punkt 6, gekennzeichnet dadurch, daß es etwa 190 bis 350 vertikale Teilungen je Quadrantspalte enthält und die vertikale Teilung von etwa 115 bis 135% der Schlitzlänge auf der Y-Achse bis etwa 110 bis 130% der Schlitzlänge auf den linken und rechten Rändern des Gebietes variieren.
8. Farbfernsehbildröhre nach einem oder mehreren der Punkte 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Länge der Stege im wesentlichen konstant ist und die Länge der Schlitze zum Aufrechterhalten der gleichen Anzahl von Schlitzen in jeder zweiten Spalte variiert wird.
9. Farbfernsehbildröhre nach einem oder mehreren der Punkte 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Länge der Stege und die Länge der Schlitze zum Aufrechterhalten der gleichen Anzahl von Schlitzen in jeder zweiten Spalte variiert werden.