DE2315354A1 - Dreistrahlbildroehre mit einer lochmaske mit laenglichen oeffnungen - Google Patents

Description

• Dreistrahlbildrbhre mit einer Lochmaske mit länglichen Öffnungen.
• Die Erfindung bezieht sich auf Farbbildröhren, insbesondere auf Dreistrahiröhren, unter Verwendung einer Mehrzahl von In-Line-Elektronenstrahlen und einer Schattenmaske, die eine Vielzahl von länglichen Öffnungen besitzt.-Kathodenstrahlröhren, welche eine Elektronenkanone besitzen, die aus einer Vielzahl von In-Line-Elektronenstrahlen besteht, besitzen eine Vielzahl von Schattenmaskenkonstruktionen in Verbindung mit einer Leuchtschicht. Zylindrische Masken oder Gitter wurden z.B.
• aus parallelen Drähten oder dünnen Metallstreifen oder Rippen gebildet, welche eng aneinanderliegende parallele Öffnungen oder Schlitze bilden in Verbindung mit parallel gestreiften Schirmen. Derartige Maskenkonstruktionen zeigten den Nachteil struktureller und thermischer Instabilitäten, welche besonders bei gröBeren Schirmgrößen sehr ausgeprägt waren. Da die parallele Draht-oder Streifenkonstruktion der Masken nicht geeignet war, um sie sphärisch zu formen, wurde eine Vielzahl von eng benachbarten Querbrücken hinzugefügt in der Erwartung, die Schlitzkonstruktion zu verstärken, jedoch waren diese Bemühungen sehr begrenzt.
• Die üblichen Schattenlochmasken haben runde Öffnungen oder Löcher und wurden auch bereits in In-Line-Röhren in Verbindung mit Punktrasterschirmen verwendet.
• Während die Maske mit runden Löchern ohne weiteres sphärisch geformt-werden kann und eine genügende Stärke und Stabilität besitzt, fängt das Webmuster der halbdurchsichtigen Maske mit ihren runden Öffnungen minen bemerkenswerten Betrag des entsprechenden Elektronenstrahls auf. Auf diese Weise reduziert die Maske mit den runden Löchern die res ltierende Bildhelligkeit gegehuber einer Schattenmaske mit Rippen oder Streifen.
• Weiterhin neigt die Maske mit. runden Öffnungen dazu, sich infolge des Auftreffens des'Elektronenstrahls der eine Ausdehnung der Maske hervorruft während des' Betriebes der Röhrevzu heben. Dies wiederum verschlimmert die Fehlüberdeckung der Öffnungen in der Maske in Bezug auf die Phosphorpunkte des Bildschirmes, eine Voraussetzung, die die Farbreinheit der Wiedergaberöhre verschlechtert. Die der runden Schattenmaske innehaftende Eigenart in Verbindung mit dem Punktraster mit runden Flecken begrenzt die Veränderbarkeit der Oberdeckung und ist deshalb verantwortlich für die Fehlüberdeckung durch Einflüsse des Erdmagnetfeldes.
• Ein weiterer Nachteil der~ bekannten Masken mit runden Öffnungen in Verbindung mit dem Punktrasterschi-rm ist das offensichtlich störende Moirémuster welches bei der in Betrieb befindlichen Röhre auftritt. Dieser Mangel ist die Folge eines Intsrferenzmusters, welches durch den Unterschied des Abstandes zwis'chen benachbarten Bildzeilen und dem Abstand zwischen benachbarten runden'Offnungen in der Maske entsteht.
• Es ist die Aufgabe der Erfindung, vorgenannte Nachteile zu vermeiden und eine verbesserte Schattenmaske für eine In-Line-Dreistrahlrhhre vorzusehen, um eine Wiedergabe mit verbesserter Helligkeit zu gewährleisten.
• Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, ein helles Bild auf der Kathodenstrahlröhre zu erzeugen, welches ein Minimum an Moirestörungen besitzt.
• Weitere Zwecke der Erfindung sind, eine Schattenmaske für eine Kathodenstrahiröhre vorzusehen, welche eine verbesserte Durchlässigkeit für die Elektronen bildet, eine zuverlässige Stabilität besitzt, verminderte Arbeitstemperatur in der Umgebung der Röhre, sowie eine Röhre, die weniger empfindlich auf Einflüsse des Erdmagnetfeldes ist.
• Die vorgenannten Ziele werden in einem Hinblick der Erfindung durch eine verbesserte Schattenmaske zum Gebrauch in einer Farbbildröhre erreic-ht, welche drei In-Line-Elektronenstrahlen besitzt und einen Punktrasterschirm, der wiederholt eine Anordnung von drei Phosphorbereichen enthält, wobei die Schattenmaske eine längliche Öffnungsanordnung enthält'. Die Maske, welche eine größere Durchlässigkeit besitzt und auch eins verbesserte Helligkeit, besteht aus einer Vielzahl von länglichen öffnungen die durch Zwischenleisten scharf abgegrenzt sind und in einem wesentlichen einheitlichen Muster angeordnet sind, so daß sie eine Mehrzahl von parallelen horizontalen Reihen bilden, in denen die Öffnungen in abwechselnden Reihen senkrecht in ähnlichen Spalten ausgerichtet sind. Die Dimensionsverhältnisse in Bezug auf die länglichen öffnungen sind zu gleichseitigen Parallelogrammen oder Rhomben ausgerichtet, die bestimmte Scheitelpunkte in den Mittelpunkten von vier weehselseitig benachbarten Öffnungen bilden, welche in drei aufeinanderfolgenden horizontalen R'eihen liegen. Die horizontal. orientierten Scheitelpunkte der Parallelogramme werden durch eine erste Diagonale verbunden, die den Abstand von Mittelpunkt zu Mittelpunkt zwischen benachbarten horizontalen Öffnungen angibt,welche eine durchgehende Fläche einer Zwischenleiste besitzen. Die vertikal orientierten Scheitelpunkte der Rhomben werden, durch eine zweite Diagonale verbunden, die den Abstand von Mittelpunkt zu Mittelpunkt zwischen benachbarten vertikalen Öffnungen bestimmen, welcher größer ist als der Abstand von Mittelpunkt zu Mittelpunkt zwischen horizontal benachbarten Öffnungen.
• Figur 1 zeigt eine vergrößert-e Teilansicht, die den Stand der Technik einer Schattenmaskenröhre mit runden öffnungen zeigt in Verbindung mit einem Wiedergabeschirm mit runden Punkten.
• Figur 2 zeigt eine Teilansicht einer Röhre, welche gemäß der Erfindung die Beziehungen des Schirmes der Schattenmaske und der mehrfach In-Line-Elektronenstrahlen darstellt und Figur 3 zeigt eine vergrößerte Teildarstellung, die den Bildschirm und die Maske mit länglichen Öffnungen gemäß der Erfindung als Schnittlinie der Figur 2 in Blickrichtung der Elektronenstrahlquelle darstellt.
• Für ein besseres Verständnis vorliegender Erfindung in Verbindung mit weiteren Zielen und Vorteilen soll nachstehend die Erfindung in Verbindung mit den Figuren näher erläutert werden.
• Das beschreibende Wort "In-Line-Mehrstrahldreifarbkathodenstrahlröhre" bezieht sich auf eine Röhre, welche drei getrennte Elektronenstrahlen benutzt, die im wesentlichen in einer horizontalen Ebene ausgestrahlt werden und durch öffnungen einer Schattenmaske auf den Lumineszenzschirm auftreffen, welcher eine Vielzahl von in Reihe angeordneten Phosphorpunkten in Dreieranordnung besitzt. Jeder der Phosphorbereiche besteht aus einem oder mehreren Phosphormaterialien, welche ein bestimmten Farbton abgeben, wenn sie erregt werden. Gleichzeitige Anregung von zwei oder mehr der Phosphorbereiche erzeugt eine Mischfarbe. Die Phosphorpunkte jedes Dreierpunktes sind als Blau "B", Rot "R" und Grün "G" bezeichnet.
• In Figur 1 ist eine vergrößerte Teilansicht des wesentlichen Mittelteils einer Lochmaskenröhre 11 dargestellt in Verbindung mit dem'Bildschirm 13, wie er von der Mehrfach-In-Line-Elektronenkanone innerhalb der Röhre gesehen wird. Die Lochmaske 11 besitzt eine Vielzahl von kreisförmigen Öffnungen 15 die durch die halbdurchlässigen Zwischenleisten 17 gebildet werden und stellen eine Reihe von Öffnungen dar, wie sie in einer konventionellen Dreifarb- oder Deipunktmehrstrahl-In-Line-Röhre verwendet werden. Die Anordnung der runden Öffnung einer Maske nach dem Stand der Technik ist direkt auf die X- und Y-Achse der Maske bezogen und die gemeinsamen Diagonalen, die gemeinsam mit den Öffnungen eine Vielzahl von horizontalen Reihen und vertikalen Kolonnen bilden, wovon die Öffnungen in abwechselnd horizontalen Reihen vertikal ausgerichtet sind. Die horizontalen Reihen sind parallel zur X-Achse und die vertikalen Kolonnen sind parallel zur Y-Achse.
• Die benachbarten horizontalen Reihen der Öffnungen sind derart angeordnet, daß sie einen Abstand s von Mittelpunkt zu Mittelpunkt haben. sowie zwischen den Reihen y eine vertikale Trennung besitzen. Das Verhältnis der'Nffnungen ist z.B. bezeichnet durch vier wechselseitig benachbarte Öffnungen 15, welche in drei aufeinanderfolgenden horizo'ntalen parallelen Reihen 5-F', E-E', und Y-Y', mit MittelpunktenX tnt "n"und''o' welche ein gleichseitiges Parallelogramm oder Rhombus"l m n bilden in welchem alle vier Seiten gleiche Länge besitzen. Der Rhombus besitzt spitzwinklige Scheitelpunkte, welche in den Mittelpunkten"l"und"n" benachbarter Öffnungen 15 entlang der horizontalen Reihe E-E, gebildet werden, welche parallel zur Y-Achse liegt; um Verwirrung zu vermeiden sind diese Scheitelpunkte ebenso bezeichnet als"l"und"nw Diese spitzwinkligen Scheitelpunkte" 1" und n des Rhombus sind durch eine erste Diagonale "1 n"verbunden, welche horizontal gerichtet ist, um den' Abstand" k" vom Mittelpunkt zu Mittelpunkt zwischen benachbart,en horizontalen Öffnungen zu definieren.
• Die stumpfwinkligen Scheitelpunkte "m" und "o" desselben Parallelogramms werden durch eine zweite Diagonale"m o"verbunden, welche entlang der vertikalen Achse Y-Y' vertikal gerichtet sind, um den Abstand" t" zwischen den Mittelpunkten zwischen vertikalen benachbarten Öffnungen zu definieren.
• In dieser Lachmaske mit runden Öffnungen nach dem Stand der Technik haben die spitzwinkligen Scheitelpunkte"l"und"n"des rhombusähnlichen Gebildes gleiche Winkel von 60°. Die Abstände benachbarter Öffnungen werden durch die Diagonalen"l n"und"m o"definiert, das heißt, daß die horizontalen Abständenkzwischen den Öffnungen in der Maske mit runden Löchern größer als der vertikale Abstand"t"ist. In ähnlicher Weise sind die Abstände"v"zwischen benachbarten parallelen Kolonnen von Öffnungen in der Y-Richtung größer als die Abstände"s"zwischen benachbarten horizontalen Reihen der Öffnungen in der X-Koordinate.
• Der Dreifarbbildschirm 13, der auf Glas oder eine Wiedergabe-Anordnung 19 aufgebracht ist, wird im wesentlichen aus runden B-R-G-Phosphorpunkten gebildet, wenn er in Verbindung mit einer Lochmaske 11 nach dem Stand der Technik verwendet wird.
• Figur 2 zeigt in einer Teilansicht bestimmte Teile einer Kathoden'strahlröhre 23, welche' in einer Umhüllung 25 teilweise dargestellt sind, wobei Im wesentlichen der Mittelteil eines sphärisch gekrümmen Bildschirmes 19 dargestellt ist, welcher einen Dreifarbraster 27 in Form von sich wiederholenden Gruppen von B, R und G länglichen Phosphorflächen enthält, welche in Reihen aufgebracht sind.
• Eine sphärische oder gewölbte metallische Lochmaske 29, welche längliche Öffnungen 43 besitzt, ist mit einem Abstand in'Bezug auf den Bildschirm 27 angebracht, welche mit der'Anordnung direkt und dem späteren Betrieb des Bildschirms direkt vereinigt ist. Im Betrieb werden die Lochmaske 29 und der Bildschirm 19 als eine kombinierte Einheit .31 betrachtet und sind in üblicher Weise mit Mitteln, die nicht dargestellt sind, zusammengeheftet. Zusätzlich befi-ndet sich in der Umhüllung 25 eine Elektronenkanone 33, die derart ausgerichtet ist, daß drei getrennte Elektronenstrahlen 35,37. und 39 gegen die Lochmaske 29 und den d-issbezüglichen Schirm 27 strahlen. Wie gezeigt konvergieren die drei Strahlen 35,37 urid 39 an der Maske Z9 in dem Moment, in welchem sie durch eine längliche Öffnung 43 gehen, wonach sie getrennt längliche Phosphorbereiche auf dem Schirm 27 erregen, um ein Bild wiederzugeben.
• In Figur 3 ist eine vergrößerte Ansicht des im wesentlichen mittleren Teils einer sphärischen Schattenmaske 29 der Erfindung gezeigt, worin die Anordnung von länglichen öffnungen 43 in Deckung mit den' länglichen Phosphorbereichen 44, die aus den darunter befindlichen Bildschirmpunkten B,R und G bestehen gezeigt ist.
• Insbesonderswird auf die Figuren 2 und 3 Bezug genommen, wobei die Schattenmaske 29 X- und Y-Achsen und eine Vielzahl von länglichen Oeffnungen 43 besitzt, die durch ein halbdurchlässiges Gewebe 45 gebildet wird. Jede Öffnung hat eine Längs- und Querachse 47 und 49, die sich im Mittelpunkt schneiden. Diese Öffnungen sind derart angeordnet, daß sie im wesentlichen ein gleichförmiges Muster bilden, wobei die Längsachsen 47 der Öffnungen 43 in der vertikalen Y-Achse und die Querachsen 49 in der horizontalen X-Achse der Maske ausgerichtet sind. Das längliche Öffnungsmuster ist im wesentlichen durch die Orientierung von benachbarten Öffnungen bestimmt, die eine- Vielzahl von in Wechselbeziehung stehenden horizontalen Reihen bilden wie z.B. X-X', A-A', und B-B', und vertikale Kolonnen, wie z.B.
• C-C', Y-Y', und D-D', wobei die Öffnungen von wechselnden horizontalen Reihen z.B. X-X' und B-B' vertikal in Reihe liegen wie z.B. die Kolonne X-X'.
• Die Zwischenräume zwischen den Öffnungen' in den horizontalen und vertikalen Verbindungslinien des Musters bilden zusätzlich geradlinig diagonale Verbindungen zwischen benachbarten öffnungen 43 in benachbarten horizontalen Reihen ebenso eine Reihe von schneidenden Diagonalenreihen wie z.B. 0-0', LL', NN'U KK'. Die Reihen der Öffnungen in einer gegebenen Richtung sind im wesentlichen parallel z.B. XX', und AA', OD', und LL', NN', und KK', und eine ähnliche park'alle Verbindung verbindet z.B.
• die Kolonnen CC' und YY'.
• Das diesbezügliche Ausführungsbeispiel der länglichen Öffnungen 43 bezieht sich auf ein gleichseitiges Parallelogramm oder Rhomb'us, der z.B. durch vier wechselseitig benachbarte Öffnungen gebildet wird, die in drei aufeinanderfolgenden horizontalen parallelen Reihen BB', AA', und XX' orientiert sind, wobei die Mittelpunkte"d, e, f"und"g"der diesbezüglichen Öffnungen die Scheitelpunkte des gleichseitigen Parallelogramms"d e f g"bilden. Das derart gebildete Viereck ist mit seinen Seiten deck-ungsgleich mit den' Diagonalen NN' KK' 00' und LL' des Lochmusters orfentiert. Die stumpfwinkligen Scheitelpunkte" d" und "f"werden in den Mittelpunkten"d f"von benachbarten länglichen Öffnungen 13 entlang der horizontalen Reihe AA' gebildet, welche parallel zur X-Achse verläuft. Wenn man diese stumpfwinkligen Scheitelpunkte "d"und"f"verbindet entsteht eine erste Diagonale"d f", welche horizontal gerichtet ist und den Mittelpunktabstand" b" zwischen benachbarten horizontalen Öffnungen 43 in der Reihe AA' bildet. Diese benachbarten horizontalen Öffnungen werden in horizontaler Richtung durch eine ununterbrochene Zone einen Zwischenraum bildenden Teil getrennt, der eine Höhe besitzt, die mindestens die Länge der getrennten oeffnungen ausgleicht. In diesem Zusammenhang kann der vertikale Abstand" J" zwischen den Enden der Öffnungen benachbarter Reihen in bestimmten Fällen den Wert 0 erreichen Die'spitzwinkeligen Scheitelpunkte"e" und "g"der zuvor erwähnten Parallelogramme werdan.durch elne zweite Diagonale"e g" miteinander verbunden, welche vertikal entlang der vertikalen Y-Achse orientiert ist und den Mittelpunktabstand "c"zwischen benachbarten vertikalen Öffnungen in der gleichen Kolonne bildet Diese Parallelogrammanordnung zeigt, daß die Abstände zwischen den benachbarten länglichen Öffnungen, wie sie durch die Diagonalen t f"undne g"bestimmt sind, daß die horizontalen Abstände"b"zwischen den öffnungen kleiner ist als der vertikale Abstand"c'.' In gleicher Weise sind die horizontalen Abstände"e"zwischen benachbarten parallelen Kolonnen der Offnungen,-die in der Richtung der Y-Achse orientiert sind, kleiner als die vertikalen Abstände"h"zwischen benachbarten horizontalen Reihen der länglichen öffnungen, die in der Richtung der X-Achse orientiert sind. Diese Ditensionierungen sind umgekehrt zu denjenigen, wie sie in der vorher beschriebenen Lochmaskenanordnung 11 mit runden Öffnungen zum Stand der Technik beschrieben wurden.
• Vorzugsweise besitzen die länglichen Öffnungen 43 abgerundet'e Enden, um das gewünschte Einfügen der länglichen Phosphorpunkte 44 zu erleichtern, die das Schirmmuster 27 bilden, zusätzlich verbessert dies die Wiederstandsfähigkeit der Maskenstruktur in den Bereichen, in welchen sich die Enden-der Öffnungen welchselweise nähern. Die runden Enden der länglichen Öffnungen haben einen Radius, der im wesentlichen der Hälfte der Breite der Öffnungen entspricht.
• Die verbesserte Schattenmaske 29 nach der Erfindung besitzt Bereiche mit länglichen Öffnungen 43, die größer als die runden Öffnungen 15 sind, wie sie in der zum Stand der Technik beschriebenen Maske 11 vorhanden sind, was eine größere Durchlässigkeit der Maske bewirkt. Auf diese Weise besitzt die verbesserte Maske zeine verminderte Undurchlässigkéit des Gewebes und gestattet auf diese Weise den Durch gang einer größeren Anzahl von Elektronen.
• Während verschiedene Kombinationen von verlängerter Öffnungsweite,-länge und -abstand möglich sind, wurde bei der Beurteilung baulicher und bildlicher Anforderungen entdeckt, daß ein Längs- zu Quer-Bildseitenverhältnis bezüglich der Dimensionen"X:W" für die Langlochöffnungen innerhalb es Bereiches von im wesentlichen 2 : 1 bis 20 : 1 angestrebt werden sollte, vorzugsweise ein solches im Bereich von 3 : 1 bis 10 : 1. Die Breitendimension "W" jeder Langlochöffnung (apertur) 43 hat einen kleineren Wert als ein Drittel des horizontalen Mitte bis Mitte-Abstandes "b" zwischen benachbarten Offnungen in der gleichen Reihe. Die öffnungslänge oder -höhe "" hat einen kleineren Wert als der vertikale Mitte- bis Mitte Abstand "h" zwischen benachbarten horizontalen Reihen von öffnungen, z.B. A-A', B-B' um' vorzugsweise einen Sicherheitsabstand "r" in den reinen Phosphorgebieten zu gewährleisten, die die Schirmstruktur darstellt.
• Die Beziehung des vertikalen Mitte- bis Mitte-Abstandes "h" zwischen benachbarten -horizontalen Reihen von Öffnungen ist z.B. A-A', B-B' und der horizontale Mitte bis Mitte-Abstand "b" zwischen benachbarten Öffnungen wird als Verhältnis "h : b" ausgedrUckt und ist größer als 0,5 : 1.
• Zur Minimalisierung des Moire-Mustereffektes sollte der vertikale Abstand "h" zwischen benachbarten horizontalen Reihen von Langlochöffnungen einen Wert haben, der abweicht von dem Wert, der im wesentlichen aus der Teilung der vertikalen Dimension der nutzbaren Maskenfläche durch die Anzahl der aktiven Elektronenstrahlabtastlinien folgt, die sich bei Abtastung der Bildfläche der Maske' ergeben. Zum Beispiel hat die Maske in einer "15 inch 90° In-Line" Röhre eine vertikale Dimension der brauchbaren Maskenfläche, angewendet in dem folgenden Bild von im wesentlichen 78 inch. Wenn im normalen Betrieb die Maske sequentiell von einem Elektronenstrahl abgetastet wird, der eine Abstandhäufigkeit von z.B. 525 Zeilen pro Rasterrahmen aufweist, dann ist die Anzahl der sichtbaren Abtastlinien in der GröBenordnung von 480. Damit ist: Vertikale Höhe der Maske = 8,78 = 0,183 inch 480 sichtbare Abtastlinien des Rasters der ungünstige Wert des Mitte- bis Mitte-Abstands "h" zwischen den Reihen. Vielfache der beispielhaften 0,183 inch Abstand wie etwa 0,366 und 0,549 inch sind ebenso unerwünscht, wenn man die Moiremusterinterferenz [-Störung) beachtet. Wie in den Figuren gezeigt, sind die Flächen der verlängerten Phosphorpunkte 44 möglichst größer als die Maskenöffnungen 43, indem sie so während des Bildschirmherstellungsprozesses geformt werden.
• Während die Maskenöffnung die Fläche des Strahls bestimmt, der die Masken 29 passiert, ist die Landungsfläche 51 des Elektronenstrahls auf der Phosphorpunktfläche 44 gröber als die Öffn.ungsfläche 43 verschiedener verknüpfter Faktoren der geometrischen Optik, die den Elektronenstrahl beeinflussen, so zum Beispiel der Abstand Maske-Bildschirm "Q", der Abstand von dem Bildschirm zur Ablenkebene (nicht gezeigt) und der Schnittfläche des Elektronenstrahls'in der Ebene der Ablenkung. Wegen dieser Faktoren ist die Fläche des Strahlauftreffens 51 auf dem Fleck normalerweise 10 bis 15 % größer als die Fläche der dazugehörigen Öffnung 43. Die Umfangsfläche des Phosphorpunkt'es 44, die über die Auftreffläche des Strahles hinausragt, wird Sicherheitsabstand "r" für jede bezügliche Phosphorfläche genannt. Der zusätzliche Phosphor, der für diesen Sicherheitsabstand vorgesehen ist mit einer typischen Weite von 0,001 inch oder mehr, erlaubt Verschiebungen des auftreffenden Elektronenstrahls, wobei eine vergleichbare Fläche von luminiszierender Erregung erhalten wird.
• Es wurde festgestellt, daß eine Color-Kathodenstrahlröhre mit der Schattenmaske 29 gemäß der Erfindung weniger kritisch ist für vertikale Registration, als die konventionellen Masken mit runden Öffnungen, wenn sie die vorstehend beschriebenen verlängerten Öffnungen 43 besitzt.Es wurde außerdem entdeckt, daß in einer Röhre mit der Langlochmaske ein günstiger Kompromiß zwischen Helligkeit und Sicherheitsabstand ,erreicht werden kann. So verbessert z. B. eine geringfügige Verkleinerung der Öffnungsfläche und eine Vergrößerung des Sicherheitsabstands die Farbreinheit und verringert die Empfindlichkeit gegenüber dem'Magnetfeld der Erde, insbesondere im 3 und 9 Uhr-Bereich des Schirmes. Es folgt hieraus, daß In-Line-Schattenmaskenröhren mit Langlochöffnungen 43 nicht nur eine verbesserte Helligkeit gegenüber den Rundlochmasken teigen, sondern auch weniger kritisch im betriebsmäßigen Zusammenbau sind.
• pie Langlochöffnungen haben einen weiteren Vorteil gegenüber den Rundlochöffnung'en, indem die Fläche der Rundlochöffnung mit dem Quadrant des Durchmessers Variiert, wohingegen die Fläche der Langlochöffnung überwiegend eine lineare Anderung unter Bezug auf die Weite ist, die von der Länge abweicht. Damit beeinflußt jede Anderung der Öffnungsweitedimension wesentlich mehr die Fläche der zum Stand der Technik' gehörenden Rundlochöffnungen als die Fläche mit Langlochöffnungen. Dieses wird insbesondere bei der Übertragung einer abgestuften Maske bewiesen, wobei die Öffnungsdimensionen vorbestimmbar von der Mitte nach außen zum Rand abweichen. Wenn versucht wird, einen im wesentlichen konstanten Sicherheitsabstand über das Bildschirmmuster zu erzielen, der schädliche Helligkeitsabfall von der Mitte zu dem Rand hin resultierend von der Verwendung abgestjfter Lochmasken ist daher mehr betont bei der Verwendung der bekannten Rundlochöffnungen als es der Fall ist für die Maskenkonstruktion mit Langlöchern.
• Bei der Betrachtung der größeren Transparenz oder Maskenübertragung "G" der verbesserten Maske 29 wird die Aufmerksamkeit auf-Figur 3 gelenkt, wobei auf die erwähnte parallelogrammartige Fläche "defg" Bezug genommen wird, als eine defini'erte Fläche der Schattenmaske, die die ganze Fläche einer individuellen typischen Langlochöffnung 43 umschließt sowie das umgebende Zwischengittergewebe 45, das dazu gehört. Die verbesserte, vorstehend beschriebene Maske erzielt einen Mittenübertragungsfaktor wesentlich besser als 18 % per Einheit der Maskenfläche. Als Beispiel sind die folgenden Werte für eine Ausführung mit Langlochmaske angegeben, die in einer "15 inch 90° In-Line"-Röhre angewendet wird und wobei die Öffnungen ein Längs- zu Querverhältnis "X:W" mit einem Wert von im wesentlichen 2,5:1 besitzen Offnungsweite "W" (Mitte) 0,0103 inch Öffnungshöhe "X" (Mitte) 0,0257 inch horizontaler Abstand zwischen Öffnungen "b" 0,0440 inch vertikaler Abstand zwischen benachbarten horizontalen Reihen "h" 0,0282 inch Fläche der Langlochöffnungen mit runden Enden = wx-w2t1-4ff) Parallelogrammfläche "defg" = b.h Maskenübertragungsfaktor "G"tMitte) = Fläche der Langlochöffnung x 100 Fläche des Parallelogramms "defg" = wx - w² ( 1 - #) x 100 ab 0,0103 x 0,0257-0,0103²(1-0,7854) x 100 0,0440 x 0,0282 Der übertragungsfaktor "G" der Langlochöffnungsmaske (Mitte) = 19,5 % Zum Vergleich sind die folgenden Werte aufgeführt für die bekannte parallelogrammartige Beziehung nlmno" für eine Rundöffnungsmaske,wie sie Figur zeigt: Öffnungsdurchmesser "q"(Mitte) 0,0103 inch horizontaler Abstand zwischen Öffnungen "k" 0,04330 inch vertikaler Abstand zwischen benachbarten horizontalen Reihen "s" 0,0125 inch Fläche der Rundlöcher = 0,7854 x 92 Parallelogrammfläche "lmno" = Maskenübertragungsfaktor "G"tMitte) = Fläche der Rundlöcher x 100 Parallelogrammfläche "lmno" 0,7854 x q x 100 ks - 0,7854 x 0,0103² x 100 0,04330 x 0,0125 Übertragungsfaktor "Go" der bekannten Rundlochöffnungsmaske (Mitte) = 15,4 % Daraus folgt auf der Grundlage von Vergleichsdimensionen die erfindungsgemäBe Öffnungsmaske 29 liefert verbesserte Maskenübertragung der Elektronenstrahlen, die in dieser Betrachtungsweise die Helligkeit der Schirmbildwiedergabe verstärkt und die Betriebstemperatur der Maske reduziert, wobei die Masken-öffnungs-Schirm-Muster Registrierung verbessert'wird.
• Berücksichtigt man die Temperaturreduzierung nimmt die Maske 29 mit den Langlochöffnungen 43 geringeren Strahlstrom auf als die bekannte Rundlochmaske 11.
• Deshalb nimmt sie weniger Leistung auf und erreicht als Folge nicht den gleichen Pegel der Betriebstermperatur. So ist z. B. die prozentuale Verringerung der verbrauchten' Leistung für die Langlochmaske 29 gegenüber der bekannten Maske 11 im wesentlichen folgende: Rundöffnungsmaske Übertragung "G " = 15,4 %w- bei 0 einem absorbierten Strahlstrom = 84,6 %, Langlochmasken Übertragung "G" = 19,5 %, bei einem absorbierten Strahlstrom von 80,5%; Leistung (Watt) = EC, wobei E = Anodenspannung C = mittlerer Strahlstrom.
• % Verringerung in absorbierten Watt (0,846C) E-C0,805C) E x 100 = 4,8% (o,846C) E Wie die Figur 2 und 3 zeigen, enthält die 3-Farbeneingenistete (nested)-Phosphr-Bildschirmmuster 27 eine sich wiederholende Ordnung von 3 länglichen Phosphorflächen oder -flecken 43, die in Dbereinstimmung mit der Ordnung der Langlochöffnungen der Maske 29 angeordnet sind. Diese Langlochphosphorflächen sind aus normalem Kathodol'umineszenzmaterialien wie solche die Blau "B" ausstrahlen, Rot "R" und Grün "G" leuchtende Farben bei Anregung durch auftreffende Elektronen. In der X-Achsenrichtung der Maske 29 sind die Phosphorreihen des Sciirmmusters 27 in ihrer Orientierung mit der linearen Querachse Z-Z' dem Langlochfleckenschirmmuster im wesentlichen übereinstimmend mit der X-X'-Achse der Lochmaske.
• Wie gezeigt und weiter vorne in dieser Beschreibung erwähnt, sind die 'Langlochphosphorflächen des Schirmmusters 27 vorzugsweise größer als die Flächen der Langlochöffnungen 43. Solche durchmesserbezogene Beziehung ist nicht begrenzend zu verstehen, da die Phosphorflächen ebenso von gleicher Größe wie die der Öffnungen sein können und trotzdem im Konzept der Erfindung liegen kanne Es ist nämlich durchaus möglich, daß es wünschenswert ist, eine-Schirmmusterordnung mit gleich großen Öffnungen zu bildend So z.B. eine Ordnung, bei der die einzelnen Phosphorflächen im wesentlichen in einer Abstandbeziehung angeordnet sind. Eine derartige Änderung des Musterabstandes könnte eine proportionale Modifikation der parallelogrammartigen Dimensionen zwischen den Öffnungen in der Maske nötig machen, wobei aber trotzdem die dimensionsmäßigen Beziehungen zwischen diesen in Einklang mit der Lehre der Erfindung bleiben.
• Gemäß Figur 2 ist die In-Line Elektronenerzeugungsanordnung 33 so aufgebaut, daß dafür gesorgt ist, daß die drei einzelnen In-Line-Elektronenstrahlen 35, 37 und 39 auf den Masken-Schirmteil 31 der Röhre 23 treffen. Die Linie der Abtastrichtung S-S' der drei In-Line-Strahlen ist wie aufgezeigt im wesentlichen parallel mit der X-X' achsenmäßigen OrAentierung der Maskenöffnungen 43.
• Damit ist eine Color-Kathodenstrahlröhre mit Schattenmaske erstellt, die eine diskrete Langlochöffnungsordnung besitzt, die außerdem eine größere Elektronenemission aufweist, ebenso einen verläßlich stabilen Aufbau bei reduzierter Betriebstemperatur in der Umgebung der Röhre. Wenn diese Maske in Verbindung mit einem entsprechend passenden Schirmmuster angewendet wird, liefert sie eine Wiedergabe mit verbesserter Helligkeit, besitzt minimale Moiremuster und bewirkt, daß die Röhre weniger beeinflußbar von dem Magnetfeld der Erde ist.
• Während hiermit die zum gegenwärtigen Zeitpunkt bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gezeigt und beschrieben worden ist, ist für fürdiejenigen, die in der Fachrichtung bewandert sind, offensichtlich, daß eine Vielzahl von Änderungen und Abwandlungen hier möglich sind, ohne vom Bereich der Erfindung, wie ihn die anhängenden Ansprüche definieren, abzuweichen.

Claims (16)

Patent-a-nsprüche

1. Eine gelochte Schattenmaske für die Anwendung in einer Farb-Kathodenstrahlröhre mit einer Vielzahl von drei zueinandergehörigen In-Line-Elektronenstrahlen, wobei besagte Maske vertikale und horizontale Achsen besitzt und zur Bildung und nachfolgenden Anwendung eines mit diskretem Muster versehenen Kathodolumineszenzschirms ausgenutzt wird, der mit einer sich vielfach wiederholenden Reihe von punktähnlichen, länglichen Phosphorflächen ausgestattet ist, besagte Maske ist d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e daß sie aus einem gelochten Metallteil besteht, das eine Menge von Langlochöffnungen besitzt, die von dem Zwischengittergewebe der besagten Maske definiert wird: 1. Jede dieser Langlochöffnungen besitzt eine Längs- und eine Querachse,die sich im Mittelpunkt derselben schneideni

2. Diese Langlochöffnungen in Reihen angeordnet in nach der Hauptsache gleichförmigem Muster, wobei die Längsachse dieser Langlochöffnungen bezüglich der vertikalen Achse dieser Maske orientiert ist und wobei die Querachse der Langlochöffnungen bezüglich der horizontalen 'Achse dieser Maske orientiert ist.

3. Die öffnungsmusterreihen werden von der Orientierung dieser Offnungen festgelegt, indem sie eine Vielzahl von untereinander in Beziehung stehenden horizontalen Reihen bilden, sowie vertikale Kolonnen oder Säulen, wobei die Öffnungen in abwechselnden horizontalen Reihen vertikal ausgerichtet sind: Die Abstände zwischen den Öffnungen in den horizontalen und vertikalen Beziehungen des Reihenmusters beeinflußt zusätzlich lineare, diagonale Neigungsverbindungan zwischen benachbarten Öffnungen in benachbarten horizontalen Reihen, so daß eine Ordnung von sich kreuzenden diagonalen Reihen entsteht

4. Diese Reihen sind richtungsmäßig im wesentlichen parallel orientiert.

5. Au'f diese dimensionsmäßigen Aspekte hinsichtlich der besagten Langlochöffnungen wird Bezug genommen als ein gleichseitiges Parallelogramm mit definierten spitz- und stumpfwinkligen Scheitelpunkten gebildet in den Zentren von vier zueinander benachbarten Oeffnungen, die in drei aufeinanderfolgenden horizontalen Reihen angeordnet sind, wobei in besagtem Parallelogramm die stumpfwinkeligen Scheitelpunkte mit einer .ersten Diagonale verbunden -sind, die horizontal das Parallelogramm kreuzend liegt um so die Mitte zu Mitte-Abstände zwischen horizontal benachbarten Öffnungen zu definieren; 6. Besagte horizontale und zusammengehörige Öffnungen haben eine ununterbrochene Fläche von Zwischengittergewebe zwischen sich von 'einer Höhe, die wenigstens der Länge besagter Öffnungen gleicht, 7. In besagtem Parallelogramm sind die spitzwinkeligen Scheitelpunkte mit einer zweiten Diagonalen verbunden. die vertikal im Parallelogramm orientiert ist,um um so den Mitte- Mitte-Abstand zwischen vertikal benachbarten Öffnungen zu definieren, der größer ist als der Mitte-Mitte-Abstand zwischen horizontal benachbarten öffnungen.

2. Eine mit Öffnungen versehene Schattenmaske gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Langlochöffnungen ein Längs- zu Ouer-Betrachtungsverhältnis besitzen, das im wesentlichen von 2:1 bis 20:1 liegt.

3. Eine mit Öffnungen versehene Schattenmaske gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Langlochöffnungen ein Längs- zu Ouer-Betrachtungsverhältnis besitzen, das im-wesentlichen von 3:1 bis 10: 1 liegt.

4. Eine mit Öffnungen versehene Schattenmaske gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Langlochöffnungen einen Mitte-Ubertragungsfaktor liefern, der 18 % pro Einheit der Maskenfläche weslZntlich übertrifft.

5. Eine mit öffnungen versehene Schattenmaske gemäß Anspruch, 1, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Langlochöffnungen im wesentlichen runde Enden besitzen.

6. Eine mit Öffnungen versehene' Schattenmaske gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beziehung der vertikalen Mitte-Mitte-Abstände zwischen benachbarten, horizontalen Reihen von Öffnungen und die horizontalen Mitte-Mitte-Abstände zwischen benachbarten Öffnungen ausgedrückt wird durch ein Verhältnis, das 0,5:1 übertrifft.

7. Eine mit Öffnungen versehene Schattenmaske gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Langlochöffnungen Längen- und Breitendimensionen besitzen, wobei die Uffnungslänge ein kleinerer Wert ist als der vertikale Mitte-Mitte-Abstand zwischen benachbarten Reihen von Öffnungen und wobei die Öffnungsbreite ein kleinerer Wert ist als ein Drittel des horizontalen Mitte-Mitte-Abstandes zwischen benachbarten Öffnungen.

8. Eine verbesserte Schattenmaske gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vertikale Abstand zwischen benachbarten, horizontalen Reihen von Öffnungen-einen Wert hat, der abweicht von dem Wert, der im wesentlichen daraus resultiert, daß die vertikalen Dimensionen der nutzbaren Maskenfläche geteilt werden durch. die Anzahl der sichtbaren Elektronenstrahlabtast linien, die entstehen, wenn. die Wiedergabefläche der Maske abgetastet wird, um so den sich ergebenden Moire-Mustereffekt zu minimalisieren.

3. Eine Farb-Kathodenstrahlröhre gekennzeichnet durch: 1. Einen Röhrenkolben, der als integriertes Umhüllungsmittel eine Frontscheibe mit sich anschließenden Hals- und Nackenteilen besitzt 2. Ein integrierter Elektronenkanonenaufbau lageorientiert im Halsteil des Röhrenkolbens in der Weise, daß eine Vielzahl von drei, schließlich konvergierender In-LiNe-Elektronenstrahlen in Richtung auf die Frontscheibe gestrahlt werden' 3. Einen Schattenmaskenteil mit einer Vielzahl von Langlochöffnungen geformt darin und vertikalen und horizontalen Achsen quer darUberj 4. Besagte Maske ist vor der besagten Elektronenkanone angeordnet und zwar in Abstand zu der Innenfläche der besagten Frontscheibe in der Konvergenzposition der Vielzahl von In-Line-Elektronenstrahlen, Jede der besagten Langlochöffnungen wird gebildet von dem Zwischengittergewebe der besagten Maske und besitzt hierhindurchverlaufende Längs- und Querachsen, die sich hierauf in der Mitte kreuzen; 5. Besagte Langlochöffnungen sind in Reihen angeordnet in im wesentlichen gleichförmigem Muster, wobei die Längs-Achsen der besagten Öffnungen orientiert zu den Vertikalachsen der besagten Maske und die Schräg- (cd.9uer-) achse der besagten Öffnungen orientiert zu den Horizontalachsen der besagten Maske sind; 6. Die Öffnungsmusteranordnung der besagten' Maske wird von der Orientierung der besagten öffnungen definieren, um so eine Vielzahl von in in Wechselbeziehung stehender harlzontaler Reihen sowie die vertikalen Säulen zu bilden, wonach die öffnungen -in abwechselnden horizontalen Reihen vertikal ausgerichtet sind, 7. Die Abstände zwischen den Öffnungen in horizontaler und vertikaler Beziehung der Musteranordnung bewirken zusätzlich lineare, diagonale Lochschrittassoziationen zwischen benachbarten Öffnungen in benachbarten horizontalen Reihen, die ebenso eine Reihe von sich kreuzenden diagonalen Reihen bilden, 8. Besagte Reihen sind in einer gegebenen Richtungsorientierung im wesenttichen parallel; 9. Die sich auf die Abmessungen der Langlochöffnungen als Ausdruck eines gleichseitigen Parallelogramms -beziehenden Aspekte haben abgegrenzte, spitz-und stumpfwinkelige Scheitelpunkte, die in den Mittelpunkten von vier zueinander benachbarten Öffnungen liegen und zwar in drei aufeinanderfolgenden Reihen, besagte Paralleogramme haben stumpfe Scheitelpunkte, die mit einer ersten Diagonalen quer über und horizontal orientiert verbunden sind, um so den-Mitte-Mitte-Abstand zwischen horizontal benachbarten Öffnungen zu definieren, 10. Besagte horizontal zusammengehörige Öffnungen bilden eine ununterbrochene Fläche von Zwischengittergewebe dazwischen, das eine Höhe hat, die wenigstens der Länge der besagten öffnungen entspricht 11. Besagtes Parallelogramm besitztspitzwinkelige Scheitelpunkte, die mit einer zweiten Diagonalen quer über und vertikal orientiert verbunden sind, um so den Mitte-Mitte-Abstand zwischen vertikal benachbarten Öffnungen zu definieren, der größer ist als der Mitte-Mitte-Abstand zwischen horizontal benachbarten öffnungen, und einen Kathodolumineszenzschirm mit einer sich wiederholenden -Reihenanordnung von Phosphorflächen, die auf der Innenfläche der besagten Frontscheibe dicht bei der besagten Maske angeordnet sind, 12. Besagte Phosphorflächen sind von länglicher Form ähnlich den Langlochöffnungen in der Maske, die von den besagten Öffnungen gebildet werden.

10. Farbbildröhre nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenstrahlen als drei Strahlen in einer horizontalen Linie austreten, wobei die Ebene der drei Strahlen im wesentlichen mit der horizontalen Achse der Lochmaske übereinstimmt.

11. Farbbildröhre nach Anspruch , dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Lngszur'Querabmessung der länglichen Öffnungen in der Schattenmaske in-der Größenordnung von 2:1 bis 20:1 liegt.

12. Farbbildröhre gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die länglichen Öffnungen in der Schattenmaske im wesentlichen runde Enden besitzen.

13. Eine Farbbildröhre gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die länglichen Öffnungen in der Schattenmaske bestimmte Abstandeverhältnisse' besitzen in denen der vertikale Abstand zwischen benachbarten horizontalen Reihen der Öffnungen und der horizentale Ab'-stand zwischen benachbarten Öffnungen durch das Verhältnis 0,5:1,0 festgelegt ist.

14. Farbbildröhre gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die länglichen Öffnungen der Schattenmaske eine Längs und eine Weite besitzen, wobei die Länge der Öffnung einen Wert besitzt, der kleiner ist als der Abstand von zwei Mittelpunkten in vertikaler Richtung zwei er benachbarter horizontaler Reihen und wobei die Weite der oeffnung einen Wert besitzt der kleiner ist als ein Drittes der horizontalen Mittelpunktabstände zwischen benachbarten Öffnungen.

15. Farbbildröhre gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die länglichen Öffnungen der Schattenmaske einen MittenUbertragungsfaktor liefern der im wesentlichen' 18 | der Maskenfläche übersteigt.

16. Farbbildröhre' gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schattenmaske zwischen den horizontalen Reihen der Öffnungen einen vertikalen Abstand besitzt, der anders ist als derJenige sich im wesentlichen aus dem Vero hältnis der vertikalen Ausdehnung der Maskenfläche zur Anzahl der sichtbaren Zeilen der Lochmaske ergibt, um das Moirémustsr auf ein Minimum herabzusetzen.

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