DE2343777B2

DE2343777B2 - Farbbildkathodenstrahlroehre

Info

Publication number: DE2343777B2
Application number: DE19732343777
Authority: DE
Inventors: Takeshi; Tanaka Hiroshi; Fukaya; Ito Takeo Honjo; Komatsu Hiroaki Fukaya; Saitama Suzuki (Japan)
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1972-08-30
Filing date: 1973-08-30
Publication date: 1976-12-02
Also published as: JPS4943568A; US3889145A; GB1445619A; FR2198259B1; CA1086810A; FR2198259A1; DE2343777A1; IT993840B; NL7311931A; NL172704B; JPS5244511B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Farbbildkathodenstrahlröhre nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Derartige Kathodenstrahlröhren, bei denen einer Öffnungsreihe der Lochmaske jeweils drei durch die jo Elektronenstrahlen der drei Stahlerzeuger erregbare·. Leuchistoffstreifen zugeordnet sind, werden in Fernsehempfängern zur Darstellung von Farbbildern benutzt. Gegenüber den bekannten, die Kathoden entlang der Ecken eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet enthaltenden und runde öffnungen der Lochmaske in Verbindung mit kreisförmigen Triplets vcn Leuchtstoffen aufweisenden Farbbildkathodenstrahlröhren läßt sich mit ihnen eine größere Leuchtdichte erzielen, und die erheblichen Korrekturmaßnahmen erfordernden, beispielsweise in der GB-PS 8 67 002 erläuterten Abbildungs- und Verzeichnungsfehler haften ihnen in weit geringerem Maße an und vermögen sich nur in einer der Koordinatenrichtungen des Bildschirmes auszuwirken, so daß durchweg höhere Bildqualitäten erzielt werden als mit den verbreitet eingesetzten, Leuchtstofftriplets in Form dreier tangierender Kreisflächen benutzenden Farbbildkathodenstrahlröhren. Bei der Herstellung der aus der DT-OS 20 54 280 bekannten Kathodenstrahlröhre nach dem Oberbegriff des An-Spruches 1 in an sich bekannter Weise mittels die Lochmaske als Schablone nutzender photographischer Prozesse ergeben sich Mängel. Zwar lassen sich bei den üblicherweise etwa rechteckig geformten Bildschirmen nahe der vertikalen Bildscnirmachse gerade verlaufende Leuchtstoffstreifen konstanter Breite ohne Schwierigkeiten erzielen, in den den Ecken genäherten Endbereichen des Bildschirmes jedoch zeigen sie Störungen in Form schwankender Breite der Streifen sowie der Tendenz zum wellenförmigen Verlauf derselben.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Farbbildkathodenstrahlröhre der bezeichneten Gattung zu schaffen, deren Leuchtstoffstreifen des Bildschirmes über dessen gesamte Höhe gleiche Breite aufweisen, wobei deren Begrenzungen denen der zugeordneten öffnungen der Lochmaske streng parallel verlaufen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale.

Mit Vorteil werden die Reihen von öffnungen der Lochmaske entlang von Durchdringungslinien angeordnet, die durch schrittweises Schwenken einer eine im Abstand des Ablenkungszentrums der Kathodenstrahlen vor der Lochmaske angeordnete Achse aufweisenden Ebene um diese Achse erhalten werden, und welche die optimale Krümmung angeben.

Bewährt hat es sich, die die Reihen der öffnungen der Lochmaske unterteilenden Brücken als schmale Stege auszubilden, deren Längskanten zur Horizontalachse des Bildschirmes parallel verlaufen.

Im einzelnen ist die Erfindung an Hand der folgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit diese darstellenden Zeichnungen erläutert. Es zeig! hierbei

F i g. 1 schematisch drei nebeneinander angeordnete Kathodenstrahlen erzeugende Strahlerzeuger sowie Ausschnitte der Lochmaske und des Bildschirmes einei Farbbildkathodenstrahlröhre,

F i g. 2 die Aufsicht auf einen abgebrochen dargestell ten Bildschirm mit zur Erläuterung von Abbildungsfeh lern in Ausschnitten vergrößert dargestellten Leucht stoffbtreifen,

Fig. 3 schematisch-perspektivisch eine Farbbildka thodenstrahlröhre mit teilweise aufgebrochenem KoI ben.

Fig. 4 perspektivisch-schematisch die Verhältnisse bei der Belichtung durch eine Lochmaske,

F i g. 5 die Aufsicht auf eine Lochmaske mit einei Schar von Durchdringungslinien, die durch Schwenker einer Ebene um eine im Ablenkungszentrum angeord nete Achse erhalten wird,

F i g. 6 die schematische Aufsicht auf eine Lochmaske deren öffnungen in den Durchdringungslinien de F i g. 5 entsprechenden Reihen angeordnet sind und

Fig. 7 einen Quadranten einer Lochmaske mi innerhalb zweier Teilbereiche vergrößert dargestellter öffnungen.

In F i g. 1 wird sehematisch die Anordnung dreie nebeneinander angeordneter Strahlerzeuger 17 vo einer Lochmaske 14 und einem Bildschirm 11 gezeigt Der Bildschirm ti ist auf der Innenseite eine

Frontplatte einer Farbbildkathodenstrahlröhre angeordnet und weist eine Vielzahl paralleler Leuchtstoffstreifen 12 auf, wobei in zyklischer Ordnung grün, blau und rot leuchtende Streifen 12G, 125 und 12Ä aufeinanderfolgen. Zwischen zwei jew eils benachbarten Streifen sind diese begrenzende lichtabsorbierende Streifen 13 angeordnet. Die zugehörige Lochmaske 14 weist eine Vielzahl schmaler, rechteckiger öffnungen 15 auf, deren Reihen durch schmale, quer verlaufende Stege 16 unterteilt sind, so daß die Lochmaske 14 ein ι ο stabiles Gitter bildet und in die durch die Wölbung des Bildschirmes vorgegebene gekrümmte Form gebracht werden kana Vor der Lochmaske 14 sind nebeneinander in gleichen Abständen die Strahlerzeuger 17 so angeordnet, daß bei gleichen Ablenkbedingungen der Kathodenstrahl B einen für die Farbe Blau vorgesehenen Leuchtstoffstreifen 12B erreicht, der Kathoden strahl R den rot leuchtenden Streifen 12Ä und der Elektronenstrahl G einen grün 'umineszierenden Streifen UG.

Wie bei der Herstellung von Farbbildkathodenstrahlröhren üblich werden die Leuchtstoffstreifen 12 sowie die lichtabsorbierenden Streifen 13 durch photographische Prozesse unter Belichtung durch die öffnungen der Lochmaske 14 erzielt. Durch Verwendung langgestreckten den Öffnungsreihen der Lochmaske paralleler Lichtquellen werden beim Exponieren der Bereiche der Streifen in Längsrichtung nur geringen Intensitätsschwankungen unterliegende Lichtstreifen erzeugt, mittels deren die durchgehenden Streifen 12 und 13 gleicher Breite hergestellt werden können. In F i g. 2 ist die Aufsicht auf die Innenseite der Frontplatte 1 einer Farbbildkathodenstrahlröhre und damit die Aufsicht auf deren Bildschirm 2 gezeigt, wobei die Vertikalachse Y und die Horizontalachse X des Bildschirmes 2 eingetragen sind. Die Streifenstruktur des Bildschirmes ist so fein, daß die Leuchtstoffstreifen sowie die diese trennenden lichtabsorbierenden Streifen nur in drei abschnittsweisen Vergrößerungen 3 bis 5 erkennbar sind. Während die auf der Vertikalachse Y und der Horizontalachse X in Bereichen 3 und 4 dargestellten Streifen mit gleicher Breite gerade verlaufen zeigt der in der oberen rechten Ecke dargestellte vergrößerte Bereich 5, daß im Endbereiche der Diagonalen bei der beschriebenen photographischen Herstellung des Bildschirmes Fehler aufgetreten sind: Die Leuchtstoffstreifen sowie die lichtabsorbierenden Streifen vei laufen wellenförmig, und ihre Breite ist nicht mehr konstant.

In Fig. 3 ist eine Farbbildkathodenstrahlröhre schematisch-perspektivisch und teilweise aufgeschnitten dargestellt, deren Lochmaske so ausgebildet ist, daß die mittels eines photographischen P-ozesses über deren Lochmaske als Schablone hergestellten Leuchtstoffstreifen über den ganzen Bildschirm hin mit gleicher Breite und vorgegebener Richtung verlaufen.

Die Farbbildkathodenstrahlröhre der Fig. 3 wein eine annähernd rechteckige, gewölbte Frontplaite 31 auf, auf deren Innenfläche der Bildschirm 32 aufgebracht ist, der alternierend lichtabsorbierende Streifen 33 und Leuchtstoffstreifen 34 bis 36 aufweist, wobei die für die do drei Grundfarben ausgelegten Leuchtstoffstreifen 34 bis

36 zyklisch wechselnd aneinander folgen. Vor dem Bildschirm 31 ist im Abstand von diesem die Lochmaske

37 gehalten, und die evakuierte Röhre ist durch den mit der Frontplatte 31 verbundenen Kolben 38 geschlossen. Im Kolbenhals sind drei Stangenerzeuger 39 in einer gemeinsamen horizontalen Ebene angeordnet, welche Elektronenstrahlen 40, 41 und 42 zu emittieren vermögen. In der Mittelebene der Lochmaske 37 sind die Vertikalachse Y sowie die Horizontalachse X eingetragen, welche letztere in der Ebene der Kathoden 39 liegt

Die Lochmaske 37 ist mit einer Vielzahl kleiner rechteckiger öffnungen 44 ausgestattet, die in der Vertikalachse parallelen Reihen angeordnet sind. Die in einer Reihe vorgesehenen öffnungen 44 entsprechen einer langen kontinuierlichen öffnung gleicher Breite, da sie nur durch schmale Stege 45 getrennt sind, die beispielsweise mit 0,1 mm Breite ausgeführt sein könnea

Als wesentlich hat sich gezeigt, daß die im Mittelstreifen der Lochmaske 37, d. h. im Bereiche der Vertikalachse Y, vorgesehenen öffnungen 44 dieser Vertikalachse parallel angeordnet sind und damit im wesentlichen vertikale Reihen bilden. Je weiter allerdings die öffnungen 44 nach außen, d.h. von der Vertikalachse entfernt, angeordnet sind, desto stärker ist die durch sie gebildete Öffnungsreihe nach außen durchgekrümmt ausgebildet. F i g. 3 läßt erkennen, daß die schematisch im Mittelbereich dargestellten drei Öffnungsreihen praktisch gestreckt und achsparallel verlaufen. Die weiter nach außen dargestellten Öffnungsreihen dagegen sind auch nach außen durchgekrümmt, so daß zwar im Bereiche der Horizontalachse die Öffnungen der Vertikalachse parallel angeordnet sind, die innerhalb der Reihe folgenden dann aber zunehmend gegen die Vertikalachse geneigt sind und entsprechend der Krümmung, sich zunehmend der Vertikalachse nähern.

Entsprechend geformt sind die lichtabsorbierenden Streifen 33 und die lumineszierenden Streifen 34 bis 36 des Bildschirmes 32, die ja durch ein photochemisches Verfahren erzeugt werden, bei dem die öffnungen 44 der Lochmaske 37 durchdringende Lichtstrahlen das Exponieren bewirken. Die beim Exponieren auftretenden Verhältnisse werden an Hand der Fig. 4 erläutert Im Abstande des Ablenkungszentrums der Elektronenstrahlen ist vor der Lochmaske 37 eine länglich ausgebildete Lichtquelle 46 angeordnet. Die Frontplattc 31 mit davor montierter Lochmaske 37 wird hierbei au! dem oberen Teil eines nicht dargestellten Belichtungs kastens angeordnet, während die mit einem Langschlitz Lichtaustrittsfenster ausgestattete Lichtquelle 46 irr unteren Bereiche des Belichtungskastens vorgeseher ist.

Mit L-L ist die Achse der Lichtquelle 46 bezeichnet und eine diese aufweisende, gestrichelt dargestellte Ebene ist mit 47 benannt. Wird diese Ebene nur schrittweise um die Achse L-L geschwenkt, so entsteh entlang der jeweiligen Durchdringungen von Ebene 4i und Lochmaske 37 eine Schar von Durchdringungsli nien, deren eine im Abstande AO von ,der K-Achs< dargestellt und mit 48 bezeichnet ist. Eine Schar voi durch stufenweises Schwenken der Ebene 47 über di< durchgewölbt ausgebildete Lochmaske 37 erhaltener Durchdringungslinien ist in F i g. 5 gezeigt, die einer Blick in Richtung der Z-Achse der Elektronenstrahlröh re auf deren Lochmaske 37 darstellt. Die Durchdrin gungslinie 48 ist so nach außen durchgekrümmt, daß ihr. konkave Seite zur Vertikalachse zeigt. Die in unmittelbaren Bereiche der Vertikalachse dargestellt! Durchdringungslinie 48a verläuft gestreckt, während dii weiter außen liegende Durchdringungslinie 486 stärke durchgekrümint ist als die der Ver'ikalachse nähen Durchdringungslinie 48.

Genau betrachtet stellt die Durchdringungslinie 48, ii

Richtung der Z-Achse betrachtet, einen Bogen einer Ellipse dar, der sich wie folgt ermitteln läßt:

{R² +(R-Mf- 2(R - M) \^rR² - X²}X²+ XlY²+ 2X₀(R - M)\ -(R-M) + l^-XDX+X². {(R - Mf - R²} = 0 ...
wobei X eliminiert wird durch Umwandeln (X₀ — «),

Xl Y²-2R² X_oa + {(R-M- W -Xlf + Xl) α² = 0 ...

wobei R der Krümmungsradius der sphärischen Maske 37 ist, und wobei M die Distanz vom Ablenkungszentrum der Elektronenstrahlen zum Zentrum der Maske ist, wie in F i g. 4 dargestellt.

F i g. 6 zeigt die praktische Anordnung von Reihen von öffnungen 44 einer Lochmaske 37, die entlang von gemäß Fig.4 erhaltenen und Fig.5 dargestellten Durchdringungslinien 48 ausgerichtet sind. Bei dieser Anordnung der Durchlässe 44 wird das Licht, das von der Lichtquelle 46 emittiert wird, zum Aufbau des Bildschirmes 32 auf die Innenfläche der Frontplatte 31 längs flacher Ebenen 47 projiziert, welche die Durchdringungslinien 48 und die Achse L-L der Lichtquelle enthalten. Bei einer solchen Belichtung werden die Abbildungen der Streifen mit über deren Länge konstanter Breite erhalten, und Winkeldifferenzen zwischen den Begrenzungsflächen der öffnungen 44 und der Achse L-L der Lichtquelle 46 können sich nicht auswirken. Es entsteht demnach ein Streifenraster, das im Verlaufe bzw. in seiner Krümmung dem der Durchdringungslinien 48 der F i g. 5 entspricht, bei dem die erstellten Streifen 33 bis 36 aber über die ganze Höhe des Bildschirmes mit konstanter Breite durchlaufen, und gegenüber den vorgegebenen Durchdringungsiinien Ricluungsänderungcn beispielsweise ein wellenförmiger Verlauf absolut vermieden sind.

Eine Weiterbildung der Öffnungen 44 der Lochmaske 37 wird an Hand der Fig.7 erläutert. Die dort dargestellte Lochmaske 49 weist Reihen von Schlitzöff-

is nungen auf, die in zwei Bereichen 6 und 7 wesentlich vergrößert dargestellt sind. Im auf der Vertikalachse liegenden Bereiche 6 sind rechteckige öffnungen 51 durch Stege 50a getrennt, die ebenfalls rechteckig ausgebildet sind, und deren die öffnungen 51 begrenzende Flanken der Horizontalachse X parallel laufen. Der vergrößerte Bereich 7 dagegen ist in Ecknähe der Lochmaske 49 gelegen, und die hier gezeigten Schlit/e 52 laufen entsprechend der Krümmung der durch sie gebildeten Reihen schräg. Die Stege 50ö jedoch sind

2s hier parallelogrammartig so ausgeführt, daß auch ihre die Öffnungen 52 begrenzenden Flanken der Horizontalachse parallel verlaufen. Durch diese Ausbildung der in der Praxis bis zu 0,1 mm schwachen Stege werden in der Ausbildung des Schirmes sich anzeigende Störungen weiterhin herabgesetzt.

Die Erfindung ist nicht auf wechselnd lichtabsorbierende und lumineszierende Streifen aufweisende Kathodenstrahlröhren begrenzt; es ist auch möglich, in an sich bekannter Weise auf die lichtabsorbierenden Streifen zu

3s verzichten und ausschließlich lumineszierende Streifer 711 verwenden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Farbbildkathodenstrahlröhre mit einem evakuierten Kolben mit nach außen gewölbter Frontplatte, die auf ihrer Innenfläche durch ein Photodruckverfahnsn mit der Lochmaske als Schablone aufgebrachte, etwa vom oberen zum unteren Rand der Platte durchgehende Leuchtstoffstreifen unterschiedlicher Lumineszenzfarbe trägt, mit drei im ι ο Hals des Kolbens nebeneinander in einer Ebene liegend angeordneten, auf die Leuchtstoffstreifen gerichteten Strahlenerzeugersystemen sowie mit einer Lochmaske, die vor dem Bildschirm angeordnet, entsprechend der Frontplatte gewölbt und mit einer Anzahl von länglichen, ir ihrer Längsrichtung in Reihen angeordneten und auf die Streifen ausgerichteten öffnungen ausgestattet ist, wobei die Reihen der öffnungen im Bereiche der Vertikalachse des Bildschirmes achsparallel verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihen mit wachsendem Abstande von der Vertikaiachse in zunehmendem Maße von der Achse (Y) aus gesehen konkav durchgebogen ausgebildet sind.

2. Farbbildkathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihen von öffnungen (44) entlang von Durchdringungslin.ien (48) einer um eine im Abstande des Ablenkungszentrums der Kathodenstrahlen vor der Lochmaske (37) vorgesehenen Achse (L-L)schwenkbaren Ebene (47) mit der Lochmaske angeordnet sind.

3. Farbbildkathodenstrahlröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Reihen der öffnungen (51, 52) unterteilenden Brücken als schmale Stege (50a, 506) ausgebildet sind, deren Längskanten zur Horizontalachse (Χ)άετ Lochmaske (49) parallel verlaufen.