DE2361599B2 - Multi-layer shadow mask for color television picture tubes - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft die Verbesserung mehrschichtiger Lochmasken für Farbfernsehbildröhrcn.The invention relates to the improvement of multi-layer shadow masks for color television picture tubes.
In üblichen Farbfernsehbildröhren ist die Maske in der Röhre so angeordnet, daß entlang bestimmter Bahnen gelenkte Elektronen durch bestimmte Maskenftffnungen treten, während andere Elektronen von der Maske abgefangen werden. Bei üblichen Farbfernseh- so kildröhren wird die Lochmaske von verstellbaren Montierungsmitteln aus Bimetall getragen, da die Maske und andere Röhrenteile einer Wärmeausdehliung unterliegen, wenn sich die Röhre nach Beginn Ihres Betriebs erhitzt; die Montierungsmitte! aus Bimetall bewegen die Maske, daß diese Wärmeausdehliung kompensiert wird und die gewünschte Ausrichtung <Ber Maskenöffnungen zum Leuchtstoffmuster des Bildschirms bewahrt bleibt.In conventional color television picture tubes, the mask is arranged in the tube so that electrons directed along certain paths pass through certain mask openings, while other electrons are intercepted by the mask. In conventional color television kildröhren so the shadow mask is supported by adjustable Montierungsmitteln bimetallic since the mask and other parts of the tube are subject to a Wärmeausdehliung when the tube after the start of your operation heated; the mount center! made of bimetal move the mask so that this Wärmeausdehliung is compensated and the desired alignment is maintained <over the mask openings to the fluorescent pattern of the screen.
Es wurde nun gefunden, daß das Bimetall der ^ Montierungsmittel für die Lochmaske zwar die Gesamtwärmeausdehnung der Lochmaske nach Inbetriebnahme der Röhre ausreichend kompensiert, daß jedoch der perforierte Teil der Lochmaske während des ganzen Betriebs der Röhre örtlichen Überhitzungen ausgesetzt sind. Wenn beispielsweise das von der Röhre erzeugte Bild längere Zeit im wesentlichen das gleiche bleibt, werden Elektronen laufend durch die gleichen Maskenöffnungen geleitet oder von den gleichen Teilen der Maske längere Zeit abgefangen. Die die Elektronen abfangenden Maskenteile werden dann auf eine höhere Temperatur erhitzt als angrenzende Maskenteiie. Die so über die durchscheinende Fläche der Maske sich einstellenden Temperaturunterschiede verursachen örtliche Deformationen der Maske, was zur Folge hat, daß Maskenöffnungen in bestimmten Teilen der Maske nicht mehr auf die zugehörigen Leuchtstoffpunkte auf dem Schirm ausgerichtet sind und so eine Verzerrung eines Teils des von der Röhre erzeugten Lichtbilds bewirken.It has now been found that the bimetal of the ^ mounting means for the shadow mask is the Total thermal expansion of the shadow mask after the tube has been put into operation is sufficiently compensated for however, the perforated part of the shadow mask during the whole operation of the tube local overheating are exposed. For example, if the image produced by the tube is essentially the same for a long time remains, electrons are continuously passed through the same mask openings or from the same parts the mask intercepted for a long time. The mask parts that intercept the electrons are then placed on a higher level Temperature heated as adjacent mask parts. Which is spread over the translucent surface of the mask Adjusting temperature differences cause local deformations of the mask, which has the consequence that Mask openings in certain parts of the mask no longer on the associated phosphor points aligned with the screen and thus distortion of part of the light image produced by the tube cause.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer neuen und verbesserten Lochmaske für eine Farbfernsehbildröhre, die wesentlich weniger örtlichen Deformationen während des Betriebs der Röhre unterworfen ist. Die erfindungsgemäße Lochmaske kennzeichnet sich dadurch, daß sie aus mindestens einer Schicht Flußstahl und einer Schicht eines Materials größerer Wärmeleitfähigkeit als Flußstahl besteht. Dabei verleiht die Stahlschicht der Lochmaske die erforderliche Festigkeit, während die andere Schicht das Auftreten örtlicher Temperaturunterschiede und somit örtliche Wärmeverzerrungen der Maske verhindert.The object of the invention is to create a new and improved shadow mask for a color television picture tube, which is much less subject to local deformations during operation of the tube. the The shadow mask according to the invention is characterized in that it consists of at least one layer of mild steel and a layer of material having greater thermal conductivity than mild steel. The Steel layer of the shadow mask the required strength, while the other layer the appearance of local Temperature differences and thus local heat distortions of the mask are prevented.
Es sind bereits mehrschichtige Lochmasken in Farbferns^hröhren bekannt, die jedoch aus abwechselnd leitenden und isolierenden Schichten bestehen, um eine bessere Fokussierung der Elektronen zu ergeben. Das Problem der Wärmeverzerrung wird dadurch nicht gelöst. Beispiele für die Erfindung werden an Hand der Zeichnungen erläutert, es zeigtThere are already multi-layer shadow masks in color television tubes known, but they alternate conductive and insulating layers exist to give better focusing of the electrons. This does not solve the problem of heat distortion. Examples of the invention are based on the Drawings explained, it shows
F i g. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Farbfernsehbildröhre mit einer Lochmaske,F i g. 1 is a side view, partly in section, of a Color television picture tube with a shadow mask,
F i ε. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 vonF i ε. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG
F i g. ΓF i g. Γ
Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 von F i g. 2.3 is a sectional view taken along line 3-3 of FIG F i g. 2.
Fig.4 eine perspektivische Teilansicht der bekannten Lochmaskenkonstruktion,4 is a partial perspective view of the known Perforated mask construction,
Fig. 5 eine Teilschnittansicht ähnlich Fig. 3 einer anderen Ausführungsform der Maske undFIG. 5 shows a partial sectional view similar to FIG. 3 of another embodiment of the mask and FIG
Fig. 6 eine Teiischnittansicht ähnlich Fig. 3 einer weiteren Ausführungsform der Maske.FIG. 6 is a partial sectional view similar to FIG. 3 further embodiment of the mask.
In Fig. 1 bis 3 ist mit 10 die Lochmaske bezeichnet, die sich in einer Farbfernsehbildröhre 12 befindet. Die Lochmaske entspricht bezüglich ihrer allgemeinen Bauart dem Stand der Technik, indem sie einen dünnen folienförmigen Teil 14 und Ränder 16 aufweist, wobei die Maske eine perforierte Fläche 18 (s. F i g. 2) besitzt, in der eine Vielzahl punktartiger öffnungen 20 in einem Muster angeordnet sind. Die Maskenfläche 18 wird als durchscheinend bezeichnet, obwohl das Folienmaterial der Maske undurchsichtig ist, weil eine große Vielzahl von öffnungen 20 die Fläche 18 ergeben und jede öffnung sowohl Elektronen als auch Licht hindurchtreten läßt. Die Ränder 16 der Lochmaske bilden vorzugsweise mit dem folienförmigen Teil 14 in der dargestellten Weise ein Ganzes, so daß man den einstückigen Maskentyp erhält, in welchem die Ränder etwa rechtwinklig zu der Sichtebene des folienförmigen Teils der Maske vollständig um die Peripherie der Maske herum verlaufen. Die Lochmaske kann jedoch auch andere übliche Randteile für die Montierung der Maske 10 aufweisen. Vorzugsweise besitzt der folienartige Teil 14 der Lochmaske 10 noch eine leichte konkave Wölbung, wie am besten aus F i g. 1 und 3 ersichtlich ist.In Fig. 1 to 3, 10 denotes the shadow mask, which is located in a color television picture tube 12. The shadow mask corresponds to its general State of the art construction in that it has a thin film-shaped part 14 and edges 16, wherein the mask has a perforated surface 18 (see FIG. 2) in which a multiplicity of point-like openings 20 in one Patterns are arranged. The mask surface 18 is referred to as translucent, although the sheet material the mask is opaque because a large number of openings 20 give the area 18 and each Opening allows both electrons and light to pass through. Form the edges 16 of the shadow mask preferably with the film-shaped part 14 in the manner shown as a whole, so that the one-piece mask type is obtained in which the edges are approximately at right angles to the plane of view of the film-shaped Part of the mask run completely around the periphery of the mask. The shadow mask can, however also have other conventional edge parts for mounting the mask 10. Preferably has the film-like Part 14 of the perforated mask 10 still has a slight concave curvature, as best shown in FIG. 1 and 3 can be seen.
Die Lochmaske 10 ist auch in üblicher Weise in einer Farbfernsehbildröhre 12 montierbar. Das heißt, dieThe perforated mask 10 can also be mounted in a color television picture tube 12 in the usual manner. That is, the
Bildrohre 12 besitzt, wie aus der Zeichnung ersichtlich, in typischer Weise einen Röhrenkolben 22 mit einer Fronifläche 24 und mehreren lichtemittierenden Leuchtstoffen von drei verschiedenen Typen, die in Gruppen auf der Innenseite ier Fronifläche des Röhrenkolbens angeordnet sind, wie dies ganz allgemein mit 26 bezeichnet ist. Die Bildröhre enthält auch schematisch mil 28 in Fig. 1 bezeichnete Elektronen quellen und weist Stifte 30 auf, die mit dem Röhrenkolben einstückig verbunden sind. Beliebige übliche Montierungsmittel 32 aus Bimetall werden dann an den Randteilen 16 der Lochmaske befestigt und an einem Ende mit den jeweiligen Montierungsstiften 30 am Röhrenkolben verbunden, um so die Lochmaske 10 in bekannter Weise in der Röhre zwischen den Elektronenquellen 28 und den lichtemittierenden Leuchtstoffen 26 auf der Röhrenfläche 24 zu montieren und gleichzeitig eine automatische F.instellung der Stellung der Lochmaske in üblicher V/eise zu gestatten, wenn die Gesamttemperatur der Maske nach Aufnahme des Betriebs der Bildröhre ansteigt.As can be seen from the drawing, picture tubes 12 have typically a tubular bulb 22 with a front surface 24 and several light-emitting Phosphors of three different types, arranged in groups on the inside of the front surface of the Tubular pistons are arranged, as is indicated quite generally with 26. The picture tube also contains electrons indicated schematically by 28 in FIG swell and has pins 30 which are integrally connected to the tubular piston. Any Conventional mounting means 32 made of bimetal are then attached to the edge parts 16 of the shadow mask and on one end is connected to the respective mounting pins 30 on the tubular envelope so as to form the shadow mask 10 in a known manner in the tube between the electron sources 28 and the light-emitting To mount phosphors 26 on the tube surface 24 and at the same time automatic adjustment of the To allow the shadow mask to be positioned in the usual manner, when the overall temperature of the mask rises after the kinescope has started operating.
Mindestens der dünne folienförmige Teil der Lochmaske 10 und vorzugsweise die gesamte Lochmaske 10, insbesondere wenn sie von einstückiger Bauart ist, besteht bei Lochmasken nach der Erfindung aus dem aus mehreren Metallschichten zusammengesetzten Material, wie dies F i g. 3 zeigt. Das Metall der Schichten besitzt vorzugsweise eine metallurgische Verbindung der Schichten miteinander, c. h. die Moleküle der beiden Metalle sind durch intermolekulare Kräfte aneinander gebunden. Vorzugsweise besitzt die Lochmaske 10 zwei Schichten 34 aus Flußstahl, zwischen denen eine Schicht 36 aus Kupfer oder einem anderen Metall mit verhältnismäßig größerer Wärmeleitfähigkeit als das Material der Schichten 34 sandwichartig angeordnet und metallurgisch mit den Metallschichten 34 im wesentlichen über die ganze Zwischenfläche 38 zwischen den Metallschichten verbunden ist. In typischer Weise besitzt z. B. jede der Metallschichten 34 eine Dicke von etwa 0.0046 cm und besteht aus einem kohlenstoffarmen Stahl mit einer gewichtsmäßigen Zusammensetzung von 0,08 bis 0,13% Kohlenstoff. 0,30 bis 0,60% Mangan, 0,040% (max.) Phosphor. 0,050% (max.) Silizium, Rest Eisen. Die Kupferschicht 36 des zusammengesetzten Maskenmaterials besitzt zweckmäßig eine Dicke von etwa 0,0061 cm und besteht aus einem üblichen Kupferblech, z. B. aus Eleklrolytzähkupfer od. dgl. Das Material solcher Schichten läßt sich leicht zu dem gewünschten zusammengesetzten Metallaminat durch übliches Walzen formen und vorzugsweise wird das zusammengesetzte Material nach einer solchen Walzverbindung geglüht.At least the thin film-shaped part of the perforated mask 10 and preferably the entire perforated mask 10, especially if it is of one-piece design, there is in shadow masks according to the invention from the material composed of several metal layers, as shown in FIG. 3 shows. The metal of Layers preferably have a metallurgical bond between the layers, c. H. the Molecules of the two metals are bound to one another by intermolecular forces. Preferably has the Shadow mask 10 has two layers 34 made of mild steel, between which a layer 36 made of copper or a another metal with a relatively greater thermal conductivity than the material of the layers 34 sandwiched and metallurgical with the metal layers 34 substantially over the whole Interface 38 is connected between the metal layers. Typically, e.g. B. each of the Metal layers 34 have a thickness of about 0.0046 cm and are made of a low carbon steel with a Composition by weight from 0.08 to 0.13% carbon. 0.30 to 0.60% manganese, 0.040% (max.) Phosphorus. 0.050% (max.) Silicon, remainder iron. The copper layer 36 of the composite mask material expediently has a thickness of about 0.0061 cm and consists of a conventional copper sheet, e.g. B. off Electrolytic copper or the like. The material of such layers can easily be changed to the desired one composite metal laminate by ordinary rolling shape, and preferably will, the composite material after such roll joining annealed.
Natürlich können die Stahischichten des Laminats aus anderen üblichen Flußstählen bestehen und die Dicke der Stahlschicht kann zwischen etwa 0,0025 cm und 0,01 cm varrieren, während die Dicke der Kupferschicht zwischen etwa 0,0025 cm und etwa 0,02 cm variieren kannOf course, the steel layers of the laminate can be made from other common mild steels exist and the thickness of the steel layer can be between about 0.0025 cm and 0.01 cm, while the thickness of the copper layer varies between about 0.0025 cm and about 0.02 cm can
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lochmaske 10 werden am besten unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben, welche die bekannte Lochmaske 40 mit einen dünnen folienförmigen Teil 42 und vielen punktförmigen öffnungen 44, welche durch diesen folieriartigen Maskenteil unter Begrenzung einer durchscheinenden Maskenfläche 46 hindurchgehen, darstellt. Wie bereits erläutert, wird ein bestimmter Maskenteil 48 der bekannten Maske, wenn er längere Zeit Elektronen abfängt, während andere Teile der Maske 40 Elektronen mit geringerer Frequenz abfangen, stärker auf eine relativ höhere Temperatur als benachbarte Maskenteile erhitzt, so daß. selbst wenn die durchscheinende Fläche der Maske eine leichte allgemeine konkave Wölbung hat, der Maskenteil 48 leicht ausgebeult wird, wie dies in F i g. 4 dargestellt ist, und so eine örtliche Verformung in der durchscheinenden Maskenfläche bildet. Diese lokale Maskenverformung bedingt natürlich eine gewisse Störung der Ausrichtung der Maskenöffnungen zum Leuchtschirm, was ein V?rwaschen und Verzerren des Bilds zur Folge hat.The advantages of the shadow mask 10 according to the invention are best illustrated with reference to FIG. 4 described which the known shadow mask 40 with a thin film-shaped part 42 and many punctiform openings 44, which through this foil-like mask part while delimiting a go through translucent mask surface 46. As already explained, a certain Mask part 48 of the known mask when it intercepts electrons for a long time, while other parts of the Mask 40 to intercept electrons with lower frequency, stronger at a relatively higher temperature than adjacent mask parts heated so that. even if the translucent surface of the mask is a slight generally concave curvature, the mask portion 48 is slightly bulged, as shown in FIG. 4 is shown, and thus forms a local deformation in the translucent mask surface. This local mask deformation naturally causes a certain disruption of the alignment of the mask openings to the luminescent screen, which causes the image to be washed out and distorted.
Bei der erfindungsgemäßen Lochmaske 10 verleihen hingegen die Stahlschichten 34 der Maske dieser eine geeignete Festigkeit. Diese Stahlschichten lassen sich auch leicht dunkel machen, um die Wärmeabstrahlung von der Maske zu erleichtern. Die Kupferschicht 36 der Lochmaske tO verleiht dann der Maske eine stark verbesserte Wärmeleitfähigkeit, so daß sich die von der Maske absorbierte Wärme rasch über die ganze Maske verteilen kann, so daß größere Wärmeunterschiede über die durchscheinende Maskenfläche herabgesetzt oder sogar ganz vermieden werden und keine lokalen Verformungen der durchscheinenden Flächen der Maske auftreten können. Die dem Bildschirm benachbarte Flußstahlschicht 34 kann auch weggelassen werden, wird jedoch vorzugsweise deshalb verwendet, um der Maske Festigkeit zu verleihen, das /usammenge setzte Laminat zur besseren Verformung symmetrisch zu machen und hauptsächlich, um das zusammengesetzte Material thermisch so ausgewogen zu machen, daß es keine Neigung zeigt, sich infolge von Unterschieden der Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem Kupfer und dem Stahlmaterial zu verbiegen. Sehr wichtig ist. daß die Kupferschicht der Lochmaske 10 die Herstellung der Lochmaske wesentlich vereinfacht, insbesondere wenn diese von einstückiger Bauart mit den in I i g. 1 bis 3 dargestellten Seitenteilen 16 ist. Das heißt, die Anwesenheit der Kupferkernschicht 36 erleichtert das Tiefziehen des zusammengesetzten Materials zu der gewünschten Form der Maske sehr und verbessert auch häufig die Dehnung, die in den Stahlschichten vor einer zwischenzeitlichen Glühung während des Tiefziehens erzielt werden kann. Wenn ferner die öffnungen 20 in der Maske 10 mittels eines zweistufigen Ätzverfahrens oder auf andere übliche Wei^e gebildet werden wobei ein Ätzmittel zum Ätzen des Stahlmaterials und dann ein zweites Ätzmittel zum Ätzen von Öffnungen in der Kupferschicht des zusammengesetzten Materials dient — besitzen die so gebildeten Öffnungen in der Regel eine geringere Gesamtabschrägung, so daß in der erfindungsgemäßen Maske feinere öffnungen leichter erhältlich sind.In contrast, in the case of the shadow mask 10 according to the invention, the steel layers 34 give the mask a suitable strength. These steel layers can also be easily darkened to facilitate heat dissipation from the mask. The copper layer 36 of the shadow mask tO then gives the mask a greatly improved thermal conductivity, so that the heat absorbed by the mask can quickly be distributed over the entire mask, so that greater heat differences over the translucent mask surface are reduced or even avoided entirely and no local deformations the translucent surfaces of the mask can occur. The mild steel layer 34 adjacent the screen can also be omitted, but is preferably used to provide strength to the mask, to make the composite laminate symmetrical for better deformation, and mainly to make the composite material thermally balanced so that it can shows no tendency to bend due to differences in thermal expansion coefficients between the copper and the steel material. Is very important. that the copper layer of the shadow mask 10 significantly simplifies the production of the shadow mask, especially if it is of one-piece design with the in I i g. 1 to 3 shown side parts 16 is. That is, the presence of the copper core layer 36 greatly facilitates deep drawing of the composite material into the desired shape of the mask and also often improves the elongation that can be achieved in the steel layers prior to intermediate annealing during deep drawing. Furthermore, if the openings 20 in the mask 10 are formed by means of a two-stage etching process or in another conventional manner, with one etchant serving to etch the steel material and then a second etchant serving to etch openings in the copper layer of the composite material - those thus formed have Openings generally have a smaller overall bevel, so that finer openings can more easily be obtained in the mask according to the invention.
Gegebenenfalls wird, wie dies Fig.4 zeigt, noch zweckmäßig eine sehr dünne Nickelschicht 15 mit einer Seite des zusammengesetzten Materials in der Lochmaske 10 verbunden, um das Ätzen der öffnungen 20 in der Lochmaske noch mehr zu erleichtern. DieseIf necessary, as shown in FIG. 4, a very thin nickel layer 15 with a Side of the composite material in the shadow mask 10 connected to the etching of the openings 20 in to facilitate the shadow mask even more. These
go Nickelschicht wird vorzugsweise auf das beschriebene zusammengesetzte Material durch Walzverbindung, wie vorstehend beschrieben, aufgebracht oder es kann auch durch Elektroplattierung od. dgl. mit diesem Material verbunden werden. Wie Fig.5 zeigt, kann auch zweckmäßig noch eine weitere dünne Nickelschicht mit der entgegengesetzten Seite des Stahl-Kupfer-Stahlmaterials verbunden werden, um dieses zusammengesetzte Material thermisch auszugleichen und es zur leichtereng o nickel layer is preferably as described above to the described composite material by rolling compound applied or it may od also by electroplating. like. be associated with this material. As FIG. 5 shows, a further thin layer of nickel can also expediently be connected to the opposite side of the steel-copper-steel material in order to thermally compensate this composite material and to lighten it
Herstellung der Lochmaske symmetrisch zu machen. Vorzugsweise besitzt jede dieser Nickelschichten eme Dicke zwischen etwa 0,0025 mm bis etwa 0,025 mm, wobei die kleineren Abmessungen dann verwendet werden, wenn die Nickelschicht durch Elektroplattierung aufgebracht wird und die dickeren sind bevorzugt, wenn die Nickelschichten durch Aufwalzen mit den Stahlschichten des Laminats verbunden werden.Making the shadow mask symmetrical. Each of these nickel layers preferably has emes Thickness between about 0.0025 mm to about 0.025 mm, with the smaller dimensions then used if the nickel layer is applied by electroplating and the thicker ones are preferred, when the nickel layers are bonded to the steel layers of the laminate by rolling.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
Claims (7)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |