DE2611335C2

DE2611335C2 - cathode ray tube

Info

Publication number: DE2611335C2
Application number: DE2611335A
Authority: DE
Inventors: Albert Maxwell Lancaster Pa. Morrell
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1975-03-19
Filing date: 1976-03-17
Publication date: 1983-06-23
Also published as: GB1546889A; IT1058438B; SU1391510A3; FR2401513B1; JPS51118956A; AU1203176A; NL7602848A; FR2401513A1; MX3370E; NL188313B; ATA204976A; BR7601575A; AT343729B; ZA761539B; FR2305017B1; FR2305017A1; ES446016A1; CA1070747A; AU504894B2; NL188313C

Description

Die Erfindung betrifft eine Kathodenstrahlröhre mit einer Lochmaske, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs I vorausgesetzt istThe invention relates to a cathode ray tube with a shadow mask as described in the preamble of the claim I is assumed

Bei einer üblichen Lochriasken-Kathodenstrahlröhre zur Farbbildwiedergabe fallen mehrere konvergierende Elektronenstrahlen durch eine zur Farbselektion dienende, eine Vielzahl von Löchern aufweisende Lochoder Schattenmaske auf einen Mosaikleuchtschirm. Die Elektronenstrahlen verlaufen derart durch die Maske, daß jeder Strahl nur auf eine Art von Farbleuchtstoff auf dem Lumineszenzschirm fällt und nur diese Art von Leuchtstoff zu Lumineszenz anregt Die Lochmaske einer solchen Röhre ist gewöhnlich an einem starren Rahmen befestigt, der seinerseits im Bildröhrenkolben aufgehängt istWith a conventional perforated cathode ray tube several convergent ones fall for color image reproduction Electron beams through a perforated or shadow mask, which is used for color selection and has a large number of holes, onto a fluorescent mosaic screen. the Electron beams pass through the mask in such a way that each beam hits only one type of fluorescent substance falls on the luminescent screen and only stimulates this type of phosphor to luminesce The shadow mask Such a tube is usually attached to a rigid frame, which in turn is in the picture tube piston is hung

Bei der Inbetriebnahme einer solchen Farbbildröhre wird die Lochmaske durch die auf sie auftreffenden Elektronen erwärmt Da die Ränder der Lochmaske an einem ziemlich schweren Rahmen befestigt sind, der die Wärme abführt entsteht ein Temperaturunterschied zwischen der Mitte der Maske und ihren Randbereichen. Infolge dieser Temperaturunterschiede dehnen sich der mittlere Bereich der Maske, die Randbereiche der Maske und der Rahmen in unterschiedlichem Maße aus. Diese Unterschiede in der Temperaturausdehnung haben ein Vorwölben bestimmter Teile der Maske zum Lumineszenzschirm hin zur Folge. In der Mitte des Schirms hat diese Vorwölbung nur wenig Einfluß auf die Deckung zwischen den Elektronenstrahlen und den Leuchtstoffelementen, da die geradlinigen Projektionen der Strahlen auf die Leuchtstoffelemente bei Änderung des Abstandes zwischen Maske und Lumineszenzschirm praktisch unverändert bleiben. Die Ränder der Maske können sich nicht wölben, das da sie an dem am Umfang der Maske angebrachten Rahmen befestigt sind. Die größten Deckungsfehler infolge der Vorwölbung treten daher ungefähr auf halbem Wege zwischen der Mitte der Maske und dem Rand der Maske auf. AlsWhen putting such a color picture tube into operation the shadow mask is heated by the electrons hitting it because the edges of the shadow mask a rather heavy frame that dissipates the heat creates a temperature difference between the center of the mask and its edges. As a result of these temperature differences, stretch the middle area of the mask, the edge areas of the mask and the frame differ to a different extent the end. These differences in temperature expansion cause certain parts of the mask to bulge Luminescent screen towards the result. In the middle of the screen, this bulge has little effect on the Coincidence between the electron beams and the phosphor elements because of the straight projections of the rays on the phosphor elements when the distance between the mask and the luminescent screen changes remain practically unchanged. The edges of the mask cannot bulge because they are on the perimeter the frame attached to the mask. The largest misregistration occurs as a result of the protrusion therefore about halfway between the center of the mask and the edge of the mask. as Deckungsfehler soll hier der Betrag der Exzentrizität eines Elektronenstrahls bezüglich des zugehörigen Leuchtstoffelementes verstanden werden. Die thermisch bedingte Ausbauchung oder Wölbung der Maske hat zur Folge, daß die die Maske durchsetzenden Elektronenstrahlen nicht mehr genau auf die Lcuchtstoffelemente des Lumineszenzschirms treffen. Die Deckungsfehler durch die Wölbung der Maske sind etwa 3 bis 5 Minuten nach Inbetriebnahme der RöhreThe misregistration is supposed to be the amount of eccentricity of an electron beam with respect to the associated one Be understood fluorescent element. The thermally induced bulge or curvature of the mask has the consequence that the electron beams penetrating the mask no longer strike the fluorescent elements of the luminescent screen exactly. the Coverage errors due to the curvature of the mask are approximately 3 to 5 minutes after the tube has been put into operation am größten, sie beeinflussen in abnehmendem Maße jedoch noch für weitere 10 bis 15 Minuten die Arbeitsweise der Röhre. Wenn die Röhre einmal ein Temperaturgleichgewicht angenommen hat, wird der allgemeine Elektronenstrahldeckungsfehler infolge derthe greatest, but they continue to affect them for a further 10 to 15 minutes to a decreasing extent How the tube works. Once the tube has reached a temperature equilibrium, the general electron beam misregistration due to the

i> Expansion der Maske durch eine temperaturempfindliche Rahmenhalterung kompensiert, die die Anordnung aus Maske und Rahmen zum Lumineszenzschirm hin bewegt Eine solche Halterung zur Temperaturkompensation ist z. B. aus der US-PS 38 03 436 bekannti> Expansion of the mask by a temperature-sensitive frame holder that compensates for the arrangement moved from mask and frame to the luminescent screen. Such a bracket for temperature compensation is z. B. from US-PS 38 03 436 known

μ Gemäß der DE-OS 23 63 566 soll das Auswölben der Lochmaske infolge deren ungleichmäßiger Erwärmung dadurch vermieden werden, daß man für eine gleichmäßigere Wärmeverteilung innerhalb der Lochmaske sorgt Zu diesem Zweck wird die Lochmaskeμ According to DE-OS 23 63 566 should bulge the Shadow mask can be avoided as a result of their uneven heating that one for a More even heat distribution within the shadow mask ensures the shadow mask is used for this purpose einseitig oder beiderseitig mit einer Schicht versehen, die im mittleren Teil der Lochmaske Infrarotstrahlung absorbiert und an den Randteilen der Lochmaske Infrarotstrahlung reflektiert, so daß im mittleren Teil der Lochmaske eine schnellere Wärmeabstrahlung alsProvided with a layer on one or both sides, the infrared radiation in the middle part of the shadow mask absorbed and reflected infrared radiation at the edge parts of the shadow mask, so that in the middle part the shadow mask emits faster heat than an deren Randteilen vor sich geht, so daß sich die Lochmaske über ihre Gesamtfläche gleichmäßiger erwärmt und somit auch gleichmäßiger ausdehnt so daß sich die Maskenlöcher bei der Aufwärmung der Lochmaske nicht in bestimmten Maskenbereichenat the edge parts goes on, so that the shadow mask is more uniform over its entire area heated and thus expands more evenly so that the mask holes when the Shadow mask not in certain mask areas schneller als in anderen Bereichen verschieben.move faster than in other areas.

Ein bis zu einem gewissen Grade mit dem beschriebenen Wölben verwandtes Problem sind die sogenannten Blasenverwerfungen. Blasenartige Verwerfungen können beim Betrieb der Röhre durchA problem related to some extent to the buckling described is these so-called bladder distortions. Bubble-like distortions can occur during operation of the tube bestimmte Bildmuster entstehen, z.B. einen länger anhaltenden weißen Fleck im Fernsehbild, durch den eine örtliche Erwärmung eines Teiles der Maske bewirkt wird. Zur Lösung dieses Problems wird gemäß der DE-OS 23 61 599 eine Lochmaske mit schichtförmiCertain image patterns are created, e.g. a long-lasting white spot in the television picture caused by the a local heating of a part of the mask is effected. To solve this problem, according to DE-OS 23 61 599 a shadow mask with schichtförmi gern Aufbau vorgesehen, bei dem zwischen zwei — äußeren — Stahlschichten eine mittlere Kupferschicht angeordnet ist, welche infolge der guten Wärmeleitung des Kupfers die Wärme von stärker erwärmten Maskenbereichen schneller zu anderen Bereichengladly provided for a structure in which between two - outer - steel layers a middle copper layer is arranged, which as a result of the good heat conduction of the copper transfers the heat from more heated mask areas to other areas more quickly

so abführt, so daß auf diese Weise für eine gleichmäßigere Wärmeverteilung über die gesamte Maskenfläche gesorgt wird.so dissipates, so that in this way for a more even Heat distribution over the entire mask surface is ensured.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Röhre der eingangs genannten Art, wie sie aus derThe invention is based on the object of a tube of the type mentioned, as it is from the US-PS 29 37 297 oder der US-PS 27 45 978 bekannt ist, dahingehend zu verbessern, daß in wesentlich geringerem Maße als bisher ein Vorwölben und ähnliche Verformungen der Lochmaske zu Deckungsfehlern zwischen den Elektronenstrah.'en und den LeuchtstoffUS-PS 29 37 297 or US-PS 27 45 978 is known to improve to the effect that a bulging and the like to a much lesser extent than before Deformations of the shadow mask to misregistration between the electron beams and the phosphor elementen führen können.elements can lead.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the features specified in the characterizing part of claim 1.

Es ist zwar aus der US-PS 29 37 297 bekannt, zur Vermeidung von Deckungsfehlern bei großen AblenkAlthough it is known from US-PS 29 37 297, to avoid misregistration with large deflections winkeln den Abstand zwischen Lochmaske und Lumineszenzschirm nicht konstant zu halten. Das Verhältnis zwischen maximalem und minimalem Abstand ist hier kleiner als 1,1. Aus der DE-AS 17 62 377 istangle the distance between shadow mask and Not keeping the luminescent screen constant. The ratio between the maximum and minimum distance is less than 1.1 here. From DE-AS 17 62 377 is

26 Π 33526 Π 335

es bekannt, zur Korrektur von Deekungsfehleni den Abstand zwischen den Mittelpunkten benachbarter Löcher der Lochmaske am Rand der Maske größer als in der Mitte zu wählen. Dabei wird der Maske-Schirmabstand jedoch entweder konstant oder an den Rändern geringer als in der Mitte gehalten. Einen variierenden Abstand zwischen Maske und Lumineszenzschirm sieht auch die US-PS 27 45 978 vor, welche sich mit dem Problem befaßt, das öffnungsmuster der gekrümmten Lochmaske mit konstanter Vergrößerung auf den ebenfalls gekrümmten Lumineszenzschirm zu übertragen. Gemäß dieser Literaturstelle, die sich auch auf die US-PS 3109116 bezieht, liegt das Verhältnis von maximalem zu minimalem Abstand zwischen Lochmaske und Lumineszenzschirm bei 1,1.it is known to correct Deekungsfehleni the Distance between the centers of adjacent holes of the shadow mask at the edge of the mask is greater than in the middle to choose. The distance between the mask and the screen becomes however either kept constant or less at the edges than in the middle. A varying one Distance between mask and luminescent screen also provides US-PS 27 45 978, which deals with the Problem deals with the opening pattern of the curved shadow mask with constant magnification on the also transfer curved luminescent screen. According to this reference, which also relates to the US Pat. No. 3,109,116 relates, the ratio is maximum to minimum distance between shadow mask and luminescent screen at 1.1.

Diese Verhältnis wird gemäß der Erfindung aber größer gewählt, und dabei lassen sich überraschenderweise die Wärmedehnungsprobleme der Maske, von denen die beiden vorgenannten US-Patentschriften und die DE-AS jedoch nicht handeln, besser beherrschen.According to the invention, however, this ratio is selected to be greater and, surprisingly, can be the thermal expansion problems of the mask, of which the aforementioned two U.S. patents and the DE-AS, however, do not act, master better.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Developments of the invention are in the subclaims marked.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger in den beiliegenden Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert Es zeigtThe invention is described below with reference to some in Embodiments illustrated in the accompanying drawings are explained in detail

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen Teillängsschnitt einer Lochmasken-Kathodenstrahlröhre bekannter Bauart;F i g. 1 is a plan view of a partial longitudinal section of a shadow mask cathode ray tube of known type;

F i g. 2,3 und 4 schematisierte vergrößerte Ansichten eines Linien- oder Strichrasterleuchtschirmes mit Elektronenstrahlauftreffbereichen;F i g. 2, 3 and 4 are schematic enlarged views a line or line grid fluorescent screen with electron beam impact areas;

F i g. 5 eine graphische Darstellung des Deckungsfehlers an einem Punkt auf halbem Wege zwischen der Mitte und dem Rand einer Lochmaske in Abhängigkeit von der längs der Abszisse aufgetragenen Zeit;F i g. FIG. 5 is a graph showing the misregistration at a point midway between FIG The center and the edge of a shadow mask as a function of the time plotted along the abscissa;

Fig.6 eine vergrößerte Ansicht eines Teiles der Maske und des Leuchtschirmes, der in F i g. 1 durch einen Kreis 6 bezeichnet ist;FIG. 6 is an enlarged view of part of FIG Mask and the luminescent screen shown in FIG. 1 is indicated by a circle 6;

Fig. 7 eine schematische Seitenansicht zur Erläutertung der geometrischen Verhältnisse zwischen einem Elektronenstrahl, einer Lochmaske und einem Lumineszenzschirm; Fig. 7 is a schematic side view for explanation the geometric relationships between an electron beam, a shadow mask and a luminescent screen;

Fig.8 eine teilweise weggebrochene Ansicht der Frontplatte einer bekannten Lochmaskenröhre mit in dieser montierter Lochmaske von hinten gesehen;Fig.8 is a partially broken away view of the Front plate of a known shadow mask tube with a shadow mask mounted in it, seen from behind;

Fig.8A, 8B und 8C vergrößerte Ansichten von in F i g. 8 angegebenen Bereichen;8A, 8B and 8C are enlarged views of FIG F i g. 8 specified areas;

Fig.9 eine teilweise geschnittene, von hinten gesehene Ansicht einer Röhrenfrontplatte mit montierter Lochmaske, die die erfndungsgemäßen Merkmale aufweisen;9 shows a partially sectioned, from the rear Seen view of a tube front plate with mounted perforated mask, the inventive features exhibit;

Fig.9A, 9B und 9C vergrößerte Ansichten der in F i g. 9 angegebenen Bereiche;9A, 9B and 9C enlarged views of the in F i g. 9 indicated ranges;

Fig. 10 eine Draufsicht auf einen Teillängsschnitt einer Lochmaskenkathodenstrahlröhre mit ebener Frontplatte;10 shows a plan view of a partial longitudinal section of a shadow mask cathode ray tube with a planar Front panel;

Die in Fig. 1 dargestellte, bekannte Rechteck-Farbfernsehbildröhre hat einen evakuierten Glaskolben 20 mit einer im wesentlichen rechteckigen Bildfensterscha-Ie 22, die über einen konischen Kolbenteil 26 mit einem Röhrenhals 24 verbunden ist. Die Bildfensterschale 22 enthält eine als Bildfenster dienende Frontplatte 28 und eine Seitenwand 3Ö, die mit dem trichterförmigen Kolbenteil 26 verschmolzen ist. Auf der Innenseite der Frontplatte 28 befindet sich ein Dreifarben-Mosaik-Lumineszenzschirm 32. Der Lumineszenzschirm 32 ist ein Streifen- oder Linienrasterschirm, d. h. er besteht aus einer Anordnung paralleler Leuchtstoffstreifen, die im wesentlichen parallel zur rjnkrechten Bildfensterachse verlaufen. Die Räche zwischen den Leuchtstoffstreifen ist mit einem lichtabsorbierenden Material ausgefüllt. In einem bestimmten Abstand vom Lumineszenzschirm 32 ist eine Vielloch-Farbwahlelektrode oder Schatten- bzw. Lochmaske 34 lösbar montiert. Der Röhrenhals 24 enthält ein Inline-Elektronenstrahlerzeugungssystem 36, das drei Elektronenstrahlen 38 B₁ 38Ä und 38G liefert, die längs in einer Ebene verlaufender konvergierender Wege durch die Lochmaske 34 auf den Lumineszenzschirm 32 fallen. Die drei Elektronenstrahlen werden im Betrieb durch Vertikal- und Horizontal-Magnetfehlder, welche durch ein mit entsprechenden Strömen gespeistes Ablenkjoch 40 erzeugt werden, horizontal und vertikal in einem rechteckigen Raster über den Lumineszenzschirm 32 abgelenktThe known rectangular color television picture tube shown in FIG. 1 has an evacuated glass bulb 20 with a substantially rectangular picture window shell 22 which is connected to a tube neck 24 via a conical bulb part 26. The picture window shell 22 contains a front plate 28 serving as a picture window and a side wall 30 which is fused to the funnel-shaped piston part 26. A three-color mosaic luminescent screen 32 is located on the inside of the front plate 28. The luminescent screen 32 is a strip or line grid screen, ie it consists of an arrangement of parallel fluorescent strips which run essentially parallel to the vertical axis of the picture window. The area between the fluorescent strips is filled with a light-absorbing material. At a certain distance from the luminescent screen 32, a multi-hole color selection electrode or shadow or perforated mask 34 is detachably mounted. The tube neck 24 contains an in-line electron gun 36 which provides three electron beams _{38B 1,} 38A and 38G which are incident along in-plane converging paths through the shadow mask 34 onto the luminescent screen 32. During operation, the three electron beams are deflected horizontally and vertically in a rectangular grid across the luminescent screen 32 by vertical and horizontal magnetic fields which are generated by a deflection yoke 40 fed with corresponding currents

Der Einfachheit halber ist die in Wirklichkeit vorhandene Krümmung der abgelenkten Elektronenstrahlen im Ablenkbereich nicht in Fig. 1 dargestellt Die Strahlen sind stattdessen schematisch so dargestellt, als ob sie in einer Ablenkebene P-P momentan abgelenkt würden.For the sake of simplicity, the actual curvature of the deflected electron beams in the deflection region is not shown in FIG. 1. Instead, the beams are shown schematically as if they were momentarily deflected in a deflection plane PP.

Die Erfindung wird hier zwar am Beispiel einer Kathodenstrahlröhre mit Inline-Elektronenstrahlerzeugungssystem und Streifenrasterschirm beschrieben, selbstverständlich ist der Erfindungsgedanke auch auf Kathodenstrahlröhren anderer Typen, u. a. solche mit Delta-Strahlerzeugungssystem und Punktrasterleuchtschirm anwendbar.
Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, soll im folgenden als erstes erläutert werden, was ein Elektronenstrahl-Deckungsfehler ist In den Fig.2, 3 und 4 ist der Auftreffbereich des Elektronenstrahls 38C auf einem Teil des Lumineszenzschirms 32 dargestellt. Die Leuchtstoffstreifen 42Ä, 42C und 42ß sind voneinander jeweils durch einen Zwischenraum getrennt, der mit einer lichtabsorbierenden Substanz 44 ausgefüllt ist Die Breite des Elektronenstrahls 38G ist etwas größer als die des zugehörigen Leuchtstoffstreifens 42#. Eine solche Anordnung wird im a'lgemiunen als Matrix mit negativer Toleranz bezeichnet und stellt eine für die Realisierung der vorliegenden Erfindung bevorzugte Lumineszenzschirmkonstruktion dar. Die Erfindung läßt sich jedoch selbstverständlich in gleicher Weise auch auf Röhren mit einer Leuchtschirmmatrix mit positiver Toleranz, also Leuchtschirme, bei denen die Leuchtstoffstreifen durch eine lichtabsorbierende Substanz getrennt und breiter sind als die zugehörigen Strahlauftreffbereiche, sowie auf Röhren mit Leuchtschirm ohne Matrix anwenden. Bei Fig.2 ist der Elektronenstrahlauftreffbereich 38ß bezüglich des zugehörigen Leuchtstoffstreifens 42G genau zentriert. Dies ist die bevorzugte Strahllage für eine genaue Farbreproduktion. Beim Aufwärmen der Röhre wird sich die lochmaske vorwölben, so daß sich die Mitte der Lochmaske auf den Lumineszenzschirm zu bewegt und ein Deckungsfehler zwischen dem Elektronenstrahl 38C und dem zugehörigen Leuchtstoffstreifen 42G zu entstehen beginnt, wie in F i g. 3 dargestellt ist. In diesem Falle wird der grüne Leuchtstoffstreifen nicht voll erregt, und die In ensität des abgegebenen grünen Lichtes nimmt ab. In F i g. 4 ist ein noch extremerer Fall dargestellt, bei dem die Verschiebung des Elektronenstrahlauftreffbereiches 38G ein solches Ausmaß angenommen hat, daß der Elektronenstrahl sogar auf denAlthough the invention is described here using the example of a cathode ray tube with an inline electron gun and strip grid screen, the inventive concept can of course also be applied to cathode ray tubes of other types, including those with a delta beam generating system and point grid fluorescent screen.
In order to facilitate the understanding of the invention, what is an electron beam misregistration shall first be explained in the following. In FIGS. The fluorescent strips 42A, 42C and 42B are each separated from one another by a space which is filled with a light-absorbing substance 44. The width of the electron beam 38G is slightly larger than that of the associated fluorescent strip 42 #. Such an arrangement is generally referred to as a matrix with negative tolerance and represents a preferred luminescent screen construction for the implementation of the present invention. However, the invention can of course also be applied in the same way to tubes with a luminescent screen matrix with positive tolerance, i.e. luminescent screens where the fluorescent strips are separated by a light-absorbing substance and wider than the associated beam impact areas, as well as on tubes with a fluorescent screen without a matrix. In FIG. 2, the electron beam impingement area 38β is exactly centered with respect to the associated fluorescent strip 42G. This is the preferred beam position for accurate color reproduction. As the tube warms up, the perforated mask will bulge so that the center of the perforated mask moves towards the luminescent screen and a misregistration between the electron beam 38C and the associated fluorescent strip 42G begins, as in FIG. 3 is shown. In this case the green fluorescent strip is not fully excited and the intensity of the emitted green light decreases. In Fig. 4 shows an even more extreme case in which the displacement of the electron beam landing area 38G has assumed such an extent that the electron beam even hits the

μ benachbarten Leuchtstoffstreifen 42ß auftrifft und dadurch die farbreinheit leidet.μ adjacent fluorescent strips 42ß and as a result, the color purity suffers.

Wie erwähnt, hat der Vorwölbungseffekt seine Ursache in einer ungleichmäßigen Erwärmung- derAs mentioned, the bulging effect is caused by uneven heating of the

Lochmaskenanordnung. In F i g. 5 ist der Deckungsfehler zwischen einem Elektronenstrahl und einem entsprechenden Leuchtstoffstreifen auf halbem Wege zwischen der Mitte und dem Rand des Schirms als Funktion der Zeit graphisch dargestellt. Die ausgezogene Kurve 50 stellt den Verlauf des Deckungsfehlers bei einer Röhre bekannter Konstruktion dar, während die gestrichelte Kurve 52 den Verlauf des Deckungsfehlers in einer Röhre gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Maxima der Kurven 50 und 52 treten etwa 3 bis 5 Minuten nach dem Einschalten der Röhre auf. Anschließend nimmt dann der Deckungsfehler mit der weiteren Erwärmung der Maske wieder ab.Shadow mask arrangement. In Fig. 5 is the misregistration between an electron beam and a corresponding fluorescent strips halfway between the center and the edge of the screen as Function of time shown graphically. The solid curve 50 represents the course of the misregistration a tube of known construction, while the dashed curve 52 shows the course of the misregistration in a tube according to an embodiment of the present invention. The maxima of the Curves 50 and 52 appear approximately 3 to 5 minutes after the tube is turned on. Then then takes the misregistration decreases with the further heating of the mask.

Man beachte, daß das Vorwölben eine Bewegung η eines Teiles der Maske zum Schirm hin ist, während die Peripherie der Maske stationär gehalten wird. Die Wirkung einer solchen Bewegung ist in Fig.6 dargestellt, die die Lochmaske in zwei Lagen zeigt und zwar in der kalten, nichtvorgewölbten Lage 34 und in einer erwärmten, vorgewölbten Lage 34'. Die Grenzen eines Teils eines Elektronenstrahls 38G, der durch eine öffnung in der noch nicht aufgewärmten Maske 34 tritt, sind durch gestrichelte Linien 39 dargestellt, während die strichpunktierten Linien 39' die Grenzen des Strahlteiles darstellen, der durch dieselbe Maskenöffnung bei vorgewölbter Maske 34' tritt. Die in Fig.6 eingezeichnete Strecke χ stellt den durch die Vorwölbung verursachten Deckungsfehler dar. Infolge des durch die Vorwölbung verursachten Deckungsfehlers ist jo der Strahlauftreffbereich auf dem Lumineszenzschirm in Richtung auf die Mitte des Lumineszenzschirms 32 hin verschoben.Note that bulging is movement η of part of the mask toward the screen while the periphery of the mask is held stationary. The effect of such a movement is shown in FIG. 6, which shows the shadow mask in two positions, namely in the cold, non-protruding position 34 and in a heated, protruding position 34 '. The boundaries of a part of an electron beam 38G that passes through an opening in the not yet warmed up mask 34 are shown by dashed lines 39, while the dash-dotted lines 39 'show the boundaries of the beam part that passes through the same mask opening with the mask 34' arched . The line χ drawn in FIG. 6 represents the misregistration caused by the protrusion. As a result of the misregistration caused by the protrusion, the beam impingement area on the luminescent screen is shifted in the direction of the center of the luminescent screen 32.

Im Verlaufe der Aufwärmung der Lochmaske nimmt der Einfluß der Vorwölbung ab, da die Temperaturgradienten in der Maske kleiner werden. Außerdem dehnt sich die Maske durch die Erwärmung aus, und die Maskenöffnungen werden dadurch von ihren ursprünglichen Plätzen seitlich nach außen (also parallel zum Lumineszenzschirm) verschoben. Diese nach auswärts gerichtete Bewegung verursacht einen von der Lumineszenzschirmmitte weg gerichteten Deckungsfehler. Dieses Zusammenwirken der Verringerung der Vorwölbung und der Erwärmung der Lochmaske hat zur Folge, daß die Maskenöffnungen wieder in die sich mit den zugehörigen Leuchtstoffstreifen deckenden Lagen zurückkehren. Die Ausdehnung der Maske verursacht jedoch am Rand des Lumineszenzschirms größere Deckungsfehlerprobleme. Um die Deckungsfehler am Rand des Leuchtschirms zu korrigieren, wird der Maskenrahmen gewöhnlich an wärmeenpfindlichen Halterungen gelagert, die die Anordnung aus Maske und Rahmen in Richtung auf den Lumineszenzschirm hin bewegen, um den durch die Ausdehnung der Maske verursachten Deckungsfehler zu verringern oder zu beseitigen. Da diese Kompensation nur dann richtig ist, wenn kein Temperaturgradient zwischen den Teilen der Maske im Tragrahmen existiert, verbleibt ein restlicher Deckungsfehler auf halbem Wege, wie er durch die Kurven in F i g. 5 dargestellt ist Man beachte ferner, daß ω im Betrieb der Röhre immer irgendwelche Temperaturänderungen und damit immer irgendwelche Vorwölbungseffekte auftreten, da die Wärmeableitung von der Maske am Rand, also durch den Maskenrahmen, größer ist als in der Mitte. öSIn the course of the heating of the shadow mask, the influence of the protrusion decreases, since the temperature gradients in the mask become smaller. It also stretches the mask expands as a result of the heating, and the mask openings are thereby moved laterally outwards from their original locations (i.e. parallel to the Luminescent screen) moved. This outward movement causes a misregistration away from the center of the luminescent screen. This interaction of the reduction of the protrusion and the heating of the shadow mask has the consequence that the mask openings return to the positions that coincide with the associated fluorescent strips. The expansion of the mask caused however, major misregistration problems at the edge of the luminescent screen. To get the coverage errors on To correct the edge of the fluorescent screen, the mask frame will usually be sensitive to heat Mounts stored that the arrangement of mask and frame in the direction of the luminescent screen move towards to decrease or decrease the misregistration caused by the expansion of the mask remove. Since this compensation is only correct if there is no temperature gradient between the parts of the Mask exists in the support frame, there remains a residual misregistration halfway through the Curves in Fig. 5 is shown. It should also be noted that ω always some temperature changes and thus always some bulging effects occur during operation of the tube, since the heat dissipation from the The mask is larger at the edge, i.e. through the mask frame, than in the middle. ÖS

F i g. 7 zeigt die Geometrie einer Lochmaskenröhre. Die Linie P-P stellt wieder wie bei F i g. 1 die Ablenkebene (für den Ablenkwinkei 0) dar. Der AbstandF i g. 7 shows the geometry of a shadow mask tube. The line PP is again as in FIG. 1 represents the deflection plane (for the deflection angle 0). The distance von der Ablenkebene P-P zum Lumineszenzschirm 32 ist mit »L« und der Abstand zwischen der Lochmaske 34 und dem Lumineszenzschirm 32 (gemessen parallel zur Achse A-A) ist mit »«7« bezeichnet. Die Strecke 5 stellt den Abstand von der Mittelachse A-A der Röhre zur Mitte 54 eines außeraxialen Elektronenstrahls beim Durchsetzen der Ablenkebene P-Pdar, und a ist der von Mitte zu Mitte gerechnete Abstand zwischen benachbarten öffnungen der Lochmaske 34. Diese Parameter sind miteinander annähernd gemäß der folgenden Gleichung verknüpft:from the deflection plane PP to the luminescent screen 32 is denoted by "L" and the distance between the perforated mask 34 and the luminescent screen 32 (measured parallel to the axis AA) is denoted by "7". The distance 5 represents the distance from the center axis AA of the tube to the center 54 of an off-axis electron beam when passing through the deflection plane P-P, and a is the center-to-center distance between adjacent openings of the shadow mask 34. These parameters are approximately in accordance with FIG linked to the following equation:

Q = Q =

AlAl

35··35 ··

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Lochmaske 56 zur Verringerung der Einflüsse des Vorwölbens eine größere Kontur oder Krümmung gegeben als sie sich bei den bekannten Röhren entsprechender Konstruktion findet, so daß sich eine größere Änderung von q ergibt. Gleichzeitig wird auch der Wert von a proportional zu q geändert. Dies stellt eine Abweichung von den bekannten Streifenrasterröhren dar, bei denen a über die ganze Maske gleichförmig ist und q sich nur mit L und Sandern darf.According to the present invention, in order to reduce the effects of bulging, the shadow mask 56 is given a greater contour or curvature than is found in the known tubes of corresponding construction, so that there is a greater change in q . At the same time, the value of a is also changed proportionally to q. This represents a deviation from the known stripe raster tubes, in which a is uniform over the entire mask and q is only allowed to mix with L and Sandern.

Die Fig.8, 8A, 8B und 8C stellen eine bekannte Lochmaske mit einem Krümmungsradius von 1000 mm dar. Che Werte für a und die Schlitzbreite für diese Maske sind in Millimetern angegeben. Wie ersichtlich, ist der Wert von a in der Mitte 60, am Rand 62 und auf halbem Wege 64 zwischen Mitte und Rand gleichbleibend 0,77 mm. Die Schlitzbreite nimmt von der Mitte 60 zum Rand 62 der Lochmaske 34 hin in der Größe allmählich ab.8, 8A, 8B and 8C represent a known shadow mask with a radius of curvature of 1000 mm. Che values for a and the slot width for this mask are given in millimeters. As can be seen, the value of a in the center 60, at the edge 62 and halfway 64 between the center and the edge is a constant 0.77 mm. The slot width gradually decreases in size from the center 60 to the edge 62 of the shadow mask 34.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Lochmaske 56 mit einem Krümmungsradius von 850 mm verwendet, die in den F i g. 9, 9A, 9B und 9C dargestellt ist. Die Abstände der Öffnungen in der Lochmaske 56, die eine größere Krümmung hat, nehmen von 0,77 mm in der Mitte 66 der Maske auf 0,885 mm an einer Stelle 68 auf halbem Wege auf 1,0 mm an einer Stelle 70 beim Rand der Maske zu. Wenn bei der Lochmaske 56 gemäß F i g. 9 dieselben Schlitzbreiten verwendet würden wie bei der bekannten Lochmaske 34 gemäß Fig.8, würüe die Transmission der Maske auf einen unerwünscht niedrigen Wert herabgesetzt Um die gewünschte Maskentransmission aufrechtzuerhalten, wird daher die Schlitzbreite im Vergleich zu der Schlitzbreite der bekannten Maske vergrößert Tatsächlich könnte die Schlitzbrei'e bei einer Änderung von a von 0,77 mm in der Mitte der Maske auf 1,14 mm am Rand der Maske über die ganze Maske für einen vorgegebenen Zunahmefaktor (Abstufungsfaktor) konstant auf 0,15 mm gehalten werden. Eine Vergrößerung der Schlitzbreite ist sehr erwünscht da sie die Herstellung der Maske erleichtert.In one embodiment of the invention, a shadow mask 56 having a radius of curvature of 850 mm is used, which is shown in FIGS. 9, 9A, 9B and 9C. The distances between the openings in the Shadow mask 56, which has a greater curvature, take up from 0.77 mm in the center 66 of the mask 0.885 mm at a point 68 halfway to 1.0 mm at a point 70 at the edge of the mask. If, in the case of the perforated mask 56 according to FIG. 9 the same slot widths would be used as in the known Perforated mask 34 according to FIG. 8 would be the transmission of the mask is reduced to an undesirably low value. Around the desired mask transmission therefore becomes the slit width compared to the slit width of the known mask increased In fact, with a change in a of 0.77 mm in the middle of the Mask to 1.14 mm at the edge of the mask over the entire mask for a given increase factor (gradation factor) are kept constant at 0.15 mm. An increase in the width of the slit is very desirable because it simplifies the manufacture of the mask.

In der folgenden Tabelle A sind die Verhältnisse der Lochmasken-Lumineszenzschirm-Abstände (q, gemessen parallel zur Mittelachse der Röhre) für zwei Röhren gemäß dem Stand der Technik und für zwei Röhren gemäß der vorliegenden Erfindung aufgeführt In der ersten Spalte ist das Verhältnis des Abstandes q am Rand einer Maske längs ihrer Hauptachse zum Abstand q an der Mitte der Maske angegeben. Die zweite Spalte gibt dasselbe Verhältnis auf dsr Röhrendiagonale an.In the following table A the ratios of the shadow mask-luminescent screen distances (q, measured parallel to the central axis of the tube) for two tubes according to the prior art and for two tubes according to the present invention are listed. The first column shows the ratio of the distance q is indicated at the edge of a mask along its major axis at the distance q at the center of the mask. The second column gives the same ratio on the tube diagonal.

Table A.

Bekannte 19"-9O°-RöhreWell-known 19 "-90 ° tube

Bekannte 25"-110°-RöhreWell-known 25 "-110 ° tube

Bekannte 25" Röhre 1 gem. der ErfindungKnown 25 "tube 1 according to the invention

Bekannte 25" Röhre 2 gem. der ErfindungKnown 25 "tube 2 according to the invention

Es ist ersichtlich, daß die Rand-zu-Mitte-Abstandsverhältnisse bei den Röhren gemäß der Erfindung wesentlich größer sind als die entsprechenden Verhältnisse bei den Röhren gemäß dem Stand der Technik. Bei den beiden Ausführungsformen der Erfindung sind alle Rand-zu-Mitte-Verhältnisse des Abstandes q größer als 1,15.It can be seen that the edge-to-center spacing ratios in the tubes according to the invention are substantially greater than the corresponding ratios in the tubes according to the prior art. In the two embodiments of the invention, all edge-to-center ratios of the distance q are greater than 1.15.

Durch die Vergrößerung des Krümmungsradius der Lochmaske von 1000 mm auf 850 mm werden sowohl die Vorwölbung als auch die lokalen Verformungen (»Blasenbildung«) mit den resultierenden Deckungsfehlern verringert. Durch eine stärkere Krümmung erhöht sich bekanntlich die Festigkeit und dadurch wird das Verwerfen der Maske herabgesetztBy increasing the radius of curvature of the shadow mask from 1000 mm to 850 mm, both the protrusion as well as the local deformations ("bubble formation") with the resulting misregistration decreased. As is well known, a stronger curvature increases the strength and this becomes the Discarding the mask reduced

Wegen der geometrischen Verhältnisse bewegt sich außerdem bei der Inbetriebnahme der Röhre und der Erwärmung der Maske ein Punkt auf einer Maske mit größerer Krümmung um eine kleinere Strecke in Richtung auf den Lumineszenzschirm zu als ein entsprechend gelegener Punkt auf einer Maske mit einer geringeren Krümmung, gleiche Maskenausdehnung vorausgesetzt. Bei den oben erwähnten Maskenkrümmungen wird die Vorwölbung oder Bewegung eines Teiles der Maske in Richtung auf den Schirm von etwa 58 μπι bei der Maske mit dem KrümmungsradiusBecause of the geometric relationships, the tube and the Heating the mask a point on a mask with greater curvature by a smaller distance in Direction towards the luminescent screen as a corresponding point on a mask less curvature, assuming the same mask expansion. With the mask curvatures mentioned above is the bulging or movement of part of the mask towards the screen of about 58 μπι in the mask with the radius of curvature

Table B.

q Hauptachse q main axis q Diagonale q diagonal q Mitte q middle q Mitte q middle 1,131.13 1,121.12 1,101.10 1,091.09 1,471.47 1,451.45 1,581.58 1,481.48

1000 mm auf etwa 30 μπι bei der Maske mit dem Krümmungsradius 850 mm herabgesetzt. Die Zunahme1000 mm to about 30 μπι in the mask with the Radius of curvature reduced to 850 mm. The increase

i'i des Werr.es a erlaubt eine Zunahme der Deckungsfehlertoleranzen bei den außerhalb der Mitte gelegenen Leuchtstoffstreifen. Die Abstände zwischen den Streifen auf dem Schirm können selbstverständlich nicht zu groß sein, da die Struktur für den Betrachter sonst zu grob würde. Der gewählte Abstand sollte daher ein Kompromiß zwischen der möglichen Erhöhung der Toleranz und einer annehmbaren Grobheit der Streifentripel sein. Wenn man in den mittleren Teilen des Schirms einen kleineren Wert von a beibehält und ein größeres a in der Nähe der Randbereiche zuläßt, hat der Lumineszenzschirm subjektiv das Aussehen einer feinen Struktur.i'i des Werr.es a allows an increase in the misalignment tolerances in the off-center phosphor strips. The distances between the strips on the screen can of course not be too great, since otherwise the structure would be too coarse for the viewer. The distance chosen should therefore be a compromise between the possible increase in tolerance and an acceptable coarseness of the triple stripes. If a smaller value of a is kept in the central parts of the screen and a larger a is allowed in the vicinity of the peripheral areas, the luminescent screen subjectively has the appearance of a fine structure.

In der folgenden Tabelle B sind die Toleranzen und gemessene Werte des Vorwölbungs-Deckungsfehlers für eine Röhre gemäß dem Stand der Technik und für eine Röhre gemäß der Erfindung, die eine Lochmaske mit stärkerer Krümmung als die Maske der bekannten Röhre hat (850 mm Krümmungsradius im Vergleich zu 1000 mm); die Werte gelten für Stellen auf halbem Wege zwischen der Mitte und dem Rand der Röhren. Die Werte sind alle in Millimetern angegeben.In the following Table B are the tolerances and measured values of the protrusion misregistration for a tube according to the prior art and for a tube according to the invention which is a shadow mask with greater curvature than the mask of the known tube has (850 mm radius of curvature compared to 1000 mm); the values apply to locations halfway between the center and the edge of the tubes. The values are all given in millimeters.

Verfügbare Wölbungs- Resultat Toleranz Deckungsfehler Available camber result tolerance misregistration

Bekannte Röhre
Neue RöhreWell-known tube
New tube

0,053 0,067 0,079
0,0660.053 0.067 0.079
0.066

-0,026
0,001-0.026
0.001

Die Zunahme der zulässigen Toleranz bei der neuen Röhre gemäß der Erfindung beruht auf der Vergrößerung der Abstände a, und die Verringerung der durch Wölbungseffekte verursachten Deckungsfehler beruht auf der stärkeren Krümmung der Lochmaske der neuen Röhre. Durch die Vergrößerung der Krümmung der Maske und der Abstände a kann also der resultierende Deckungsfehler an den Stellen des Leuchtschirms, wo die Einflüsse der Vorwölbung am stärksten sind, beträchtlich verringert werden (z. B. um 0,027 mm bei den in Tabelle B verglichenen Röhren).The increase in the allowable tolerance in the new tube according to the invention is due to the enlargement of the distances a, and the reduction in the misregistration caused by warping effects on the greater curvature of the shadow mask of the new tube. By increasing the curvature of the Mask and the distances a can therefore be the resulting misregistration at the points of the luminescent screen where the effects of protrusion are strongest, can be reduced considerably (e.g. by 0.027 mm at the tubes compared in Table B).

Die Maske mit der stärkereren Krümmung und den größeren Lochabständen a wurde bei den oben beschriebenen Ausführungsformen in Verbindung mit einer gewölbten Frontplatte verwendet, die Erfindung erlaubt jedoch auch die Verwendung mit einer ebenen Frontplatte. Die bisher in Verbindung mit Streifenrasterleuchtschirmen verwendeten Lochmasken haben zwar nicht genau dieselbe Krümmung wie die zugehörigen Frontplatten, man kann jedoch sagen, daß Maske und Frontplatte bisher im wesentlichen parallelThe mask with the greater curvature and the larger hole spacings a was used in the above described embodiments in connection with a curved faceplate used the invention however, it can also be used with a flat faceplate. So far in connection with louvre stripes The shadow masks used do not have exactly the same curvature as the associated front panels, but it can be said that The mask and the faceplate have so far been essentially parallel

w) waren. Eine ebene Frontplatte hat andererseits den Vorteil, daß sie eine Betrachtung unter einem größeren Winkel ohne Verzerrung eines Teiles des Bildes erlaubt Fig. 10 zeigt eine Kathodenstrahlröhre 72, die eine gekrümmte Lochmaske 74, jedoch eine ebene Frontplatte 76 hat Der Abstand q nimmt bei dieser Röhre von der Mitte zum Rand hin der Maske beträchtlich zu und der Abstand a der Lochmaskenöffnungen wird in ähnlicher Weise größer, damit eine annehmbare Verschachtelung und Gruppierung der Leuchtstoffstrei-w) were. A flat front panel other hand, has the advantage that it allows for viewing at a greater angle without distortion of a part of the image Fig. 10 shows a cathode ray tube 72 which takes a curved shadow mask 74, but has a planar front plate 76 q The distance at this tube from the center to the edge of the mask considerably and the distance a of the shadow mask openings increases in a similar manner, so that an acceptable nesting and grouping of the phosphor strips

eo fen auf dem Lumineszenzschirm erhalten bleibteo fen is retained on the luminescent screen

Das Konzept die Maskenkrümmung gegenüber der bei den bekannten Röhren üblichen zu vergrößern, um die Maske stabiler zu machen und die Vorwölbung zu verringern, ist offensichtlich nicht auf Masken sphärischer oder im wesentlichen sphärischer Form beschränkt The concept of increasing the curvature of the mask compared to that which is usual in the known tubes in order to Obviously, making the mask more stable and reducing the bulge is not more spherical on masks or essentially spherical shape

Die Beziehung g— AgL ermöglicht eine einwandfreieThe relationship g— AgL enables a perfect

Verschachtelung der Leuchtstoffelemente auf dem Lumineszenzschirm. Unter einer Verschachtelung ist die Beziehung der Leuchtstoffelement-Tripel in bezug aufeinander zu verstehen, bei der die Abstände zwischen den Punkten oder Streifen eines Tripels gleich i den Abständen zwischen benachbarten Punkten oder Streifen eines anderen Tripels ist.Nesting of the phosphor elements on the luminescent screen. Is under a nest to understand the relationship of the phosphor element triples in relation to one another, in which the distances between the points or stripes of a triple is equal to i the distances between adjacent points or Strip of another triple is.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patentansprüche:Patent claims:

U Kathodenstrahlröhre mit einer Lochmaske, mit der Elektronenstrahlen auf Leuchtstoffelemente eines Kathodolumineszenzschirmes ausgerichtet werden, wobei die Lochmaske am Rand einen größeren Abstand vom Lumineszenzschirm hat als inderMitte,dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des maximalen Abstands f<j) zwischen der Lochmaske (56,74) und dem Lumineszenzschirm (32) am Rand zum minimalen Abstand (q) in der Mitte größer ist als 1,15 und daß der horizontale Abstand (a) zwischen benachbarten Öffnungen der Lochmaske von der Mitte zum Rand der Lochmaske (56, 74) proportional zum Abstand zwischen Lochmaske und Lumineszenzschirm zunimmt U cathode ray tube with a perforated mask, with which electron beams are aimed at fluorescent elements of a cathodoluminescent screen, the perforated mask at the edge being at a greater distance from the luminescent screen than in the middle, characterized in that the ratio of the maximum distance f <j) between the perforated mask (56, 74 ) and the luminescent screen (32) at the edge to the minimum distance (q) in the middle is greater than 1.15 and that the horizontal distance (a) between adjacent openings of the shadow mask from the center to the edge of the shadow mask (56, 74) is proportional the distance between the shadow mask and the luminescent screen increases

2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstoffelemente vertikale Streifen (42fl> 42G, 42R) und die Maskenöffnungen vertikale Schlitze sind.2. Cathode ray tube according to claim 1, characterized in that the phosphor elements are vertical strips (42fl> 42G, 42R) and the mask openings are vertical slots.

3. Kathodenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre eine im wesentlichen ebene Frontplatte (76), auf der der Lumineszenzschirm angeordnet ist, und eine gekrümmte Lochmaske (74) hat3. Cathode ray tube according to one of claims 1 or 2, characterized in that the tube a substantially flat front plate (76) on which the luminescent screen is arranged, and one has curved shadow mask (74)