DE2619871A1 - Kathodenstrahlroehre mit verbesserter schirmstruktur - Google Patents

Description

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vom 5. Mai 1975 Oii\- ' ■ Kj:.-!sr

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RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)

Kathodenstrahlröhre mit verbesserter Schirmstruktur

Die Erfindung bezieht sich auf Kathodenstrahlröhren mit kathodolumine sz en ten, zeilenartig aufgebauten Leuchtschirmen und Schlitzmasken, insbesondere betrifft die Erfindung eine visuell annehmbarere Schirmstruktur.

Neuere Kathodenstrahlröhren, die für die Verwendung in Farbfernsehempfängern entwickelt und im Handel erhältlich sind, haben eine sphärisch geformte rechteckige Frontplatte, auf der ein Linienschirm aus kathodolumineszentern Material angeordnet ist und neben dem Schirm eine in etwa sphärisch gekrümmte, mit Schlitzöffnungen ausgebildete Maske sich befindet. Derartige Röhren sind weit verbreitet, aber sie sind an ihren horizontalen Seiten in unerwünschter Weise zackig bzw. "ausgefranst". Diese gezackte Form rührt her vom Drucken gerader kathodo-

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lumineszenter Linien an den Seitenkanten des Schirmes einer Röhre, deren wirkliche Konturen an den Seitenkanten der Frontscheibe gekrümmt sind. Die Endlinien des Schirmes werden verkürzt, weil sie die gekrümmte Seite der Frontplatte schneiden. Nach innen auf die Endlinien folgende Linien des Schirmes nehmen in ihrer Länge in Richtung auf die Schirmmitte zu, da sie die Seitenwand der Frontscheibe näher an deren Ober- und Unterseite schneiden.

Die nachfolgend zu beschreibende erfindungsgemäße Kathodenstrahlröhre hat eine Frontscheibe, auf der sich ein kathodolumineszenter Linienschirm befindet. Die Frontscheibe ist im wesentlichen rechteckig mit einem Paar einander gegenüberliegender gekrümmter Seiten ausgebildet. Innerhalb der Röhre ist im Abstand vom Bildschirm eine Schlitzmaske montiert. Die praktisch vertikalen Spalten von Schlitzen sind jedoch in Beziehung gesetzt zur Oberflächenkontur der Frontscheibe und der Maske, zur Kantenkontur der Frontscheibenseiten und zum Ablenkwinkel der Röhre. Die kathodolumineszenten Endlinien an den gekrümmten Schirmseiten verlaufen parallel zur Kontur der gekrümmten Seiten, Die Seiten des Bildschirmes enden daher in kontinuierlichen, nicht abgebrochenen Linien, welche einen angenehmeren Betrachtungseindruck ergeben als abgestufte Linien unterschiedlicher Länge.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Darstellungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Lochmasken-Kathodenstrahlröhre gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Teilansicht eines Linienschirmes einer üblichen Kathodenstrahlröhre;

Fig. 3 eine Teilansicht eines Linienschirmes einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Kathodenstrahlröhre;

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Fig. 4 die Ansicht einer Frontscheibe mit montierter !Lochmaske für einen Schirm gemäß Fig. 3 und

Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt entsprechend dem mit 5 in Fig. 4 markierten Bereich der Schlitzmaske.

Fig. 1 läßt im einzelnen eine Rechteckfarbbildröhre mit einem evakuierten Glaskolben 20 erkennen, der eine rechteckige Frontscheibe oder Kappe 22 sowie einen mit dieser über ein Konusteil 26 verbundenen röhrenförmigen Hals 24 umfaßt. Die Frontscheibe 22 umfaßt die eigentliche Sichtscheibe 28 mit einem Randflansch 30, der mit dem Konusteil 26 verschweißt ist. Auf der inneren Oberfläche der Scheibe 28 ist ein mosaikartiger dreifarbiger kathodolumineszenter Linienschirm 32 angebracht, der eine Anordnung vertikaler Leuchtstofflinien enthält, welche praktisch parallel zur Vertikalachse der Röhre verlaufen. Der Raum zwischen den kathodolumineszenten Linien kann mit einem lichtabsorbierenden Material ausgefüllt sein. In vorbestimmtem Abstand vom Schirm 32 ist eine mit vielen Öffnungen versehene Farbselektionselektrode in Form einer Schlitzmaske 34 demontierbar angebracht. Innerhalb des Halses 24 ist ein Inline-Elektronenstrahlsystem 36 (das nur schematisch angedeutet ist) montiert, welches drei Elektronenstrahlen 38B, 38R und 38G erzeugt und längs in einer Ebene konvergenten Wegen durch die Maske 34 zum Schirm 32 gelangen läßt.

Die in Fig. 1 dargestellte Röhre ist für ein außen anzubringendes Magnetablenkjoch 40 bestimmt, welches den Hals 24 und den Konus 26 in der Nähe ihrer Übergangsstelle umgibt. Werden geeignete Spannungen an das Joch 40 angelegt, dann sind die drei Strahlen 38B, 38R und 38G vertikalen und horizontalen Magnetfeldern ausgesetzt, welche eine Ablenkung der Strahlen in horizontaler und vertikaler Richtung in Form eines Rechteckrasters über den Schirm 32 bewirken. Der Einfachheit halber ist die tatsächlich auftretende Krümmung der Wege der abgelenkten Strahlen in der Ablenkzone in Fig. 1 nicht dargestellt. Stattdessen ist die Ablenkung nur schematisch in Form eines Knickes

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-4-in der Ablenkebene P-P veranschaulicht.

Ein Teil einer Frontscheibe 42 mit einem üblichen Linienschirm 44 ist in Fig. 2 gezeigt. Die geraden Linien 46 dieses Schirmes 44 verlaufen vertikal und werden kürzer/ wenn sich die Seiten des Schirmes zunehmend der gekrümmten Kontur der Seiten 48 der Frontscheibe 42 der Röhre anpassen. Diese sich verkürzenden Linien sind ästhetisch unbefriedigend, da die Kanten des Schirmes zackig bzw. stufig erscheinen.

Dieser unerwünschte Bildeindruck wird gemäß der in Fig. 3 dargestellten Ausführung der Erfindung, welche einen Teil einer Frontplatte 50 eines verbesserten Linienschirmes 52 veranschaulicht, vermieden. Bei diesem Schirm 52 sind die Linien 54 so gekrümmt oder geformt, daß sie parallel der Kantenkontur der gekrümmten Seiten 56 der Frontscheibe 50 folgen. Wegen dieser Linienformung reichen die am weitesten links und rechts befindlichen Endlinien 58 praktisch von der Oberseite zur Unterseite der Frontscheibe. Wie sich aus den Fig. 2 und 3 erkennen läßt, sind die Seiten der Frontscheibe mit deren Ober- und Unterseite über runde Ecken verbunden. Der Einfachheit halber sind diese abgerundeten Ecken bis zu den Endlinien 58 als Teile der Ober- und Unterseite der Röhrenfrontscheibe zu betrachten.

Um visuell eine Gleichförmigkeit der Schirmlinien zu erhalten, gehen die den Endlinien 58 benachbarten Linien allmählich von einer mehr gekrümmten Konfiguration an den Seiten der Frontscheibe mit zunehmendem Abstand von den Seiten zu einer gestreckteren Form über. Im Zusammehang mit dieser Krümmungsabstufung kann man entweder die Leuchtstofflinien an den Seiten des Schirmes bei der Horizontalachse X-X dicker als an ihren Enden machen, wie dies in der Figur dargestellt ist, oder aber, bei einer Matrixversion der Röhre, kann man den Abstand zwischen den Linien in horizontaler Richtung an der Ober- und Unterseite des Schirmes breiter als an der Horizontalachse des Schirmes machen.

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Das prinzipielle Verfahren für die Schirmausbildung oder Herstellung der Linien auf einem Kathodenstrahlröhrenschirm ist ein Photodruckverfahren, welches die Lochmaske als Photomaster benutzt, wie es etwa im US-Patent 3 406 068 beschrieben ist. Hier wird de Verwendung einer Punktlichtquelle zur Belichtung des Schirmes erwähnt. Benutzt man die punktförmige Lichtquelle mit einer Maske, die schlitzförmige Öffnungen hat (vertikale Schlitze, die durch Materialbrücken getrennt sind), dann erscheinen die Linien auf dem Schirm gestrichelt oder unterbrochen. Um durchgehende Linien zu erhalten, verwendet man eine linienförmige Lichtquelle oder mehrere Punktlichtquellen, die in Längsrichtung der Schlitze vertikal sich erstrecken. Da sich die hier beschriebene Erfindung mit der Form der Schirmlinien befaßt, ist sie sowohl auf unterbrochene wie auch auf durchgehende Schirmlinien anwendbar.

Um Schirmlinien an der linken und rechten Seite des Schirmes zu erhalten, welche sich von der Oberseite zur Unterseite des Schirmes erstrecken, muß man den Öffnungen im Photomaster (oder den undurchsichtigen Bereichen im Falle eines positiven Photomasters) solche Konturen geben, daß die Lichtquelle die gewünschten Linien an den Horizontalseiten der Frontplatte belichtet. Bei Anwendung des in der soeben erwähnten Patentschrift erläuterten Verfahrens wäre das Photomaster eine gelochte Schlitzmaske. In der Schlitzmaske sind die Spalten der Schlitze in Übereinstimmung mit Elektronenstrahltrajektorien geformt, welche unmittelbar angrenzend an die rechte und linke Seite der Frontscheibe auf den Schirm treffen. Es ist bekannt, daß die von der Lichtquelle ausgehenden Lichtwege während der Belichtung üblicherweise durch optische Linsen korrigiert werden, damit sie wenigstens den endgültigen Wegen solcher Elektronenstrahltrajektorien folgen. Die genaue Kontur der Schlitz spalten hängt von verschiedenen Einflußgrößen ab, unter anderem der Oberflächenkontur der Frontscheibe und Maske, der Kantenkontur der Frontscheibenseiten (oder der Seitenwandung der Frontscheibe) und dem Ablenkwinkel der Röhre. Es sei als Beispiel eine

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typische 11O°-Farbfernsehröhre mit 63,5 cm Schirmdiagonale betrachtet mit einer sphärischen Frontscheibe mit einem Krümmungsradius von 103,378 cm, einer Maske mit einem Krümmungsradius für die kleinere Achse (Y-Y in Fig. 4) von 111,8 cm und einem Krümmungsradius für die größere Achse (X-X in Fig. 4) von 99,1 cm, und einer Abweichung der Seitenwand um 6,9° aus der Vertikalen an einem Punkt der Seitenwand 17,33 cm oberhalb der horizontalen Mittelachse: Die Abweichung der Schlitzspalte von der Vertikalen an einer entsprechenden Stelle neben der Seitenwand muß dann 6,5° sein, damit man die gewünschte Form der Schirmlinien gegenüber der Kontur der Seiten der Frontscheibe erhält.

Die Fig. 4 und 5 veranschaulichen eine Form einer Schlitzspaltenkon turgebung , bei welcher man Endlinien auf dem Schirm erhält, die parallel zu den Seiten der Frontscheibe verlaufen. Eine Lochmaske 60 ist in Fig. 4 in einer Frontplatte 62 montiert dargestellt, und Fig.5 zeigt einen vergrößerten kleinen Teil 5 der Maske 60. Die Spalten 64 der öffnungen 66 sind bogen- oder tonnenförmig geformt.

Wendet man die Erfindung bei Linienschirmrohren an, deren Schirm entweder mit einer linienförmigen oder mehreren punktförmigen Lichtquellen mit kontinuierlichen Linien ausgebildet worden ist, dann sorgt die Konturgebung der Schlitzspalten in der Maske auch für die Beseitigung eines Druckproblemes, welches bei Masken mit geraden Spalten auftritt. Obwohl geradlinige Schirmlinien gedruckt werden, sind nämlich die einzelnen Abschnitte der Randlinien, welche bei Belichtung durch die einzelnen öffnungen einer Spalte ausgebildet werden, schräg. Eine derartige Schräge ist bedingt durch die geometrische Beziehung zwischen einer linienförmigen Lichtquelle, einer gekrümmten Maske und einer gekrümmten Frontscheibe und führt zur Ausbildung einer gezackt aussehenden geraden Linie.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich aus der Formgebung der Maskenöffnungsspalten für eine gewünschte Linien-

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formung. Die bekannten Röhren mit sphärisch geformten Frontplatten und vertikal geradlinigen Schlitzspalten und Linien haben den Nachteil, daß eine Vertikalbewegung der Elektronenstrahlen eine gewisse horizontale Fehldeckung in den Schirmecken bewirkt. Die Formgebung der kathodolumineszenten Linien bei der vorstehend beschriebenen Erfindung sorgt für eine Kompensation dieser Art von Fehlausrichtung.

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Claims (3)

—ft— Patentansprüche

1)^Kathodenstrahlröhre mit im wesentlichen rechteckiger
Frontscheibe mit einem Paar einander gegenüberliegender gekrümmter Seiten, einem an der Frontscheibe angeordneten kathodolumineszenten Linienschirm, einer innerhalb der Röhre im Abstand vom Schirm montierten Schlitzöffnungsmaske, deren Schlitze praktisch in senkrechten Spalten angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Kontur der vertikalen
Spalten (64) in Relation gesetzt ist zu den Oberflächenkonturen der Frontscheibe (50,62) und der Maske (60) sowie zur Kantenkontur der gekrümmten Seiten (56) der Frontscheibe und zum Ablenkwinkel der Röhren, und daß die kathodolumineszenten Endlinien (58) des Schirms (52) in der Nähe der gekrümmten Seiten der Frontscheibe parallel zu deren Kontur verlaufen.

2) Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß kathodolumineszente Linien an den Seitenteilen des
Schirms in horizontaler Richtung an der horizontalen Mittelachse (X-X) breiter als an der Ober- und Unterseite des Schirmes sind.

3) Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der horizontale Abstand zwischen kathodolumineszenten Linien in den Seitenbereichen des Schirmes in horizontaler Richtung an der Ober- und Unterseite des Schirmes größer als an dessen horizontaler Mittelachse (X-X) ist.

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