DE2822016A1 - Kathodenstrahlroehre mit spannungsfreier schlitzmaske - Google Patents

Description

Kathodenstrahlröhre mit spannungsfreier Schlitzmaske

Die Erfindung betrifft eine Lochmasken-Farbkathodenstrahlröhre, insbesondere eine Schlitzmaskenröhre.

Bei einer Art von Schlitzmaskenröhren ist auf einem Mosaikleuchtschirm eine Anordnung von Phosphorstreifen vorgesehen, die von der Oberseite zur Unterseite des Bildschirmes verlaufen. Nahe dem Schirm befindet sich eine Lochmaskenelektrode aus einem geformten Metallblech, in der eine Anordnung schlitzförmiger öffnungen ausgebildet ist. Diese öffnungen sind in mit den Leuchtstoffstreifen ausgerichteten Reihen angeordnet und verlaufen selbst in Richtung dieser Reihen. Jede der öffnungen ist von der Nachbaröffnung in der gleichen Reihe durch einen Steg getrennt.

Bei der Herstellung solcher Lochmasken wird die gewünschte Anordnung von öffnungen zunächst in ein flaches Metallblech geätzt, und dann wird das Metallblech zur gewünschten Form gebogen. Diese Formgebung kann durch Pressen mit Matrize und Patrize erfolgen, so daß man eine Maske mit einem gebogenen, also herausgewölbten, selbsttragenden Mittelteil mit einem umgebogenen zylindrischen ümfangsflansch enthält. Bei der Formgebung tritt notwendigerweise eine Streckung des gelochten Bleches quer zu den Lochreihen auf, wobei häufig die Stege zwischen den öffnungen reißen. Dieses Strecken und die Stegrisse treten besonders in Umfangsnähe der Maske auf, wo die Maske mit einer scharfen Biegung zur Ausbildung des zylindrischen Flanschteiles versehen wird, der in oder über einen Rahmen für die Maske geschoben wird, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Der Grund für das Reißen liegt darin, daß das Blechmaterial zwischen benachbarten Öffnungsreihen wesentlich massiver und daher stärker ist als die Stege selbst. Bei dem Streckvorgang erfolgt da-

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-4-her fast die gesamte Streckung in den Stegen.

Die Probleme des Streckens und Reißens bei der Formgebung einer Schlitzmaske sind im Stande der Technik bekannt. In der US-PS 3 916 243 werden diese Probleme behandelt, und es werden zusätzliche Längskanäle von der Oberseite zur Unterseite der Maske zwischen benachbarten öffnungsreihen vorgeschlagen, um eine Verringerung der Risse bildenden Materialbeanspruchung in den Stegen während der Formgebung der Maske zu erreichen. Die Einfügung solcher Kanäle bringt jedoch ein neues Problem mit sich, nämlich die übermäßige Schwächung der geformten Maske gegen Einkerbung bei zufälliger rauher Behandlung oder gegen Auswölben bei thermischer Beanspruchung der Maske während des Betriebs in der fertigen Röhre. Weiterhin erlaubt die Verwendung gerader Kanäle keine optimale Positionierung spannungsmindernder Mittel.

Gemäß der Erfindung wird daher eine geformte Lochmaske der beschriebenen Art mit einer Anordnung von Oberflächenhöhlungen versehen. Jede dieser Höhlungen ist vorzugsweise kleiner als eine Öffnung der Maske und enthält einen Teil in seitlichem Abstand von der Mittellinie einer Öffnungsreihe im wesentlichen gegenüber einem Stegbereich der Maske und ragt vorzugsweise in den Steg hinein. Solche Höhlungen dienen der Streckeigenschaften der Maske zur Verringerung der Wahrscheinlichkeit von Stegrissen während der Formgebung der Maske, ohne daß gleichzeitig die Widerstandsfähigkeit der geformten Maske gegen Einkerbungen nennenswert verringert würde.

Die Erfindung ist anhand der beiliegenden Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert» Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Lochmasken-Kathodenstrahlröhre mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Maskenelektrode,

Fig. 2 eine vergrößerte Draufsicht auf einen Teil der Lochmaske der in Fig. 1 dargestellten Röhre; und

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Fig. 3 einen Schnitt durch die Lochmaske gemäß der Linie 3-3 in Fig. 2.

Wie Fig. 1 zeigt, hat die Kathodenstrahlröhre 10 einen Kolben 12 mit einer flachen napfförmigen Frontplatte 14, die an ihrem offenen Ende mit einem dazu passenden Konusteil 16 über eine Schmelznaht 18 verschweißt ist. Die Frontplatte 14 weist eine rechteckige Scheibe 20 und eine Umfangswand 22 auf. Ein Mosaikleuchtschirm 26 mit einer Vielzahl linienförmiger Leuchtstoffablagerungen unterschiedlicher Farbemission ist an der Innenfläche der Scheibe 20 vorgesehen, der Leuchtschirm 26 kann in bekannter Weise aluminisiert sein.

Neben dem Leuchtschirm 26 und im wesentlichen in gleicher Ausdehnung mit ihm ist eine Lochmaske 28 angeordnet, die eine geformte, mit einer Vielzahl von öffnungen versehene Metallblechmaske 30 aufweist, welche über einem Rahmen 32 montiert ist. Die öffnungen der Maske 30 sind in praktisch parallelen Reihen angeordnet, die mit den Leuchtstoffstreifen auf dem Schirm 26 ausgerichtet sind.

Mehrere Haltenase 36 für die Lochmaskenelektrode ragen von der Innenfläche der Seitenwand 22 weg. Mehrere Blattfederhaltestreifen 40 sind mit einem Ende am Lochmaskenrahmen 32 befestigt. Die Haltestreifen 40 sind in der Nähe ihrer anderen Enden mit geeigneten öffnungen ausgebildet, von welchen die Haltenasen 36 so aufgenommen werden, daß die Lochmaske 28 in der Frontplatte 14 entfernbar gehalten wird.

Innerhalb des Halses des Röhrenkolbens 16 ist ein Elektronenstrahlsystem 41 so angeordnet, daß Elektronen mehrerer, beispielsweise dreier, Elektronenstrahlen durch die öffnungen der Maske 30 auf den Leuchtschirm 36 auftreffen können.

Wie am besten anhand der Fig. 2 und 3 erkennbar ist, ist die

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Lochmaske 30 mit einer Anordnung im wesentlichen rechteckiger schlitzförmiger Öffnungen 42 ausgebildet, die in praktisch parallelen Reihen angeordnet sind und sich in Richtung dieser Reihen erstrecken. Jede der öffnungen 42 ist von ihrer Nachbaröffnung in derselben Reihe über einen Steg 44 beabstandet. Ferner erweitert sich jede öffnung, so daß sie an der Vorderseite der Maske (welche dem Strahlsystem 41 gegenüberliegt, eine relativ kleine, generell rechteckige Oberflächenöffnung 46 und an der Rückseite der Maske 30 (die dem Leuchtschirm 26 gegenüberliegt) eine relativ große, im allgemeinen rechteckige Oberflächenöffnung 48 hat. Die Erweiterung der öffnungen 42 verhindert ein unerwünschtes Äuftreffen von Elektronen auf die Öffnungswandungen, so daß eine Sekundärelektronenemission von den Wandungen vermieden wird. Ein solcher Verlauf der öffnungen ist üblich und in der Lochmaskentechnik bekannt.

Auf der Vorderseite der Lochmaske 30 befindet sich eine Anordnung einzelner Oberflächenhöhlungen 50, die vorzugsweise bei dem Ätzprozeß, bei welchem die öffnungen 42 selbst geätzt werden, ebenfalls in die Maske eingeätzt werden. Die Oberflächenhöhlungen 50 können im wesentlichen halbkugelförmig ausgebildet sein und teilweise in die Dicke der Maske 3O hineinragen. Jede Höhlung 50 ist vorzugsweise in ihren Abmessungen kleiner als die öffnungen 42 selbst in Richtung der Schlitzreihen. Auf diese Weise sind sie allgemein in der Nähe der Stege angeordnet und verlaufen vorzugsweise nicht als ununterbrochener Kanal längs der Schlitzreihe. Vorzugsweise hat jede Höhlung 50 eine kleinere Oberflächenöffnung als die Schlitze 42 und ist genau gegenüber von einem Steg 34 in seitlichem Abstand von der Mittellinie der Schlitzreihe angeordnet und ragt etwas in den Steg hinein.

Der Schnitt gemäß Fig. 3 läßt zwei der Höhlungen 50 erkennen. Er zeigt ferner in gestrichelter Darstellung eine benachbarte Schlltzöffnung 42. Die Höhlungen 50 sind so nah bei der Mittellinie der Schlitzreihe wie möglich angeordnet und lassen dennoch einen dünnen ungelochten Maskenbereich 52 zwischen Höhlung

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50 und öffnung 42 übrig. Die Dicke des unperforierten Bereiches 52 ist in Fig. 3 mit χ bezeichnet. Da die Höhlungen 50 etwas in den Steg 44 hineinragen, ergibt sich an der Grenze zwischen dem äußeren Bereich des Steges und dem Eckenbereich der rechteckigen Schlitzöffnung 48 ein dünnerer Maskenbereich 52, infolgedessen die seitlich streckbaren Maskenbereiche (die bei Fehlen der Höhlungen 50 durch den Steg 44 selbst gebildet werden) effektiv gelenkt werden, so daß im Steg selbst nicht die gesamte Streckung bei der Maskenformgebung erfolgt.

Durch das Vorhandensein der Höhlungen 50 neben den Stegen 44 ergibt sich vermutlich eine Schwächung der Maske 30 in den verdünnten Bereichen 52, so daß beim Strecken der Maske 30 während ihrer Formgebung die Stege 44 nicht die gesamte, ein Reißen verursachende Streckungsbeanspruchung aufnehmen müssen. Stattdessen tritt eine gewisse Streckung in dem dünneren Bereich 52 zwischen den Höhlungen 50 und den Schlitzöffnungen 42 auf. Da die Höhlungen 50 neben den Stegen liegen und sich nicht längs der Schlitzöffnungen 42 erstrecken, wird gleichzeitig der Widerstand der Maske 30 gegen Einkerbungen nicht wesentlich geschwächt. Weiterhin können durch Vorsehen der Beanspruchungsverminderung in Form einzelner Höhlungen anstelle gerader Längskanäle diese Höhlungen vorzugsweise so angeordnet werden, daß sie leicht in den Stegbereich zwischen zwei benachbarten Schlitzen einer Schlitzreihe hineinragen. Infolge dieser Anordnung der Höhlungen entstehen die dünnen Bereiche 52 gerade an den Grenzen zwischen den Stegen 44 und den Schlitzen 42, so daß man eine optimale Beanspruchungsverminderung der Stege selbst erhält.

Die Höhlungen 50 sind zwar kreisförmig dargestellt, jedoch ist ihre Form nicht kritisch. Weiterhin ist der tatsächliche Abstand der Höhlungen 50 von der Mittellinie der Schlitzreihe nicht kritisch, sofern der Abstand ausreichend ist, daß die Höhlung nicht mit der öffnung 42 zusammenfällt und der dünne Bereich 52 zwischen Höhlung 50 und Schlitz 42 durchbricht.

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Bei der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausfuhrungsform (deren Abmessungen in der nachstehenden Tabelle aufgeführt sind) sind die Höhlungen 50 leicht überlappend mit der Rückseitenöffnung 48 dargestellt; dies ist jedoch nicht notwendig. Die relativen Abmessungen "w", "o" und "n" können auch so gewählt werden, daß keine solche Überlappung auftritt. In dem dargestellten speziellen Ausführungsbeispiel sind ferner die Längen der Rückseitenöffnung 48 und der Vorderseitenöffnung 46 der Schlitze 42 im wesentlichen gleich. Diese Längenbeziehung ist jedoch ebenfalls nicht kritisch. Beispielsweise ist die Rückseitenöffnung 48 oft zweckmäßigerweise länger als die Vorderseitenöffnung 46.

Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Höhlungen auf der Vorderseite der Maske 30 vorgesehen, wobei für jeden Steg 44 zwei Höhlungen 50 an gegenüberliegenden Stegenden ausgebildet sind. Die Höhlungen sind also paarweise angeordnet, wobei jedes Paar einem eigenen Steg gegenüberliegt. Nicht sämtliche Stege brauchen mit Höhlungen versehen zu werden. Stattdessen kann man die Höhlungen nur bei denjenigen Stegen anordnen, bei denen das Strecken problematisch ist. Die Reißerscheinungen lassen sich auch verringern, wenn man die Höhlungen 50 auf der Rückseite der Maske anstatt oder zusätzlich zu den Höhlungen an der Vorderseite der Maske vorsieht. Auch können weniger Höhlungen als dargestellt benutzt werden.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der neuen Maske sind die folgenden Abmessungen für die in den Fig. 2 und 3 zu findenden Bezeichnungen verwendet worden:

Abmessung Millimeter

	So	0,89
Ah	S	0,89
W	0,14
0,13
0,51

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η	0,18
ο	0,27
t	0,14
d	0,07
χ	0,06

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Leerseite

Claims (6)

1. RCA 71382/Sch/Vu

   U.S. Ser.No. 799,078 Dr. Dieter ν. Bozold

   vom 20. Mai 1977 DIpI.-big. Fster Schütz

   DIpI.-!ng. Wolfgsng Keu3ler 8 Mönchen 86. Postfach 860868

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

   Patentansprüche

   >1I Lochmasken-Kathodenstrahlröhre, deren Lochmaske ein geformtes Metallblech mit einer Anordnung schlitzförmiger öffnungen aufweist, die in mehreren, praktisch parallelen Reihen verlaufen und längs in Richtung dieser Reihen angeordnet und durch Stege voneinander getrennt sind, wobei in dem Blech eine Anordnung einzelner Oberflächenhöhlungen vorgesehen ist, deren jede einen seitlichen Abstand von der Mittellinie einer der Öffnungsreihen hat, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Höhlungen (50) neben und praktisch gegenüber einem einzelnen Steg (44) einer gegebenen Lochreihe angeordnet ist und etwas in den Steg zwischen zwei benachbarten Löchern (62) der Reihe hineinragt.
2. 2) Lochmasken-Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Höhlungen (5O) in Richtung der Lochreihen eine kleinere Abmessung als das Loch in dieser Richtung hat.

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3. 3) Lochmasken-Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Löcher (42) sich so erweitert, daß es auf einer Seite des Bleches (3O) eine kleine öffnung (46) und auf der anderen Seite des Bleches eine größere öffnung (48) hat, und daß die einzelnen Oberflächenhöhlungen (50) auf der erwähnten einen Seite des Bleches ausgebildet sind.
4. 4) Lochmasken-Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhlungen (50) paarweise beiderseits je eines Steges (44) angeordnet sind.
5. 5) Lochmasken-Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhlungen (50) im wesentlichen halbkugelförmig sind.
6. 6) Lochmasken-Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Oberflächenhöhlungen (5O) bis etwa zur Hälfte der Dicke des Lochmaskenbleches (30) in dieses hineinreicht.

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