DE2827690A1

DE2827690A1 - Kathodenstrahlroehre mit abgestufter lochmaske

Info

Publication number: DE2827690A1
Application number: DE19782827690
Authority: DE
Inventors: Albert Maxwell Morrell; Robert Porter Stone
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1977-06-24
Filing date: 1978-06-23
Publication date: 1979-01-04
Also published as: JPS5736705B2; DE2827690B2; FR2395591A1; DE2827690C3; CA1111893A; US4173729A; PL117847B1; GB2000367A; IT1096570B; JPS5410662A; JPS57154750A; IT7824609A0; PL207769A1; GB2000367B

Description

Kathodenstrahlröhre mit abgestufter Lochmaske

Die Erfindung betrifft Lochmasken-Kathodenstrahlröhren, und bezieht sich insbesondere auf die Konturen der in solchen Röhren enthaltenen Lochmasken.

Bei einer Lochmaskenröhre werden mehrere konvergente Elektronenstrahlen durch eine mit vielen Löchern versehene Farbwahl-Schattenmaske auf einen Mosaikschirm projiziert. Die Strahl wege verlaufen so, daß jeder Strahl auf eine Art farbemittierenden Leuchtstoffes auf den Bildschirm auftrifft und diesen erregt. Die Lochmaske ist generell an einem starren Rahmen befestigt, der seinerseits im Bildröhrenkolben aufgehängt ist.

Gegenwärtig haben alle Farbbildröhren entweder eine sphärische oder eine zylindrische Frontplatte. Es ist jedoch wünschenswert, eine Röhre mit einer im wesentlichen flachen Frontplatte zu entwickeln. Bei früheren Konstruktionen von Röhren mit gekrümmten Frontplatten ist die Lochmaske ähnlich gekrümmt, so daß sie parallel zur Frontplattenkontur verläuft. Will man dieses bekannte Konzept beibehalten, dann müßte bei einer Röhre mit einer flachen Frontplatte die Lochmaske ebenfalls eine fast flache Kontur haben. Jedoch hat eine solche Maske keine ausreichende Festigkeit oder Steifheit, um selbsttragend zu sein. Eine Möglichkeit, diese Festigkeit oder Steifheit zu erreichen, besteht darin, daß man die Maske unter Spannung bringt, wie dies bei einigen im Handel üblichen Röhren mit zylindrischen Frontplatten getan wird. Jedoch erfordern diese Spannungsverfahren unzweckmäßige und teure Rahmenkonstruktionen. Eine andere Möglichkeit, diese Festigkeit zu erreichen, besteht darin, die Maske mit Wellungen auszubilden.

Bei der Herstellung üblicherer Röhren mit sphärischen Frontplatten besteht eine weitere neuere Entwicklung darin, der Lochmaske eine größere Krümmung zu geben als der Frontplatte. Wegen dieser Zunahme der Krümmung vergrößert sich die Dicke der Masken-Rahmen-Einheit in Richtung der Längsachse der Röhre, so daß der Rahmen über die Seitenwände der Frontplatte hinausragt.

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Ein solches Herausragen ist jedoch unerwünscht, da die Masken-Rahmen-Einheit bei der Herstellung dann leichter beschädigt werden kann.

Es ist daher wünschenswert, eine Masken-Rahmen-Einheit geringerer Dicke zu entwickeln. Vorschläge zur Verringerung dieser Dicke laufen auf eine teleskopartige Anordnung der Maske im Rahmen oder auf eine Verformung des Maskenflansches hinaus.

Gemäß der Erfindung enthält eine Kathodenstrahlröhre eine verbesserte Lochmaske mit Stufenflächen, welche die aktiven Teile der Maske trennen. Die Stufenflächen verlaufen im wesentlichen parallel zu den abgelenkten Elektronenstrahlwegen an entsprechenden Punkten innerhalb der Röhre. Einige Ausführungsformen der Erfindung benutzen einen anderen Weg, eine Maske hoher Steifigkeit zur Verwendung.bei einer flachen Frontplatte zu erhalten, während andere Ausführungsformen die Verringerung der Dicke der Masken-Rahmen-Einheit für Röhren mit sphärischer Frontplatte erlauben.

In den beiliegenden Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise weggeschnittene Draufsicht auf eine bekannte Kathodenstrahlröhre;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer gemäß den Lehren der Erfindung aufgebauten Lochmaske;

Fig. 3 und 4 Querschnitte durch einen kleinen Teil der in Fig. 2 gezeigten Maske vor und nach ihrer Formgebung;

Fig. 5 einen Querschnitt durch die in Fig. 2 gezeigte Maske, welche mit einer flachen Frontplatte zusammengebaut ist;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lochmaske;

Fig. 7 einen Querschnitt durch die in Fig. 6 dargestellte Maske, die mit einer zylindrischen Frontplatte zusammenmontiert ist;

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Fig. 8 einen Querschnitt durch eine weitere Maskenausführung, die in einer flachen Frontplatte montiert ist; und

Fig. 9 und 10 perspektivische Ansichten weiterer Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Lochmaske.

Fig. 1 zeigt eine bekannte Lochmaskenfarbbildröhre 20 mit einem evakuierten Glaskolben 22, der eine rechteckige flache Frontplatte 24, einen Konus 26 und einen Hals 28 aufweist. An der inneren Oberfläche 32 der Frontplatte 24 ist ein Dreifarben-Leuchtschirm 30 angebracht. Im Hals 28 ist ein Elektronenstrahlsystem 34 mit drei Strahlkanonen angeordnet, von denen je eine jedem der drei Leuchtstoffe des Bildschirmes 30 zugeordnet ist. Im Kolben 22 ist neben dem Bildschirm 30 eine Schlitzmaske 36 angeordnet. Das Strahl system 34 kann Elektronen von den drei Strahlkanonen durch die Lochmaske 36 auf den Bildschirm 30 schicken, wobei die Lochmaske 36 als Farbwahl elektrode dient. Um den Kolben ist nahe beim Obergang zwischen Konus 26 und Hals 28 ein Magnetablenkjoch 38 angeordnet, das bei geeigneter Speisung die Elektronenstrahlen in einem rechteckförmigen Raster über den Schirm 30 führt.

Die Lochmaske 36 ist längs der Horizontalachse (in Richtung ihrer größeren Ausdehnung) gerippt, wobei die Rippen vertikal verlaufen (zwischen den langen Seiten der Maske in Richtung auf ihre kürzere Abmessung zu). Die Maske 36 weist eine Mehrzahl länglicher öffnungen aus, die in parallelen vertikalen Spalten (in Richtung der kürzeren Maskenabmessung) ausgerichtet sind. Der Spaltenabstand ändert sich bezüglich des Masken-Schirm-Abstandes, so daß die Leuchtstoffelemente auf dem Schirm gleichmäßig dicht liegen.

Eine verbesserte Lochmaske 50 zur Verwendung in Röhren mit einer flachen oder im wesentlichen flachen Frontplatte ist in Fig. 2 dargestellt. Die Maske weist eine Mehrzahl streifenförmiger aktiver Durchbrechungen 52 auf, welche die Funktion der Farbwahl haben. Die Durchbrechungsbereiche 52 sind über inaktive Stufenflächen 54 miteinander verbunden, welche stärker als die aktiven Bereiche 52 geneigt sind, so daß die Maske im Querschnitt eine Sägezahnform hat. Jeder der Schlitze in den aktiven Bereichen liegt parallel zur Längsrichtung der Stufenflächen 54. Von den beiden geraden Seiten der Maske 50 ragen Flanschteile 56 weg. Die Ebene jeder Stufenfläche 54 liegt praktisch parallel zum Weg eines auf die entsprechenden Maskenpunkte abgelenkten Elektronenstrahls.

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Die Maske 50 kann mittels bekannter Verfahrensschritte hergestellt werden. Zunächst wird ein Photoresistmaterial auf ein Blatt des Maskenmaterials aufgebracht, und dann wird das Photoresistmaterial durch ein Photomaster belichtet, welches das gewünschte Öffnungsmuster enthält. Anschließend wird das Photoresistmaterial von den den öffnungen entsprechenden Stellen entfernt, und die öffnungen werden geätzt. Die Maske sieht dann aus, wie in Fig. 3 dargestellt. Eine Abweichung gegenüber der Herstellung bekannter Masken besteht darin, daß Platz für die Stufenflächen 54 gelassen wird. Obgleich die Stufenflächen 54 ohne öffnungen dargestellt sind, kann das regelmäßige Öffnungsmuster der aktiven Bereiche 52 auch über diese Stufenflächen fortgesetzt sein. Auf jeder Seite der Maske sind an Stellen, die zur Bildung der Stufen oder Sägezähne der fertigen Maskenform gemäß Fig. 4 gebogen werden, kanalähnliche Ausnehmungen 58 vorgesehen. Nach Fertigstellung wird die Maske an einem umlaufenden Versteifungsrahmen 60 angebracht und gemäß Fig. 5 in einer flachen Frontplatte 61 montiert. Die der Frontplatte 61 am nächsten liegenden Punkte der Maske liegen praktisch in einer Ebene, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist.

Die öffnungen in den aktiven Bereichen 52 der Maske 50 sind in parallelen Spalten 62 angeordnet, die bei der betriebsfertigen Röhre senkrecht verlaufen. Vorzugsweise wird der Abstand zwischen Spalten 62 in den einzelnen aktiven Bereichen 52 in Beziehung zum Masken-Schirm-Abstand verändert, so daß man einen gleichförmigen Zusammenhang der Leuchtstoffstreifen erreicht.

Eine andere Maskenausführungsform ist in den Fig. 6 und 7 veranschaulicht. Die Maske 64 weist insgesamt eine Krümmung auf, da sie mit einer zylindrisch gekrümmten Frontplatte 66 verwendet werden soll. Jeder aktive Öffnungsbereich 68 der Maske 64 ist ebenfalls zylindrisch gekrümmt mit einer konvexen und einer konkaven Seite und ist in einer Weise zurückversetzt, wie man dies auch bei der Konstruktion einer Fresnel-Linse macht. Diese Maske 64 ist äquivalent einer Zylindermaske, welche die gleiche Gesamtkrümmung hat wie jeder der aktiven Öffnungsbereiche 68. Fig. 8 zeigt einen Querschnitt einer ähnlichen Maske 70, die jedoch insgesamt flach ist und zur Verwendung bei einer flachen Frontplatte 72 bestimmt ist. Jeder aktive Bereich 73 dieser Maske 70 ist ebenfalls zylindrisch gekrümmt. Bei beiden Ausführungsformen sind die Stufenflächen 74 bzw. 76 mit den Elektronenstrahlwegen 78 und 80 an der Maske ausgerichtet.

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Zwei weitere Maskenausführungen sind in den Fig. 9 und 10 gezeigt. Die Maske 82 gemäß Fig. 9 hat gekrümmte Stufenflächen 84, welche sphärisch gekrümmte aktive üffnungsbereiche 86 der Maske trennen und dem doppelten Zweck der Verringerung der Dicke als auch Vergrößerung der Festigkeit und Steifigkeit der Maske dienen. Bei der Maske 82 wird der mittlere aktive Bereich 88, der entweder gemäß der Darstellung kreisförmig oder bei anderer Formgebung elliptisch sein kann, von einem anderen, mit Öffnungen versehenen Bereich umgeben. Die Maske 90 gemäß Fig. 10 hat eine ähnliche Oberflächenkrümmung mit der Ausnahme, daß ihr mittlerer aktiver Bereich 92 zwischen zwei Maskenseiten verläuft. Wiederum sind in beiden dieser Ausführungsformen die Stufenflächen 84 bzw. 94 jeder Maske mit den Elektronenstrahlwegen 96 und 98 ausgerichtet.

Aus den Ausführungsformen gemäß Fig. 8 und 9 ist ersichtlich, daß eine gekrümmte Maske, wie eine sphärische oder zylindrische Maske, entsprechend der Konstruktionsweise von Fresnel-Linsen in ihrer Form komprimiert werden kann. Es ist hervorzuheben, daß die Masken, obwohl in jedem Fall ihre Krümmung größer als die der zugehörigen Frontplatte ist, infolge dieser Kompressionstechnik voll in der Frontplatte enthalten ist. Außerdem ergibt die zusätzliche Formgebung der Maske zusätzliche Festigkeit und Steife.

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Claims

DR. DIETER V. BBZOLD

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MARIA-THERESIA-HTRiISSB 23

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TELEX 822838 TELEQRAHM SOMnBZ

RCA 71,272/Sch/Vu
U.S. Ser.No. 809,859
vom 24. Juni 1977

RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.) P a te η t a η s ρ r Uc h e

\1J| Lochmasken-Kathodenstrahlröhre, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochmaske mit Stufenflächen (54) ausgebildet ist, welche die aktiven Maskenbersiche trennen und praktisch parallel zu den Strahlwegen der zu entsprechenden Punkten innerhalb der Röhre abgelenkten Elektronenstrahlen verlaufen.
2) Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Stufenflächen längs in einer gemeinsamen Richtung verlaufen.
3) Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufenflächen im wesentlichen ebene Maskenabschnitte sind.
4) Röhre nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Stufenflächen im wesentlichen gekrümmte Maskenabschnitte sind.

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5) Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aktiven Maskenbereiche im wesentlichen eben sind.
6) Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die größeren Flächen der aktiven Maskenbereiche zylindrisch geformt sind.
7) Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die größeren Flächen der aktiven Maskenbereiche sphärisch geformt sind.
8) Röhre nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein aktiver Maskenteil mit einer konvexen und einer konkaven Seite gekrümmt ist.
9) Röhre nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufenflächen eine Versetzung zumindes.t eines mittig angeordneten aktiven Maskenbereiches (88) zur konkaven Seite mindestens eines peripher angeordneten gekrümmten aktiven Bereichs bilden.
10) Röhre nach Anspruch 1 mit einer im wesentlichen flachen Frontplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die der Frontplatte am nächsten liegenden Punkte der Lochmaske im wesentlichen in einer ebenen Fläche liegen.
11) Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochmaske einen sägezahnförmigen Horizontalquerschnitt hat, deren stärker geneigte Sägezahnteile die Stufenflächen bilden.

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