DE2919165A1 - Kathodenstrahlroehre mit gewellter lochmaske, deren wellenform sich aendert - Google Patents

Description

RCA 71,282

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

Kathodenstrahlröhre mit gewellter Lochmaske, deren
Wellenform sich ändert

Die Erfindung betrifft eine Lochmasken-Kathodenstrahlröhre, und bezieht sich insbesondere auf Lochmasken in derartigen Röhren.

Bei einer Lochmaskenröhre wird eine Mehrzahl konvergenter Elektronenstrahlen durch eine der Farbwahl dienende Viellochmaske
auf einen Mosaikleuchtschirm projiziert. Die Strahlwege verlaufen so, daß jeder Strahl auf nur eine Art von farbemittierenden Leuchtstoff des Schirmes auftrifft und diesen erregt. Grundsätzlich ist die Lochmaske an einem festen Rahmen befestigt, der seinerseits innerhalb des Bildröhrenkolbens aufgehängt ist.

Zur Zeit haben alle handelsüblichen Farbbildröhren entweder gewölbte oder zylindrische Frontplatten - Es besteht jedoch der
Wunsch, eine Bildröhre mit einer im wesentlichen flachen Frontplatte zu entwickeln. Ehe eine solche Röhre mit flacher Frontplatte jedoch kommerziell realisierbar ist, müssen Probleme gelöst werden, von denen ein Hauptproblem die Lochmaske betrifft. Gemäß dem Stand der Technik ist bei Röhren mit gewölbten Frontplatten die Lochmaske ähnlich gewölbt, so daß sie etwa parallel zur Frontplattenkontur verläuft. Will man dieses bisherige Kon-

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zept bei einer Röhre mit flacher Frontplatte beibehalten, so müßte die entsprechende Lochmaske ebenfalls eine fast ebene Kontur haben. Bei einer solchen Maske reicht jedoch die Eigenstabilität nicht aus. Ein Weg, diese Stabilität oder Festigkeit zu erreichen würde darin bestehen, die Maske unter Spannung zu setzen, wie es bei einigen handelsüblichen Röhren mit zylindrischen Frontplatten auch gemacht wird. Diese Spannungsmethode erfordert jedoch unerwünscht teure Rahmenstrukturen. Eine andere Möglichkeit, der Maske Festigkeit zu verleihen, besteht darin, ihr in einem gewissen Ausmaß eine Kontur zu geben, etwa durch eine Wellung, wie es im US-Patent Nr. 4 072 876 (Erfinder A. M. Morrell, vom 7. Februar 1978) vorgeschlagen ist. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß eine regelmäßig gewellte Form von praktisch sinusförmigem Querschnitt nicht ganz eine optimale Kontur ergibt. Beispielsweise ändern sich bei einer Röhre mit gewellter Maske der Abstand von Öffnung zu öffnung und die öffnungsweite in Abhängigkeit sowohl vom Abstand zwischen Maske und Bildschirm als auch vom relativen Winkel zwischen Elektronenstrahlen und Maske. Die erforderlichen Änderungen der Öffnungsweite führen zu erheblichen Problemen beim Ätzen der öffnungen in die Maske. Da die notwendigen Veränderungen an den Maskenkanten am größten sind, ist es wünschenswert, entweder die Änderungen von Maske zu Schirm oder den Winkel zwischen Strahl und Maske an diesen Kanten zu verringern. Die hier zu beschreibende Erfindung sieht aus diesem Grund unterschiedliche Lochmaskenkonturen vor, die zur Lösung oder mindestens zur Verringerung der soeben beschriebenen und weiterer Probleme beitragen, die bei Röhren mit im wesentlichen flachen Frontplatten auftreten.

Gemäß der Erfindung wird eine Lochmasken-Kathodenstrahlröhre dadurch verbessert, daß sie eine gewellte Maske eines Querschnittes mit sich verändernder Kurvenform enthält. Bei einer Ausführungsform verringert sich die Amplitude der Wellungen allmählich in Richtung von der Mitte zum Rand. Bei einer anderen Ausführungsform vergrößert sich die Wellenlänge von Spitzenwert zu Spitzenwert der Wellungen in Richtung von der Mitte zum Rand. Die Änderungen der Amplitude oder der Wellenlänge können auch miteinander

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kombiniert werden, um einen Maskenaufbau zu ergeben, welcher die Vorteile beider Maßnahmen in sich vereinigt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Darstellungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise weggebrochene Draufsicht auf eine Kathodenstrahlröhre bekannter Bauart;

Fig. 2 einen seitlichen Schnitt durch eine bekannte Bildröhrenfrontplatte, in welcher eine sinusförmig ausgebildete Lochmaske montiert ist; und

Fig. 3 bis 5 zusätzliche Seitenschnitte von Röhrenfrontplatten, in denen gemäß der Erfindung ausgebildete Lochmasken montiert sind.

In Fig. 1 ist eine bekannte Lochmasken-FarbfernsehrÖhre 20 dargestellt, wie sie beispielsweise im US-Patent 4 072 876 beschrieben ist und einen evakuierten Glaskolben 22 aufweist. Dieser enthält eine rechteckig geformte flache Frontplatte 24, einen Konus 26 und einen Hals 28. Auf der Innenfläche 32 der Frontplatte 24 ist ein Dreifarbenleuchtschirm 30 angebracht. Im Hals 28 sitzt ein Elektronenstrahlsystem 34 mit drei nicht dargestellten Strahlkanonen, von denen je eine für jeden der drei Farbleuchtstoffe des Bildschirmes 30 vorgesehen ist. Im Kolben 22 neben dem Leuchtschirm 30 ist eine rechteckige Lochmaske 36 angeordnet. Das Strahlsystem 34 kann drei Elektronenstrahlen durch die Lochmaske 36 auf den Bildschirm 30 schicken, wobei die Lochmaske 36 als Farbwählelektrode dient. Auf dem Kolben 22 sitzt nahe dem Übergang von Konus 26 und Hals 28 ein magnetisches Ablenkjoch 38. Bei geeigneter Erregung sorgt das Joch 38 dafür, daß die Elektronenstrahlen den Bildschirm 30 in einem rechteckigen Raster abtasten.

Die Lochmaske 36 ist gemäß den Figuren 1 und 2 gewellt oder längs der Horizontalachse (in Richtung der größeren Abmessung der Maske) sinusförmig kurvig ausgebildet, wobei die Wellungen oder Kurven

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vertikal verlaufen (also zwischen den langen Seiten der Maske oder in Richtung der kürzeren Maskenabmessung)· Die Maske 36 hat eine Mehrzahl länglicher Öffnungen, welche in parallelen vertikalen Spalten (in Richtung der kürzeren Maskenabmessung) angeordnet sind. Der Spaltenabstand ändert sich bezüglich des Abstandes zwischen Maske und Bildschirm, so daß die Leuchtstoffelemente auf dem Schirm gegenseitig gleichmäßig beabstanded sind.

Die hier zu beschreibende Erfindung verbessert das vorstehend beschriebene Konzept der gewellten Maskenform, indem sie Veränderungen der Wellungsamplitude und/oder Wellenlänge vorsieht. Einige Ausführungsformen zeichnen sich durch Änderungen von einer gleichförmig sinusförmig gewellten Maske aus, wie sie in den Fig. 3 bis 5 dargestellt sind. Bei jeder dieser Ausführungsformen wird die Querschnittskontur oder Wellenform der gewellten Maske so verändert, daß bestimmte Röhrenerfordernisse erfüllt werden. Zum Zwecke der Vereinfachung sind die Frontplattenscheibe und der Schirm bei jeder Ausführungsform mit derselben Bezugsziffer bezeichnet.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 nimmt die Amplitude der WeI-lungen einer Maske 42 von der Mitte zum Rand der Maske ab. Eine solche Maskenausbildung kann dort benutzt werden, wo die Festigkeitsanforderungen an den Maskenseiten geringer als in der Maskenmitte sind. Beispielsweise können die Seiten der Maske durch einen festen oder flexiblen dynamisch steifen Rahmen gehalten werden, so daß die Wellungsamplitude weniger für die statische und dynamische Festigkeit zu sorgen hat.

Die Vereinfachung oder Glättung der Maskenwellenform in der Nähe der beiden Seitenkanten der Maske verringert die Erfordernisse des Öffnungsabstandes und der öffnungsweite. Beispielsweise kann der Auftreffwinkel zwischen einem Elektronenstrahl und dem von diesem wegragenden Teil der gewellten Maske sehr klein sein. Deshalb müssen die Öffnungen einen größeren Abstand haben, aber sie müssen an einem Teil der Maske weiter sein als an einem anderen Maskenteil, der mehr senkrecht zum Strahl verläuft. Wegen dieser

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Änderung werden die Toleranzen, die bei der für die Maskenherstellung verwendeten photographischen Technik erforderlich sind
und die für die Ätzeinrichtung gelten, sehr gravierend. Eine
Glättung der Wellenform verringert die Schwankungen des Auftreffwinkels zwischen Strahl und Maske und damit die Kritischkeit der Toleranzen für das photographische und das Ätzverfahren.

Alternativ können ähnliche Vorteile erreicht werden, wenn man
die Wellenlänge der Wellungen von der Mitte zu den Seiten der
Maske verändert, wie dies bei der Maske 44 gemäß Fig. 4 der Fall
ist, wo eine solche Wellenlängenvergrößerung ebenfalls die Kontur der gewellten Maske an ihren Rändern glättet. Diese beiden Konzepte der Axnplitudenverringerung und der Wellenlängenvergrößerung in Richtung von Mitte zum Rand können auch miteinander kombiniert werden. Eine solche Kombination liegt bei der in Fig. 5 dargestellten Maske 46 vor.

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Claims (5)

1. PATENTANWÄLTE

   DR. DIETER V. BEZOLD

   DIFL. IN(J. PKTEK SCHÜTZ

   IJlPL. ING. WOLFGANG II IiUSLER

   MAHIA-TnEHESIA-STRASSE 22

   POSWACH 88(10 08
   »-8OOO MUENCIiEKT 88

   RCA 71,282
   USSN 904,778
   vom 11. Mai 1978

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

   Patentansprüche

   ( 1).,'Lochmasken-Kathodenstrahlröhre mit einem evakuierten Kolben, der eine Frontplatte, einen an deren innere Oberfläche angeordneten Leuchtschirm, eine neben dem Schirm montierte Viellochmaske von wellenförmigem Querschnitt und ein Strahlsystem
   zur Erzeugung und Projizierung von Elektronen längs mehrerer
   konvergierender Wege durch die Maskenöffnungen auf den Schirm
   enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenform des wellenförmigen Querschnittes der Maske (42,44,46) sich verändernd ausgebildet ist.
2. 2) Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der Wellenform sich von der Mitte zum
   Rand der Maske"(40,42) verändert.

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3. 3) Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlänge der Wellenform sich von der Mitte zum Rand der Maske (44,46) verändert.
4. 4) Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude von der Mitte zum Rand der Maske abnimmt.
5. 5) Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlänge der Wellenform von der Mitte zum Rand der Maske zunimmt.

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