DE2948361A1 - Kathodenstrahlroehre mit schlitzmaske - Google Patents

Description

RCA 73 423 Ks/Ki

U.S. Serial NosJ 965,240/047,218

Piled: November 30, 1978/June 11, 1979

RCA Corporation
New Tork, N.Y., V. St. v. A.

Kathodenstrahlröhre mit Schlitzmaske

Die Erfindung bezieht sich auf Kathodenstrahlröhren mit katho- dolumineszenten Linienschirmen und Schlitzmasken. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Schirmstruktur, die eine gewisse Verbesserung des optischen Eindrucks bringt.

Neuere Kathodenstrahlröhren, die für Farbfernsehempfänger ent wickelt und auf den Markt gebracht wurden, haben sphärisch ge wölbte rechteckige Frontplatten, auf denen ein Linienschirm
aus kathodolumineszenten Stoffen aufgebracht ist, sowie Schlitz masken, die nahe dem Schirm angeordnet sind und ebenfalls eine gewisse sphärische Wölbung aufweisen. Die Maskenschlitze sind
in parallelen vertikalen Spalten ausgerichtet. Jede Spalte ent hält eine Vielzahl von Schlitzen, die in Vertikalrichtung durch Stegbereiche der Maske getrennt sind. Die Stegbereiche benach-

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barter Spalten liegen vertikal zueinander gestaffelt· Wegen dieser Staffelung und weil die Schlitzöffnungen im allgemeinen alle gleiche Länge haben, schneiden die festgelegten oberen und unteren Bandlinien hauptsächlich durch Öffnungen in jeder Spalte, häufig aber auch durch Stegbereiche. Der Umstand, daß manche Spalten an der gewünschten Handlinie mit Stegen enden, während die übrigen Spalten mit Öffnungen an den Bandlinien auslaufen, führt im Endresultat zur Bildung von Stufen in gewissen Teilen der oberen und unteren Bänder des Schirms. Solche Stufen sind für einen nahe vor dem Schirm sitzenden Betrachter sichtbar und daher aus ästhetischen Gründen unerwünscht.

Die vorliegende Erfindung wird realisiert an einer Kathodenstrahlröhre, die einen kathodolumineszenten Linienschirm und eine Schlitzmaske aufweist, welche innerhalb der Bohre im Abstand zum Schirm angeordnet ist. Die Schlitze in der Maske sind in praktisch parallelen Spalten ausgerichtet, wobei jede Spalte eine Vielzahl von Schlitzen enthält, die vertikal durch Stegbereiche der Maske voneinander getrennt sind.

Einige der Endabschnitte der Schlitzspalten sind erfindungsgemäß so modifiziert, daß der Schirmrand ein besseres Aussehen bekommt. Die Erfindung und besondere Ausführungsformen sind im einzelnen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Zur Erläuterung der Erfindung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen beschrieben.

Figur 1 ist die Draufsicht auf eine axial aufgeschnittene Schlitzmasken-Kathodenstrahlröhre;

Figur 2 zeigt die Maske und Frontplatte der Bohre von der Bückseite her, und zwar gemäß der Schnittlinie 2-2 in Figur 1;

Figuren 3 und 4 zeigen jeweils vergrößert den mit dem Kreis 4-in Figur 2 markierten Teil einer Bohre, und zwar im ersteren

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Pall einer Röhre nach dem Stand der Technik und im anderen Fill einer Röhre gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Figuren 5 und 6 zeigen vergrößert Teile von Photomatrizen zum Belichten gegenüberliegender Seiten einer erfindungsgemäß strukturierten Schlitzmaske.

Die Figur 1 zeigt eine rechteckige Farbbildröhre, die einen evakuierten Glaskolben 20 mit einer rechteckigen Kappe 22, einem rohrförmigen Hals 24 und einem dazwischenliegenden trichterförmigen Teil 26 aufweist. Eine Innenansicht der Röhrenkappe ist in Figur 2 dargestellt. Die Kappe 22 besteht aus einer Frontplatte 28 und einem am Umfang verlaufenden Flansch oder Seitenwandteil 30, der dichtend mit dem Röhrentrichter 26 verbunden ist. Auf der inneren Oberfläche der Frontplatte 28 ist ein dreifarbiger Kathodolumineszenzschirm 32 aufgebracht, bestehend aus Leuchtstofflinien, die sich im wesentlichen parallel zur Vertikalachse (Y-Y) der Röhre erstrecken. Die Bereiche zwischen den Kathodolumineszenzlinien können mit einem lichtabsorbierenden Material ausgefüllt sein. Innerhalb der Kappe sitzt in vorbestimmtem Abstand zum Schirm 32 herausnehmbar eine mit vielen öffnungen versehene farbselektierende Elektrode 34, die sogenannte Schattenmaske (nur schematisch dargestellt). Die Maske 34 enthält eine Vielzahl schlitzförmiger Öffnungen, die in im wesentlichen parallelen vertikalen Spalten ausgerichtet sind. Jede Spalte enthält eine Menge von Schlitzen, die durch Stegbereiche in der Maske vertikal voneinander getrennt sind. Die Stegbereiche benachbarter Spalten liegen vertikal zueinander gestaffelt, so daß die Öffnungen insgesamt ein Muster ähnlich einer Ziegelsteinmauer bilden.

Tunerhalb des Röhrenhalses 24 befindet sich ein Inline-Elektronenstrahlerzeugungssystem 36 (nur schematisch dargestellt), um drei Elektronenstrahlen 38B, 38R und 38G zu erzeugen und auf koplanaren konvergierenden Wegen durch die Maske 34 hindurch auf den Schirm 32 zu richten.

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Die Röhre nach Figur 1 ist mit einem äußeren magnetischen Ablenkjoch 40 zu verwenden, das den Hals 24 und den Trichter 26 in der Nähe des Übergangs dieser Teile umgibt. Beim Anlegen geeigneter Spannungen an das Joch 4-0 werden die drei Strahlen 38B₁ 38B und 386 vertikalen und horizontalen Magnetfeldern ausgesetzt, welche bewirken, daß die Strahlen horizontal und vertikal in einem rechteckigen Raster über den Schirm 32 tasten. Die in Wirklichkeit vorhandene Krümmung der Wege der abgelenkten Strahlen in der Ablenkzone ist zur Vereinfachung in Figur nicht dargestellt. Stattdessen sind die Strahlen mit einer, abrupten Abknickung in der Ablenkebene P-P gezeichnet.

Die Figuren 3 und 4 zeigen in vergrößerter Darstellung den mit dem Kreis 4 in Figur 2 umgrenzten Teil an der Röhrenkappe 32, und zwar im ersteren Fall für eine bekannte Röhre und im Falle der Figur 4 für eine Röhre, die eine Ausführungsform der Erfindung enthält. In Figur 3 ist eine bekannte Schlitzmaske 42 dargestellt, und zwar teilweise aufgebrochen, um einen Teil des Röhrenschirms 44 zu offenbaren. Die Maske 42 enthält eine Vielzahl schlitzförmiger öffnungen 46, die in Spalten 48 ausgerichtet sind. Mit Ausnahme einiger Offnungen 50 nahe des Maskenrandes haben alle Schlitzöffnungen 46 gleiche Länge. Jede Öffnung 46 in jeder Spalte 48 ist von der benachbarten öffnung derselben Spalte durch einen Stegbereich der Maske getrennt. In dem kleinen dargestellten Teil der Maske haben diese Stegbereiche im wesentlichen gleiche Längenausdehnung, gemessen in der Längsrichtung der Schlitzöffnungen. Der Mitte-Mitte-Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Stegbereichen 42 ein und derselben Spalte sei als vertikaler Stegwiederholungsabstand SVA bezeichnet. Der Stegwiederholungsabstand setzt sich über die ganze Maske fort. Wegen der Periodizität des Stegmusters und weil es wünschenswert ist, daß die Schirmränder parallel zu den leicht gekrümmten Konturen des oberen und unteren Bandes von Kappe 22 und Maske 42 verlaufen, schneidet eine festgelegte Randlinie die einzelnen Spalten im allgemeinen Jeweils am Ort einer Off-

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nung, gelegentlich aber auch am Ort eines Steges oder so nahe an einem Steg, daß der angeschnittene Teil der Öffnung zu klein ist, um vollständig herausgeätzt zu werden. Solche zwar im Muster angelegten aber in Wirklichkeit nicht geätzten Öffnungen sind in Figur 3 gestrichelt bei 54 und 56 dargestellt. Da die Maske ihrerseits als Photomatrize bei der Bildung des Schirms verwendet wird, hat eine durch Stegteile oder nahe an Stegteilen verlaufende Bandlinie zur Folge, daß der obere und untere Rand des Schirms eine unregelmäßig gezahnte Form erhält. Ein Beispiel für diese Unregelmäßigkeit des Randes ist in Figur 3 zu erkennen, wo eine Dreiergruppe 58 von Leuchtetofflinien früher endet als eine benachbarte Dreiergruppe 60, weil eine Teilöffnung 56 (gestrichelt gezeichnet) nicht durchgeätzt wurde.

Ein Teil einer erfindungsgemäß verbesserten Röhre mit regelmäßig glatt konturiertem oberem und unterem Schirmrand ist in Figur 4 dargestellt. Die dort gezeigte Maske 62 hat über ihren größten Teil die gleiche Konfiguration von Schlitzöffnungen wie die Maske 42 nach Figur 3j nur daß das Bild der Öffnungen bei einigen Spalten oben und unten modifiziert ist, um sicherzustellen, daß alle Spalten mit vollbreiten und schlitzförmigen Öffnungen auf die gewünschte Randlinie auflaufen. Die Maske 62 enthält eine Vielzahl von Schlitzöffnungen 64, die in Spalten 66 ausgerichtet sind, wobei die Öffnungen 64 in Jeder Spalte durch Stege 68 voneinander getrennt sind. Der Mitte-Mitte-Abstand zwischen benachbarten Stegen 68 im mittleren Hauptbereich der Maske 62 ist gleich dem Stegwiederholungsabstand SWA. Bei der hier gezeigten Ausführungsform sind alle diejenigen Stege fortgelassen, die von der gewünschten Randlinie weniger als die Hälfte des Stegwiederholungsabstandes entfernt lägen. In der Praxis werden beim Zeichnen des Schlitzmusterbildes für die Herstellung einer zur Photobelichtung des Schirms verwendeten Photomatrize alle diejenigen Stege fortgelassen, deren Mitte entweder bis zu einem halben Stegwiederholungsabstand innerhalb des Randes oder bis zu einem halben Stegwiederholungsabstand außerhalb des Randes lägen, wenn man das Schlitzmuster über den

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Rand hinaus fortsetzen würde. Stege außerhalb des Randes werden deswegen fortgelassen, weil sich die Randmuster etwas verschieben können, und dadurch der Schnitt der Randlinie mit den Spalten beeinträchtigt werden kann. Außerdem wird durch diese Maßnahme verhindert, daß die Verjüngung an den Enden der Schlitzöffnungen die Kontur der Randlinie des Schirms beeinträchtigt. Die Eliminierung von Stegen nahe dem Rand des Schlitzmusters stellt sicher, daß alle Spalten an ihren Enden Öffnungen voller Breite haben, die bis zur oberen und unteren gewünschten Rand— linie reichen. Da die Spalten der Öffnungen entlang einer glatten Linie enden, hat der resultierende Schirm 70 ebenfalls glatt konturierte obere und untere Ränder, wie in Figur 4 dargestellt«

Obwohl der Stegwiederholungsabstand vorstehend als Konstante beschrieben wurde, umfaßt die Erfindung natürlich auch Ausführungsformen, bei denen sich der Stegwiederholungsabstand über die Maske etwas ändert, um besondere Ziele zu erreichen. Außerdem ist die Erfindung nicht auf den beschriebenen Fall einer Röhre mit vertikal verlaufenden Schlitzspalten beschränkt sondern auch bei einer Röhre anwendbar, die horizontal verlaufende Schlitzspalten aufweist.

Eine Schattenmaske ist gewöhnlich so aufgebaut, daß die Öffnungen auf der dem Schirm zugewandten Seite der Maske eine größere Veite haben als auf der dem Strahlsystem zugewandten Seite. Solche Öffnungen werden gebildet, indem zunächst ein , ungeätztes Maskenblech mit einer photοempfindlichen Schicht überzogen wird, die anschließend von gegenüberliegenden Seiten des Blechs aus durch zugehörige Photomatrizen belichtet wird· Hierauf wird die Schicht entwickelt, und das Blech wird geätzt, um die Öffnungen zu bilden. Die Figuren 5 und 6 zeigen Muster 80 und 82 von Schattenmasken-Photomatrizen 84 bzw. 86, die zur Belichtung gegenüberliegender Seiten einer Schattenmaske verwendet werden. Das Muster 80 nach Figur 5 stellt die Größe der Öffnungen auf der dem Strahlsystem zugewandten Seite der Maske dar* und das Muster 82 nach Figur 6 stellt die Größe der öff-

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nungen für die zum Schirm liegende Seite der Maske dar. In beiden Figuren ist der Band des zu schaffenden Öffnungsfeldes mit der Linie 88 dargestellt. Bei dem strahlsystemseitigen Muster 80 enden die Elemente des Musters an der Handlinie 88, beim schirmseitigen Muster 82 Jedoch reichen die Elemente über die Bandlini· 88 hinaus. Der Zweck dieser über das Gebiet der zu bildenden Öffnungen hinausgehenden Erweiterung des Musters auf der «inen Seite der Maske besteht darin, Blindvertiefungen in der Maske zu bilden, um die Spannungen zu verringern, die in der Maske auftreten, während sie in eine gewölbte Form gebracht wird. Durch Schwächung des Umfangsbereichs unmittelbar außerhalb des Öffnungsfeldes wird die auf die Maskenstege ausgeübte Spannung etwas gemindert, so daß die Gefahr des Reißens der Stege während der Formgebung nicht mehr so groß ist.

In den Figuren 5 und 6 zeigt die gestrichelte Linie 90 innerhalb der Bandlini· 88 einen Abstand vom halben Maß des Stegwiederholungsabstandes an. Wie zu erkennen ist, befinden sich zwischen der gestrichelten Linie 90 und der Eandlinie 88 keine Stegzentren, so daß sich eine glatte Kontur rund um den Umfang des Öffnungsfeldes ergibt. Diejenigen Stellen, wo Stege bei einer bisherigen Bohre mit einem Stegwiederholungsabstand liegen wurden, sind mit "A" bezeichnet. Es wurde jedoch experieentell gefunden, daß die Eliminierung mancher Stege in diesem Umfangsbereich Probleme hervorruft. Wenn z.B. eine Endöffnung wegen der Fortlassung eines Steges zu lang geworden war, trat eine übermäßige Verzerrung der Öffnung ein, während die Maske in ihr· gewölbte Gestalt geformt wurde. Um diese Deformation zu kompensieren sind die Muster unmittelbar außerhalb der einem halben Stegwiederholungsabstand entsprechenden Grenze mit zusätzlichen Stegen versehen. Diese zusätzlichen Stege sind in den Zeichnungen mit "B" bezeichnet. Im allgemeinen sollte ein zusätzlicher Steg dann vorgesehen werden, wenn innerhalb einer zwischen 1,1 und 1,5 des Stegwiederholungsabstandes liegenden Entfernung von der Bandlinie 88 ein Stegzentrum vorhanden ist. Bei der Ausführungsfor« mach den Figuren 5 und 6 sind diese

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Grenzen von 1,1 und 1,5 des Stegwiederholungsabstandes durch Linien 92 bzw. 94 dargestellt. Die zusätzlichen Stege B werden in der Mitte der jeweils verlängerten Schlitzöffnungen vorgesehen. Die vertikale Abmessung der zusätzlichen Stege B ist ungefähr halb zu groß wie die Vertikalabmessung eines normalen Steges.

In dem erweiterten Teil des Muster für die dem Schirm zugewandte Seite der Maske 86 (Figur 6) werden für das Fortlassen der Stegbilder die gleichen Kriterien wie innerhalb der Handlinie 88 angewandt, nur in den Ecken nicht. Das Fortlassen· von Stegbildern im erweiterten Teil ist notwendig, um zu verhindern, daß am Rand ein Teilsteg gebildet wird, der die Gestalt oder Längt einer öffnung am Rand 88 beeinträchtigen könnte. In Figur 6 sind mit dem Buchstaben "D" diejenigen Orte bezeichnet, an denen Stegbilder fortgelassen wurden, die innerhalb einer Entfernung 96 von einem halben Stegwiederholungsabstand außerhalb des Randes 88 gelegen hätten. Ein Problem ist aber, daß sich in den Ecken der Maske eine übermäßige Schwächung ergibt, wenn man auch dort die Stege im erweiterten Teil wegläßt. Um diese übermäßige Schwächung zu kompensieren sind im erweiterten Teil des Musters an den Ecken der Maske an der Randlinie 88 zusätzliche Stege eingefügt. Diese zusätzlichen Stege sind in Figur 6 mit dem Buchstaben ¹¹C" bezeichnet.

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L e e r s e i t e

Claims (3)

PAraifVANW,;LTS 2 9 A 8 3 6 1 DH. I)IKTEH V. HKZOLD DIPL. ING. PKTEK SCHUTZ DIPL. IN(J. WOLT(JANG HEUSLEH MAHfA-TIIHHKSIA-STHASSi: 22 POMKAlU HIIUHUS I)-SOOO MUEXCIIK.V 8« telefon öse/«7«>nne ι 470S19 TELEX 522638 ROA 73 423 Ks/Ki tbi.eoha.mm sombbz U.S. Serial Nos: 965,240/047,218 Filed: November 30, 1978/June 11, 1979 RCA Corporation New York, N.Y., V. St. v. A. Kathodenstrahlröhre mit Hchlitzmaske Patentansprüche

1. Kathodenstrahlröhre mit einem kathodolumxneszenten Linienschirm und einer innerhalb der Rohre im Abstand zum Schirm angeordneten Schlitzmaske, deren Schlitze in im wesentlichen parallelen Spalten ausgerichtet sind, wobei jede Spalte eine Vielzahl von Schlitzen enthält, die durch Stegbereiche der Maske voneinander getrennt sind, und wobei der Mitte-Mitte-Abstand zwischen benachbarten Stegen innerhalb einer Spalte über den Hauptteil der Maske als der Stegwiederholungsabstand definiert ist und wobei die Stege benachbarter Spalten in Längsrichtung zueinander gestaffelt lie-

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ORIGINAL INSPECTED

gen, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalten (66) innerhalb einer einen halben Stegwiederholungsabstand entsprechenden Entfernung von ihren Soden keinen Steg (68) enthalten.

2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Spalten innerhalb einer dem 1,5-fachen des Stegwiederholungsabstandes entsprechenden Entfernung von ihren Enden einen Steg enthalten.

3. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden aller kathodolumineszenten Linien des Schirms (70) entlang glatt konturierter Bandlinien ausgerichtet sind.

4·. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schlitz (64) am Ende einer Spalte mindestens halb so lang wie ein im mittleren Teil liegender Schlitz ist und daß die Enden aller Spalten entlang glatt konturierter Bandlinien ausgerichtet sind.

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