DE2948361C2 - Schlitzmaske für eine Farbbildkathodenstrahlröhre mit Streifenleuchtschirm - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlitzmaske, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzt und in der älteren EP-OS OO 01 673 vorgeschlagen ist.

Neuere Kathodenstrahlröhren, die für Farbfernsehempfänger entwickelt und auf den Markt gebracht wurden, haben sphärisch gewölbte rechteckige Frontplatten, auf denen ein Streifenleuchtschirm aufgebracht ist, sowie Schlitzmasken, die nahe dem Schirm angeordnet sind und ebenfalls eine gewisse sphärische Wölbung aufweisen. Die Maskenschiitze sind in parallelen vertikalen Spalten ausgerichtet. Jede Spalte enthält eine Vielzahl von Schlitzen, die in Vertikalrichtung durch Stegbereiche der Maske getrennt sind. Die Stegbereiche benachbarter Spalten liegen vertikal zueinander versetzt. Wegen dieser Versetzung und weil die Schlitzöffnungen im allgemeinen alle gleiche Länge haben, schneiden die festgelegten oberen und unteren Randlinien hauptsächlich durch öffnungen in jeder Spalte, häufig aber auch durch Stegbereiche. Weil manche Spalten an der gewünschten Randlinie mit Stegen enden, während die übrigen Spalten mit öffnungen an den Randlinien auslaufen, entstehen in gewissen Teilen der oberen und unteren Ränder des Schirms Stufen, die für einen nahe vor dem Schirm sitzenden Betrachter sichtbar und daher aus ästhetischen Gründen unerwünscht sind.

Zur Vermeidung solcher Stufen findet sich in der EPOS 00 01 673 der Vorschlag, sämtliche Schlitze bis dicht an den Rand der Schlitzmaske heranzuziehen, so daß sie alle im gleichen Abstand vom Maskenrand enden und daher keine Stufen, welche den Rand zackig aussehen lassen wurden, mehr auftreten. Im Sinne eines solchen Konturausgleichs wird weiterhin in der älteren DE-OS 28 41 286 vorgeschlagen, die Schlitzlänge an den Spaltenenden unterschiedlich zu dimensionieren, wobei jedoch die Endschlitze eines Teils der Spalten kürzer als die vorletzten Schlitze dieser Spalten sein können. Ferner sind Stege innerhalb des halben Stegwiederholungsabstandes nicht ausgeschlossen.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, bei einer Schlitzmaske mit Konturausgleich der Spaltenenden der eingangs genannten Art zu starke Verzerrungen der Ausgleichsschlitze an den Spaltenenden beim Biegen der Maske zu vermeiden. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst Weiterbildungen der Erfindung sind im Anspruch 2 gekennzeichnet.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird eine bessere Maßhaltigkeit der Schlitze nach dem Biegen der Maske erreicht, was unter anderem für die Belichtung bei der Ausbildung der Leuchtstoffelemente von Bedeutung ist, da die fertige Schlitzmaske hierbei benutzt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf eine axial aufgeschnittene Schlitzmasken-Kathodenstrahlröhre;

F i g. 2 die Maske und Frontplatte der Röhre von der Rückseite her gemäß der Schnittlinie 2-2 in F i g. 1;

F i g. 3 und 4 als vergrößerter Ausschnitt den in F i g. 2 mit dem Kreis 4 markierten Teil einer Röhre nach dem Stand der Technik bzw. gemäß einer Ausführungsform mit Konturausgleich und

F i g. 5 und 6 in vergrößertem Maßstab Teile von Photomatrizen zum Belichten gegenüberliegender Seiten einer erfindungsgemäß mit zusätzlichen Stegen versehenen Schlitzmaske.

Die F i g. 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 Fig.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 is'; ein dreifarbiger Kathodolumineszenzschirm 32 aufgebracht, bestehend aus Leuchtstoffstreifen, die sich im wesentlichen parallel zur Vertikalachse (Y- Y) der Röhre erstrecken. Die Bereiche zwischen den Leuchtstoffstreifen können mit einem lichtabsorbierenden Material ausgefüllt sein. Innerhalb der Kappe 22 sitzt in vorbestimmtem Abstand zum Schirm 32 herausnehmbar eine mit vielen öffnungen versehene farbselektierende Elektrode 34, die sogenannte Schlitzmaske (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 vernetzt, so daß die öffnungen insgesamt ein Muster ähnlich einer Ziegelsteinmauer bilden.

Innerhalb des Röhrenhalses 24 befindet sich ein InIine-Elektronenstrahlerzeugungssystem 36 (nur schematisch dargestellt), um drei Elektronenstrahlen 38ß. 38K und 38C zu erzeugen und auf koplanaren konvergierenden Wegen durch die Maske 34 hindurch auf den Schirm 32 zu richten.

Die Röhre nach F i g. 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 40 werden die drei Strahlen 3SB, 3SR und 3SG vertikalen und horizontalen Magnetfeldern ausgesetzt, welche bewirken, daß die Strahlen horizontal und vertikal in einem rechteckigen Raster über den Schirm 32 s tasten. Die in Wirklichkeit vorhandene Krümmung der Wege der abgelenkten Strahlen in der Ablenkzone ist zur Vereinfachung in F i g. 1 nicht dargestellt Stattdessen sind die Strahlen mit einer abrupten Abknickung in der Ablenkebene P-Pgezeichnet

Die Fig.3 und 4 zeigen in vergrößerter Darstellung den mit dem Kreis 4 in F i g. 2 umgrenzten Teil an der Röhrenkappe 32, und zwar im ersteren Fall für eine bekannte Röhre und im Falle der F i g. 4 für eine Röhre, die eine Ausführungsform der Erfindung enthält In is Fig.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 öffnun- gen 50 nahe des Maskenrandes haben alle Schlitzöffnungen 46 gleiche Länge. Jede öffnung 46 in jeder Spalle 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 Stegwiederhelungsabstand SWA bezeichnet Der Stegwiederholungsabstand setzt sich über die gt.ize 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 Randes von Kappe 22 und Maske 42 verlaufen, schneidet eine festgelegte Randlinie die einzelnen Spalten im allgemeinen jeweils am Ort einer öffnung, 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 F i g. 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 Randlinie zur Folge, daß der obere und untere Rand des Schirms eine unregelmäßig gezahnte Form erhält. Ein Beispiel für diese Unregelmäßigkeit des Randes ist in F i g. 3 zu erkennen, wo eine Dreiergruppe 58 von Leuchtstoffstreifen früher endet als eine benachbarte Dreiergruppe 60, weil eine Teilöffnung 56 (gestrichelt gezeichnet) nicht durchgeätzt wurde.

Ein Teil einer verbesserten Röhre mit regelmäßig glatt konturiertem oberem und unterem Schirmrand ist in F i g. 4 dargestellt. Die dort gezeigte Maske 62 hat über ihren größten Teil die gleiche Konfiguration von Schlitzöffnungen wie die Maske 42 nach F i g. 3, nur daß das Bild der öffnungen bei einigen Spalten oben und unten modifiziert ist, um sicherzustellen, daß alle Spal- w ten 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 Miue-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 Stegwiderhoiungsabstandes 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 dss Randes oder bis zu einem halben Stegwiederholungsabstand außerhalb des Randes lägen, wenn man das Schlitzmuster über den 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 Randlinie 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 F i g. 4 dargestellt

Obwohl der Stegwiederholungsabstand vorstehend als Konstante beschrieben wurde, umfaßt die Erfindung natürlich auch Ausführungsformen\< bei denen sich der Stegwiederholungsabstand über dk 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 Schlitzmaske ist gewöhnlich so aufgebaut, daß die öffnungen auf der dem Schirm zugewandten Seite der Maske eine größere Weite haben als auf der dem Strahlsystem zugewandten Seite. Solche öffnungen werden gebildet, indem zunächst ein ungeätztes Maskenblech mit einer photoempfindlichen 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 Fig.5 und 6 zeigen Muster 80 und 82 von Schützmasken-Photomatrizen 84 bzw. 86, die zur Belichtung gegenüberliegender Seiten einer Schlitzmaske verwendet werden. Das Muster 80 nach F i g. 5 stellt die Größe der öffnungen auf der dem Strahlsystem zugewandten Seite der Maske dar, und das Muster 82 nach F i g. 6 stellt die Größe der öffnungen für die zum Schirm liegende Seite der Maske dar. In beiden Figuren ist der Rand des zu schaffenden Öffnungsfeldes mit der Linie 88 dargestellt. Bei dem strahlsystemseitigen Muster 80 enden die Elemente des Musters an der Randlinie 88, beim schirmseitigen Muster 82 jedoch reichen die Elemente über die Randlinie 88 hinaus. Der Zweck dieser über das Gebiet der zu bildenden öffnungen hinausgehenden Erweiterung des Musters auf der einen Seite der Maske besteht darin, Blindvertiefungen in der Msske 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 auße^rhalb 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 Fig.5 und 6 zeigt die gestrichelte Linie 90

innerhalb der Randlinie 88 einen Abstand vom halben Maß des Stegwiederholungsabstandes an. Wie zu erkennen ist, befinden sich zwischen der gestrichelten Linie 90 und der Randlinie 88 keine Stegzentren, so daß sich eine glatte Kontur rund um den Umfang des öffnungsfeldes ergibt. Diejenigen Stellen, wo Stege bei einer bisherigen Röhre mit einem Stegwiederholungsabstand liegen würden, sind mit »A« bezeichnet. Es wurde jedoch experimentell 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 ihre 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 Randlinie 88 ein Stegzentrum vorhanden ist. Bei der Ausführungsform nach den F i g. 5 und 6 sind diese 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 Musters für die dem Schirm zugewandte Seite der Maske 86 (F i g. 6) werden für das Fortlassen der Stegbilder die gleichen Kriterien wie innerhalb der Randlinie 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 Länge einer öffnung am Rand 88 beeinträchtigen könnte. In Fig. 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 F i g. 6 mit dem Buchstaben »C« bezeichnet

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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bO

Claims (2)

Patentansprache:

1. Schlitzmaske für eine Farbbildkathodenstrahlröhre mit Streifenleuchtschirm, bei der eine Vielzahl von Schlitzen in parallelen vertikalen Spalten angeordnet ist, die Schlitze in den Spalten jeweils durch Stege voneinander getrennt sind, die Stege benachbarter Spalten in vertikaler Richtung gegeneinander versetzt sind und die Schlitze an den beiderseitigen Spaltenenden teilweise derart verlängert sind, daß zur Ausrichtung der beiderseitigen Spaltenenden auf glatte Konturlinien des Schlitzmusters innerhalb eines etwa einen halben Stegwiederholungsabstand (Mitte-Mitte-Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stegen einer Spalte im mittleren Teil der Schlitzmaske} betragenden Abstandes von den Spaltenenden kein Steg auftritt, dadurch gekennzeichnet, daß sich beim Konturausgleich an den Spaltenenden ergebende überlange Schlitze durch zusätzliche Stege (B) unterteilt sind, die im wesentlichen außerhalb des genannten Abstandes (90) liegen.

2. Schlitzmaske nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Stege (B) jeweils dann vorgesehen sind, wenn der Abstand (92 bzw. 94) vom Spaltenende bis zur nächsten regulären Stegmitte zwischen 1,1 und 1,5 des Stegwiederholungsabstandes (SWA) liegt.