DE3047610C2 - Schlitzlochmaske für eine Farbbildröhre - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schlitzlochmaske gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Eine derartige Maske ist aus der DE-OS 23 02 177 bekannt

Schattenmaske» oder Lochmasken-Farbbildröhren enthalten gewöhnlich einen Lumineszenzschirm mit rot, grün und blau emittierenden Leuentstoffstreifen oder Leuchtstoffpunkten, ein Elektronenstrshlerzeugungssystem zum Anregen des Leuchtschirnis und eine zwisehen dem Strahlerzeugungssystem und dem Leuchtschirm angeordnete Schatten- oder Lochmaske. Die Schatten- oder Lochmaske ist ein dünnes Metallblech mit vielen Öffnungen, das eine genau definierte Lage neben dem Lumineszenzschirm hat, so daß die Maske bzw. ihre öffnungen eine systematische Beziehung zu den Leuchtstoffstreifen oder Leuchtstoffflecken aufweisen.

Farbbildröhren mit Schlitzlochmasken setzen sich seit jüngerer Zeit immer mehr durch. Einer der Gründe hierfür liegt darin, daß bei einer Röhre mit Schlitzlochmaske und Streifen-Lumineszenzschirm eine größere prozentuale Elektronenstrahl-Durchlässigkeit der Maske erreicht werden kann als bei einer Farbbildröhre mit im wesentlichen kreisförmigen Löchern und einem Punktrasterleuchtschirm.

Derzeit sind zwei Typen von Schlitzlochmasken in Gebrauch. Bei einen Typ erstrecken sich die Schlitze durchgehend vom oberen Rand der Maske zum unteren Rand. Eine solche Konfiguration wird nur für zylindrisch geformte Masken verwendet und erfordert einen massiven, starren Rahmen, um die Maske gespannt zu halten. Die Masken des anderen Typs sind so gewölbt, daß sie eine Krümmung sowohl in Vertikalrichtung als auch in Horizontalrichtung aufweisen. Bei solchen Mas- ω ken sind die vertikal verlaufenden Schlitze durch eine Vielzahl von beabstandeten Brücken oder Stegen unterbrochen, um die gewölbte Form besser aufrechterhalten zu können. Diese Stege verringern jedoch die Elektronenstrahldurchlässigkeit der Maske und setzen daher die Helligkeit im Vergleich zu einer Röhre herab, deren Schlitze keine Stege aufweisen.

Zur Verringerung des Einflusses der Stege auf die Elektronenstrahldurchlässigkeit ist es aus der DE-OS 23 02 177 bekannt, den Öffnungsquerschnitt der Schlitze an einer Oberseite der Schlitzmaske gegenüber der anderen Seite zu verbreitern und an dieser, dem Leuchtschirm zugewandten Oberfläche der Schlitzmaske die Stege nicht bis zur Oberfläche reichen zu lassen, sondern dünner als die Materialstärke der Schlitzmaske auszubilden. Hierbei sind die Stege zur Strahlsystemseite der Schlitzmaske hin versetzt

Weiterhin ist aus der DE-OS 23 53 294 eine Lochmaske für feste Randeinspannung bekannt die beiderseits ein hexagonales Schlitzmuster mit nur teilweise in die Lochmaskenstärke hineinreichenden Schlitzen aufweist, welche bei Erwärmung der Lochmaske definierte Knickstellen für die sich infolge der Wärmeausdehnung in sich wellende Lochmaske bilden. Diese wellenförmige Verformung der Lochmaske läßt sich einigermaßen gut steuern, und die kreisförmigen Strahldurchtrittsöffnungen können an solche Stellen gelegt werden, die sich bei der erwärmungsbedingten Verformung der Maske möglichst wenig seitlich verschieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schlitzlochmaske gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs dahingehend zu verbessern, daß ohne Einbuße an Maskenstabilität die Durchlässigkeit für die Elektronenstrahlen erhöht wird, also ein helleres Bild erzielbar ist

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst

Im folgenden werden das der Erfindung zugrundeliegende Problem und Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise axial geschnittene Draufsicht einer Schlitzlochmasken-Farbbildröhre;

F i g. 2 eine geschnittene, perspektivische Darstellung eines Teiles einer bekannten Schlitzlochmaske, aus der die Querschnittsformen der Stege det Masken ersichtlich ist;

F i g. 3 und 4 entsprechende perspektivische Schnittansichten zweier Ausführungsformen von Schlitzlochmasken für Farbbildröhren gemäß der Erfindung;

F i g. 5, 6 und 7 Teile von Photomasken-Mustern, die zur Herstellung der Masken gemäß F i g. 2, 3 bzw. 4 verwendet werden können.

In F i g. 1 ist eine Farbfernsehbildröhre mit einem Glaskolben 10 dargestellt welcher ein im wesentlichen rechteckiges Frontplattenteil 12 und einen mit diesem über einen im Querschnitt im wesentlichen rechteckigen, trichterförmigen Kolbenteil 16 verbundenen Hals 14 aufweist Das Frontplattenteil 12 bildet eine Frontplatte 18 und hat einen Umfangsflansch oder eine Seitenwand 20, die mit dem trichterförmigen Kolbenteil 16 vakuumdicht verbunden ist Auf der Innenseite der Frontplatte 18 befindet sich ein Dreifarben-Mosaik-Leuchtstoff- oder Lumineszenzschirm 22. Bei dem Lumineszenzschirm 22 handelt es sich um einen Streifenrasterschirm mit Leuchtstoffstreifen, die im wesentlichen parallel zur vertikalen Mittelachse des Bildschirms der Röhre verlaufen, also senkrecht zur Zeichenebene der F i g. 1. In einem bestimmten Abstand vom Lumineszenzschirm 22 ist eine neuartige Farbwahlelektrode " oder Schlitzlochmaske 24 in konventioneller Weise lösbar montiert. In der Mitte des Halses 14 ist ein mehr schematisch durch ein gestricheltes Rechteck angedeutetes Inline-Elektronenstrahlerzeugungssystem 26 angeordnet, das drei Elektronenstrahlen 28 erzeugt, wel-

ehe längs in einer Ebene verlaufenden, konvergierenden Wegen durch die Schlitzlochmaske 24 auf den Lumineszenzschirm 22 gerichtet sind. Die Maske 24 übt eine Farbwahlfunktion aus, indem sie die jeweiligen Elektronenstrahlen gegen die Leuchtstoffstreifen, die in der nicht zugeordneten Farbe emittieren, abschirmt, es den jeweiligen Elektronenstrahlen jedoch erlaubt, auf die zugehörigen Leuchtstoffstreiien aufzutreffen. Am Kolben 10 ist eine magnetische Ablenkeinheit 3G- beim Obergang des Halses t4 in den trichterförmigen KoI-benteil 16 angebracht Im Betrieb werden die Elektronenstrahlen 28 durch die Ablenkeinheit 30 in einem rechteckigen Raster über den Lumineszenzschirm 22 abgelenkt

Fig.2 zeigt einen kleinen Teil einer bekannten Schlitzlochmaske, die längs der Mitte einer Öffnungsoder Schlitzreihe geschnitten ist Die Öffnungen 42 der Reihe sind voneinander durch Brückenteile der Maske getrennt, die hier als Stege 44 bezeichnet werden sollen. Die Stege 44 haben bei der dargestellten, speziellen bekannten Maske einen sechseckigen Querschnitt Bei einem anderen bekannten Maskentyp haben ώ« Stege einen ungefähr dreieckförmigen Querschnitt Die Dicke aller Stege 44 ist gleich der vollen Dicke der Maske 40. Da die Stege 44 die volle Dicke haben, wird ein großer Teil A eines auf die Maske 40 fallenden Elektronenstrahls durch die Stege 44 abgefangen. Es ist wünschenswert, den Teil eines Elektronenstrahls, der durch die Stege der Maske abgefangen wird, zu verringern und dadurch die Transmission der Maske sowie die Ausgangslichtstärke der Röhre zu erhöhen. Gleichzeitig sollen jedoch möglichst wenig Kompromisse hinsichtlich der mechanischen Festigkeit der Maske eingegangen werden, um die gewünschte größere Transmission zu erreichen.

In den F i g. 3 und 4 sind zwei Ausführungsbeispiele 50 und 60 für die neuartige Maske 24 dargestellt, die eine erhöhte Transmission aufweisen und gleichzeitig die Festigkeit der Maske so wenig wie möglich beeinträchtigen. Bei beiden Ausführungsformen der vorliegenden Maske haben alternierende Stege, also jeder zweite Steg, eine verringerte Dicke bezüglich der allgemeinen Dicke der Maske, und die alternierenden Stege sind zur Bildschirmseite der Maske hin versetzt. Die Maske 50 gemäß F i g. 3 weist alternierende Stege 52 verringerter Dicke auf, die zur Bildschirmseite 54 der Maske versetzt sind. Die übrigen Stege 56 haben ebenfalls eine verringerte Dicke, sie sind jedoch zur entgegengesetzten oder Strahlerzeugungsseite der Maske hin versetzt Bei der in F i g. 4 dargestellten Maske 60 hat jeder zweite Steg 62 eine verringerte Dicke und ist zur Bildschirmseite 64 der Maske versetzt, die übrigen Stege 66 haben jedoch die volle Maskendicke. Die erhöhte Elektronenstrahl-Transmisssion ist aus einem Vergleich des relativ schmalen Teiles B eines Elektronenstrahls, der durch die Stege 52 und 62 der Masken gemäß F i g. 3 und 4 abgefangen wird, mit dem relativ breiten Teil A in F i g. 2 ersichtlich.

Vorteilhafterweise grenzen die versetzten Stege direkt an die jeweiligen Seiten der Maske an. Die Dicke dieser Stege ist vorteilhafterweise kleiner als die Hälfte der normalen Dicke des Maskenbleches.

In den F i g. 5, 6 und 7 sind die Photomaskenmuster dargestellt, die zur Herstellung der Masken gemäß F i g. 2,3 bzw. 4 verwendet werden können. Das Muster für die Strahlerzeugungssystemseite der Maske ist mit ausgezogenen Linien und das Muster für die Lumineszenzschirmseite der Maske ist in gestrichelten Linien dargestellt Bei den bekannten Mustern 70 und 72 gemäß F i g. 5 weist das strahlungserzeugungssystemseiti ■ ge Muster 70 rechteckförmige Elemente auf, die schmäler jedoch langer sind als die des schirmseitigen Musters 72. Die Elemente beider Muster überlappen sich gegenseitig und zwischen den Elementen wird ein vertikaler Zwischenraum belassen, wo die Stege ihre volle Dicke haben sollen. Bei den Mustern 74 und 76 gemäß F i g. 6 wird der Zwischenraum an den vorgesehenen Stegpositionen alternierend ausgelassen, so daß das rechteckförmige Element des einen Musters den Stegzwischenraum des anderen Musters überlappt Bei den Mustern 78 und 80 gemäß F i g. 7 ist das schirmseitige Muster 80 gleich dem schirmseitigen Muster 72 gemäß F i g. 5. Das strahlerzeugungssystemseitige Muster 78 ist dagegen das gleiche wie das strahlerzeugungssystemseitige Muster 76 der Fig.6 und die strahlerzeugurgssystemseitigen Elemente überlappen jeden zweiten Stegzwischenraum im schirmseitigen Muster.

Bei den vorliegenden verbesserten Masken wird die Querschnittsfläche mindestens jedes zw-siter. Steges um mindestens 50% verringert. Hierdurch wird die Elektronenstrahltransmission der Maske erhöht, ohne daß die Schlitzbreite geändert zu werden braucht Es tritt ferner auch keine Verschlechterung der Reinheit durch Stegpositionen ein, die ein verstärktes Moire ergeben könnten. Durch die Beseitigung des strahlerzeugungssystemseitigen Teiles jedes zweiten Steges wird die Abschattierungswirkung der gekrümmten Enden der Schlitzöffnungen an jedem zweiten Steg ausgeschaltet und dadurch die Elektronenstrahltransmission sogar in und in der Nähe der Mitte der Röhre erhöht Die Beseitigung des strahlerzeugungssystemseitigen Teiles jeden zweiten Steges verringert weiterhin den variablen Einfluß, den die Rundung der Schlitzenden auf die Messung der Maskentransmission zum Zwecke der Bestimmung der mittleren Scnlitzbreite hat Diese Verringerung erhöht die Genauigkeit der Korrelation zwischen Αζτ Maskentransmission und der Schlitzbreite. Die Maske 50 gemäß F i g. 3 hat noch einen weiteren Vorteil hinsichtlich der Masv.enkonstruktion. Die bekannte Maske 40 gemäß Fig.2 und die verbesserte Maske 60 gemäß Fig. 4 erfordern eine genaue vertikale Ausrichtung der beiden Schablonen oder Photomastermuster, die zur Herstellung der Maske verwendet werden, da sonst die Öffnungen voller Dicke in versetzter Weise gebildet werden, was die Transmission der Maske herabsetzt. Bei der Maske 60 gemäß F i g. 4 würde diese Transmissionsverringerung selbstverständlich nur halb so groß sein, wie bei der bekannten Maske gemäß F i g. 2. Die Transmission der Maske 50 gemäß F i g. 3 wird jedoch durch die radikale Registerfehler der Photomastermuster nicht beeinfluß*, mit der möglichen Ausnahme eines geringen Einflusses auf das Moire.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schlitzlochmaske für eine Farbbildröhre mit reihenweise in Längsrichtung vertikal übereinander angeordneten Schlitzen und mit die Schlitze in vertikaler Richtung voneinander trennenden Stegen, von denen zumindest ein Teil dünner als das Material der Schlitzlochmaske ausgebildet und nach einer der Oberflächen der Schlitzlochmaske hin versetzt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder zweite Steg (52; 62) in jeder vertikalen Reihe dünner als das Material der Schlitzlochmaske (50; 60) ausgebildet und nach der bildschirmseitigen Oberfläche (54; 64) der Schlitzlochmaske (50; 60) hin versetzt angeordnet ist und daß die übrigen Stege (56; 66) entweder die gleiche Dicke wie das Material der Schlitzlochmaske (50; 60) aufweisen und dann unversetzt in der Maske angeordnet sind oder ebenfalls dünner ais das Material der Schlitzlochmaske (50, 60) ausgebildet und nach der strahlenerzeugerseitigen Oberfläche der Schlitzlochmaske (50,60) hin versetzt angeordnet sind.