DE3608434A1

DE3608434A1 - Farbbildroehre mit verbessertem linienbildschirm

Info

Publication number: DE3608434A1
Application number: DE19863608434
Authority: DE
Inventors: Walter David Lancaster Pa. Masterton; Albert Maxwell Morrell
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1985-03-14
Filing date: 1986-03-13
Publication date: 1986-09-18
Also published as: GB8605931D0; CZ170086A3; IT8619646A0; GB2175133A; MX167590B; FR2579020A1; SG20692G; HK60694A; BR8601065A; KR860007710A; IT8619646A1; PL152939B1; JPS61214333A; CN1007850B; US4631441A; FR2579020B1; JPH0542772B2; CN86101675A; DE3608434C2; RU2037906C1

Description

y. BEZOLD D tP L. ₁1 Kl 6 _% Ρ£ΤΐΤ*: S £ UQ TZ WOLFGANG HEUSLER

zugelassen beim PATENTANWÄLTE telefon

EUROPAISCHEN PATENTAMT TELEX S"2Ö38

MARIA-THERfSIA-STRASSi: I¹I

EUROPEAN PATESTATTORNEYS POSTFACH afXI2 60 TELEGRAMM SOMBEZ

MANOATA₁RESE_nBREVETSEUROPCENS

D-8OOO M U ENCH EN 86 _t*X OR IH- II. .089. a 7! OO 63

RCA 82023

USSN 711,723

vom 14. März 1985

RCA Corporation, Princeton, N.J. (US)

Farbbildröhre mit verbessertem LinienbiLdschirm

■> ·>, IS

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft Farbbildröhren mit einer Schlitzmaske, die nahe bei einem StreifenLeuchtschirm der Bildröhre montiert sind. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Krümmung der Schirmstreifen bei solchen Röhren.

Die meisten Farbbildröhren werden derzeit mit Streifenschirm und Schlitzmaske hergestellt. Diese Röhren haben sphärisch konturierte rechteckige Frontscheiben, auf denen Streifenschirme aus kathodo-Lumineszenten Materialien aufgebracht sind, sowie etwas sphärisch konturierte Schlitzöffnungs-Schattenmasken nahe den Schirmen. Die schlitzförmigen öffnungen solcher Röhren sind in Spalten angeordnet, welche im wesentlichen parallel zur kleineren Röhrenachse verlaufen oder ihre Krümmung von der Mitte zu den kurzen Seiten der Maske allmählich vergrößern.

Kürzlich sind verschiedene Modifikationen für Farbbildröhren vorgeschlagen worden. Eine dieser besteht in einem neuen Konturkonzept für die Frontplatteneinheit, welches die Illusion von Flachheit ergibt. Eine solche Modifikation ist in den US-Patentanmeldungen Ser. No. 469,772 und 469,774 beschrieben, welche von der RCA Corporation am 25. Februar 1983 für den Erfinder F.R. Ragland, Jr. eingereicht worden sind. Die Frontplattenkontur der modifizierten Röhre hat längs der größeren und kleineren Achse der Frontplatteneinheit eine Krümmung, ist jedoch nicht sphärisch. Die größere und kleinere Achse sind als Horizontal- bzw. Vertikalmittelachse definiert, wenn die Röhre ihre normale Betrachtungsposition hat. Bei einer in diesen Anmeldungen beschriebenen bevorzugten Ausführungsform ist die Umfangsbegrenzung des Röhrenschirmes im wesentlichen eben und erscheint visuell als eben. Um diese ebene oder im wesentlichen ebene Umfangsgrenze zu erhalten, muß man die Form der Frontplatte

mit einer Krümmung Längs der Längeren oder Hauptachse ausbilden, welche an den Seiten der Frontplatte größer als in ihrer Mitte ist. Eine solche nichtsphärische Formgebung der FrontpLatte kompliziert gewisse Probleme bei der HerstelLung des Streifenleuchtschirmes. Ein solches Problem ist als Verkantung (skewing) bekannt: Man versteht hierunter ein Kippen des Bildes einer Linearen Lichtquelle, wenn diese beim photographischen Schirmbildungsprozeß durch die Maskenöffnungen projiziert wird. Dieses ProbLem würde bisher für sphärisch konturierte Röhren gelöst durch Krümmen der Leuchtstoffschirmstreifen, so daß die Streifen mit wachsendem Abstand von der kleineren oder Nebenachse allmählich stärker gekrümmt wurden. Wenn auch dieses zunehmende Anwachsen der Krümmung für Röhren mit sphärischer Kontur akzeptabel ist, so gilt dies nicht für die obengenannten ebenen Röhren, weLche im wesentlichen gerade Streifen an der Linken und rechten Seite eines praktisch rechteckigen BiLdschirmes erfordern.

Durch die Erfindung wird ein Bildschirm mit verbesserten Streifenkrümmungen geschaffen, weLcher das beim SchirmbiLdungsprozeß auftretende Verkantungsproblem praktisch löst und an den Schirmseiten im wesentlichen gerade Streifen hat.

Gemäß der Erfindung wird eine Farbbildröhre mit einer im wesentlichen rechteckigen Schlitzmaske, die im Abstand zu einem im wesentlichen rechteckigen StreifenLeuchtschirm montiert ist, derart verbessert, daß die Leuchtstoffstreifen des Schirmes von vorn gesehen zunächst eine zunehmende Krümmung mit wachsendem Abstand von der Nebenachse des Schirmes und dann mit weiter wachsendem Abstand von der Nebenachse eine abnehmende Krümmung aufweisen, so daß sie an den kurzen Schirmseiten im wesentlichen gerade werden.

In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Lochmaskenbildröhre gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

j 4 ir C ί ii » O 3

5 ·, Q C- Ό Ο Ö f- =3

ί"

Fig. 2 eine Vorderansicht der Frontplatte der Farbbildröhre gemäß

der Schnittlinie 2-2 aus Fig. 1; Fig. 3 eine Kombinationsansicht der Oberflächenkonturen der Frontplatte in den Querschnitten der Hauptachse 3a-3a

bzw. der Nebenachse 3b-3b nach Fig. 2; Fig. 4 eine Vorderansicht der Lochmaske der Farbbildröhre nach

Fig. 1;
Fig. 5 eine Kombinationsansicht der Oberflächenkonturen der Lochmaske in den Schnitten der Hauptachse 5a-5a bzw. der

Nebenachse 5b-5b gemäß Fig. 4;
Fig. 6 ein Diagramm der öffnungsabstände zwischen den Spalten der Maske der Farbbildröhre in ausgezogenen Linien (gemäß der Erfindung) und gestrichelt (gemäß dem Stande

der Technik);
Fig. 7 eine vergrößerte Teilansicht der Lochmaske entsprechend dem in Fig. 4 mit 7 bezeichneten kreisförmigen Ausschnitt

und
Fig. 8 ein Diagramm ausgewählter Schirmstreifen der Farbbildröhre.

Fig. 1 zeigt eine rechteckige Farbbildröhre 10 mit einem Glaskolben 11, der eine rechteckige Frontplatte 12 und einen röhrenförmigen Hals 14 aufweist, die beide durch einen Konus 11 verbunden sind. Die Frontplatte weist eine Sichtscheibe 18 mit einem Umfangsflansch 20 auf, welcher über eine Glasfritte 17 mit dem Konus 16 verschmolzen ist. Die Frontscheibe 18 trägt an ihrer Innenfläche einen neuen rechteckigen Dreifarbschirm 22 aus kathodolumineszentem Leuchtstoff. Der Schirm ist ein Streifenschirm, dessen Leuchtstoff Linien etwas parallel zur Nebenachse Y-Y der Röhre verlaufen (senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1). Die Konturen der Leuchtstoffstreifen werden nachstehend im einzelnen erläutert. Innerhalb der Frontplatte 12 ist in einem vorbestimmten Abstand zum Schirm 22 eine neue Vielloch-Farbwählelektrode oder Schattenmaske 24 (Schlitzmaske) montiert. Fig. 1 zeigt ferner gestrichelt schematisch ein Inline-Elektronenstrahlerzeugungssystem 26, welches zentral im Hals 14 montiert ist und drei Elektronenstrahlen 28 erzeugt und längs anfänglich in einer Ebene liegenden konvergenten Wegen durch die Maske 24 zum Schirm 22 Lenkt.

Die Röhre 10 nach Fig. 1 ist zur Verwendung mit einem äußeren magnetischen AbLenkjoch gedacht, wie es in Form des Joches 30 schematisch um den HaLs 14 und den Konus 16 in der Nähe ihrer Verbindung gezeichnet ist, um die drei StrahLen 28 einem vertikaLen und einem horizontaLen MagnetfLuß auszusetzen, so daß die StrahLen horizontaL in Richtung der Hauptachse X-X bzw. vertikaL in Richtung der Nebenachse Y-Y in einem Rechteckraster über den Schirm 22 geLenkt werden.

Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht der FrontpLatte 12, deren Peripherie ein Rechteck mit Leicht gekrümmten Seiten biLdet. Die in Fig. 2 gestricheLt gezeichnete Grenze des Schirmes 22 ist rechteckig.

Ein KonturenvergLeich der AußenfLäche der FrontpLatte 12 Längs der Nebenachse Y-Y und der Hauptachse X-X ist in Fig. 3 gezeigt. Die äußere OberfLäche der FrontpLatte 12 ist sowohL Längs der Hauptachse als auch Längs der Nebenachse gekrümmt, wobei die Krümmung Längs der Nebenachse im MitteLteiL der FrontpLatte 12 jedoch größer aLs Längs der Nebenachse ist. In der Mitte der FrontpLatte ist beispieLsweise das RadiusverhäLtnis der Krümmung der äußeren OberfLächenkontur Längs der Hauptachse zum Krümmungsradius Längs der Nebenachse größer aLs 1,1 (mehr aLs 10% Unterschied). Die Krümmung Längs der Hauptachse ist jedoch im MitteLteiL der FrontpLatte kLein und wachst nahe deren Kanten stark an. Bei dieser einen Ausführungsform ist die Krümmung Längs der Hauptachse nahe den FrontpLattenkanten größer aLs die aLLgemeine Krümmung Längs der Nebenachse. Bei dieser Ausführung wird der MitteLteiL der FrontpLatte fLacher, während die Punkte der FrontpLattenoberfLache an den Schirmkanten im wesentLichen in einer Ebene P Liegen und eine im wesentLichen rechteckige UmfangskonturLinie biLden. Die OberfLächenkrümmung Längs der DiagonaLen ist so gewähLt, daß der übergang zwischen den verschiedenen Krümmungen Längs Haupt- und Nebenachse weich verLäuft. Vorzugsweise ist die Krümmung der Nebenachse im MitteLteiL der FrontpLatte etwa um 4/3 größer aLs Längs der Hauptachse. Jedoch kann die Krümmung Längs der Nebenachse auch ähnLich bzw. gLeich derjenigen Längs der Hauptachse sein und nahe den FrontpLattenkanten zunehmen.

Durch die unterschiedLichen Krümmungen Längs der Haupt- und Nebenachsen Liegen die Punkte der äußeren FrontpLattenoberfLache direkt gegenüber den Kanten des Schirmes 22 im wesentLichen in derseLben Ebene P. Diese im wesentLichen ebenen Punkte biLden bei BLickrichtung von vorn auf die FrontpLatte 12 wie in Fig. 2 eine UmfangsLinie auf der äußeren FrontpLattenoberfLache, weLche im wesentLichen ein Rechteck ist, das den Kanten des Schirmes 22 überLagert ist. Wenn die Röhre 10 in einen Fernsehempfänger eingesetzt wird, dann kann man um die Röhre herum eine Randmaske oder BLende einheitLicher Breite benutzen. Die Kanten eines soLchen Fensters, weLches die Röhre an der rechteckigen Kontur-Linie berührt. Liegt ebenfaLLs im wesentLichen in der Ebene P. Da die Umfangsgrenze eines BiLdes des Röhrenschirmes eben erscheint, ergibt sich der Eindruck, daß auch das BiLd eben ist, seLbst wenn die FrontpLatte Längs der Haupt- und Nebenachsen nach außen gekrümmt ist.

Fig. 4 zeigt eine Vorderansicht einer SchLitzmaske 24. Die gestricheLten Linien 32 zeigen die Grenze des Lochten Ls des Maske 24. Die OberfLächenkonturen Längs der Hauptachse X-X und der Nebenachse Y-Y und die DiagonaLe der Maske 24 sind durch die Kurven 5a, 5b bzw. 5c in Fig. 5 veranschauLicht. Die Maske 24 hat Längs ihrer Hauptachse eine andere Krümmung aLs Längs ihrer Nebenachse. Die Krümmung Längs der Hauptachse hat nahe der Maskenmitte eine Leichte Krümmung und an den Maskenseiten eine stärkere Krümmung. Die Kontur einer soLchen Maske Läßt sich Leicht erhaLten durch Beschreibung der Krümmung der Hauptachse X-X aLs Kreis großen Radius¹ um den MitteLteiL der Hauptachse und Kreis kLeineren Radius¹ über den restLichen TeiL der Hauptachse. SpezieLL jedoch variiert die sagittaLe Höhe Längs der Hauptachse erhebLich, nämLich mit der vierten Potenz des Abstandes von der Nebenachse Y-Y. Die sagittaLe Höhe ist der Abstand von einer imaginären Tangentenebene an die Mitte der MaskenoberfLache. Die Krümmung paraLLeL zur Nebenachse Y-Y ist so gewähLt, daß sie sich weich an die Hauptachsenkrümmung zur erforderLichen Maskenperipherie angLeicht, und sie kann eine Krümmungsvariation beinhaLten, wie sie Längs der Hauptachse gewähLt ist. Eine soLche Maskenkontur zeichnet sich wegen der größeren Krümmung nahe den Enden der Hauptachse durch

etwas verbesserte thermische Ausdehnungseigenschaften aus. Diese Verbesserung der thermischen Ausdehnungseigenschaften aufgrund der vergrößerten Krümmung ist in der US-PS 4,136,300 beschrieben (erteilt am 23. Januar 1979 für A.M. MorretL).

Die Darstellung gemäß Fig. 6 zeigt den b'ffnungsabstand Am von Spalte zu Spalte innerhalb eines Quadranten der Lochmaske 24 in ausgezogenen Kurven, die mit H bezeichnet sind, und innerhalb eines Quadranten einer Lochmaske, wie sie in der bereits erwähnten US-Patentanmeldung 615,589 beschrieben sind, in gestrichelten Kurven mit F bezeichnet. Die senkrechte Koordinate der Darstellung gibt den Abstand von der Hauptachse an. Die horizontale Koordinate bezeichnet den Öffnungsabstand von Spalte zu Spalte, der gemäß Fig. 7 von der Mittellinie einer Spalte zur Mittellinie der Nachbarspalte gemessen ist. Jede Kurve ist numeriert zur Bezeichnung des Abstandes von der Nebenachse, welchen sie darstellt. Beispielsweise kennzeichnet jede mit 200 bezeichnet^ Kurve den Abstand zwischen der 200sten und der zweihundertersten Öffnungsspalte.

Bei einer bekannten Lochmaske, wie sie die gestrichelten Kurven zeigen, ist der Öffnungsabstand von Spalte zu Spalte entlang und nahe bei der Nebenachse gleichmäßig wie die geraden Kurven "F"-1 und "F"-150 zeigen. Eine leichte Krümmung läßt sich bei der Linie "F" 200 feststellen, welche anzeigt, daß der Spaltenabstand für den Abstand 200 mit der Entfernung von der Hauptachse etwas wächst. Die Kurven "F"-300 und "F"-306 sind erheblich gekrümmt und zeigen damit ein wesentliches Anwachsen des Spaltenabstandes mit zunehmender Entfernung von der Hauptachse an.

Der Öffnungsabstand von Spalte zu Spalte unterscheidet sich bei der verbesserten Lochmaske 24 in der Nähe der Nebenachse erheblich von denjenigen der bekannten Maske. Wie Fig. 6 zeigt, nimmt der Lochabstand Am von Spalte zu Spalte nahe der Nebenachse mit zunehmendem Abstand von der Hauptachse ab, wie die Kurven "H"-1, "H"-50 und "H"-100 zeigen. Beim 150sten Abstand beginnt der Lochabstand zwischen den Spalten mit zunehmender Entfernung von der Hauptachse etwas anzuwachsen, wie die leichte Krümmung der Kurve

I <t Ml >

» * β It J Λ

"H"-150 zeigt. Diese Kurvenkrümmung, die den Lochabstand zwischen den Spalten darstellt, vergrößert sich mit der Entfernung von der Nebenachse, wie die Kurven "H"-200 und "H"-30ü zeigen, nimmt jedoch an den Maskenseiten etwas ab, wie man durch Vergleich der Kurve "H"-305 mit der Kurve "H"-30ü sehen kann.

Der Lochabstand zwischen den Spalten längs der Hauptachse wächst näherungsweise mit der vierten Potenz des Abstandes von der Nebenachse. Im speziellen Beispiel gemäß Fig. 6 beträgt diese Hauptachsenvariation in der Einheit Mill, angegeben A_u = 30 + 0,00185x . Von der Hauptachse weg ist jedoch die Änderung des Öffnungsabstandes zwischen den Spalten komplizierter und erfolgt etwa nach der Gleichung

2 4

A_u = a + bx + ex , wobei a, b und c unterschiedliche Funktionen H

des Quadrats der Entfernung von der Hauptachse sind und χ der Abstand von der Nebenachse ist.

Der Schirm 22 der Röhre 10 wird in bekannter Weise durch einen photographischen Prozeß ausgebildet, bei dem die Lochmaske 24 als photographisches Master benutzt wird. Es wurde bereits auf das Problem hingewiesen, das auftritt, wenn eine lineare Lichtquelle bei der Belichtung in diesem photographischen Prozeß benutzt wird. Dieses Problem liegt in einer Fehlausrichtung des Bildes der linearen Lichtquelle mit den Mittellinien der Leuchtstoffstreifen. Diese Fehlausrichtung, die auch als "Skew-Fehler" bezeichnet wird, verbreitert die Verteilung der Lichtintensität, mit welcher die Leuchtstoffstreifen gedruckt werden, und erhöht daher die Empfindlichkeit der Leuchtstoffbreite gegenüber der Belichtung, so daß es schwieriger wird, die Streifenbreite zu kontrollieren. Im Stande der Technik hat man diesen "Skew-Fehler" auf verschiedene Weise kompensiert, unter anderem durch eine Zonenbelichtungstechnik durch Synchronisierung eines Verdrehens der linearen Lichtquelle mit einer aufeinanderfolgenden Belichtung verschiedener Schirmbereiche, wie dies im US-Patent 3,888,673 beschrieben ist, das am 10. Juni 1975 für die Firma Suzuki erteilt wurde, und durch Krümmen der Öffnungsspalten und Leuchtstoffstreifen, wie es im US-Patent 3,889,145 be-

schrieben ist, das am 10. Juni 1975 ebenfalls für Suzuki ausgegeben wurde. Bei der Röhre 10 wird das "Skew-Problem" durch ein neues Leuchtstoffstreifenmuster gelöst, das bei Frontansicht gerade Linien an der Nebenachse, gebogene Linien in einem Schirmbereich, wo der "Skew-Fehler" am größten ist, und wiederum gerade Linien an den Schirmseiten aufweist, wo der "Skew-Fehler" bei der Röhre minimal ist. Ein solches Muster ist in Fig. 8 gezeigt, wo die ausgezogenen Linien 40 bis 45 Leuchtstoff linien mit ausgewählten Abständen und die gestrichelten Linien 46 gerade Linien parallel zur Nebenachse darstellen. Wie man sehen kann, wächst die Krümmung der Leuchtstofflinien mit zunehmendem Abstand von der Nebenachse, bis in der Nähe der Linien 42 bis 43 eine maximale Krümmung erreicht wird, und dann nimmt die Krümmung bis zur geraden Endlinie 45 wieder ab.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1) Farbbildröhre mit einer neben einem Streifenschirm (22) montierten Schattenmaske (24), die eine Mehrzahl schlitzförmiger, in Spalten angeordneter öffnungen aufweist, wobei der Streifenschirm einen im wesentlichen rechteckigen Umfang mit zwei einander gegenüberliegenden langen Seiten und zwei gegenüberliegenden kurzen Seiten hat und eine Hauptachse (X-X) des Schirmes durch die Schirmmitte und mittig durch die kurzen Seiten verläuft und eine Nebenachse (Y-Y) des Schirmes durch die Schirmmitte und mittig durch die langen Seiten verläuft und der Schirm Streifen aus kathodolumineszentem Signal aufweist, welche allgemein in derselben Richtung wie die Nebenachse verlaufen, dadurch gekennzei chnet, daß die Leuchtstoffstreifen des Schirmes bei Draufsicht mit zunehmendem Abstand von der Nebenachse zunächst eine wachsende Krümmung und mit weiterer Zunahme des

Abstandes von der Nebenachse dann eine abnehmende Krümmung haben, „

bis sie an den kurzen Seiten des Schirmes im wesentlichen geradlinig --4

verlaufen. ^

2) Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstoffstreifen an der kleinen Achse (Y-Y) und an den beiden kurzen Seiten des Schirmes (22) gerade verlaufen und im Bereich zwischen der kleinen Achse und den kurzen Seiten des Schirmes gekrümmt verlaufen.

3) Röhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die konkaven Seiten der gekrümmten Streifen zur Nebenachse (Y-Y) weisen.