DE4223927C2 - Farbbildröhre mit einer Lochmaske mit verbesserter Traversen-Abstufung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Farbbildröhren eines Typs, welcher Lochmasken mit schlitzförmigen Öffnungen aufweist, wobei die Öffnungen in Spalten ausgerichtet sind und die Öffnungen in jeder Spalte durch Traversen in der Maske voneinander getrennt sind, und zwar insbesondere eine derartige Maske mit verbesserter Traversen-Abstufung.

Die meisten heute verwendeten Farbbildröhren besitzen Zeilenraster und Lochmasken mit schlitzförmigen Öffnungen. Die Öffnungen sind in Spalten ausgerichtet, und die benachbarten Öffnungen in jeder Spalte sind durch Stege oder Traversen in der Maske voneinander getrennt. Solche Traversen sind in der Maske notwendig, um ihre Unversehrtheit zu erhalten, wenn sie zu einer kuppelförmigen Kontur geformt wird, die in etwa parallel zur Kontur der Innenseite eines Leuchtschirmträgers einer Röhre verläuft. Die Traversen in einer Spalte liegen gegenüber den Traversen in den unmittelbar benachbarten Spalten in Längsrichtung der Spalten (in vertikaler Richtung) versetzt.

Wenn eine Maske zu einer kuppelförmigen Kontur geformt wird, so dehnt der Verformungsprozeß die Traversen in der Maske. Dieses Strecken ist innerhalb der Maske ungleichmäßig, da die während des Formens an der Maske wirkenden Kräfte innerhalb der Maske ungleichmäßig sind. Dieses Strecken der Stege wirkt sich nachteilig auf die Maske aus, indem die Schlitzöffnungen in der Maske über ihre gewünschten Größen hinaus gedehnt werden. Außerdem kommt es vor, daß die Traversen reißen, wenn die Maske zu ihrer Kuppelform geformt wird, wodurch die Maske unbrauchbar wird.

Eine Farbbildröhre mit einer Lochmaske nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 27 33 332 A1 bekannt. Hier ist die Breite der Traversen in einer Reihe konstant und nimmt von der Mitte der Lochmaske zu der Reihe am Rand der Lochmaske gleichmäßig zu, wobei die Zunahme insbesondere einen nahezu linearen Verlauf aufweist.

Aus der DE-OS 22 35 904 ist eine Farbbildröhre mit einer Lochmaske bekannt, bei der die Lochgröße in einer nicht-radialen Abstufung variiert, wodurch sich bei konstantem Lochabstand eine Abstufung der Breite der Traversen ergibt.

Aufgabe der Erfindung ist die Lösung des Problems der Traversendehnung beim Umformen der Maske durch eine optimierte Abstufung der Traversenbreiten.

Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine verbesserte Farbbildröhre eine Lochmaske, welche einen rechteckigen Umfang mit zwei langen Seiten und zwei kurzen Seiten aufweist. Die Maske besitzt eine Hauptachse, die durch die Mitte der Maske hindurch und parallel zu den langen Seiten verläuft, und eine kleinere Achse, die durch die Mitte der Maske hindurch und parallel zu den kurzen Seiten verläuft. Die Maske enthält in im wesentlichen parallel zur kleineren Achse verlaufenden Spalten ausgerichtete schlitzförmige Öffnungen. Benachbarte Öffnungen in jeder Spalte sind durch Traversen in der Maske voneinander getrennt. Die Breiten der Traversen sind der Größe nach abgestuft. Die Abstufung steht wenigstens teilweise in Bezug zu dem Ausmaß der Traversenstreckung, das in einer Maske vergleichbarer Größe mit anderen Traversenbreiten auftritt. Hierbei sind die Breiten der entlang der Hauptachse befindlichen Traversen in Richtung von der Mitte der Maske zu den kurzen Seiten der Maske zuerst größer, hin zu Punkten zwischen der Mitte und den kurzen Seiten, und nehmen dann in der Größe zu den kurzen Seiten der Maske hin ab, wobei die Breiten der Traversen in einer im wesentlichen parallel zur kleineren Achse verlaufenden Richtung gemessen werden.

Zeichnungen:

Fig. 1 ist eine Axialschnitt-Seitenansicht einer Farbbildröhre, welche die vorliegende Erfindung verwirklicht.

Fig. 2 ist eine hintere Draufsicht einer Masken-Rahmen- Anordnung der Röhre gemäß Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Vergrößerung eines kleinen Teils einer Lochmaske der Röhre gemäß Fig. 1.

Fig. 4 ist eine graphische Darstellung der vertikal gemessenen Breitenabstufung der Traversen einer bekannten, flachen Lochmaske.

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung der horizontal gemessenen Traversen-Streckung in einer geformten Lochmaske mit der in Fig. 4 gezeigten Breitenabstufung der Traversen.

Fig. 6 ist eine graphische Darstellung der Breitenabstufung der Traversen in einer flachen Lochmaske für eine gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildete Röhre.

Fig. 7 ist eine graphische Darstellung errechneter Traversen-Streckung, die in einer geformten Lochmaske mit der in Fig. 6 gezeigten Breitenabstufung der Traversen erreicht wird.

Fig. 1 zeigt eine rechteckige Farbbildröhre 10 mit einem Glaskörper 11 mit einer rechteckigen Schirmträgerplatte 12 und einem röhrenförmigen Halsstück 14, die durch einen rechteckigen Trichter 15 verbunden sind. Der Trichter 15 weist einen (nicht dargestellten) leitenden Innenbelag auf, der sich von einem Anodenknopf 16 bis zum Halsstück 14 erstreckt. Die Platte 12 umfaßt einen Leuchtschirmträger 18 und eine äußere Flanke oder Seitenwand 20, welche mittels einer Glasfritte 17 hermetisch mit dem Trichter 15 verbunden ist. Ein dreifarbiger Leuchtstoffbildschirm 22 wird von der Innenfläche des Schirmträgers 18 getragen. Der Bildschirm 22 ist ein Zeilenraster, in dem die Leuchtstoffzeilen in Dreiergruppen angeordnet sind, wobei jede Dreiergruppe eine Leuchtstoffzeile von jeder der drei Farben enthält. Eine mit einer Vielzahl von Öffnungen versehene Farbselektionselektrode oder Lochmaske 24 ist mit bekannten Mitteln abnehmbar mit einem vorbestimmten Abstand zum Bildschirm 22 eingebaut. Ein Elektronenstrahlerzeuger 26, in Fig. 1 schematisch durch gestrichelte Linien dargestellt, ist derart mittig innerhalb des Halsstückes 14 angebracht, daß er drei Elektronenstrahlen 28 erzeugt und entlang konvergierender Bahnen durch die Maske 24 auf den Bildschirm 22 lenkt.

Die Röhre nach Fig. 1 ist so konstruiert, daß sie mit einem externen magnetischen Ablenkjoch, wie dem in der Nähe der Trichter-Halsstück-Verbindung gezeigten Joch 30, verwendet werden kann. Wird das Joch 30 aktiviert, so setzt es die drei Strahlen 28 Magnetfeldern aus, die bewirken, daß die Strahlen den Bildschirm 22 horizontal und vertikal in einem rechteckigen Raster abtasten. Die Anfangsebene der Ablenkung (bei Ablenkung null) liegt bei etwa der Mitte des Jochs 30. Aufgrund von Randfeldern erstreckt sich die Ablenkzone der Röhre axial vom Joch 30 in den Bereich des Strahlerzeugers 26 hinein. Der Einfachheit halber sind die eigentlichen Krümmungen der abgelenkten Strahlbahnen in der Ablenkzone in Fig. 1 nicht dargestellt.

Die Lochmaske 24 ist Teil einer Masken-Rahmen-Anordnung 32, die ebenfalls einen Außenrahmen 34 enthält. Die Masken-Rahmen- Anordnung 32 ist in Fig. 1 innerhalb der Schirmträgerplatte 12 angeordnet gezeigt. Die Lochmaske 24 enthält einen gekrümmten, mit Öffnungen versehenen Teil 25, einen den mit Öffnungen versehenen Teil 25 umgebenden, nicht perforierten Randteil 27 und einen vom Randteil 27 zurückgebogenen und sich vom Bildschirm 22 hinweg erstreckenden Saumteil 29. Die Maske 24 ist teleskopartig in den Rahmen 34 hinein (oder alternativ über den Rahmen) gesetzt, und der Saumteil 29 ist mit dem Rahmen 34 verschweißt.

Die in Fig. 2 und 3 detaillierter dargestellte Lochmaske 24 weist einen rechteckigen Umfang mit zwei langen Seiten und zwei kurzen Seiten auf. Die Maske 24 besitzt eine Hauptachse X, die durch die Mitte der Maske hindurch und parallel zu den langen Seiten verläuft, und eine kleinere Achse Y, die durch die Mitte der Maske hindurch und parallel zu den kurzen Seiten verläuft. Die Maske 24 enthält in im wesentlichen parallel zur kleineren Achse Y verlaufenden Spalten ausgerichtete schlitzförmige Öffnungen 36. Benachbarte Öffnungen 36 in jeder Spalte sind durch Traversen 38 in der Maske voneinander getrennt, wobei der Zwischenraum zwischen den Traversen 38 in einer Spalte als der Traversenabstand an einem bestimmten Ort auf der Maske definiert ist, was Fig. 3 zeigt. Das vertikale Ausmaß einer Traverse oder Traversenbreite wird zwischen benachbarten Öffnungen innerhalb einer Spalte gemessen.

Eine Lochmaske wird gefertigt aus einem flachen Blech, etwa kaltgewalztem Stahl oder Invarstahl (36% Nickel-Stahl), welches von einem photosensitiven Film bedeckt ist. Der Film wird durch einen Photomaster belichtet, der ein photographisches Muster der gewünschten Anordnung von Öffnungen enthält. Danach werden die belichteten Teile des Films entfernt, und das Blech wird ausgeätzt, so daß eine flache, mit Öffnungen versehene Lochmaske entsteht. Die flache Lochmaske gelangt dann in eine Presse und wird in die gewünschte Form der endgültigen Lochmaske gebracht. Während dieses Formungsvorgangs dehnen sich einige Teile der Maske anders als andere Teile der Maske. Da die Maske in Spalten ausgerichtete längliche Öffnungen enthält, wobei die Öffnungen in jeder Spalte durch Traversen voneinander getrennt sind, tritt die Dehnung in der Maske überwiegend in den Traversen auf. Bei der vorliegenden Erfindung sind die Breiten der Traversen zur Verminderung der Dehnung der Maske über den Verlauf der Maske abgestuft.

Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, welche die Abstufung der Traversenbreite einer vorbekannten, flachen Lochmaske zur Verwendung in einer Röhre mit einem Leuchtschirm mit einer Diagonalen von 88,9 cm zeigt. Jede geschlossene Kurve in dieser graphischen Darstellung zeigt Bereiche gleicher Traversenbreite an. In dieser vorbekannten Maske ist die Abstufung der Traversenbreiten kreisförmig. Wird die flache Lochmaske nach Fig. 4 in ihre gewünschte Form gebracht, so dehnen sich sich Traversen in der Maske in ein Muster, welches in der graphischen Darstellung der Fig. 5 gezeigt wird. Das Streckungsmuster weist zwei nahe den Enden der Hauptachse X befindliche Bereiche maximaler Dehnung und nahe den vier Ecken des mit Öffnungen versehenen Teils der Maske befindliche Bereiche minimaler Dehnung auf.

Bei der Konstruktion einer für eine Röhre gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildeten Lochmaske wird das Dehnungsmuster der Fig. 5 verwendet um festzustellen, welche Traversen in der Breite vergrößert werden sollten, um ihre Stärke zu vergrößern und damit ihre Dehnung während des Verformens zu verringern. Die sich für eine Röhre mit einer Leuchtschirmdiagnoale von 88,9 cm ergebende Abstufung für eine verbesserte neue, flache Lochmaske, welche eine derartige Kompensation enthält, ist in Fig. 6 dargestellt. Bei dieser verbesserten Maske werden die Traversen nahe den kurzen Seiten der Maske, entlang der Hauptachse X, zur Kompensation der in der Maske gemäß Fig. 5 auftretenden maximalen Dehnung mit der größten Breite versehen. Das Abstufungsmuster verläuft nicht-radial zwischen der Mitte der Maske und den kurzen Seiten der Maske, nahe der Hauptachse X. Die Breiten der Traversen entlang der Hauptachse X werden in Richtung von der Mitte der Maske zu den kurzen Seiten der Maske zuerst größer, hin zu Punkten zwischen der Mitte und den kurzen Seiten, und nehmen dann in der Größe zu den kurzen Seiten ab.

Wenn die Maske gemäß Fig. 6 in dieselbe gewünschte Form gebracht wird, wie es bei der vorherigen Maske der Fall war, so ergibt sich die in Fig. 7 gezeigte Traversen-Dehnung. Bei der geformten Maske gemäß Fig. 7 tritt die maximale Dehnung im mittleren Bereich der Maske auf. Die größte Dehnung beträgt etwa 0,015 mm, ist also erheblich geringer als die maximale Dehnung von 0,020 mm bei der in Fig. 5 gezeigten bekannten Maske.

Die Traversenabstufung der Maske gemäß Fig. 6 wurde nicht auf Werte optimiert, die die maximale oder Spitzen-Dehnung weiter vermindern würden. Es wurde ein Kompromiß gewählt, da ein Fertigungswerkzeug eine große Variation der Stärke der Traversen sehr wahrscheinlich nicht wie erwartet herbeiführt. Demzufolge beträgt die vom Traversen-Abstufungsmuster gemäß Fig. 6 erreichte Dehnungskompensation lediglich etwa die Hälfte dessen, was zur vollständigen Optimierung erforderlich wäre. Obgleich dies in der vorliegenden Ausführungsform nicht gezeigt ist, umfaßt die vorliegende Erfindung auch die vollständige Optimierung oder wenigstens eine weitere Abstufung in Richtung auf eine vollständige Optimierung.

Claims (1)

1. Farbbildröhre mit einer Lochmaske, welche einen rechteckigen Umfang mit zwei langen Seiten und zwei kurzen Seiten aufweist, mit einer Hauptachse, die durch die Mitte der Maske hindurch und parallel zu den langen Seiten verläuft, und eine kleinere Achse, die durch die Mitte der Maske hindurch und parallel zu den kurzen Seiten verläuft, wobei die Maske in im wesentlichen parallel zur kleineren Achse verlaufenden Spalten ausgerichtete schlitzförmige Öffnungen enthält und benachbarte Öffnungen in jeder Spalte durch Traversen in der Maske voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer im wesentlichen parallel zur kleineren Achse verlaufenden Richtung gemessenen Breiten der entlang der Hauptachse (X) befindlichen Traversen (38) in Richtung von der Mitte der Maske (24) zu den kurzen Seiten der Maske zuerst größer werden, hin zu Punkten zwischen der Mitte und den kurzen Seiten, und dann in der Größe zu den kurzen Seiten der Maske hin abnehmen.