DE69025166T2

DE69025166T2 - Farbanzeigeröhre mit Schattenmaske

Info

Publication number: DE69025166T2
Application number: DE69025166T
Authority: DE
Inventors: Leendert Vriens
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1990-03-08
Filing date: 1990-04-09
Publication date: 1996-08-22
Anticipated expiration: 2010-04-10
Also published as: NL9000530A; US5099169A; JP2916479B2; DE69025166D1; EP0445440A1; EP0445440B1; JPH03261052A

Description

Die Erfindung betrifft eine Farbbildwiedergabeanordnung mit einer Farbanzeigeröhre, deren länglicher Bildschirm eine kurze und eine lange Achse hat und mit einer Innenfläche versehen ist, und mit einer vor dem Bildschirm angeordneten Lechmaske, die eine Anordnung länglicher Aperturen enthält, mit einem Elektronenstrahlerzeugungssystem gegenüber dem Bildschirm zum Erzeugen koplanarer Elektronenstrahlen und mit einem Ablenksystem zwischen dem Elektronenstrahlerzeugungssystem und dem Bildschirm.
Die oben beschriebene Bildwiedergabeanordnung ist von einem bis jetzt mit herkömmlich beschriebenen Typ. Die Ebene, in der sich die nicht abgelenkten Elektronenbündel sich befinden, verläuft parallel zur langen Achse des Bildschirms. Die beim Anregen im Ablenksystem erzeugten orthogonalen Ablenkfelder haben allgemein eine in den quer zur Achse der Bildröhre verlaufenden Ebene gesehene derartige (kissenund tonnen förmige) Konfiguration, daß die Bildwiedergabeanordnung selbstkonvergierend ist.
Ein Problem in diesem Typ von Bildwiedergabeanordnung in der heutigen Form ist die Empfindlichkeit für Auftreff-Fehler durch thermische oder mechanisch induzierte Fehler im Abstand zwischen der Maske und dem Schirm. Dieses Problem ist nicht neu, tritt aber um so stärker hervor in künftigen HDTV-Systemen mit Bildformaten von mehr als 4 : 3, insbesondere 16 : 9, da die Horizontalablenkwinkel und damit die Auftreffwinkel der Elektronenstrahlerzeugungssystem in der horizontalen Ebene größer werden und gleichzeitig der diagonale Ablenkwinkel unverändert bleibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu dem vorbeschriebenen Problem anzugeben.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine erfindungsgemaße Bildwiedergabeanordnung dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene, in der sich die nicht abgelenkten EBildwiedergabeanordnung befinden, parallel zur kurzen Achse des Bildschirms verläuft, daß das Ablenksystem ein erstes System von Ablenkspulen zum Erzeugen eines im wesentlichen kissenförmigen Ablenkfelds in der Richtung der kurzen Achse des Bildschirms beim Anregen und ein zweites System von Ablenkspulen zum Erzeugen eines im wesentlichen tonnenförmigen Ablenkfelds in der Richtung der langen Achse des Bildschirms beim Anregen enthält, und daß die Längsachsen der Aperturen in der Lochmaske sich quer zur kurzen Achse des Bildschirms erstrecken.
Die angegebene Lösung umfaßt eine Drehung der Ebene des Elektronenstrahlerzeugungssystems, des Ablenksystems und der Aperturen in der Lechmaske über einen Winkel von 90º in bezug auf die herkömmliche Orientation. (Mögliche Selbstkonvergenzeigenschaften ändern sich dabei nicht.)
Die Orientation des Leuchtstoffmusters (rote, grüne und blaue Leuchtstofftripel) wird dabei angeglichen.
Die durch die Drehung des Elektronenstrahlerzeugungssystems und des Ablenksystems ermöglichte Drehting der Aperturen in der Lochmaske gewährleistet eine Reduktion der thermisch ausgelösten Maskensphärizität bei großen Strahlströmen und reduziert die Wirkung mechanischer Maskenverschiebungen (die durch Erschütterungen an der Röhre oder infolge des Durchlaufens eines Temperaturzyklus während der Röhrenherstellung entstehen können) auf das Landen des Elektronenbündels auf das Leuchtstoffmuster, insbesondere Auftreff-Fehler, die durch Verschieben der Lochmakse in einer Richtung quer zum Bildschirm ausgelöst werden. Eine Reduktion der durch obige Effekte ausgelösten Auftreff-Fehler um 50% wird als möglich erachtet in Röhren mit einem Bildschirmformat von 4 3 und sogar von 75% in Röhren mit einem Bildschirmformat von 16 : 9.
Der oben beschriebene Vorteil der erfindungsgemäßen Orientation der Röhrenbauteile kann als solcher ausgenutzt werden. Jedoch kann er entsprechend eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels auf andere Weise zur Verwendung von Eisen- Lochmasken in solchen Fällen ausgenutzt werden, in denen sonst Nickeleisen-Lochmasken (vom Invar-Typ) zu verwenden sind. In einem zweiten Ausführungsbeispiel kann er zur Verwendung größerer Strahlströme ausgenutzt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Farbanzeigeröhre in einer erfindungsgemäßen Bildwiedergabeanordnung,
Fig. 2 eine schematische Vorderansicht einer Anordnung eines Elektronenstrahlerzeugungssystems und eines Ablenkspulensystems für die Anzeigeröhre nach Fig. 1,
Fig. 3 die Form eines Raster beim Abtasten durch die Strahlerzeugungssystem/Spulenanordnung nach Fig. 2,
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Lochmaske zur Verwendung in einer Anzeigeröhre für eine erfindungsgemäße Bildwiedergabeanordnung, und
Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Bildschirm zur Verwendung in Zusammenarbeit mit der Lochmaske nach Fig. 4,
Fig. 6 die Form des Rasters beim Abtasten durch die Strahlerzeugungssystem/Spulenanordnung nach Fig. 2 nach vertikalen Linien.
Wie in Fig. 1 dargestellt, enthält eine Farbelektronenstrahlröhre 1 im allgemeinen einen Vorderanteil 2, einen trichterförmigen Anteil 3 und einen Ralsteil 4.
Der Vorderanteil 2 ist mit einem leuchtenden Bildschirm 2a versehen, der aus Leuchtstoffen für die drei Primärfarben Rot, Grün und Blau und aus einer als Farbwählmittel dienenden Lochmaske 5 besteht. Der Bildschirm kann ein herkömmliches Bildformat von 4 : 3 haben, Jedoch vergrößern sich die Vorteile der Erfindung, wenn das Bildformat größer als 4 : 3 ist. Bildschirme für HDTV-Anzeigeröhren können beispielsweise ein Bildformat von 16 : 9 haben.
Der Halsteil 4 enthält ein Elektronenstrahlerzeugungssystem 6 zum Aussenden von Elektronenbündeln 7. Der trichterförmige Anteil 3 verbindet den Vorderanteil 2 und den Halsteil 4 zum Definieren eines evakuierten Raums, und ein Ablenksystem 8 mit zwei Gruppen von Ablenkspulen 9a, 9b und 10a, 10b (siehe Fig. 2) ist auswendig im Bereich des Ubergangs zwischen dem Trichter- und den Halsanteilen angebracht. Das Ablenksystem 8 ist mit einem Signalgenerator 20 zum Abtasten des Bildschirms 2a entsprechend Rastern mit Zeilen, die parallel zu einer der Bildschirmseiten verlaufen.
Das Elektronenstrahlerzeugungssystem 6 im Halsteil 4 ist vom In-line- Typ.
In Fig. 2 sind drei koplanare Elektronenbündel R, G, B dargestellt, die im Elektronenstrahlerzeugungssystem 6 erzeugbar sind. Ein Paar 9a, 9b von Ablenkspulen wird zum Ablenken der Elektronenbündel über einen Bildschirm in einer Richtung parallel zur Ebene der nicht abgelenkten Bündel verwendet, und ein Ablenkspulenpaar 10a, 10b wird zum Ablenken in einer Richtung quer zu dieser Ebene verwendet. Im dargestelten Fall sind beide Spulenpaare in Sattelspulenform gebildet. Sie können jedoch auf andere Weise in Toroidalspulenform gebildet werden, insbesonder das Spulenpaar 10a, 10b. Die Anordnung nach Fig. 2 ist zum Abtasten eines Bildschirms entsprechend Rastern mit einer Vielzahl von Zeilen parallel zur langen Achse des Bildschirms verwendbar (Fig. 3).
Die in dieser Erfindung benutzte Lochmaske 5 ist eine "Schlitz"-Maske mit schlitzförmigen Aperturen 11, die sich parallel zur langen Achse der Lochmaske erstrecken (Fig. 4). Diese Lochmaske arbeitet in der Anzeigeröhre 1 mit einem Bildschirm 2a mit länglichen Leuchtstoffgebieten 12 (Fig. 5) zusammen, die sich parallel zur langen Achse des Bildschirms erstrecken. Wie bereits angegeben, haben Bewegungen der Lochmaske in einer Richtung quer zum Bildschirm also viel weniger Einfluß auf das Auftreffen des Elektronenbündels auf das Leuchtstoffmuster auf dem Bildschirm als bei der herkömmlichen Lochmaske mit Aperturen quer zur langen Achse.
Beim Abtasten wird eine (kissenförmige) Rasterverzeichnung an den langen Seiten des Rasters erzeugt, wenn eine "vertikale" selbstkonvergierende Kombination einer Röhre und einer Spule verwendet wird (Fig. 3). Beim Abtasten von Rastern mit einer Vielzahl von Zeilen parallel zur langen Achse des Bildschirms läßt sich eine derartige Rasterverzeichnllng aschwer korrigieren, sowohl in elektronischem als auch in spulentechnischem Sinne.
Jedoch ist heim Abtasten eines Rasters mit einer Vielzahl von Zeilen parallel zur kurzen Achse des Bildschirms (Fig. 5) die Rasterverzeichnung an den langen Seiten des Rasters mit einer elektronischen Korrekturschaltung (die die Amplitude der Ablenkspannungenan das Spulensystem 10a, 10b beim Ablenken in der y- Richtung moduliert) einfach korrigierbar. In diesem Fall erfolgt also die Abtastung bei der hohen Frequenz in drer Richtung der kurzen Achse des Bildschirms und die Abtastung bei der niedrigen Frequenzin der Richtung der langen Achse des Bildschirms. Zur Selbstkonvergenzverwirklichung hat das vom Spulensystem 9a, 9b zum Ablenken in der x-Richtung erzeugte im wesentlichen tonnenförmige Ablenkfeld auf bekannte Weise eine kissenförmige Komponente, und hat das vom Spulensystem 10a, 10b (mit der niedrigsten Impedanz und vorzugsweise nächst bei den Elektronenbündeln) zum Ablenken in der y-Richtung erzeugte im wesentlichen tonnenförmige Ablenkfeld auf bekannte Weise eine tonnenförmige Komponente.
Es sei bemerkt, daß beim Abtasten von Bildern in einem Raster mit horizontalen Zeilen an der Aufnahmeseite des übertragungssystems ein Speicher im Empfänger erforderlich ist, um in einem Raster mit vertikalen Zeilen abtasten zu können (sog. ausgekreuzte Abtastung). In Monitorröhren für Datenanwendungen kann die Abtastumsetzung erfolgen, beispielsweise in der benutzten Software.
Es sei außerdem bemerkt, daß in herkömmlichen Anzeigeröhren mit einer (Zeilen-)Loch maske Moiré-Effektprobleme auffreten, die größer werden, wenn die Flecke kleiner werden. (Die Ursache davon ist, daß Modulation der Übertragung in der vertikalen Richtung infolge der Gebiete erfolgt, die sich zwischen den schlitzförmigen Aperturen befinden.) In den herkömmlichen Anzeigeröhren wird der Fleck beim Ablenken in der Richtung der Schlitze ständig schmaler. Bei der Verwendung einer über 90º gedrehten Schlitzlochmaske in Verbindung mit "vertikaler" Abtastung ist der Fleck beim Ablenken in der Richtung der Schlitze viel weniger schmal und das Problem des Moire-Effekts ist dementsprechend geringer.

Claims

1. Farbbildwiedergabeanordnung mit einer Farbanzeigeröhre, deren länglicher Bildschirm eine kurze und eine lange Achse hat und mit einer Innenfläche versehen ist, und mit einer vor dem Bildschirm angeordneten Lechmaske, die eine Anordnung länglicher Aperturen enthält, mit einem Elektronenstrahlenzeugungssystem gegenüber dem Bildschirm zum Erzeugen koplanarer Elektronenstrahlen und mit einem Ablenksystem zwischen dem Elektronenstrahlerzeugungssystem und dem Bildschirm, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene, in der sich die nicht abgelenkten Elektronenbündel befinden, parallel zur kurzen Achse des Bildschirms verläuft, daß das Ablenksy- stem ein erstes System von Ablenkspulen zum Erzeugen eines im wesentlichen kissenförmigen Ablenkßelds in der Richtung der kurzen Achse des Bildschirms beim Anregen und ein zweites System von Ablenkspulen zum Erzeugen eines im wesentlichen tonnenförmigen Ablenkfelds in der Richtung der langen Achse des Bildschirms beim Anregen enthält, und daß die Längsachsen der Aperturen in der Lochmaske sich quer zur kurzen Achse des Bildschirms erstrecken.

2. Bildwiedergabeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm längliche Leuchtstoffgebiete enthält, deren Längsachsen sich quer zur kurzen Achse des Bildschirms erstrecken.

3. Bildwiedergabeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombination der Farbanzeigeröhre und des Ablenksystems selbstkonvergierend ist.

4. Bildwiedergabeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm der Anzeigeröhre ein Bildformat von mehr als 4 : 3 hat.

5. Bildwiedergabeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochmaske aus einem hauptsächlich Eisen enthaltendes Material hergestellt ist.

6. Bildwiedergabeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektronenstrahlerzeugungssystem mit einer Anordnung zur Verwirklichung größerer Strahlströme zu verbindende Klemmen enthält.

7. Bildwiedergabeanordnung nach Anspruch 2, 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablenksystem mit einem Signalgenerator zu verbindende Klemmen zum Abtasten des Bildschirms entsprechend Rastern enthält, die eine Anzahl von Zeilen parallel zur kurzen Achse des Bildschirms aufweisen.