DE2458427A1

DE2458427A1 - Lochmaske fuer eine farbbildroehre

Info

Publication number: DE2458427A1
Application number: DE19742458427
Authority: DE
Inventors: Yuji Saito
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1973-12-10
Filing date: 1974-12-10
Publication date: 1975-06-19
Also published as: US3925700A; JPS6024533B2; GB1442877A; JPS5090284A

Description

Lochmaske für eine Farbbildröhre

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lochmaske für eine Farbbildröhre nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Dabei bezieht sich die Erfindung insbesondere auf eine Lochmaske (Schattenmaske) für eine Farbbildröhre, die Farbleuchtstoffe 'besitzt, welche in Streifen auf einer Innenfläche einer Front- oder Sichtplatte aus Glas der Bildröhre aufgetragen sind, Die Farbbildröhre der beschriebenen Art besitzt vorzugsweise schwarze Streifen zwischen den betreffenden Farbleuchtstreifen. Die erfindungsgemäße Lochmaske wird deshalb im folgenden anhand einer Farbbildröhre der sogenannten Schwarzstreifenart beschrieben, obwohl die Lochmaske nicht auf die Verwendung bei einer Bildröhre (Bildwiedergaberöhre) der vorstehend genannten Art beschränkt 'ist.

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Bei bekannten Bildröhren enthält jede Farbbildröhre eine Lochmaske. Die Lochmaske dient nicht nur dazu, das farbige Bild zu erzeugen, sondern es wird von ihr auch dazu Gebrauch gemacht, die Farbleuchtstoffe auf die bzw. der Innenfläche der Frontplatte aufzutragen bzw. abzulagern. Eine übliche Lochmaske für eine Farbbildröhre der beschriebenen Art besitzt den allgemeinen Umriß eines Rechtecks und weist eine Vielzahl von Löchern auf, die in Richtung der kleineren oder kürzeren Seiten des Rechtecks langer und im Hinblick auf die kleineren und die größeren oder längeren Seiten des Rechtecks in einer regelmäßigen Gruppierung angeordnet sind. Bei einer solchen Lochmaske werden die Farbleuchtstoffstreifen an Umfangsbereichen der Maske verzerrt, was Fabbilder unangenehmer Erscheinung ergibt. Wenn auch schon vorgeschlagen wurde, eine Teilbelichtung, wie sie anhand der Zeichnung später noch beschrieben wird, anzuwenden, so verringert dies jedoch die Leistungsfähigkeit der Farbbildröhre.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lochmaske für eine Farbbildröhre der beschriebenen Art zu schaffen, mit der annehmbare Farbbilder erreichbar sind und mit der eine Farbbildröhre mit ausgezeichneter Leistungsfähigkeit bzw. Wirkungsgrad herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten. Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine abgebrochene perspektivische Ansicht

einer Glasplatte einer Farbbildröhre, mit einer Lochmaske davor und einer üblichen

509825/0780 . 3 -

Vorrichtung zum Projizieren von Lichtstrahlen auf eine Innenfläche der Platte durch die Löcher der üblichen Lochmaske,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer üblichen

Lochmaske,

Fig. 3 eine Rückansicht der Platte mit verschiedenen

Lichtstrahlstreifen, die auf die Innen- oder Rückfläche der Platte durch die Löcher der üblichen Lochmaske projiziert sind,

Fig.Λ eine Rückansicht der Platte und eines eingeengten Bereichs für die Lichtstrahlen,

Fig. 5 eine Lochanordnung einer Lochmaske gemäß der

vorliegenden Erfindung,

Fig. 6 eine schematische perspektivische Ansicht einer

Lochmaske zur Beschreibung der Lochanordnung · anhand eines orthogonalen Koordinatensystems,

Fig. 7 eine Projektion der Löcher auf die X-Y-Ebene

des Koordinatensystems,

Fig. 8. das in Fig. 6 dargestellte Koordinatensystem

zur Beschreibung der Löcheranordnung eines Urmusters bzw. Prototyps der erfindungsgemäßen Lochmaske,

Fig. 9 den in einer Ebene sich erstreckenden Prototyp mit den X- und Y-Achsen des auf die Ebene prο j Iz ierten Koordinatensystems,

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Fig. 10 ein anderes orthogonales Koordinatensystem

zur Beschreibung einer vereinfachten Lochanordnung des Prototyps und

Fig. 11 eine auseinandergezogene, schematische perspektivische Ansicht einer Anordnung aim Herstellen der erfindungsgemäßen Lochmaske.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Farbbildröhre (Farbbildwiedergaberöhre) des Schwarzstreifentyps (black-stripe type) besitzt ein Glasteil, das im allgemeinen in der Technik als Glaspaneel bezeichnet wird. Das Paneel besteht aus einer im wesentlichen rechteckförmigen Front- oder Sichtplatte 20 aus Glas mit im wesentlichen kugelförmiger Krümmung und einem Randteil, das vom Umfang der Frontplatte 20 im allgemeinen senkrecht hervorragt. Eine Lochmaske (Schattenmaske) 21 für die Farbbildröhre besitzt eine Fläche in Form eines ähnlichen Rechtecks und eine, annähernd gleiche kugelförmige Krümmung, so daß sie im wesentlichen parallel zu einer Innen- oder Rückfläche der Frontplatte 20 angeordnet werden kann. Ferner hat die Lochmaske 21 eine Vielzahl sie durchdringender Löcher 22. Die Löcher 22 sind in Richtung der kleineren oder kürzeren Seiten des Rechtecks länger bzw. länglich und in bezug auf die kleineren Seiten und die größeren oder längeren Seiten des Rechtecks in einer gleichmäßigen Gruppierung angeordnet. In einem ersten Zustand bei der Herstellung ist die Lochmaske 21 flach und eben. Die Löcher verlaufen durch die flache Maskenplatte parallel zu den kleineren Seiten. Die mit Schlitzen versehene Maskenplatte wird dann zu einer Lochmaske 21 gepreßt bzw. geformt, die eine Oberfläche mit einer in wesentlichen kugelförmigen Krümmung aufweist. Die Streifen der Farbleuchtstoffe werden auf der Innenfläche der

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Prontplatte dadurch aufgetragen, daß zuerst die Innenfläche mit einem nicht dargestellten fotoempfindlichen PiIm überzogen wird, auf welchem ein Bündel von Lichtstrahlen ausgehend von einer Lichtquelle 25 durch die Löcher 22 projiziert wird, wobei die Lichtquelle 25 an einem Punkt angeordnet ist, an welchem eine nicht darstellte Elektronenquellen-Einrichtung der Farbbildröhre nachfolgend angeordnet ist. Es sei bemerkt, daß öle Löcher 22, die längs einer im wesentlichen parallel zu den kleineren Seiten verlaufenden Linie angeordnet sind, durch eine Vielzahl von Stegen 26 geteilt sind. Es ist deshalb notwendig, daß die Lichtquelle 25 in Richtung der kleineren Seiten langer ist und daß ihre Länge größer ist als die der Locher 22.

Wie in den Fig. j5 und 4 dargestellt, werden die Lichtstreifen S auf der Frontplatceninnenfläche mit größer werdendem Abstand vom Mittelpunkt der Frontplatte 20 verzerrt. Infolgedessen werden die nicht dargestellten Farbleuchtstoffstreifen und die nicht dargestellten schwarzen Streifen, die zwischen den betreffenden Parbleuchtstreifen angeordnet sind, auf der Frontplatteninnenfläche entsprechend verzerrt aufgetragen. Dies wiederum ergibt Farbbilder von nicht einwandfreiem Aussehen. Diese unerwünschte Tendenz wird bei Bildröhren mit größerem Ablenkwinkel noch verstärkt. Um die Verzerrung der Lichts tre'if en und demzufolge der Farbleucht- und der schwarzen Streifen zu verhindern, wurde vorgeschlagen, die Lichtquelle 25 auf eine Vorrichtung 27 zum Hin- und Herverschwenken der Lichtquelle in einer später noch zu beschreibenden Weise zu befestigen. Die Vorrichtung 27 besitzt eine geschlitzte Platte 28, die einen Bereich 29 bewegt, welcher den Lichtstrahlen parallel zu den kleineren Seiten synchron mit der Hin- und Herbewegung der Lichtquelle 25 ausgesetzt wird. Es ist jedoch bei dieser

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Teilbelichtung, wie sie hier genannt wird, nicht möglich, sämtliche von der Lichtquelle 25 emittierten Strahlen zu verwenden. Dies verringert die Leistungsfähigkeit bzw. den Wirkungsgrad der Par-bbildrohren.

Wie in den Fig. 5 und β dargestellt, weist eine erfindungsgemäße Lochmaske 21 Locher 22 auf, die . in. einem Zustand, bevor die Maskenfläche in eine im wesentlichen kugelige Form gepreßt ist, in einem einer Mittellinie benachbarten Bereich, welche die größeren Seiten des Rechtecks halbiert, parallel zu den kleineren Seiten angeordnet sind und in den verbleibenden Bereichen der Maskenfläche längs einer Vielzahl von Kurven, deren Krümmungen mit wachsendem Abstand von der Mittellinie größer werden. Es sei nun angenommen, daß die Lochmaske 21 eine kugelförmige Oberfläche besitzt, deren Krümmungsmittelpunkt bei einem Punkt 30 angeordnet ist, und daß die längliche Lichtquelle 25 an einem Ursprung 0 eines rechtsgängigen orthogonalen Koordinatensystems angeordnet ist, deren X- und Y-Achsen parallel zu den größeren bzw. kleineren Seiten der Maske 21 und deren Z-Achse senkrecht zu der X-Y-Ebene verlaufen. Das Lichtbündel, das von der Quelle 25 längs einer Ebene Jl ausgestrahlt wird, die durch die Y-Achse hindurchgeht und mit der Z-Achse einen Winkel oi, einschließt, schneidet die Maskenoberfläche längs eines kleinen Kreises bzw. einer kleinen Kreislinie ^2. Die in Fig. β nicht dargestellten Löcher 22 der erfindungsgemäßen Lochmaske 21 sind also längs der kleinen Kreislinie 52 und längs ähnlicher kleiner Kreislinien angeordnet. Demgegenüber sind die in Fig. β nicht dargestellten Löcher 22 einer üblichen Lochmaske längs großer Kreise bzw. Kreislinien angeordnet, wie beispielsweise bei ~5~5, wo sie eine Schnittlinie der Maskenoberfläche und einer Ebene JK bilden, die parallel zur Y-Achse ist und mit der Z-Achse einen Winkel ß> einschließt. Wenn die

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Ebenen 3I und 3^ einen gemeinsamen Punkt 35 auf der Maskenoberfläche besitzen, sind die Winkel durch folgende Gleichungen gegeben:

OO = arctan(X/Z) (1)

fb = arctan(X/tZ + mj), (2)

wobei X und Z die X- und Z-Koordinaten des gemeinsamen Punktes' 35 und m die Z-Koordinate des Krümmungsmittelpunkts 30 darstellen. Die kleinen und großen Kreislinien 32 und 33 sind deshalb durch die Schnittlinien der kugelförmigen Oberfläche gegeben:

x² + y² + (z + m)² = R², (3)

wobei R der Radius der kugelförmigen Oberfläche ist und für die Ebenen 3I und 3²J-

z= (ZA)x
bzw. ζ = (£Z + m]A)x - ^m* (5)

Gemäß Fig. 7 gilt für einen Winkel 0^,der zwischen einer Ebene 35', die parallel zur X-Z-Ebene verläuft und durch den gemeinsamen Punkt 35 geht, und dem Teil der kleinen Kreislinie 32 gemessen wird, die dem gemeinsamen Punkt 35 benachbart ist:

JZf₁ =-arctan(£X² + Z(Z + m)y[X Y]). (6)

Die Gleichung (6) folgt aus den Gleichungen (3) und (4). Für einen ähnlichen Winkel 0₂ für die größere Kreislinie 33 gilt:

0₂ = - arctan(£X² + (Z + m)²J/[XY]), (7)

B09 82 5/O 7 80

was aus den Gleichungen (3) und (5) folgt. In den Gleichungen (6) und (7) ist Y die Y-Koordinate des gemeinsamen Punktes 35. Die Winke'l JZf^ und 0p sind nicht gleich, ausgenommen für diejenigen Löcher 22, die auf den X-Z- und Y-Z-Ebenen angeordnet sind. Daraus ist verständlich, daß die Streifiiteile S, die mittels Lichtbündel auf der Frontplatteninnenfläche gebildet sind, welche Liehtbündel3ängs der Ebene 3¹ und längs ähnlicher Ebenen projiziert werden, die gestrichelt dargestellt sind und durch die auf der großen Kreislinie 33 angeordneten Löcher 22 gehen, so werden, wie durch die schraffierten Bereiche angedeutet, wenn angenommen ist, daß die Frontplatteninnenfläche zur bloßen Vereinfachung der Darstellung mit der Maskenoberfläche in Kontakt ist.

Im folgenden wird wieder auf die Fig. 1 und 4 und auch auf die Fig. 7 Bezug genommen. Die Vorrichtung 27 bewegt die Lichtquelle 25 hin und her, so daß die Ebene, längs der die Lichtstrahlen projiziert werden, mit der X-Z-Ebene an einem Punkt einen Winkel ^₂ bilden kann, der in dem sich bewegenden Bereich 29 zur Teilbelichtung angeordnet ist. Demgegenüber sind die Löcher 22 der erfindungsgemäßen Maske 21, wie beschrieben, längs der kleinen Kreislinien, wie beispielsweise die Kreislinie 32, angeordnet. Die Streifenteile der Lichtstrahlen, die auf die Frontplatteninnenfläche projiziert sind, sind deshalb in einer Linie angeordnet, beispielsweise auf der schmalen Kreislinie 32» wenn wiederum angenommen wird, daß die Frontplatteninnenfläche mit der Maskenoberfläche in direktem Kontakt steht. Es ist demzufolge nicht notwendig, von der Vorrichtung 27 Gebrauch zu machen, und zwar insoweit, als sie für das Anbringen der Farbleucht- und der schwarzen Streifen beschrieben ist. Dies erhöht nicht nur die Leistungsfähigkeit bzw. den Wirkungsgrad der Farbbildröhren der beschriebenen Art,

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sondern auch die Genauigkeit der Streifenanordnung. Zusätzlich verringert die Erfindung die Einrichtungskosten zur Herstellung der Farbbildröhren der beschriebenen Art.

Wie anhand der Fig. 8 und 9 dargeste lit, wird eine Lochmaske im allgemeinen unter Verwendung eines ebenen bzw. flachen Urmusters oder Prototyps von Mustern für die die Maskenoberfläche durchdringenden zu bildenden Löcher hergestellt. Es ist deshalb eine sehr wichtige Aufgabe, einen Prototyp für erfindungsgemäße Lochmasken zu bilden. Gemäß Fig. 8 schneidet eine der kleinen Kreislinien 32, längs der die Löcher 22 erfindungsgemäß fluchten sollten, die X-Z-Ebene in einem Punkt J>6. Angenommen, die Z-Achse schneide die kugelförmige Oberfläche der Lochmaske in einem Punkt 40 und es sei auf der kugelförmigen Oberfläche der Abstand zwischen den Punkten 36 und 40 mit L bezeichnet. Ist die Lochmaske noch nicht in eine kugelförmige Fläche gepreßt bzw, geformt oder deckt sich die Maske mit einer Ebene, wird eine große Kreislinie 41, die durch den Punkt J>6 geht, eine gerade Linie 41', die, wie in Fig. 9 dargestellt, parallel zur Y-Achse ist und durch einen Punkt 3β^! hindurchgeht, der um einen Wert L längs der X-Achse von einem mit dem Punkt 40 zusammenfallenden Ursprung entfernt ist. Der 'Punkt 36' ist ein Punkt, zu dem der in Fig. 8 dargestellte Punkt 36"auf einer ebenen oder sich ausdehnenden Lochmaskenoberfläche wird. Die X- und Y-Achsen der Fig. 9 sind orthogonale Projektionen der X- und Y-Achsen der Fig. 8 auf die ebene Prototyp-Oberfläche. Der der großen Kreislinie 41 benachbarte Teil der kleinen Kreis Haie 32, auf der die Löcher erfindungsgemäß ausgerichtet sind, kann annäherungsweise durch eine Schnittkurve 42 einer in den Fig. 8 und 9 nicht dargestellten Ebene 43 dargestellt werden, die die kleinen. Kreislinien 32 enthält, und durch eine in den Fig. 8 und 9

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nicht dargestellte gerade zylindrische Oberfläche 44, die zur kugelförmigen Oberfläche an der großen Kreislinie 41 tangential ist, nämlich die die große KreüLinie 41 als Leitkurve hat. Die Löcher sind nun erfindungsgemäß längs der Kurve oder einer Annäherungsellipse 42 anstatt der kleinen Kreislinie J52 ausgerichtet. Wenn die Lochmaske, wie beschrieben, eben ist, wird die Annäherungsellipse 42 eine Kurve 42', die durch die Abstände, wie beispielsweise PP', zwischen der geraden Linie 41' und den Ordinaten der die Abstände kennzeichnenden Linienab- ~ schnitte bestimmt werden kann.

In Fig. 10 ist zusätzlich ein anderes rechtsgängiges orthogonales 3i-Y?-2?-Koordinatensystem eingeführt, um die Berechnung der in Frag'e "stehenden Abstände zu erleichtern. Die X^li-Ebene enthält die große Kreislinie 41, wobei der Ursprung fm "Mittelpunkt der großen Kreislinie 41 liegt. Der Punkt j56 ist auf der X'-Achse in dessen positivem Bereich, wobei die Koordinaten~des Punktes J>6 durch (R, 0, 0) gegeben sind. Die Ebene 43 der kleinen Kreislinie J2 und die Annäherungsellipse 42 sind dargestellt, ebenso die zylindrische Oberfläche 44 und der Abstand PP'. Gemäß Fig. 8 seien die Koordinaten des Punktes 36 (X,"0, Z), wenn auch die Werte von X und Z von denen des in Fig. "6 dargestellten Punktes 35 abweichen können. Wenn man wiederum die Winkel mit $C und β bezeichnet, die durch die Ebene 4j5 und eine andere die große Kreislinie 41 enthaltende Ebene und der Z-Achse gebildet sind, so sind diese Winkel durch die Gleichungen (1) und (2) gegeben. Ein zwischen diesen Ebenen gebildeter Winkel 0 ergibt sich abhängig von X zu:

0 =-arctan(mX/[R² + m ^R² - X²J),

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wjoei die Beziehung λ + Z=R für den Punkt 36 berücksichtigt ist. Alternativ gilt ~

tan0 = - m. s in (L/R)/[R + m.cos(L/R)3, (8)

weil β = L/R. Gemäß Fig. 10 ist der zwischen der X!-Achse und der Ebene 43 gemessene Winkel -0. Deshalb gibt

z' = tan0,x' + R.tan0 die Ebene 43. Des weiteren gilt

PP' = -tan0.X' + R.tan0, (9)

wobei X' die laufende 21-Koordinate des auf der großen Kreislinie 41 angeordneten Punktes P¹ ist. Gemäß Fig. 9 ist die Abszisse X des Punktes P:

X = L+ tan0.X' - R.tan0,

weil X=L- PP'. Die Ordinate Y des Punktes P ist gleich der Ordinate des Punktes P' und deshalb der Bogen zwischen den Punkten 36 und P^! der In Fig. 10 dargestellten großen Kreislinie 41. Deshalb gilt:

Y = R.arcsinCY'/R),
wobei Y' die laufende Y¹-Koordinate des Punktes P' ist. Wegen

X'² + Y'² = R²

gilt für die Annäherungskurve 42' , längs der erfindungsgemäß die Löcher ausgerichtet sein sollten,

(X + R.tan0 - L)²/(R².tan²0) + sin²(Y/R) = 1, (10)

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wobei tanßf durch die Gleichung (8) und L durch

X = R.sin(L/R)
gegeben ist.

Anhand der Fig. 5* 9 und 10 werden nun die Annäherungskurven, wie beispielsweise die Kurve 42', in praktischerer Form gekennzeichnet. Es seien die horizontalen und vertikalen Abstände der Löcher 22 bei einem ebenen Prototyp mit H und V bezeichnet. Zusätzlich sei der Punkt P ein Mittelpunkt des (i, j)-ten der Löcher 22, wobei i horizontal von den längs der vertikalen Mittellinie des ebenen Prototyps ausgerichteten Löchern und j vertikal von jedem anderen auf der horizontalen Mittellinie ausgerichteten Loch gezählt wird. Die Abszisse L des Punktes ^6' und die Ordinate Y des Punktes P sind gleich mit iH und jV. Da der Bogen zwischen den Punkten 36 und P' der großen Kreislinie 41, wie beschrieben, gleich Y und X*"gemäß Fig. 10 gleich R.cos(Y/R) ist, gilt deshalb:

PP¹ = R £L - cos(Y/R)j tanjZf,

was aus Gleichung (9) folgt. Dies kann man auch auf dfe im wesentlichen vertikal ausgerichteten Löcher anwenden, von denen zwei der horizontalen Mittellinie benachbart angeordnet sind, wenn man JV als die laufende Y-Koordinate für die Kurven betrachtet, auf denen diese Löcher ausgerichtet sind. Es ist deshalb der Abstand zu oder eine kleine Verschiebung PP¹(i, j) von einer geraden Linie 4l', die durch X = iH definiert ist, für das (i,j)~ te Loch:

= R[I -' cos(jV/R)]

= mR[l - cos'CjV/R)) sin(iH/R)/tR -m.

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Beispielsweise sei der Krümmungsradius R der Lochmaskenoberfläche 800 mm. Der Abstand m zwischen dem Krümmungsmittelpunkt 30 und der Lichtquelle 25 sei 535 mm. Die Abstände H und V seien 0,52 mm bzw. 1,00 mm. Es gilt dann für die kleine VersehJe bung PP¹ für das (364,j)-te Loch:

PP¹(364,J) = 585.25[L ~ cos(0.0716j)], (12) wenn das Argument des Kosinus in Grad gegeben ist.

Es sei· nun erörtert, in welchem Maße die kleinen Kreislinien, wie beispielsweise die in den Fig. 6 und 8 dargestellte Kreislinie 32, innerhalb des effektiven oder praktischen Bereichs eines Prototyps oder einer erfindungsgemäßen Lochmaske durch die Gleichungen (10), (11) oder (12) für die Kurven, wie beispielsweise die Kurve 42' auf eine Ebene angenähert sind. Es sei zuerst bemerkt, daß aer Fehler, der dadurch eingegeben ist, daß eine ebene Lochmaske in eine kugelige Form gepreßt wird, nur im Bereich von einigen Mikron und in der Praxis vernachlässigbar ist. Des weiteren ist der Fehler 6x, der dadurch entsteht, daß die kleine Kreislinie bzw. der kleine Kreis 32 durch die in den Fig. 8 und 10 dargestellte Ellipse 42 ersetzt wurde, durch die Tatsache, daß beide Kurven 32 und 42 in einer gemeinsamen Ebene 43 liegen:

JX = ρ - R. ar c tan (p/R),

maximale

wobei ρ der / Wert innerhalb des wirksamen Bereichs des Abstandes zwischen einer gidki Kreislinie bzw. Kreis, wie bsLspielsweise 41, und einer Annäherungsellipse, wie beispielsweise 42, längs der erzeugenden Linie einer zylindrischen Oberfläche, wie beispielsweise 44, ist. Im wirksamen Bereich kann L und Y höchstens gleich I90 mm bzw. Ι4θ mm sein. Der Abstand ρ wird ein Maximum, wenn L - I90 mm und Y = Ι4θ mm, wobei dfe Abszisse X

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der Kurve 42' 184,49 nim wird. Dettalb ist der maximale Abstand P 5*51 mm. In diesen Werten ist der absolute Wert von <£χ höchstens gleich 0,01 mm. Es versteht sich deshalb, daß der letztere Fehler in der Praxis ebenfalls vernachlässigbar ist.

Eine Lochmaske kann oft verschiedene Krümmungsradien in der X-Z- und der Y-Z-Ebene gemäß Pig. 8 besitzen. Beispielsweise seien Bogen mit einem ersten und^inem zweiten Kreisradius R

.Λ.

und R in den X-Z- und Y-Z-Ebenen angeordnet, wobei beide ihren Mittelpunkt auf der Z-Achse haben und durch den Punkt oder Scheitel 4o hindurchgehen. Ferner sei eine Ebene, in der der zweite Bogen liegt, von bzw. zu der Y-Z-Ebene gekippt bzw. geneigt, wobei der Mittelpunkt der ersten Kreislinie fest ist und der zweite Bogen mittels des ersten Bogens geführt ist, so daß eine im wesentlichen kugelförmige Oberfläche der Lochmaske erzeugt wird. Wenn der Mittelpunkt der ersten Kreislinie in einem Punkt JO liegt, dessen Koordinaten (0,0,-m) sind, ist der Winkel 0 durch

tangf =-m.sin(L/il l/tFL· - m.cos(L/R TI

anhand der Gleichung (8) gegeben. Da die Kurve 41 eine Kreislinie mit dem Radius R ist, ist die Annäherungskurve 42 eine Ellipse, die durch den Schnitt der Ebene 4^ und einer grlindrischen Oberfläche 44 mit dem Radius R^ gebildet ist. Deshalb werden die Gleichungen (lo) und (11) zu:

(X + R_y.tan0 - L)²^Iy.tan0)² + sin²(Y/k_y) = 1 (10' )

^und PP'(i,j)

=· -mR_y[l - cos(jV/R_yJ) sin(iH/R_x)/[R_x - m.cos(iH/R_x)] . (ll'

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Beispielsweise ist die kleine Verschiebung für das (364,j)-te Loch des ebenen Prototyps der Lochmaske einer 20"-Schwarzstreifen-Farbbildröhre :

PP¹ (364, j) = 353.950 - cos(0.0735J)] , (12¹J

wenn R = 820 mm, R = 780 mm und m = 555 mm.

Die kleinen Verschiebungen für die (364,120')-ten und (364,127)-ten Löcher sind gemäß Gleichung (12') 4;17 und 4,67 mm. Die entsprechenden "Verschiebungen gemäß'Gleichung (12) sind 4,01 und 4,51 mm. Der Unterschied in den Verschiebungen^e/fcrägt in beiden Fällen 0,5 mm. Dies zeigt, daß die Lochanordnung auf einer kugelförmigen Lochmaske in der Praxis für eine Anordnung auf einer im wesentlichen kugelförmigen Maske ersetzt werden kann.

Gemäß Fig. 5 hat eine Lochmaske einer Farbbildröhre der beschriebenen Art im allgemeinen gebogene kleinere Seiten. Bei einer üblichen Lochmaske sind mehrere Linien der Lochanordnung an den längs erstreckenden Endteilen der Maske gekürzt. Dies ergibt eine zusätzliche unangenehme Erscheinung der Farbbilder an den horizontalen Endteilen bzw. -bereichen. Eine Lochmaske hat naturgemäß gerundete Ecken. Es sei ein Verbindungspunkt zwischen der kle ineren Seite und einer gerundeten Ecke an einen Punkt gesetzt, dessen X- und Y-Koordinaten (X„, Y) sind. Die Abszisse

Ξ S

Λ — ν-Λ-Λ — ti J

wobei R und X_Q der Krümmungsradius der gebogenen küß ineren Seite bzw, die Abszisse eines Schnittpunktes der X-Achse und der gebogenen kleineren Seite ist. Bei einer Lochmaske für eine 20"-Farbbildröhre der beschriebenen Art gilt X₃ = 185,77 mm, wenn R a 2300 mm und Y₃ = I27V. Wenn X_Q = 364H, dann ist die Abszisse X₀ des (364,127)-ten Lochs gemäß Gleichung (12):

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X₀ = 364 χ 0.52 - ΡΡ^!(364,127) = 185.25 mm.

Der Unterschied zwischen X und X beträgt lediglich 0,52 mm. Es ist deshalb möglich, die kleineren Seiten der erfindungsgemäßen Lochmaske längs der sich längs erstreckenden äußersten Linien der Lochanordnung zu formen.

Gemäß Fig. 11 schließlich kann eine erfindungsgemäße Lochmaske unter Verwendung eines ebenen Prototyps 50 hergestellt werden, durch welchen im wesentlichen vertikal verlaufende Schlitze 51 in der bisher beschriebenen Weise gebildet werden, und eines transparenten Schirms 52, auf dem dunkle linienförmige Segmente 53 aufgedruckt oder auf andere Weise gebildet sind, so daß die Schlitze 51 in Bereichen, die den Stegen 26 einer ebenen Lochmaske entsprechen, geschnitten bzw. unterteilt sind. Der Prototyp 50 und der Schirm 52 werden übereinander auf eine Metallplatte 55 gelegt, die mit einem fotoempfindlichen Film überzogen ist, welcher einer Lichtquelle, beispielsweise einer Glühlampe 56 durch die Schlitze 51* die in Bereichen durch die dunklen linienförmigen Segmente 53 geteilt sind, ausgesetzt wird. Die Schlitze 5I können ohne weiteres durch Verwendung einer numerisch gesteuerten Maschine gebildet werden. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß die Genauigkeit der linienförmigen Segmente 53 nicht bedeutend ist, weil die Farbleuchtstreifen und gegebenenfalls die schwarzen Streifen längs der obengenannten Kurven fortlaufend sind.

- Ansprüche -

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Claims

Patentansprüche

ί 1.!Lochmaske für eine Farbbildröhre, die eine im wesentlichen rechteckförmige Glas-Frontplatte mit im wesentlichen kugelförmiger Krümmung aufweist, welche Lochmaske den Umriß eines ähnlichen Rechtecks und eine annähernd gleiche kugelförmige Krümmung aufweist, im wesentlichen parallel zur Innenfläche der Frontplatte angeordnet ist und eine Vielzahl von sie durchdringenden Löchern besitzt, welche Löcher in eine erste Richtung parallel zu einem bestimmten Seitenpaar des ähnlichen Rechtecks langer sind und in einer im Hinblick auf diese erste und einer dazu senkrechten zweiten Richtung regelmäßigen Gruppferung angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (22) bei einem Vorzustand der Lochmaske (21), in welchem sie'mit einer ebenen Fläche übereinstimmt, in einem Bereich, der einer das übrige Seitenpaar halbierenden Mittellinie benachbart ist, parallel zur ersten Richtung angeordnet sind und in den übrigen Bereichen der Lochmaske (21) längs einer Vielzahl von Kurven, deren Krümmungen mit der Zunahme des Abstandes von der Mittellinie lortlaufend größer werden.

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2. Lochmaske für eine Bildröhre, die eine Elektronenquelle zum Aussenden von Elektronen auf die Innenfläche der Frontplatte durch die Lochmaske enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die annähernd gleichmäßige kugelförmige Krümmung in der X-Z-Ebene R_x und in der Y-Z-Ebene R ist, wobei die X-Z- und Y-Z-Ebenen Koordinatenebenen eines orthogonalen XYZ-Koordinatensystems mit der X- und der Y-Achse in der zweiten bzw. ersten Richtung und der Z-Achse durch den Mittelpunkt (^0) der Lochmaske (21) sind,

daß die Krümmungsmitten der Krümmungen R und R auf der Z-Achse liegen,

daß die Löcher (22) bei ebener Lochmaske im Abstand H längs der X-Z-Ebene und im Abstand V in der ersten Richtung angeordnet sind,

daß die Kurven durch kleine Verschiebungen zur Mittellinie hin von den betreffenden geraden Linien aus spezifiziert sind, die durch Punkte hindurchgehen, welche längs der X-Z-Ebene bei einer X-Koordinate um iH ausgerichtet sind, wobei i eine beliebige positive oder negative ganze Zahl einschließlich 0 sein kann,

und daß die Verschiebungen bei den Y-Koordinaten um jV, wobei j eine beliebige positive oder negative/Zahl einschließlich sein kann,
gegeben sind durch:

mRTl - cos(jV/R_v)]sin(iH/R„)/[R_v - m.cos(iH/R )] ,

wobei m der Abstand der Elektronenquelle von der' Krümmungsmitte der Krümmung R ist.

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J, Lochmaske nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

R und R gleich sind und daß die Verschiebungen gegeben λ y

sind durch:

mRtl - cos(jV/R)] sin(iH/R)/[R - m.cos(iil/R)^ ,

wobei R die gleichen Krümmungen R oder R und m der Abstand der Elektronenquelle von der Krümmungsmitte der gleichen Krümmung ist.

4. Lochmaske nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß das bestimmte Seitenpaar längs derjenigen beiden Kurven verläuft, die im Hinblick auf die zweite Richtung zu äußerst angeordnet sind.

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«Ο

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