Opis patentowy opublikowano: 1986 1031 131333 Int. Cl8.H01J 29/07 Twórcy wynalazku: Richard Hugli Godfrey, James Ozmun Peck Uprawniony z patentu: RCA Corporation, Nowy Jork (Stariy Zjednoczone Ameryki) Lampa kineskopowa Niniejszy wynalazek dotyczy lamp kineskopom wyeh majacych liniowe ekrany luminoforowe z maskami szczelinowymi wewnatrz lamp kinesko¬ powych, a w szczególnosci struktur ekranowych odznaczajacych sie tym, ze zapewniaja udoskona¬ lony odbiór wizualny.Wspólczesne kineskopy wytwarzane i sprzeda¬ wane z przeznaczeniem do wykorzystania w tele¬ wizyjnych odbiornikach kolorowych maja plyty czolowe, których powierzchnia zewnetrzna stanowi wycinek kuli o krawedziach, tworzacych prostokat, na których nalozone sa paskowe ekrany luminofo- rowe oraz maski szczelinowe usytuowane w poblizu ekranów, których powierzchnia równiez stanowi Wycinek kuli o krawedziach tworzacych prosto¬ kat. Szczeliny w masce tworza równolegle kolum¬ ny pionowe. Kazda kolumna sklada sie z wielu szczelin. Kazda szczelina w kolumnie oddzielona jest od sasiedniej szczeliny w tejze kolumnie czes¬ cia mostkowa maski. Czesci mostkowe w sasied¬ nich kolumnach ukladaja sie naprzemian w sza¬ chownice wzgledem siebie. Ze wzgledu na takie ukladanie sie naprzemienne i ze wzgledu na to, ze otwory szczelinowe maja zasadniczo jednako¬ wa dlugcsc, wyznaczone konstrukcyjnie linie gór¬ nej i dolnej krawedzi przecinaja otwory szczelino¬ we w kazdej kolumnie, lecz równiez czesto prze¬ cinaja czesci mostkowe. W wyniku ksztaltowania maski szczelinowej przez odpowiednie wyciecie tej maski z blachy, na której juz wytworzone sa 10 15 20 25 30 umieszczone w powyzej opisany sposób oczka- -otwory szczelinowe, okazuje sie, ze niektóre ko¬ lumny w miejscu, przez które przechodza górne i dolne krawedzie, koncza sie szczelina, inne zas — czescia mostkowa. Tak wiec górne i dolne kra¬ wedzie maski szczelinowej przybieraja ksztalt schodkowy. Takie schodki moga byc widoczne na ekranie wówczas, gdy telewidz siedzi blisko ekranu.I z tego powodu zjawisko to nie jest pozadane ze wzgledów estetycznych.Zgodnie z wynalazkiem lampa kineskopowa ma paskowy ekran luminoforowy i maske szczelinowa zamontowana wewnatrz lampy kineskopowej w od¬ powiedniej odleglosci od ekranu. Szczeliny w masce sa uszeregowane w zasadniczo równoleg¬ lych kolumnach. Kazda kolumna zawiera wiele szczelin, które sa w kierunku pionowym oddzie¬ lone od siebie czesciami mostkowymi.Niektóre z czesci koncowych kolumn utworzo¬ nych z otworów szczelinowych sa zmodyfikowane tak, aby zapewnic mozliwosc odtworzenia obrazu na brzegowych czesciach ekranu bardziej estetycz¬ nego i bardziej przyjemnego dla oka.Przedmiot wynalazku jest blizej objasniony w przyk adzie wykonania w oparciu o zalaczony ry¬ sunek, na którym fig. 1 przedstawia widok z góry w przekroju wzdluznym lampy kineskopowej z mask szczelinowa, fig. 2 przedstawia widok od tylu maski i plyty czolowej w przekroju wzdluz linii 2—2 z fig. 1; fig. 3 i 4 przedstawiaja w po¬ ili! 3333 wiekszemu czesc lampy kineskopowej odpowiadaja¬ ca czesci w kólku 4 na fig. 2 w przypadku znanej lampy kineskopowej i w przypadku lampy kine¬ skopowej wedlug niniejszego wynalazku odpowied¬ nio; a fig. 5 i fig. 6 sa powiekszeniami czesci foto- masek przeznaczonych do naswietlania przeciw¬ nych powierzchni maski szczelinowej skonstruowa¬ nej zgodnie z zasadami wynalazku.Na fig 1. przedstawiony jest kineskop kolorowy skladajacy sie z banki szklanej 20, z której odpom- ppwano powietrze, majacej prostokatna plyte 22 i szyjke rurkowa 24 polaczone ze soba czescia stozkowa 26. Widok od wewnatrz plyty czolowej jest przedstawiony na fig. 2. Plyta 22 ma plyte czolowa 28 i kolnierz peryferyjny lub scianki boczne 30, które sa przyspawane do czesci stoz¬ kowej 26. Ekran lummoforowy utworzony z trój¬ kolorowych pasków luminoforowych jest nalozony na wewnetrzna powierzchnie plyty czolowej 28 i sklada sie z siatki pasków luminoforowych umie¬ szczonych zasadniczo równolegle do osi pionowej y—y lampy kineskopowej. Powierzchnia miedzy' paskami luminoforu moze byc wypelniona mate¬ rialem pochlaniajacym swiatlo. Wieloszczelinowa elektroda selekcjonujaca kolory lub maska szczeli¬ nowa 34 (pokazana schematycznie) polaczona jest rozlacznie z plyta 22 z zachowaniem pewnej uprzednio ustalonej odleglosci od ekranu 32.W masce 34 wykonano wiele otworów szczelino¬ wych, które sa rozmieszczone w zasadniczo rów¬ noleglych kolumnach pionowych. Kazda kolumna sklada eia z wielu szczelin. Kazda szczelina w ko¬ lumnie oddzielona jest od sasiedniej szczeliny czes¬ cia mostkowa maski. Czesci mostkowe w sasied¬ nich kolumnach sa rozmieszczone w porzadku szachowym, naprzemian, tak, iz szczeliny ukladaja sie jak cegly w murze, jesli patrzec z boku.Wyrzutnie elektronowe 38 rozmieszczone sa w jednej linii (jak przedstawiono schematycznie). Sa one zamontowane wewnatrz czesci szyjkowej 24 i przeznaczone do wytwarzania i kierowania trzech wiazek elektronów 38B, 38R, i 38G wzdluz wspól- plaszczyznowych zbieznych torów przez maske 34 ku ekranowi 32.Lampa kineskopowa z fig. 1 jest skonstruowana z przeznaczeniem do zastosowania z zewnetrznym zespolem odchylania 40 obejmujacym czesc szyj¬ kowa 24 i czesc stozkowa 26 w poblizu miejsca ich polaczenia. Gdy odpowiednie napiecie jest do¬ prowadzone do zespolu odchylania 40, na trzy wiazki 38B, 38R, 38G oddzialywuja pionowe i po¬ ziome skladowe pola magnetycznego, które powo¬ duja, ze wiazki sa odchylane w kierunkach piono¬ wych i poziomych i w ten sposób tworzy sie pro¬ stokatna osnowa obrazu na ekranie 32. Dla uprosz¬ czenia opisu rzeczywista krzywizna torów odchy¬ lonych wiazek w strefie odchylania nie jest poka¬ zana na fjg. 1. Zamiast tego schematycznie poka¬ zano, ze wiazki maja ostre zagiecia w plaszczyznie odchylania P—P.Czesc plyty 22 ograniczona kóleczkiem 4 na fig. 2 przedstawia w powiekszeniu na fig. 3 i fig. 4 rozwiazanie, charakterystyczne dla stanu techniki i rozwiazanie wedlug niniejszego wynalazku odpo¬ wiednio. Fig. 3 przedstawia znana maske szczeli- 333 4 nowa 42 czesciowo wycieta i'z odslonieta czescia ekranu 44 lampy kineskopowej. Maska 42 ma wiele otworów szczelinowych 46 uszeregowanych w ko¬ lumnach 48. Z wyjatkiem pewnych otworów szczelinowych 50 znajdujacych sie w poblizu kra¬ wedzi maski wszystkie otwory szczelinowe 46 maja jednakowa dlugosc. Kazdy z otworów 46 w kazdej kolumnie 48 jest oddzielony od sasiedniego otworu w tejze kolumnie czescia mostkowa maski.W niewielkiej czesci pokazowej maski te czesci mostkowe sa zasadniczo równej dlugosci mierzonej w kierunku wzdluznym otworu szczelinowego. Od¬ leglosc miedzy srodkami kazdej kolejnej pary czesci mostkowych 52 w jednej kolumnie wyzna¬ czaja okresowosc powtarzania czesci mostkowych maski.Okresowosc powtarzania czesci mostkowych ma¬ ski jest wartoscia stala, charakteryzujaca maske.Ze wzgledu na okresowosc powtarzania czesci mostkowych i ze wzgledu na to, ze korzystnym jest miec granice ekranu równolegle do z lekka zaokraglonych obwiedni górnych i dolnych kra¬ wedzi plyty czolowej 22 i maski 42 wyznaczona linia krawedziowa bedzie przecinala kolumny otwo¬ rów zasadniczo w "miejscu usytuowania otworu szczelinowego, jednakze równiez bedzie czasami przecinala czesci mostkowe lub w miejscu bliskim do czesci mostkowej tak, iz w tych miejscach be¬ dzie brakowalo czesci szczelin dla calkowitego wy¬ trawiania. Takie wyznaczone lecz niewytrawione otwory szczelinowe sa zaznaczone jako obszary 54 i 56 linia kreskowa na fig. 3. Poniewaz maska jest wykorzystywana jako fotoszablon przy ksztal¬ towaniu ekranu, skutek przechodzenia wymaganej linii krawedzi przez lub w poblizu czesci mostko¬ wej przejawia sie w ksztaltowaniu ekranu, który uzyskuje nieregularna schodkowa górna i dolna linie graniczne. Przykladami takiej nieregularnej granicy jest przedstawiony na fig. 3, na której triada pasków luminoforowych 58 jest zakonczona w nizej polozonym punkcie niz sasiednia triada 60, poniewaz otwór 56 (pokazany jako szczatkowy) nie zostal wytrawiony do konca.Czesc udoskonalonego kineskopu majacego regu¬ larne plynnie wyznaczone górna i dolna granice ekranu jest pokazana na fig. 4. Maska 62 ma taka sama budowe otworów szczelinowych na wiekszej czesci maski, jak maska 42 na fig. 3, za wyjatkiem tego, ze obraz rozmieszczenia szczelin w pewnych kolumnach jest zmodyfikowany w górnej i dolnej czesci, aby zapewnic mozliwosc wytworzenia wszystkich kolumn otworów na pelnej szerokosci i tak, aby stykaly sie z wyznaczona linia granicz¬ na. Maska 62 zawiera wiele otworów szczelinowych 64 rozmieszczonych w kolumnach 66 z otworami 64 w kazdej kolumnie oddzielonymi wzajemnie mostkami 68. Odleglosci miedzy srodkami sasied¬ nich mostków 68 w glównej srodkowej czesci ma¬ ski 62 wyznacza okresowosc powtarzania czesci mostkowych.W danym przykladzie wykonania wynalazku wszystkie czesci mostkowe, które sa rozmieszczone tak, iz odstep miedzy ich srodkami a linia wyma¬ ganej granicy miesci sie w obszarze o szerokosci wynoszacej jedna druga okresowosci powtarzania5 czesci mostkowych WRD, sa eliminowane. Aktual¬ nie podczas nanoszenia wzoru szczelin w czasie ksztaltowania fotomaski, która sie wykorzystuje w procesie naswietlania ekranu, wszystkie czesci mo¬ stkowe majace srodki znajdujace sie w odstepie równym albo jednej drugiej okresowosci powtarza¬ nia czesci mostkowych WRD po stronie wewne¬ trznej linii granicznej, albo w odstepie równym jednej drugiej okresowosci powtarzania czesci mo¬ stkowych WRD po stronie zewnetrznej linii gra¬ nicznej, nie sa wykorzystywane, jezeli szablon otworów szczelinowych przedluza sie poza linie graniczna. Czesci mostkowe po zewnetrznej stronie lkiii granicznej sa eliminowane, poniewaz wzorce .graniczne moga byc z lekka przesuniete tak, aby zapewnic pokrywanie sie linii granicznej z kon¬ cami kolumn i w ten sposób zapobiec zbieganiu sie konców otworów szczelinowych pod wplywem obrysu linii granicznej ekranu. Wplyw odsuniecia czesci mostkowych od linii granicznej przechodza¬ cej w poblizu wzorca szczelinowego zapewnia, ze wszystkie kolumny beda mialy pelna szerokosc konców otworów, które beda rozciagac sie do gór¬ nej i dolnej wymaganych linii granicznych. Ponie¬ waz kolumny otworów koncza sie na plynnie za¬ znaczonej linii, otrzymywany w wyniku ekran 70 ma plynnie zaznaczone górna i dolna linie gra¬ niczne, jak pokazano na fig. 4.Chociaz okresowosc powtarzania czesci mostko¬ wych zostala opisana jako majaca stala wartosc, nalezy rozumiec, ze istota wynalazku równiez obejmuie przyklad realizacji, gdzie okresowosc powtarzania czesci mostkowych WRD moze z lek¬ ka zmieniac sie w obszarze maski, aby osiagnac specjalny cel. Ponadto ze wzgledu na to, ze wy¬ nalazek zostal opisany w odniesieniu do lampy, majacej pionowe kolumny otworów szczelinowych, wynalazek jest równiez zastosowany w odniesie¬ niu do lampy majacej kolumny poziome otworów szczelinowych.Maska szczelinowa jest zwykle wykonana z otworami szczelinowymi wiekszymi po ekranowej stronie maski niz otwory szczelinowe po stronie skierowanej ku wyrzutni maski. Takie otwory sa ksztaltowane najpierw poprzez nalozenie pierwsze¬ go pokrycia na arkusz nietrawionego materialu maski w szczególnosci poprzez nalozenie warstwy fotoczulej, a nastepnie poprzez naswietlenie pokry¬ cia przez odpowednia fotomaske z przeciwnej do ekranu strony. Nastepnie pokrycie poddawane jest wywolaniu, a arkusz poddawany jest trawieniu tak, iz w odpowiednich miejscach arkusza uzyskuje sie otwory. Fig. 5 i fig. 6 pokazuja szablony szcze¬ linowe 80 i 82 fotomasek szczelinowych 84 i 86 odpowiednio wykorzystywanych do naswietlania przeciwleglych powierzchni maski szczelinowej.Szablon 80 z fig. 5 przedstawia otwory szczelino¬ we, które beda uksztaltowane po stronie maski zwróconej ku wyrzutni elektronów, a szablon 82 z fig. 6 przedstawia otwory szczelinowe otwarte po ekranowej stronie maski. Na kazdej z figur grani¬ ca obszaru otworów jest zaznaczona linia 88. Po :stronie 80 szablonu zwróconego ku wyrzutni ele¬ mentu szablonu koncza sie przy linii granicznej 88, a po stronie ekranowej szablonu 82 elementy sza- 333 6 blonu wychodza poza linie graniczna 88. Celem wychodzenia obszaru zajetego szablonem po stro¬ nie maski zwróconej w strone ekranu poza wyzna¬ czony obszar jest zapewnienie mozliwosci uksztal- 5 towania slepych naciec w masce, aby usunac na¬ prezenia, powstajace w masce podczas jej ksztal¬ towania, polegajacego na nadaniu masce ksztaltu wypuklego. Przy oslabieniu powierzchni peryferyj¬ nej przylegajacej do obszaru zajetego przez szcze- io imy °d strony zewnetrznej naprezenia w czesciach mostkowych maski sa w pewnej mierze usuwane i mozliwosc rozerwania czesci mostkowych w cza¬ sie ksztaltowania jest zmniejszana.Na fig. 5 i 6 linie przerywane 90 wewnatrz ob- 15 szaru ograniczonego lima graniczna 88 sa liniami wyznaczajacymi polowe odleglosci, wyznaczajacej okresowosc powtarzania czesci mostkowych. Jak mozna zauwazyc, srodek zadnej z czesci mostko¬ wych nie znajduje sie w obszarze miedzy liniami 20 przerywanymi 90 i linia graniczna 88 w ten spo¬ sób uzyskuje sie plynny obrys peryferyjnej czesci powierzchni, zajetej szczelinami. Lokalizacja taka, gdy czesci mostkowe sa usytuowane tak, jak w znanej lampie kineskopowej, odznacza sie okreso- 25 woscia powtarzania czesci mostkowych oznaczo¬ nych symbolem A. Jednakze w czasie badan eks¬ perymentalnych stwierdzono, ze wyeliminowanie pewnych czesci mostkowych w tym obszarze pery¬ feryjnym stwarza problemy. Na przyklad, gdy 30 konce otworów staja sie zbyt dlugie ze wzgledu na wyeliminowanie czesci mostkowej, powstaja nadmierne znieksztalcenia maski przy nadawaniu jej ksztaltu wypuklego. Dlatego aby skompenso¬ wac takie znieksztalcenia, dodatkowe czesci most- 35 kowe sa wprowadzane do szablonów natychmiast na zewnatrz linii wyznaczajacej jedna druga okre¬ sowosci powtarzania czesci mostkowych. Te do¬ datkowe czesci mostkowe sa znaczone symbolem B. Ogólnie, gdy srodek zadnej z czesci mostko- wyeh nie znajduje sie w obszarze ograniczonym wartosciami od 1,1 do 1,5 okresowosci powtarzania czesci mostkowych na zewnatrz linii granicznej 88, nalezy dodac czesc mostkowa. W przykladach wy¬ konania przedstawionych na fig. 5 i fig. 6 granice 45 1,1 i 1,5 sa wyznaczone liniami 92 i 94 odpowied¬ nio. Dodatkowe czesci mostkowe B sa dodawane w srodku otworów szczelinowych wydluzonych.Wymiar pionowy dodanej czesci mostkowej B jest równy okolo polowie wymiaru pionowego re- 5 gularnej czesci mostkowej.W rozszerzonym szablonie po ekranowej stronie maski 86, pokazanym na fig. 6, wykorzystane sa te same kryteria dla usunietego szablonu czesci mostkowych, jakie sa zastosowane wewnatrz ob¬ szaru ograniczonego granica 88 za wyjatkiem czesci naroznych, które beda omówione pózniej.Usuniete czesci mostkowe w czesci stanowiacej powiekszenie czesci szablonowej, konieczne sa dla¬ tego, aby zapobiec, aby poszczególne czesci most¬ kowe, które maja byc uksztaltowane na linii gra¬ nicznej 88, wplywaly na ksztalt lub dlugosc otwo¬ ru przy granicy 88. Na fig. 6 przewidziane szablo¬ nem czesci mostkowe znajdujace sie wewnatrz ob- gg szaru 96 ograniczonego jedna druga okresowosci131 333 7 powtarzania czesci mostkowych poza linia granicz¬ na 88, sa oznaczone symbolem D.Glówny problem nadmiernego oslabienia pow¬ staje w obszarach naroznych maski, jezeli przewi¬ dziane szablonem czesci mostkowe sa wyelimino¬ wane z powiekszonego szablonu. Dlatego, aby skompensowac takie nadmierne oslabienie, czesci mostkowe sa dodawane do rozszerzonego szablonu w obszarach naroznych maski przy linii granicz¬ nej 88 szablonu otworów. Dodane czesci mostko¬ we sa oznaczone symbolem C na fig. 6. PL PL PL