DE19542263A1 - Farbkathodenstrahlröhre mit einer inneren magnetischen Abschirmung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Farbkatho­ denstrahlröhre (CRT) mit einer inneren magnetischen Abschirmung, und insbesondere auf eine innere-magnetische Abschirmung, die Mittel aufweist, um die Ablagerung eines Films von Getter-Mate­ rial auf ihrer Außenfläche zu begrenzen.

Eine Farbkathodenstrahlröhre enthält eine evakuierte Glas­ hülle, die aus einem rechteckigen Stirnplattenpaneel und einem mit diesem durch einen Trichter verbundenen rohrförmigen Hals besteht. Eine Elektronenkanone ist innerhalb des Halses angeord­ net, um eine Vielzahl von Elektronenstrahlen zu erzeugen und durch Öffnungen in einer Farbauswahl-Elektrode, z. B. einer Loch­ maske oder einer Fokussierungsmaske zu richten, die in der Nähe eines Leuchtschirms angeordnet ist, der auf einer Innenfläche des Stirnplattenpaneels vorgesehen ist. Die Farbauswahl-Elek­ trode ist an einem Rahmen angebracht, der durch Federn gehalten wird, die mit Lagerbolzen in Eingriff sind, die sich von dem Stirnplattenpaneel der Röhre nach innen erstrecken. Eine dünne leitende Schicht, vorzugsweise aus Aluminium liegt auf dem Schirm und bildet ein Mittel, um diesem ein gleichmäßiges Poten­ tial zuzuführen. Eine innere magnetische Abschirmung aus dünnem kaltgewalztem Stahl ist an dem Rahmen befestigt, der an der Far­ bauswahl-Elektrode angebracht ist. Der Hauptzweck der magneti­ schen Abschirmung besteht darin, den Einfluß von magnetischen Feldern auf die Elektronenstrahlbahnen zu vermindern, wenn der Leuchtschirm der Röhre durch die Elektronenstrahlen abgetastet wird. Insbesondere dürfen die Auftreffwinkel der Elektronen­ strahlen an jedem Punkt der Lochmaske sich nicht nennenswert von den theoretischen Werten unterscheiden. Andernfalls bewegen sich die Strahlen von den beabsichtigten Landepositionen auf dem Schirm weg. Die innere magnetische Abschirmung ist so ausgebil­ det, daß sie in den Trichter paßt und so nahe wie möglich zur Wand des Trichters verläuft, ohne eine leitende Beschichtung auf der Innenfläche der Trichterwand zu berühren.

Die Kathodenstrahlröhre verwendet ein entflammbares Getter, um eine innere Ablagerung oder einen Film aus gasadsorbierendem Material vorzusehen, was für eine angemessene Lebensdauer der Kathodenstrahlröhre wesentlich ist. Es ist erwünscht, daß die Getterablagerung nicht auf der Innenfläche der Farbauswahl-Elek­ trode oder auf dem Leuchtschirm erfolgt. Getterablagerungen auf der Innenfläche der Farbauswahl-Elektrode sind unerwünscht, weil solche Ablagerungen auf daraufvorgesehenen wärmeableitenden und/oder Röntgenstrahlen unterdrückenden Schichten liegen können und dann die Funktion dieser Schichten stören. Außerdem können Teile einer Getterablagerung, die auf die Innenfläche der Farb­ auswahl-Elektrode gerichtet sind, durch die Ausnehmungen oder darin befindlichen Öffnungen hindurchtreten und auf Teilen der Aluminiumschicht abgelagert werden, die auf dem Leuchtschirm liegt. Das Gettermaterial auf der Aluminiumschicht absorbiert Energie von den darauf auftreffenden Elektronenstrahlen und ver­ ursacht eine Abnahme der Schirmhelligkeit in den darunterliegen­ den Bereichen des Schirms. Dies führt zu einem zu beanstandenden nicht-gleichförmigen Bild auf dem Schirm. Um das entflammte Get­ termaterial daran zu hindern, auf der Innenfläche der Farbaus­ wahlelektrode und dem Schirm abgelagert zu werden, ist es be­ kannt, das Getter in der Nähe einer Außenfläche der inneren ma­ gnetischen Abschirmung vorzusehen, um die Ablagerung des ent­ flammten, gasabsorbierenden Gettermaterials auf der Außenfläche der magnetischen Abschirmung zu begrenzen.

Innere magnetische Abschirmungen können die verschiedensten Gestaltungen aufweisen, einschließlich weitgehend verschlossener Konstruktionen oder Konstruktionen, die offene Bereiche haben. Das Haupterfordernis besteht unabhängig von der Gestaltung darin, daß die innere magnetische Abschirmung eine magnetische Abschirmung der darin verlaufenden Elektronenstrahlen vorsieht. Wenn die Außenfläche der inneren magnetischen Abschirmung auch dazu verwendet wird, eine Ablagerung des entflammbaren Getterma­ terials aufzunehmen, muß dafür gesorgt werden, daß kein ent­ flammtes Gettermaterial in das Innere der magnetischen Abschir­ mung gelangt, wo es unmittelbar′ auf der Innenfläche der Farbaus­ wahl-Elektrode und auf dem Schirm abgelagert werden könnte.

Es könnte zwar wünschenswert sein, eine innere magnetische Abschirmung zu verwenden, die ohne Öffnungen ist, um die Getter­ ablagerung auf ihrer Außenfläche zu beschränken, jedoch wurde festgestellt, daß bei einer nicht-perforierten Abschirmung ein auf der Außenfläche abgelagerter Getterfilm nicht ohne weiteres für die Gasmoleküle innerhalb der Röhre zugänglich ist. Demzu­ folge tritt eine Erhöhung an örtlich begrenztem Gasdruck auf, und positiv geladene Ionen werden durch die Kollision zwischen den Elektronenstrahlen und den Gasmolekülen innerhalb der Röhre erzeugt. Die positiv geladenen Ionen werden in Richtung auf die Kathoden der Elektronenkanone beschleunigt, wo sie die Kathoden­ beschichtungen bombardieren und erschöpfen, was zu einer Vermin­ derung der Kathodenemission führt.

Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine innere magnetische Abschirmungskonstruktion vorzusehen, die eine Außen­ fläche aufweist, auf der das entflammbare Gettermaterial ange­ bracht werden kann, ohne daß zugelassen wird, daß das Getterma­ terial in die Abschirmung und auf die Innenfläche der Farbaus­ wahl-Elektrode und den Schirm gelangt, wobei die innere magneti­ sche Abschirmung erlaubt, daß Gasmoleküle innerhalb der Röhre ohne weiteres die Getterablagerungen auf der Außenfläche errei­ chen können, so daß keine schädliche Wirkung auf die Kathoden­ emission eintritt.

Die Erfindung geht aus von einer Farbkathodenstrahlröhre mit einer evakuierten Hülle umfassend: einen Trichter, dessen eines Ende mit einem Stirnplattenpaneel versiegelt ist, auf dessen In­ nenfläche sich ein Leuchtschirm befindet; eine Farbauswahl-Elek­ trode, die auf einem in der Hülle in der Nähe des Schirms ange­ ordneten Rahmen gelagert ist; eine magnetische Abschirmung, die an dem Rahmen der Farbauswahl-Elektrode befestigt ist, wobei die magnetische Abschirmung einen Abstand von dem Trichter aufweist und sich entlang wenigstens eines Teils des Trichters erstreckt, und wobei die magnetische Abschirmung eine innere und eine äu­ ßere Fläche mit einer Vielzahl von Öffnungen aufweist, eine ver­ dampfbare Gettervorrichtung innerhalb der Hülle, die nahe der Außenfläche der magnetischen Abschirmung angeordnet ist.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch ge­ löst, daß die magnetische Abschirmung Mittel enthält, die den Öffnungen zugeordnet sind, um die Ablagerung eines Films aus Gettermaterial auf die Außenfläche der Abschirmung zu beschrän­ ken.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen stellen dar:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Farbfernsehröhre gemäß der vorliegenden Erfin­ dung;

Fig. 2 eine schematische Ansicht der langen Seite einer gemäß der Erfindung ausgebildeten magnetischen Abschirmung, die eine mögliche Gruppe von Orten für Abdecköffnungen in der langen Seite zeigt;

Fig. 3 eine schematische Ansicht der kurzen Seite und der Ecken der magnetischen Abschirmung von Fig. 2, die eine mögliche Gruppe von Orten für Abdecköffnungen in der kurzen Seite und den Ecken zeigt;

Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Teils der langen Seite einer magnetischen Abschirmung als Abwand­ lung gemaß der vorliegenden Erfindung, die den Ort der Abdecköffnungen und gestrichelt zugeord­ nete haubenartige Ausbiegungen zeigt;

Fig. 5 eine vergrößerte Querschnittsdarstellung der Ab­ schirmung entlang der Linie 5-5 in Fig. 4 nachdem die haubenartigen Ausbiegungen und Öff­ nungen darin gebildet worden sind; und

Fig. 6 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Farbkathodenstrahlröhre, die eine zweite Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung enthält.

Fig. 1 zeigt eine Farbkathodenstrahlröhre 10, die einen Trichter 11 und ein im wesentlichen rechteckiges Glas-Stirnplat­ tenpaneel 12 enthält, wobei diese beiden Teile durch eine Glas­ fritte 13 versiegelt sind. Eine leitende Schicht 14 ist auf der Innenfläche des Trichters 11 vorgesehen. Ein Leuchtschirm 15 ist auf einer Innenfläche des Stirnplattenpaneels 15 vorgesehen. Der Leuchtschirm 15 besteht aus Triaden von Leuchtstoffelementen, von denen jedes Licht in einer der drei Primärfarben Rot, Blau und Grün aussendet, wenn einer der drei Elektronenstrahlen auf­ trifft. Vorzugsweise ist der Leuchtschirm ein Linienraster, bei dem sich die Leuchtstofflinien im wesentlichen senkrecht zur Hcchfrequenz-Rasterlinien-Abtastung der CRT (senkrecht zur Ebene von Fig. 1) erstrecken. Statt dessen kann der Schirm ein Punktraster sein. Eine dünne leitende Schicht 16, vorzugsweise aus Aluminium, liegt auf dem Schirm 15 und bildet ein Mittel zur Zuführung eines gleichförmigen Potentials. Eine Farbauswahl- Elektrode 17, z. B. eine Fokussierungsmaske oder eine übliche Schattenmaske, ist an einer Fläche 18 eines Rahmens 19 gelagert oder anderweitig befestigt. Die Farbauswahlelektrode 17 ist üb­ licherweise innerhalb des Stirnplattenpaneels 10 in der Nachbar­ schaft des Schirms 15 befestigt und dient dazu, daß die drei Elektronenstrahlen auf die Leuchtstoffelemente gerichtet werden, die die geeigneten Lichtfarben aussenden. Die Öffnungen in der Farbauswahl-Elektrode 17 entsprechen der Form der Leuchtschirme­ lemente. Wenn beispielsweise der Schirm ein Linienraster und die Farbauswahl-Elektrode 17 eine Lochmaske ist, dann sind die Öff­ nungen in der Maske rechteckige Schlitze, und wenn der Schirm ein Punktraster ist, sind die Öffnungen kreisförmige Öffnungen. Eine Elektronenkanone 20 ist im Halsteil 21 des Trichters 11 so angeordnet, daß sie drei Elektronenstrahlen erzeugt und auf den Schirm 15 richtet, um dessen Leuchtstoffelemente abzutasten.

Die Elektronen innerhalb des Strahls sind geladene Partikel. Demzufolge sind die Elektronenstrahlen einer Ablenkung aufgrund des Einflusses des Erdmagnetfeldes unterworfen. Die Wirkungen des Erdmagnetfeldes werden durch eine innere magnetische Ab­ schirmung (IMS) 22 minimiert, die an einer anderen Fläche des Rahmens 19 angebracht ist. Die Abschirmung 22 hat eine Innenflä­ che 24 und eine Außenfläche 26, die von wenigstens einem Teil des Trichters 11 einen Abstand hat und sich entlang von diesem erstreckt. Die Farbauswahl-Elektrode 17, der Rahmen 19 und die IMS 22 bestehen aus ferromagnetischem Material, z. B. kaltgewalz­ tem AK-Stahl, kohlenstoffarmem Stahl oder einer Eisen-Nickel-Le­ gierung, die einen niedrigeren thermischen Ausdehnungskoeffizi­ enten hat als die anderen genannten Werkstoffe. Diese ferroma­ gnetischen Komponenten leiten die magnetischen Feldlinien der Erde in eine andere Richtung oder krümmen sie um die Elektronen­ strahlen, um die Wirkungen auf diese Strahlen zu minimieren, wenn sie innerhalb der Abschirmung 22 und durch die Öffnungen in der Elektrode 17 verlaufen. Dies ist ein wichtiges Merkmal, weil das Krümmen der Elektronenstrahlen aufgrund des Erdmagnetfeldes bewirken kann, daß ein bestimmter Elektronenstrahl auf ein Leuchtstoffelement der falschen lichtemittierenden Farbe auf­ trifft, was zu einer Fehldeckung führt, wodurch die Qualität der Bildwiedergabe verschlechtert wird.

Wenigstens eine und vorzugsweise zwei oder mehr verdampfbare oder entflammbare Gettervorrichtungen 28 sind innerhalb der Hülle 11 neben der Außenfläche 26 der Abschirmung angeordnet, um einen Film oder einen Niederschlag 30 aus gasadsorbierendem Ma­ terial zu erzeugen, dessen Dicke in Fig. 1 übertrieben darge­ stellt ist. Der Getterfilm 30 hält einen ausreichend niedrigen Druck innerhalb der Kathodenstrahlröhre 10. aufrecht, indem die restlichen Gasmoleküle darin adsorbiert werden. Dieser geringe Druck innerhalb der Hülle ist wesentlich für eine angemessene Lebensdauer der Kathodenstrahlröhre 10. Um sicherzustellen, daß der Film 30 leicht für die restlichen Gasmoleküle innerhalb der Kathodenstrahlröhre 10 zugänglich ist, wird eine Vielzahl von Öffnungen 32 zwischen der Außenfläche 26 und der Innenfläche 24 der Abschirmung 22 vorgesehen. Die Öffnungen 32 in Fig. 1 werden dadurch gebildet, daß der Körper der Abschirmung 22 an einer An­ zahl von Stellen, die in Fig. 2 und 3 dargestellt sind, mit "H"-förmigen Schlitzen 34 versehen wird, und daß das Abschirmmate­ rial oberhalb und unterhalb des Querteils des Schlitzes 34 aus der Ebene der Abschirmung herausgebogen wird, um Zungen 36 und 38 zu bilden. Die Zungen 36 und 38, die in Fig. 1 dargestellt sind, werden so gebogen, daß sie den Weg des verdampften Materi­ als vom Getter 28 hemmen, und daß die Ablagerung des Getterfilms 30 innerhalb der Abschirmung 22 verhindert wird, indem der Sichtlinienweg zwischen dem Getter 28 und dem Inneren der Ab­ schirmung blockiert wird. Dies wird erreicht, indem die Zungen 36 nach außen zum Getter 28 hin und die Zungen 28 nach innen vom Getter fort gebogen werden. Der Getterfilm 30 wird somit auf die Außenfläche der Abschirmung 22 beschränkt, während die Öffnungen 32 den Zugang für die Gasmoleküle innerhalb der Röhre zum Get­ terfilm vorsehen.

Die Orte für die Schlitze und die Abmessungen für die bevor­ zugte Ausführungsform sind in Fig. 2 und 3 dargestellt. Fig. 2 zeigt eine lange Seite der Abschirmung, und Fig. 3 zeigt eine kurze Seite und die benachbarten Ecken der Abschirmung. Die ge­ genüberliegenden Seiten der Abschirmung sind nicht dargestellt, da sie gleich sind wie die dargestellten Seiten. Fig. 2 zeigt ferner Vorsprünge 28′ des Getters 28 auf der langen Seite der Abschirmung 22. Die Seiten und Orte der in den Abbildungen ge­ zeigten Schlitze sind lediglich beispielsweise und alle Änderun­ gen in der Zahl, Größe und/oder dem Ort der Schlitze, die die Zwecke der Abschirmungskonstruktion erfüllen, liegen im Schutz­ bereich der vorliegenden Erfindung. Hinsichtlich Fig. 2 sind die Schlitzabmessungen und -orte für die langen Seiten der Abschir­ mung 22 in der Tabelle I aufgelistet. Alle aufgelisteten Abmes­ sungen in der Tabelle I sind in Millimetern angegeben.

Symbol
Abmessung
a
50
b	100
c	120
d	85
e	20
f	50
g	85
h	60
i	75
j	50
k	20
l	110
m	30
n	130

Hinsichtlich Fig. 3 sind die Schlitzabmessungen und -orte für die kurzen Seiten und die Ecken der Abschirmung 22 in der Tabelle II aufgelistet. Alle Abmessungen sind in Millimetern an­ gegeben.

Symbol
Abmessung
A
50
B	90
C	45
D	15
E	30
F	20
G	60
H	100
I	60
J	30
K	10
L	40

Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 beträgt die Gesamt­ fläche der Öffnungen 32 typischerweise zwischen etwa 5 bis 25% der Gesamtfläche der Abschirmung 22.

Fig. 4 und 5 zeigen ein alternatives Verfahren zur Bildung der Öffnungen 32 in Fig. 1. In Fig. 4 ist eine Vielzahl von Schlitzen 64 in der Abschirmung 22 vorgesehen. Das Material der Abschirmung wird in den durch gestrichelte Linien oberhalb und unterhalb der Schlitze 64 angezeigten Bereichen aus der Ebene der Abschirmung herausgebogen, um nach außen gerichtete hauben­ artige Ausbiegungen 66 und nach innen gerichtete haubenartige Ausbiegungen 68 zu bilden, was in Fig. 5 dargestellt ist. In Fig. 4 ebenfalls dargestellt ist ein Vorsprung 28′ des Getters 28, das in Fig. 5 gestrichelt gezeigt ist. Gemäß Fig. 5 unter­ scheiden sich die haubenförmigen Ausbiegungen 66 und 68 von den Zungen 36 und 38 darin, daß die Ausbiegungen an den Enden spitz zulaufen und in den Körper der Abschirmung 22 übergehen.

Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt. Die baulichen Elemente der zweiten Aus­ führungsform, die mit den entsprechenden Elementen in Fig. 1 identisch sind, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht beschrieben. Gemäß Fig. 6 umfassen die Mittel zur Be­ schränkung des Getterfilms 30 derart, daß er nicht auf der In­ nenfläche sowohl der Farbauswahl-Elektrode 17 als auch des Schirms 15 abgelagert werden kann, eine erste magnetische Ab­ schirmung 122, die an der Fläche 23 des Rahmens 19 angebracht ist, und eine zweite magnetische Abschirmung 222, die innerhalb der ersten Abschirmung 122 angeordnet ist. Die erste Abschirmung 122 hat eine Vielzahl von Öffnungen 132. Die Öffnungen 132 sind zwar als kreisförmige Öffnungen dargestellt, jedoch soll jede andere Form von Öffnungen innerhalb des Schutzumfangs der Erfin­ dung liegen. Die zweite Abschirmung 222 ist an der Fläche 23 des Rahmens 19 angebracht; die zweite Abschirmung kann jedoch auch an der ersten Abschirmung 122 befestigt sein. Die zweite Ab­ schirmung 222 hat eine Vielzahl von Öffnungen 232. Die Öffnungen 232 sind so angeordnet, daß sie nicht mit den Öffnungen 132 in der ersten Abschirmung 122 fluchten. Die Fehlausrichtung der Öffnungen 132 und 232 stellt sicher, daß der Getterfilm 30 auf die Außenflächen 126 bzw. 226 der Abschirmungen 122 und 222 be­ schränkt bleibt und nicht in das Innere der zweiten Abschirmung 220 gelangen kann, um entweder auf der Innenfläche der Elektrode 17 oder der Abschirmung 15 abgelagert zu werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 6 ist die Fläche jeder der Öffnungen 132 und 232 etwa 1,25 bis 4,0 Quadratzentimeter groß, und die Gesamtfläche der Öffnungen liegt im Bereich zwi­ schen etwa 5 bis 25% der Gesamtfläche der Abschirmungen 122 und 222.

Claims (7)

1. Farbkathodenstrahlröhre (10) mit einer evakuierten Hülle umfassend:
einen Trichter (11), dessen eines Ende mit einem Stirnplat­ tenpaneel (12) versiegelt ist, auf dessen Innenfläche sich ein Leuchtschirm (15) befindet:
eine Farbauswahl-Elektrode (17), die auf einem in der Hülle in der Nähe des Schirms angeordneten Rahmen (19) gelagert ist;
eine magnetische Abschirmung (22, 122, 222), die an dem Rahmen der Farbauswahl-Elektrode befestigt ist, wobei die magne­ tische Abschirmung einen Abstand von dem Trichter aufweist und sich entlang wenigstens eines Teils des Trichters erstreckt, und wobei die magnetische Abschirmung eine innere (24) und eine äu­ ßere (26, 126, 226) Fläche mit einer Vielzahl von Öffnungen (32, 132, 232) darin aufweist; und
eine verdampfbare Gettervorrichtung (28) innerhalb der Hülle, die nahe der Außenfläche der magnetischen Abschirmung an­ geordnet ist;
dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Abschirmung (22, 122, 222) Mittel (36, 38, 66, 68) enthält, die den-Öffnungen (32, 132, 232) zugeordnet sind, um die Ablagerung eines Films aus Gettermaterial (30) auf die Außenfläche (26, 126, 226) der Abschirmung zu beschränken.

2. Röhre (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Beschränkungsmittel eine Vielzahl von Erweiterungen (36, 38, 66, 68) umfassen, wobei jede Erweiterung von der Abschirmung nahe einer der Öffnungen (32) ausgeht, um das Gettermaterial abzufan­ gen und dadurch den Durchtritt des Gettermaterials durch die Öffnungen zu verhindern.

3. Röhre (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterungen Zungen (36, 38) sind.

4. Röhre (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerungen haubenartige Ausbiegungen (66, 68) sind.

5. Röhre (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtfläche der Öffnungen (32) etwa 5 bis 25% der Gesamtfläche der Abschirmung (22) ausmacht.

6. Röhre (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsmittel eine zweite magnetische Abschirmung (222) um­ fassen, die innerhalb einer ersten magnetischen Abschirmung (122) angeordnet ist, daß jede Abschirmung eine Vielzahl von Öffnungen (132, 232) aufweist, die in den Abschirmungen nicht fluchten, um dadurch den Getterfilm auf die Außenflächen (126, 226) der ersten und zweiten magnetischen Abschirmung zu be­ schränken.

7. Röhre (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtfläche der Öffnungen (132, 232) etwa 5 bis 25% der Ge­ samtfläche der beiden Abschirmungen (122, 222) ausmacht.