DE1512326A1 - Abschirmung fuer Kathodenstrahlroehren - Google Patents

Description

Patentanwalt

DlPL-ING.

HELMUT GÖRTZ

6 Frankfurt am Main 70 1 ζ 1

Schnecken!***. 27-Tel.61 7079 ¹^ '

29. Mal 1967 Gzl/Ra,

Motorola, Inc., Franklin Park, Illinois / USA

Abschirmung für Kathodenstrahlröhren

Sie Erfindung besieht eich auf Kathodenstrahlröhren für Farbfernsehempfänger und betrifft insbesondere eine Abschirmung für eine derartige Röhre#

Bei Farbfernsehempfängern weist der Bildschina üblicherweise eine große Anzahl von Farbstofftripein auf und die Elektronenstrahlen der drei Strahls/steine werden über den Bildschirm abgelenkt und treten durch Löcher in einer Schattenmaske hindurch» Die Löcher sind mit den Leuchtstoffpunkten so ausgerichtet, so daß jeder Strahl auf einen augehörigen Leuchtstoffpunkt dee Tripela auftrifft und die entsprechende Farbe zum Aufleuchten bringt.

Das Ausrichten der Strahlsysteme mit den Löchern, der Schattenmaske und den Bugehörigen Leuchtstoffpunkten ist recht kritisch. Beispielsweise lenken magnetische Streufelder» die unabhängig von den magnetischen Feldern sind, welche di« Strahlen bein Abtasten des Bildschirmes ablenken, die Strahlen ebenfalls ab, so daß sie auf falsche Leuchtstoffpunkte auftreffen, und falsche Farben im wiedergegebenen Bild verursachen. Zur Verringerung der Wirkung solcher magnetischer Streufelder hat man Abschirmungen

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entwickelt, die ,jedoch die Abmessungen der gesamten Bildröhrenanordnung vergrößern, Anlaß zu unerwünschten mechanischen Belastungen geben und relativ unwirksam sind.

Wenn die Elektronenstrahlen der Strahloysteme den Schirm überstreichen, können Elektronen auf JLie Röhrenwandung auftreffen und auf den Bildschirm abgelenkt werden, so daß die Bildkanten heller aufleuchten» Man hat Abschirmungen entwickelt» welche um den äußeren Umfang der Schattenmaske rechtwinklig zn und dioht am Glaskolben verlaufen und verhindern sollen, daß Streuelektronen den Schirm aufhellen· Diese Abschirmungen oiiid jedoch nur für diese eine Aboehiriüf unkt ion wirksam. Auch ulrd ihr© Wirksamkeit in vielen Pillen dadurch eingeschränkt, daß zwischen der Abschirmung und der Glaawandung des Röhrenkalbene ein Luftawisehenraum bleiben muß, damit Schäden am Kolben vermieden werden» und infolge dieses Zwischenraums können Elektronen aus dem Wirkungsbereich der Abschirmung herauogelangen und auf die Röhrenwandungen auftreffen·

Bei einem Beschüß der Schattenmaske durch Elektronen treten aus der Rückseite der Schattenmaske und des Rahmens Röntgenstrahlen aus» Die Menge der in den Raum austretenden Röntgenstrahlen muß jedoch begrenzt werden. Bisher hat man die Röntgenstrahlung dadurch verringert, daß man bleihaltiges Glas für die Röhre verwendet hat und äußere Abschirmungen angebracht hat. Die Verwendung einer solchen Röntgenstrahlenaböohirmung ist jedoch nicht sehr günstig, da sie die Größe und die Kosten der gesamten Röhrenanordnung erhöht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Schaffung,einer verbesserten Abschirmung für Kathodenstrahlröhren, insbesondere für Farbfemsehempfanger, welche die Größe der Röhre nicht er-

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höht und bei der Herstellung relativ preiswert iet. Sie soll die von der Schattenmaske auegehende Röntgenstrahlung verringern und eine Aufhellung des Bildschirmes durch au weit abgelenkte Elektronen ausschalten sowie die Wirkung magnetischer Streufelder, welche die Elektronenstrahlen unerwünschterweise ablenken, verringern. (

Brfindungsgemäß Wird dies durch eine hohle ferrometallieohe Ab* schirmung erreicht, welche innerhalb des Kolbens der Kathodenstrahlröhre montiert ist. Die Abschirmung erstreckt sich rückwärts vom Schattenmaskonrahmen. Sie hat ein erstes offenes Snde mit einem besonders geformten Teil, welcher an einem geneigten Absatz des Schattenmaskenrahmens befestigt ist und innerhalb der Abschirmung eine Tasche bildet. Schirm und Rahmen bilden eine den Weg der Elektronenstrahlen umgebende Einschließung, da sie unmittelbar gegen den Bildschirm der Röhre gerichtet sind. Der Schirm verläuft längs der Längsachse des Röhrenkolben» bis zu eine? Xiage, welche sich neben dem wirksamen magnetischen Feld des Ablenkjochee befindet» wobei das zweite Snde dee Schirme c einen Lippenabschnitt hat, der darin eine Öffnimg bildet, die auf die Elektronenstrahlquelle zu gerichtet iet. Di· Wandungen des Schirms Bind in ihrer form den Wandungen dee Röhrenkolbens angeglichen und haben im wesentlichen über die Jjfingeabisessung des Schirmes einen sehr dichten Abstand von ihnen. Der Schirm umgibt die Wege der Elektronenötrahlen, wenn ei» aus dem Einflußbereich der magnetisohon Felder dea Joches herauskommen und verringert dadurch die Wirkung magnetischer Streufelder auf die Strahlen, ohne die Wirkung des Ablenkfeldes des Jochs zu beeinflussen. Werden die Strahlen au weit abgelenkt, so fängt die lasche» welche der Schild mit dem Schattenataakenrahmen bildet, die störenden Elektronen ein· Werden die Elektronen so weit abgelenkt_t daß sie nicht mehr in das offene Ende de«

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Schildes eintreten* dann schlagen sie auf den Lippenteil auf, welcher die in das Innere dee Schilds hineinführende Öffnung umgibt* und werden aurtick sur Strahlenquelle reflektiert. Die lasche und der Lippenteil verhindern daher, daß unerwünschte Elektronen den Bildschirm treffen und eine Aufhellung seinee Randbereiches bewirken. Da der Schirm an dem Schattenmaskenrahmen befestigt ist und sich rückwärts von ihm erstreckt, wirkt er ziur Verringerung der Röntgenstrahlung, welche vom Rahmen ausgeht und durch den Röhrenkolben ine freie hinaustritt.

Weitere Merkmale!, Yortsile und Anwendungsmöglichkeiten der neuen Erfindung ergeben sich aus den beiliegenden Darstellungen von .iluoführungßbeispielen sowie aus der folgenden Beschreibung.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Kathodenstrahlröhre»

Pig. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 der Pig. 1 zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Abschirmung, und

Pig. 3 eine perspektivische Ansicht der Kathodenstrahlröhre mit abgenommenem Röhrenhals, so daß die Abschirmung freiliegt»

Pig, 1 veranschaulicht eine Kathodenstrahlröhre 10 zur Verwendung bei einem Parbferneehempfänger, welche einen Konusabschnitt 12 und eine damit verbundene Frontscheibe oder Bildschirm H aufweist, welche gemeinsam einen verschlossenen Kolben bilden.

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Nfich Fig, δ bestellt der Bildschirm 14 aus vielen Tripein von Leuchtetoffpunkten 16* Die Elektronenstrahlen kommen von drei St^hlsyntemeni?, die jait dem Sockel 21 der Röhre 10 verbanden Bind und im Hals 11 des KomisabschnitteB 12 angeordnet sind. Beim Abtasten des Schirmes t4 treten diese Strahlen durch Löcher 22 Aa SohiriB 25 der Schattenmaske 27, die durch Klips 24 an den Seiten des Bildschirmes 14 befestigt ist· Die Löcher 22 im Schirm 25 der Schattenmaske sind Kit den Leuchtetofftripeln ausgerichtet» do daS jeder der Strahlen von den Strahleyetemen auf einen zugeordneten Farbstoffpunkt des !Pripele auftrifft, so «laß die zugehörige Farbe aufleuchtet. Die Genauigkeit beim Auftreffen auf den Schiria 14 ist kritisch» da bei einer Abweichung des Strahlweges von der durch die Ablenkbauelemente bestirnten Richtung der Strahl nicht die richtigen Leuchtstaffpunkte trifft» so daß an verschiedenen Bereichen des Schirmes falsche Farben entstehen»

Mq Röhre 10 hat einen inneren Schirm 30, der aus einem dünnen Mötallblatt besteht, bsispielsweise aus einem befestigten kaltgewalzten Stahl einer Dick© von beispielsweise 0,075 bis 0,150 mm. Der Schirm aus diesem Material kann geschwSret werden« Dies ist wichtig, da der Schirm Wärme yon der Sohattens»askenanordnung absorbieren können soll, so daß die entstehende Wärme durch die Röhrönv/andungen nach außen abgegeben werden kann und ein Verziehen der Schattenmaske durch thermische Ausdehnung möglichst gering gehalten wird.

Fach Fig₉ 3 ist der Schirm 30 hohl und hat ein erstes offenes Ende, das sich an den Rahmen der Schattenmaskenanordnung 27 anschließt. Dieses offene Ende hat einen Abschnitt 33» der so ausgebildet ist, daß er sich beispielsweise durch Schweißen ait dem geneigten stufenförmigen Abschnitt oder der Rückseite

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35 fies Söha-fetexiainLikenrnhaens verbinden läßt, so daß eine Tasche 37 irnierhall) &qü Sohirais entsteht« Per Schirm 30 ©rBtreofct sich rückwärts längs Cqv Lüngsachno dor Röhre 10 imd umgibt dan Weg der Elektro&snstraiiXei).. Die Wände 36 des SeMIcLeG 30 sind in der Poreia eben» ο ausgöoildöt vjio dt ο WaMe 39 der Röhre 10 und haben im wesentlichen irasr uio Läii^g dös Schildee einen dichten A."b8t«m& von beispielfiV/sie.; b ram von i.Xiv»

Der Sobilcl 30 ist om Kalman 40 dos? Kohattoiit'.fialco 37 befeotigt und die öffnung '30 am swoiton Ende üqo SoltiXdeo 30 hat etwao Abatfuid von den 0-:;iⁱahluvsvordo*i 17 iia Röhrenhalß 11 xsnd befindet sich da» ΐϊο üio VJii'lmvig ßso ··■=■":gnofciß<)};ion Pöldcn O.oo A\)lG*^ 41 aufhört« 3)θ3? .!iostaad des KotallöfiMldos 10 rom Ablenkjoch stellt sioho?, daß das Hotall des Soiiildoa 30 dao raagn^tioche Feld des Joches uicht boainf'Iußt* So entfSl'it ,iocis Notwen für ein© Srhöhun«; der Ablonketröme. Wesm sich dor Gchild 20 von den Strahlöysteyi22i bis zw£ Soh-^ttonJaaskesiAno^dnung 27 erstrecken würde, wlirde das Metall des Soltilaes das magnetische Feld des Joches stören, so daß für die Ablenkung der Eloktronenstrahlen eine größere Leistimg erforderlich wäre« Zusätslioh würde eine gewisse Strahlablenkung eintraten, velche im Interesse der erforderlichen hohen ßenauigkeit beim Auftreffen des Strahles nicht tolerierbar wäre.

Im Betrieb werdon die von den StrohJ.systemen kommenden Eloktronen otrahleii von dem Ablenkjooh in dessen Ableakseeatrum 43 durch äen offenen Halsteil 38 des Sohildes a«f das Schild 30 zu abgelenkt, und die erwünschten Elektronen werden über den Bildsehira 14 in bekannter Weise geführt·

Der Strehlweg 20 veranschaulicht einen maximal ausgelenkten Elektronenstrahl, der den Bildschirm 40 an der Kante trifft. Der Strahlweg 19 entspricht einer etwas zu großen Auslenkung,

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,•jedoch, tr a if i; er nicht tion konkavon Eintrittsabechnitt der SeMltoAM, ecmdexn er iäuft in der Iä'ähe der Maske in den Schild Itiiaein, v;o or an der Wandung des geformten Abschnittes 33 auftrifft, so daß öl© herausgeschlagenen SekundMrelektrcmen In den? iüasolio 37 aufgefangen werde» und niclit auf den Bildschirm 14 treffen und dort eine Aufhellung hervorrufen közmen. Der Strßhlv/eg 18 entspricht einer noch stärkeren Überauslenkung ala dar Btrahlx/eg 20 bis auf einen Punkt, wo er die öffnung 38 des ScMlcies niolit mehr trifft. In dieaem ^aIl unterbricht jedoch der l<ippen£ü>soiinitt 47» der die öffnung 38 begrenzt, den

trahl unä lenkt die Elektronen «urttctk bu den Strahl-17* Da die Wandung deo Sohildeo 30 in der Fora decr Vaniwß dos? JlUhre entspricht imd nur gering von dieser entfernt int, Jröimen Elektronen, die aus irgendeinem Grund vresentlioh ßu weit auagolöiilrfc sind, nicht swiaclien der Viand der Röhre und dos ScMsreea auf den Bildeohirm gelangen« Statt dessen werden diose Elektronen, wie der Strahl 45 zeigt, auf den Böhrenhals geleitet* Da der Sehii'ia das gleiche Potential wie der Bildschirm 14 hat» werden srasätslioh ö&atliche Elektronen, die auf ihn treffen,; schnell von ihm angezogen, so daß ein weiterer Schute dagegen besteht, daß zu weit abgelenkte Elektronen auf den Bildschirm t:«?effen.

die Wandung dos SoMrxao ira wesentlichen längs der Längsachse der Höhre 10 verläuft, uagibt der Sohirm 30 die erwünschten Elektronen vfährend eines größeren Seile ihres Weges, nachdem sie aus dem Magnetfeld des Ablenkjoehea ausgetreten sind und auf den Bildschirm 14 laufen« Durch diese Abschirmung der Strahlen durch den HetallscMld 30 werden sie geßBn magnetische Streu-» folder, einschließlich des Erdfelds, geschützt, welche den Strahl abzulenken suchen und Verluste bezüglich der Bildhelligkeit und Farbriclitigkeit verursachen» Eine naxiaale AbsohiriawiriEung läßt

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aioh dadurch erreichen, daS man die Öffnung 33 dee Schirme* auf eine Größe begrenzt« durch, welche nur die erwünschten Elektronen« otrahlen hindurchtreten.

Durch Befestigung des geformten Abschnitt* 33 des Schireee an der Rückseite des Trägerrahmene 40 der Schattennaskenanordnung 27* eo dafi der Schild von der Schattenmaekenanordnung nach hinten verläuft» erreicht man, daß der Schild 30 ein« ausgeaeichnete Abschirmung zur Verringerung der Röntgenstrahlen bietet« WeIcIw durch auf das Metall des Schiidee auftretende Elektronen entsteht und von der Rückseite der Sohattenmaekenanordnung 27 nach außen gelangen würde«

Die beschriebene Abschirmung Überdeckt ferner den größten feil der Glaswandung der Farbfernsehröhre» so daß der Strahl nicht auf die Wandung auf treffen kann und unerwünschte öaereste innerhalb der Röhre freiseteen würde· Bei einigen Anwendungefällen läßt sich der Schild 30 auch als Anodenkapassität anstelle der üblichen Agjuadagschioht innerhalb des B6hrenkonus verwenden.

Die beschriebene Abschirmung für eine Kathodenstrahlröhre für Fernsehempfänger ist relativ billig, «ie verringert «ine von der Sohattenmaekenanordnung ausgehende Röntgenstrahlung« sie verringert ferner die Wirkung magnetischer Streufelder auf die Ablenkung der Slektronenstrahlen und verhindert ein» Aufhellung dee Bildschirmes durch au weit abgelenkte Elektronen, welch« auf die Röhrenwandung auftreffen und auf ten Bildschirm eurückfallen.

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Claims (5)

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1. Bildröhre für Farbfernsehempfänger mit einer Schattenmaekenanordnung, welche mit einem Hahnen im Röhrenkolben befestigt iat, gekennzeichnet durch eine ferrometallisohs Abschirmung (50) mit einem ersten und einem »weiten offenen Ende (33, 38), deren eratee Ende (33) innerhalb des Röhrenkolbens gelagert let, βο daß eich die Abschirmung (30) von dem Schattenmaekenrahmen (40) nach rückwärts erstreckt und der Rahmen und die Abschirmung eine den Weg der auf den Bildschirm (14) su gerichteten Elektronenstrahlen einschließende Umhüllung bilden, wobei aich die Abeehirmung länge der Längsachse der Umhüllung bis zu einer Lage neben dem magnetischen Ablenkfeld des Joches (41) erstreckt und das sweite Ende (38) sich auf die Strahl-Systeme (17) zu öffnet, um die Strahlen hindurchtreten su lassen» und die Abschirmung (30) den Weg 4er aus dem Einfluß des Magnetfeldes des Joches (14) herauegelangten Elektronenstrahlen umgibt und die Wirkung magnetischer Streufelder auf die Strahlen ohne Beeinflussung des Jochfeldes verringert«

2. Bildröhre nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet* daß die Wandung (36) der Abschirmung (30) in ihrer Form der Wandung (39) des Höhrenkolbens angeglichen und im wesentlichen über die längsausdehnuiB der Abschirmung dicht neben ihr angeordnet sind, so daß die erwünschten Elektronen durch die «weit· öffnung (38) der Abschirmung auf den Bildschirm (14) gelangen« ohne auf die Wandung (36) der Abschirmung auf zutreffen und au weit abgelenkte Elektronen durch den dichten Abstand der Abschirmungswandung (36) und der Kolbenwandung (39)· an einem Einlaufen zwischen diese Wandungen und einem Auf treffen auf. den Bildschirm (14) gehindert werden.

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3. Bildröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schattenmaskenrahmen (40) einen geneigten Absatβ (35) und dae erste Ende (33) der Abschirmung (30) einen an den Abeatβ angepaßten und an ihm befestigten Abschnitt hat, der mit dem Absatz (35) eine Tasche (37) sum Auffangen unerwünschter su weit auegelenkter Elektronen bildet und der sich rückwärtig erstreckende Seil der Abschirmung (30) so ausgebildet ist» daß er durch zu weit auegelenkte, auf die Tasche (37) auftreffende Elektronen hervorgerufene Röntgenstrahlung verringert.

4· Bildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daft das Bweite offene Ende (33) der Abschirmung (30) eine um den öffnungsumfang verlaufende Lippe (47) hat, die su weit ausgelenkt· Elektronen abfängt, die nicht durch die aweite Öffnung (38) in die Abschirmung eintreten, und sie su den Strahlsystenen. (17) reflektiert.

5. Bildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (30) aus ferromagnetischem Material besteht» das zur Absorbierung der Wärme von Bildeehira geschwärmt ist·

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