DE1589577C3 - Kathodenstrahlröhre mit im Kolben eingeschmolzenem Nachbeschleunigungs- und/oder Nachfokussierungsgitter aus parallelen Metalldrähten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kathodenstrahlröhre mit einem vakuumdichten Glaskolben, der aus zwei hermetisch miteinander verbundenen Teilen besteht, von denen der eine Teil den Leuchtstoffschirm und der andere Teil ein oder mehrere Elektrodenstrahlerzeugersysteme enthält, und mit einem Nachbeschleunigungs- und/oder Nachfokussierungsgitter aus parallelen Metalldrähten, deren Endabschnitte zwischen den beiden Teilen des Kolbens eingeschlossen und mit an der Außenseite des Kolbens angebrachten Anschluß kontakten elektrisch verbunden sind.

Bei einer aus der US-PS 28 13 213 bekannten Röhre dieser Art sind die an der Außenseite des Kolbens überstehenden Endabschnitte der Gitterdrähte abwechselnd nach der einen und der anderen Seite umgebogen und an die Außenseite des Röhrenkolbens angelegt, und auf diese umgebogenen Endabschnitte sind Elektroden aufgebracht. Der vakuumdichte Verschluß des Kolbens an der Durchführungsstelle der Drähte erfolgt dabei ausschließlich durch die Metall-Glas-Verbindung, die zugleich auch die Gitterdrähte in ihrer Lage hält. Die Anordnung der Anschlußkontakte an der Außenseite des Kolbens macht eine Metalldurchführung durch die Kolbenwand notwendig. Die Metall-Glas-Verbindung an dieser Stelle muß einerseits eine absolute Dichtigkeit des Kolbens gewährleisten und andererseits die Drähte mechanisch mit der erforderlichen Spannung in der richtigen Lage halten. Zur Erzielung einer vakuumdichten Glas-Metall-Verbindung zwischen dem Gitter und dem Röhrenkolben müssen Gitterdrähte aus oxydierbarem Material verwendet werden, und die hierfür geeigneten Materialien sind im allgemeinen ferromagnetisch. Zur Vermeidung einer Farbunreinheit beim Farbfernsehen ist es jedoch unerläßlich, daß alle im Weg der Elektronenstrahlen befindlichen Teile keinerlei Restspuren von Magnetismus aufweisen.

Zur Erzielung der erforderlichen Farbreinheit ist es ferner unbedingt notwendig, daß die Gitterdrähte so straff gespannt sind, daß sie unter allen Betriebsbedingungen vollkommen geradlinig und parallel zu dem Leuchtstoffstreifen des Bildschirms sind und nicht vibrieren können. Die Schaffung einer einwandfreien vakuumdichten Glas-Metall-Verbindung setzt jedoch voraus, daß die Gitterdrähte im wesentlichen den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie der

ίο Glaskolben der Röhre haben. Die Verwendung solcher Gitterdrähte hat wiederum zur Folge, daß nach dem Einschließen der Gitterdrähte und dem Abkühlen der Verbindungsstelle die Spannung der Drähte so gering ist, daß die Gefahr von Vibrationen der Gitterdrähte nicht vollständig ausgeschlossen ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Kathodenstrahlröhre der eingangs genannten Art, bei der das Gitter keine magnetischen Wirkungen auf die Elektronenstrahlen ausüben kann und eine ausreichende Spannung der Gitterdrähte erzielbar ist, bei der aber dennoch eine vollkommene Abdichtung des Röhrenkolbens gewährleistet ist.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Metalldrähte des Gitters aus nichtmagnetischem Edelstahl bestehen, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient größer als derjenige des Kolbenglases ist, daß die Anschlußkontakte durch eine leitende Schicht gebildet sind, die in Form eines Streifens auf die bündig mit der Außenseite des Kolbens abschneidenden Enden der Metalldrähte aufgebracht ist, und daß die leitende Schicht mit einer Dichtungsschicht aus Keramikglas bedeckt ist, die in vakuumdichter Verbindung mit den beiden Teilen des Kolbens steht.

Bei der Kathodenstrahlröhre nach der Erfindung werden durch die Verwendung von Metalldrähten aus nichtmagnetischem Edelstahl mit einem Wärmeausdehnungskoeffizient, der größer als derjenige des Kolbenglases ist, die Probleme des Restmagnetismus und der Gitterspannung in vollkommener Weise gelöst. Zwar ist bei Drähten aus Edelstahl eine vollkommen vakuumdichte Verbindung mit Glas über einen längeren Zeitraum nicht mit Sicherheit erzielbar, doch ist diese Erscheinung bei der nach der Erfindung ausgebildeten Röhre ohne Bedeutung, denn die an der Außenseite des Röhrenkolbens auf die Verbindungsstelle aufgebrachte Dichtungsschicht stellt auf jeden Fall die Abdichtung sicher, auch wenn die Durchführungsstellen der Gitterdrähte undicht werden. Die Ausbildung der Anschlußkontakte für das Metallgitter in Form einer leitenden Schicht, die streifenförmig auf die bündig mit der Außenseite des Kolbens abschneidenden Enden der Metalldrähte aufgebracht ist, ermöglicht das Aufbringen dieser zusätzlichen Dichtungsschicht.

Experimentell wurde festgestellt, daß die zuvor angegebene Ausbildung der Kathodenstrahlröhre im Vergleich zu den bekannten Röhren der eingangs angegebenen Art auch die Implosionsfestigkeit beträchtlich erhöht/So daß dadurch die Ausbildung der Röhre mit einer ebenen Frontscheibe bei vergleichbarer Glasdicke möglich ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß ein Glasfaserband rings um die Dichtungsschicht gelegt ist.
Dieses Glasfaserband dient in erster Linie dem Zweck, die Dichtungsschicht bis zur Aushärtung des Keramikglases in der richtigen Form und Lage zu halten. Nach dem Aushärten erhöht das Glasfaserband die mechanische Festigkeit der Dichtungsschicht.

Die Verwendung einer Kunstharzglasfaserbedeckung bei Kathodenstrahlröhren ist an sich bereits aus der DT-AS 11 65 765 bekannt; dort wird aber der ganze Konus der Röhre mit Ausnahme des Bildfensters mit einer Kunstharzglasfaserschicht bedeckt, damit die Implosionsfestigkeit der Röhre verbessert wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigt

Fig. 1 eine zum Teil geschnittene schematische Darstellung einer herkömmlichen Farbfernsehröhre mit einem Nachfokussierungsgitter aus gespannten parallelen Metalldrähten,

Fig. 2 eine Schnittansicht des in der Nähe der Einschlußstelle der Drähte liegenden Teils einer Farbfernsehröhre der in Fig. 1 gezeigten Art, die nach der Erfindung ausgebildet ist, und

Fig.3 eine zum Teil aufgebrochene Vorderansicht der Anordnung von F i g. 2.

Die in Fig. 1 dargestellte Farbfernsehröhre mit Nachfokussierungs- und Nachbeschleunigungsgitter besteht aus einem konischen Teil 1 und einem Vorderteil 2, wobei diese beiden Teile bei 3 miteinander verbunden sind und einen geschlossenen Kolben bilden.

Die Verbindungslinie kann je nach der geometrischen Form der Vorderseite jede beliebige Form haben, beispielsweise kreisrund oder nahezu rechteckig sein. Die Oberfläche der Vorderseite kann sphärisch, zylindrisch oder von anderer geeigneter Form sein. In dem Vorderteil 2 ist ein Leuchtstoffschirm 5 angebracht, der von Trägern 5' gehalten wird und auf dem Tripel von Leuchtstoffstreifen der drei gewählten Grundfarben, beispielsweise Rot, Grün und Blau angebracht sind. An der Verbindungsstelle der Teile 1 und 2 ist ein ebenes Gitter aus parallelen Drähten 4 angebracht, welches das Nachfokussierungsgitter bildet, wobei die Leuchtstoffstreifen und die Drähte senkrecht zu der Zeichenebene von Fi g. 1 verlaufen.

Im Betrieb müssen an das Gitter ein Potential Vgund an den Leuchtstoffschirm ein Potential Ve angelegt werden, was durch metallische Durchführungen erfolgt, die im Kolben vorgesehen sind, jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt sind.

F i g. 2 zeigt im einzelnen die Befestigung der Drähte 4 des Gitters durch Einschließen zwischen dem Vorderteil 2 und dem konischen Teil 1 der Röhre. Man erkennt, daß jeder Draht 4 zwischen den abgerichteten Randflächen la und 2a des konischen Teils bzw. des Vorderteils der Röhre eingeklemmt ist, wobei der Einschluß über die ganze Dicke der Röhrenwand mit Hilfe eines Keramikglaszements 6 erfolgt. Es ist angenommen, daß ein Teil des Einschlusses abgebrojhen ist, damit die Lage des Drahts 4 zwischen dem konischen Teil 1 und dem Vorderteil 2 der Röhre zu erkennen ist. In Wirklichkeit sind die Drähte bei 4a kündig mit dem Keramikglaszement 6 an der Außenflä- :he des Kolbens abgeschnitten. Auf den ganzen Umfang ler Verbindungsnaht und demzufolge auf die Schnittflä- :hen der abgeschnittenen Drähte ist eine streifenförmi- ;e leitende Schicht 7 aufgebracht, die beispielsweise aus .'iner leitenden Farbe oder einer Mischung aus ;olloidalem Silber und Keramikglas besteht.

Der Ausdruck »Keramikglas« bezeichnet Gläser, die lach Erhitzung auf eine bestimmte Temperatur vährend einer bestimmten Zeit in der Weise »keramiiert« werden, daß sie kristalline Eigenschaften annehien, welche denjenigen von Keramikmaterial verleichbarsind.

Die leitende Schicht 7 weist an einem Punkt eine Verlängerung 7a auf, die mit einer Anschlußklemme 8 verbunden ist, die an der Wand des Vorderteils der Röhre vorgesehen ist.

Die Dichtigkeit des Einschlusses wird durch eine Dichtungsschicht 9 aus Keramikglas gewährleistet, die auf die leitende Schicht 7 aufgebracht ist. Diese Dichtungsschicht wird beim Aufbringen durch ein Band 10, beispielsweise aus geflochtenen Glasfasern, zusammengepreßt, das ohne Nachteil auf der Röhre verbleiben kann.

Fig.3 zeigt die relative Lage der verschiedenen zuvor erwähnten Teile, insbesondere:

— die Drähte 4, hier im Schnitt zwischen den Randflächen des konischen Teils 1 und des Vorderteils 2 zu erkennen,

— das Einschlußmaterial 6 aus Keramikglas,

— die leitende Schicht 7 mit ihrer Verlängerung 7a, welche mit der Anschlußklemme 8 verbunden ist,

— die Dichtungsschicht 9 aus Keramikglas, welche die leitende Schicht 7 an der Außenseite überdeckt und die Abdichtung des Einschlusses gewährleistet,

— das geflochtene Glasfaserband 10.

Die beschriebene Röhre kann beispielsweise folgendermaßen hergestellt werden: Die Drähte 4 werden mit Hilfe einer an sich bekannten beliebigen mechanischen Vorrichtung in Form eines ebenen Gitters aus parallelen Drähten gehalten, welche mit der gewünschten Spannung gespannt sind. Man überzieht die entsprechend abgerichteten Randflächen la und 2a des konischen Teils 1 bzw. des Vorderteils 2 mit einer Paste aus Keramikglas. Dann werden das konische Teil und das Vorderteil von beiden Seiten her dem Drahtgitter so genähert, und das Gitter wird zwischen den Randflächen dieser Teile mit einem bestimmten Druck eingeklemmt, damit ein guter Kontakt gewährleistet ist. Dann wird die ganze Anordnung in einen Brennofen eingebracht, wobei die Dauer und die Temperatur des Brennens von dem verwendeten Keramikglas abhängen. Das Brennen wird beispielsweise bei 440° C für die Dauer einer Stunde durchgeführt. Durch diese Wärmebehandlung werden das Bindemittel und der Träger der Keramikglaspaste entfernt, und das Keramikglas nimmt einen glasartigen kristallinen festen Zustand an. Es bildet einen Zement, welcher die Drähte gut festhält und gleichzeitig die gegenseitige Verbindung zwischen dem konischen Teil und dem Vorderteil der Röhre gewährleistet.

Nachdem eventuelle Grate des Einschlußmaterials beseitigt worden sind, werden die Drähte bündig mit der Außenwand der Röhre abgeschnitten, und man überzieht die Einschlußnaht und die Enden der Drähte mit einer Paste aus einer Mischung aus Keramikglas und kolloidalem Silber, welche die leitende Schicht 7 bildet.

Mit dieser Paste bildet man auch die Verlängerung 7a, die zu der Anschlußklemme 8 führt. Anschließend wird die Dichtungsschicht 9 aufgetragen, die aus dem gleichen Keramikglas wie der Einschluß 6 gebildet sein kann, wobei darauf geachtet wird, daß die leitende Schicht 7 vollständig bedeckt wird. Um diese Dichtungsschicht 9 während ihres Aushärtens festzuhalten, bringt man das geflochtene Glasfaserband 10 an. Der Kolben kann dann direkt ausgepumpt werden, um das Vakuum in der Röhre zu erzeugen. Man nutzt das Erhitzen, dem die Röhre während des Auspumpens stets unterworfen wird, dazu aus, gleichzeitig das Keramikglas der Schichten 7 und 9 zu brennen. Eine Temperatur von

beispielsweise 420° C mit einer Erhitzungsdauer von zwei Stunden ist vollkommen ausreichend.

Diese Art der Herstellung ist sehr einfach, weil nur ein Brennvorgang zusätzlich zu dem beim Auspumpen stets notwendigen Brennvorgang erforderlich ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kathodenstrahlröhre mit einem vakuumdichten Glaskolben, der aus zwei hermetisch miteinander verbundenen Teilen besteht, von denen der eine Teil den Leuchtstoffschirm und der andere Teil ein oder mehrere Elektronenstrahlerzeugersysteme enthält, und mit einem Nachbeschleunigungs- und/oder Nachfokussierungsgitter aus parallelen Metalldrähten, deren Endabschnitte zwischen den beiden Teilen des Kolbens eingeschlossen und mit an der Außenseite des Kolbens angebrachten Anschlußkontakten elektrisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalldrähte (4)des Gitters aus nichtmagnetischem Edelstahl bestehen, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient größer als derjenige des Kolbenglases ist, daß die Anschlußkontakte durch eine leitende Schicht (7) gebildet sind, die in Form eines Streifens auf die bündig mit der Außenseite des Kolbens (1, 2) abschneidenden Enden der Metalldrähte (4) aufgebracht ist, und daß die leitende Schicht (7) mit einer Dichtungsschicht (9) aus Keramikglas bedeckt ist, die in vakuumdichter Verbindung mit den beiden Teilen (1, 2) des Kolbens steht.

2. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Glasfaserband (10) rings um die Dichtungsschicht (9) gelegt ist.