DE1950964B2 - Farbbildroehre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Farbbildröhre mit einem Mantel, einer Bildfläche, auf die Bildfläche als Überzug aufgetragenen Phosphor-Substanzen zur Emission von Licht der Primärfarben, einer Elektronenkanone zur Erzeugung wenigstens eines Elektronenstrahles, einer Maske, die den Elektronenstrahl auf vorgegebenen Phosphor-Substanzen auftreffen läßt, ferner mit einer magnetischen Ablenkeinrichtung zur Ablenkung des Elektronenstrahles.

Im Betrieb einer derartigen Farbbildröhre wird die Maske durch die auftreffenden Elektronenstrahlen erwärmt und thermisch verformt. Dies hai zur Folge, daß der Elektronenstrahl nicht mehr genau auf die Phosphor-Substanzen der Bildfläche auftrifft, was gewisse Farbfehler mit sich bringt.

Zur Vermeidung dieses Nachteiles ist es bekannt, die Maske an einer sich temperaturabhängig verformenden Halterung anzubringen und sie auf diese Weise in Abhängigkeit von der Temperatur der Farbbildröhre mechanisch in ihrer Lage zu verschieben. Eine derartige Ausführung ist jedoch in ihrem Aufbau kompliziert und außerdem sehr stoßempfindlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung dieser Nachteile eine Farbbildröhre der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfachem und robustem Aufbau eine gute Kompensation der thermisch bedingten Verformungen der Maske (zur Vermeidung des eingangs erwähnten Elektronenstrahl-Aufireff-Fehlers) gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die bei einer Temperaturänderung der Maske den magnetischen Fluß der magnetischen Ablenkeinrichtung teilweise in einem Nebenschluß führt.

Auf diese Weise wird bei der erfindungsgemäßen Farbbildröhre die Lage des Elektronenstrahl-Ablenkzentrums in Abhängigkeit von der Temperatur der Farbbildröhre so geändert, daß der Elektronenstrahl stets zuverlässig auf die Phosphor-Substanzen der Bildfläche auftrifft.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung besteht die den Magnetfluß-Nebenschluß erzeugende Einrichtung aus einer Legierung (beispielsweise einer Nickel-Eisen-Legierung mit 30% Nickel), die eine negative magnetische Temperatur-Charakteristik besitzt und aus diesem Grunde allgemein als magnetisch kompensierende Legierung bezeichnet wird.

Bei den der Erfindung zugrundeliegenden Versuchen wurde festgestellt, daß der Temperaturanstieg an der Maske etwa derselbe wie der Temperaturanstieg der im Hals der Farbbildröhre untergebrachten magnetischen Ablenkeinrichtung ist. Diese Erkenntnis ermöglicht es, die den Magnetfluß-Nebenschluß erzeugende Einrichtung in der Nähe der magnetischen Ablenkeinrichtung anzt'ordnen.

Da bei der erfindungsgemäßen Ausführung keine beweglichen Teile vorgesehen sind, ergibt sich ein besonders einfacher, robuster und erschütterungsfreier Aufbau.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Farbbildröhre;

F i g. 2 einen Querschnitt durch einen Hauptteil eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

F i g. 3 ein Diagramm, das die Permeabilitäts-Temperatur-Abhängigkeit einer erfindungsgemäß verwendeten magnetischen Kompensationslegierung veranschaulicht;

F i g. 4A, 4B und 5A, 5B schematische Ansichten bzw. Querschnitte zur Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung;

F i g. 6A und 6B Ansicht bzw. Querschnitt des Hauptteils eines weiteren Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Farbbildröhre;

F i g. 7 eine perspektivische Ansicht eines bei der Farbbildröhre der F i g. 6 verwendeten, ringförmigen, magnetischen Kompensations-Legierungsteiles;

F i g. 8 eine schematische perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles eines ringförmigen, magnetischen Kompensierungs-Legierungsteiles (angewendet bei einer Elektronenkanone).

An Hand des in F i g. 1 schematisch dargestellten Querschnittes durch eine Farbbildröhre soll die Fehlabweichung eines Elektronenstrahls erläutert werden,

die durch eine Verformung einer Maske bei einer Temperaturänderung verursacht wird.

Wenn eine Maske 3, beispielsweise eine Schattenmaske, eine mit öffnungen versehene Maske od. dgL die in einer vorgegebenen Lage relativ zu einem an der Innenfläche einer Farbbildröhre 1 angebrachten Phosphorschirm 2 vorgesehen ist, durch das Auftreffen eines Elektronenstrahls erhitzt wird und sich hierdurch thermisch ausdehnt (wie durch das Bezugszeichen 3' angedeutet), so verursacht diese Verformung der Maske 3 eine Verlagerung der Öffnungen 4 der Maske (angedeutet durch 4'), was eine fehlerhafte Auftreffstelle des Elektronenstrahles verursacht. Diese Verlagerung der Öffnungen 4 wird um so größer, je mehr man sich vom Zentrum der Maske 3 dem Maskenumfang nähert. Der zentraie Punkt einer Öffnung 3a verschiebt sich beispielsweise von A nach A'. Ein vom Ablenkungszentrum O eines Ablenkjoches 6 abgelenkter Elektronenstrahl 5, der normalerweise das Zentrum A der Öffnung 3a durchsetzt und in einei Stelle P auf den Phosphorschirm 2 auftrifft, passiert bei der erwähnten Temperaturverformung der Maske 3 einen Punkt A' und trifft auf den Schirm 2 an einer Stelle Q, die um den Abstand ΔΞ gegenüber der normalen Steile P versetzt ist (vgl. den gestrichelten Strahlverlauf 5' infolge der durch die thermische Ausdehnung der Maske 3 verursachten Verlagerung der Maskenöffnungen).

Um diese fehlerhafte Verlagerung der Auftreffstelle eines Elektronenstrahles zu kompensieren, ist es bekannt, die thermisch verformte Maske 3' in Richtung auf den Phosphorschirm 2 zu bewegen, d. h. den Abstand zwischen der Maske 3' und dem Schirm 2 so zu ändern, daß die Maskenöffnungen sich in Lagen befinden, bei denen der durch die Öffnungen hindurchtretende Elektronenstrahl an der richtigen Stelle auf dem Schirm auftrifft. Eine solche mechanische Bewegung der Maske erfordert jedoch eine komplizierte Einrichtung, um die Maske in einer vorbestimmten Stellung gegenüber dem Schirm zu halten; es kommt dadurch eine gewisse Instabilität in die Maskenaufhängung, so daß die Maske vor allem gegenüber stoßartigen Beanspruchungen sehr anfällig ist.

Nimmt man an, daß das Ablenkungszentrum O des Elektronenstrahles in F i g. 1 nach hinten verschoben wird, so wird der Einfallwinkel des Strahles in die Öffnung 3a' kleiner als dann, wenn sich das Ablenkungszentrum O in der Anfangsstellung befindet. Wenn also das Ablenkungszentrum O des Elektronenstrahles auf der Linie X-X nach hinten in eine Stellung O" verschoben wird, die gegenüber der Anfangsstellung um einen vorgegebenen Abstand AL versetzt ist, so trifft der durch die öffnung 3a' hindurchtretende Elektronenstrahl trotzdem in der normalen Stelle P auf den Phosphorschirm 2. Ein fehlerhaftes Auftreffen des Elektronenstrahles kann also durch eine solche Verschiebung des Ablenkungszentrums kompensiert werden.

Erfindungsgemäß wird nun an einer Stelle, deren Temperatur sich etwa genau so wie die der Maske ändert, eine auftretende Temperaturänderung festgestellt, und es wird das Ablenkungszentrum des Ablenkspulenjoches entsprechend der ermittelten Temperaturänderung verlagert; auf diese Weise wird ein fehlerhaftes Auftreffen des Elektronenstrahles auf dem Phosphorschirm verhindert.

Bei Verwendung einer Maske, beispielsweise einer Schattenmaske, die zahlreiche öffnungen besitzt, muß die Kompensation des fehlerhaften Strahlauftreffcns sowohl für die horizontale wie auch für die vertikale Ablenkung erfolgen. Bei Benutzung einer Maske, Dei spielsweise einer Gittereinrichtung, die nur Schlitze aufweist, ist eine Kompensation nur für die horizontale Ablenkung notwendig.

An Hand von F i g. 2 sei ein Ausführungsbeispiel de Erfindung im einzelnen erläut-ort. Soweit Bauteile de nen in F i g. 1 entsprechen, sind gleiche Bezugszeichen verwendet; insoweit wird der Kürze halber von einei Beschreibung abgesehen.

Bei den der Erfindung zugrunde liegenden Versu chen wurde festgestellt, daß der Temperaturanstieg am Trichter und Hals der Bildröhre sowie an dem Teil, in dem das Ablenkzentrum untergebracht ist, etwa dem Temperaturanstieg der Maske entspricht. Wie F i g. zeigt, ist am hinteren Ende des Ablenkjoches 6 ein ring förmiger, magnetischer Kompensations-Legierungsteii 7 angebracht, der magnetisch einen hohen negativen Temperaturkoeffizienten aufweist, dessen Permeabili tat sich also bei Temperaturanstieg stark verringert Der ringförmige, magnetische Kompensations-Legie rungsteil 7 kann aus einer Legierung bestehen, die bei spielsweise aus 70% Eisen und 30% Nickel zusammen gesetzt ist. Ein Beispiel ihrer Temperatur-Permeabiü täts-Kennlinie ist in Fig.3 dargestellt; hierbei sind in der Abszisse die Temperatur und in der Ordinate die Permeabilität aufgetragen.

Aus der graphischen Darstellung ergibt sich, daß die Permeabilität des ringförmigen, magnetischen Korn pensations-Legierungsteiles 7 hoch ist, wenn die Tem peratur niedrig ist, und daß sich die Permeabilität all mählich bei ansteigender Temperatur verringert. Wird der ringförmige, magnetische Kompensations-Legie rungsteil 7 am hinteren Ende des Ablenkjoches 6 ange bracht (vgl. F i g. 2), so ist seine Permeabilität hoch, wenn die Temperatur am Ablenkjoch-Halterungstei der Bildröhre und infolgedessen die Temperatur de; Legierungsteiles 7 niedrig ist. Dies hat zur Folge, daß ein Teil des magnetischen Flusses 8 am hinteren Ende des Ablenkjoches den Legierungsteil 7 umgeht (vgl. F i g. 4), wodurch der magnetische Fluß 8, der den Hai am hinteren Ende des Ablenkjoches 6 passiert, erheblich verringert wird. Der magnetische Kompensations-Legierungsteii 7 verkleinert nämlich den magnetischen Fluß 8, der den Elektronenstrahl in diesem Bereich ablenkt; das Ablenkzentrum Odes Ablenkjoches wird in folgedessen in die Lage Ö nach vorn verschoben. Ohne den Legierungsteil 7 bleibt das Ablenkzentrum in der Stelle O. Steigt die Temperatur des Halterungsteile des Ablenkzentrums an, so vergrößert sich damit auch die Temperatur des ringförmigen, magnetischen Kompensations-Legierungsteiles 7. Die abnehmende Permeabilität vergrößert den magnetischen Widerstand des Legierungsteiles 7, so daß der magnetische Fluß im Legierungsteil 7 verkleinert wird. Es vergrößert sich infolgedessen der magnetische Fluß 8 am hinteren Ende des Ablenkjoches 6 (vgl. F i g. 5). Dadurch wird das Ablenkzentrum O nach hinten in die Lage O verschoben.

Die durch die Temperaturänderung bewirkte Vergrößerung oder Verringerung des magnetischen Flusses ist der QuerschniUsfläche des ringförmigen, magnetischen Kompensations-Legierungsteiles 7 proportional. Eine geeignete Wahl der Querschnittsfläche dieses Legierungsteiles 7 führt daher zu dem gewünschten Maß an Verlagerung des Abierikzentrums. Wenngleich die Erfindung in Verbindung mit einem in einer Richtung verlaufenden Magnetfeld erläutert wurde, so versteht es sich doch, daß der ringförmige, magnetische

Kompensations-Legierungsteil 7 die gleichen Wirkungen in Magnetfeldern anderer Richtungen ausübt und infolgedessen eine Kompensation des fehlerhaften Auftreffens eines Elektronenstrahles sowohl für die horizontalen als auch für die vertikalen Ablenkungen ermöglicht.

Da der Temperaturanstieg der Maske etwa dem Temperaturanstieg des zur Halterung des Ablenkjoches dienenden Teiles der Bildröhre entspricht, wird das Maß der Verlagerung des Ablenkzentrums des Ablenkjoches 6 dadurch bestimmt, daß die Querschnittsfläche des ringförmigen, magnetischen Kompensations-Legierungsteiles 7 einen vorgegebenen Wert erhält. Der Legierungsteil 7 wird so an der Bildröhre angebracht, daß das Ablenkzentrum bei normalen Temperaturverhältnissen sich in der normalen Stellung befindet. Wenn sich'dann die Maske bei einem Temperaturanstieg thermisch ausdehnt, so wird das Ablenkzentrum des Ablenkjoches in Abhängigkeit von der Temperaturerhöhung nach hinten verschoben, wodurch ein fehlerhaftes Auftreffen des Strahles auf dem Schirm vermieden bzw. kompensiert wird.

An Hand der F i g. 6 und 7 sei der ringförmige, magnetische Kompensations-Legierungsteil 7 näher erläutert. Vorzugsweise wird aus einer magnetisch kompensierenden Legierung eine Metallarmatur hergestellt, die das Ablenkjoch 6 in der aus F i g. 6 ersichtlichen Weise an der Bildröhre 1 festlegt. Diese Metallarmatur wird als der oben erläuterte ringförmige, magnetische Kompensations-Legierungsteil 7 verwendet. Die Metallarmatur (Bezugszeichen 7) kann ein ringförmiger Streifen sein (vgl. F i g. 7A), dessen abgebogene Enden beispielsweise mittels einer Schraube 9' zusammengespannt werden. Die Metallarmatur 7 kann feiner die aus Fig. 7B ersichtliche Form aufweisen; sie besteht hier aus ? -ei halbkreisförmigen Elementen, die ringförmig verbünden und an ihren Enden durch Schrauben zusammengespanm sind. In diesem Falle ist die Metallarmatur, d. h. der ringförmige, magnetische Kompensations-Legierungsteil 7, an der Bildröhre I derart befestigt, daß der bzw. die Spalten 9 parallel zur Linie Z-Z (Fig.6A) liegen. Dadurch wird erreicht, daß ein Teil des magnetischen Horizontalablenkungs-Feldes in gleicher Weise auf beiden Seiten des ringförmigen Legierungsteiles 7 im Bypass vorbeiläuft. In F i g. 6 bezeichnet ein Bezugszeichen 10 eine horizontale Wicklung

ίο und 11 eine Abdeckung des Ablenkjoches 6.

Der ringförmige, magnetische Kompensations-Legierungsteil 7 braucht nicht unbedingt an der Außenseile der Bildröhre 1 angeordnet zu werden; man kann ihn auch innerhalb der Röhre 1 in der Nähe des hinteren Endes des Ablenkjoches vorsehen. Der Legierungsteil 7 kann beispielsweise — wie es F i g. 8 veranschaulicht — am oberen Ende einer Elektronenkanone 12 an einer Stelle vorgesehen werden, die dem hinteren Ende des Ablenkjoches entspricht. Die in F i g. 8 dargestellte Elektronenkanone 12 ist eine Einzelkanone mit einer Vielzahl von Strahlen, wie sie beispielsweise in der US-Patentschrift 34 48 316 beschrieben ist. Das Bezugszeichen 13 kennzeichnet den eigentlichen Hauptteil der Elektronenkanone; 14 sind Ablenkplatten, mit denen die Eleklronenstralilen in vorgegebenen Richtungen abgelenkt werden; diese Elektronenstrahlen laufen durch eine Hauptelektronenlinse, die von dem dritten, vierten und fünften Gitter der Elektronenkanone 13 gebildet wird; die Elektronenstrahlen kreuzen dabei einander. Die Ablenkplatten 14 sind über einen Träger 15 mit einem Getterring 16 verbunden. Der ringförmige Legierungsteil 7 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel um die Ablenkplatten 14 herum angeordnet. Die gleichen Ergebnisse wie oben erläutert kann man selbst dann erzielen, wenn die Ablenkplatten 14 aus einer magnetisch kompensierenden Legierung hergestellt sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Farbbildröhre, mit einem Mantel, einer Bildflä ehe, auf die Bildfläche als Überzug aufgetragenen Phosphor-Substanzen zur Emission von Licht der Primärfarben, einer Elektronenkanone zur Erzeugung wenigstens eines Elektronenstrahls, einer Maske, die den Elektronenstrahl auf vorgegebenen Phosphor-Substanzen auftreffen läßt ferner mit einer magnetischen Ablenkeinrichtung zur Ablenkung des Elektronenstrahles, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (7) vorgesehen ist, die bei einer Temperaturänderung der Maske (3) den magnetischen Fiuß (8) der magnetisehen Ablenkeinrichtung (6) teilweise in einem Nebenschluß führt.

2. Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Ablenkeinrichtung (6) eine Spule zur horizontalen und/oder vertikalen Ablenkung ist.

3. Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Magnetfluß-Nebenschluß erzeugende Einrichtung (7) aus einer magnetisch kompensierenden Legierung besteht.

4. Farbbildröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Magnetfluß-Nebenschluß erzeugende Einrichtung (7) ringförmig ausgebildet ist.

5. Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Magnetfluß-Nebenschluß erzeugende Einrichtung (7) zur Halterung der magnetischen Ablenkeinrichtung (6) am Mantel der Röhre (1} dient.

6. Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Magnetfluß-Nebenschluß erzeugende Einrichtung im Inneren des Röhrenmantels angeordnet ist.

7. Farbbildröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Magnetfluß-Nebenschluß erzeugende Einrichtung (7) auf der der Bildfläche abgewandten Seite der Ablenkspule (6) angeordnet ist.

8. Farbbildröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisch kompensierende Legierung eine Nickel-Eisen-Legierung mit 30% Nickel ist.