DE19605300A1 - Farbbildröhre mit einem verbesserten Stirnplatten-Paneel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Farbbildröhren und insbesondere auf Änderungen in der Ausbildung von Stirnplatten- Paneelen, um eine erhöhte bauliche Festigkeit zu erzielen und Beanspruchungen in den Paneelen zu vermindern.

Eine Farbbildröhre hat eine Glashülle, die einen Hals, einen Trichter und einen Stirnplatten-Paneel umfaßt. Das Stirnplatten-Paneel enthält eine Betrachtungsstirnplatte, die von einer Umfangsseitenwand umgeben ist. Wenn die Hülle evakuiert wird, sind die mechanischen Beanspruchungen in dem Stirnplatten-Paneel, die durch die Vakuumbelastung verursacht werden, üblicherweise am höchsten an den Enden der Haupt- und Nebenachse in den inneren Bereichen des Paneels, wo die Stirnplatte mit der Umfangsseitenwand verbunden ist. Die Verbindung der Stirnplatte ist üblicherweise dick und unnachgiebig. Die Kontur an dieser Verbindung ist abgerundet und wird üblicherweise als Übergangsradius bezeichnet.

Die vorliegende Erfindung sieht eine Verbesserung bei einer Farbbildröhre des Typs vor, der eine Hülle enthält, die ein Stirnplattenpaneel, einen Trichter und einen Hals umfaßt. Das Stirnplattenpaneel enthält eine durchsichtige rechteckige Stirnplatte, die auf ihrer Innenfläche einen kathodoluminiszenten Schirm und eine Umfangsseitenwand hat, die sich an die Stirnplatte anschließt. Die Verbesserung besteht darin, daß das Stirnplattenpaneel sowohl einen inneren als auch einen äußeren Übergangsradius von der Stirnplatte zur Seitenwand hat, der sich um den Umfang des Paneels in einer Weise ändert, daß die Beanspruchungen in vorgegebenen Bereichen des Paneels vermindert werden.

In den Zeichnungen stellen dar:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise als Axialschnitt, einer Farbbildröhre, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verkörpert.

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorderseite des Stirnplat­ tenpaneels der in Fig. 1 dargestellten Röhre.

Fig. 3 eine Querschnittsansicht des Stirnplattenpaneels entlang der Linien 3-3 in Fig. 2.

Fig. 4 eine Querschnittsansicht des Stirnplattenpaneels entlang der Linien 4-4 in Fig. 2.

Fig. 5 eine Querschnittsansicht des Stirnplattenpaneels entlang der Linien 5-5 in Fig. 2.

Fig. 6 eine Querschnittsansicht an einer Ecke eines Stirnplattenpaneels.

Fig. 7 eine Querschnittsansicht einer Ecke eines anderen Stirnplattenpaneels.

Fig. 1 zeigt eine rechteckige Farbbildröhre 10 mit einem Glaskolben oder eine Hülle 11, die ein rechteckiges Stirnplattenpaneel 12 und einen rechteckigen Trichter 15 umfaßt, der das Stirnplattenpaneel mit einem rohrförmigen Hals 14 ver­ bindet. Der Trichter 15 hat eine innere leitende Schicht (nicht dargestellt), die sich von einem Anodenknopf 16 zum Hals 14 erstreckt. Das Paneel 12 umfaßt eine durchsichtige rechteckige Betrachtungsstirnplatte 18 und einen Umfangsflansch oder eine Seitenwand 20, die mit dem Trichter 15 durch eine Glasfritte 17 versiegelt ist. Ein Dreifarben-Leuchtschirm 22 befindet sich auf der Innenfläche der Stirnplatte 18. Der Schirm 22 ist vorzugsweise ein Linienenraster, bei dem die Leuchtstofflinien in Triaden angeordnet sind, wobei jede Triade eine Leuchtstofflinie von jeder der drei Farben enthält. Statt dessen kann der Schirm ein Punktraster sein, und er kann eine lichtabsorbierende Matrix enthalten oder nicht enthalten. Eine mit zahlreichen Löchern versehene Farbauswahlelektrode oder Lochmaske 24 ist lösbar in einer vorgegebenen Abstandsbeziehung zum Schirm 22 gelagert. Eine Elektrodenkanone 26, die in Fig. 1 schematisch durch gestrichelte Linien dargestellt ist, ist zentral innerhalb des Halses 14 gelagert, um drei Elektronenstrahlen zu erzeugen und entlang konvergierender Wege durch die Maske 24 zum Schirm 22 zu richten.

Die Röhre in Fig. 1 ist so ausgebildet, daß sie in Verbindung mit einem externen magnetischen Ablenkjoch, z. B. dem in der Nachbarschaft der Verbindung von Trichter und Hals angeordneten Joch 30 verwendet werden kann. Bei Aktivierung unterwirft das Joch 30 die drei Strahlen 28 Magnetfeldern, die bewirken, daß die Strahlen den Schirm 22 in einem rechteckigen Raster horizontal und vertikal abtasten. Die Anfangsebene der Ablenkung (bei der Ablenkung Null) ist etwa in der Mitte des Jochs 30.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, enthält das rechteckige Stirnplattenpaneel 12 zwei zentral angeordnete orthogonale Achsen, eine Hauptachse X und eine Nebenachse Y, und zwei Diagonalen D, die sich von Ecke zu Ecke erstrecken. Die beiden langen Seiten L des Umfangs des Stirnplattenpaneels 12 laufen im wesentlichen parallel zur Hauptachse X, und die beiden kurzen Seiten S laufen im wesentlichen parallel zur Nebenachse Y.

Fig. 3, 4 und 5 zeigen drei Querschnitte des Paneels 12 an den Enden der Nebenachse Y, der Hauptachse X bzw. der Diagonalen D. In Fig. 3 ist der innere Übergangsradius zwischen der Stirnplatte 18 und der Seitenwand 20 mit R_LI bezeichnet, und der äußere Übergangsradius ist mit R_LO bezeichnet. In Fig. 4 ist der innere Übergangsradius mit R_SI und der äußere Übergangsradius mit R_SO bezeichnet. In Fig. 5 ist der innere Übergangsradius mit R_DI und der äußere Übergangsradius mit R_DO bezeichnet. Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist R_LO = R_SO=RD_DO und R_LI<R_SI<R_DI. Bei einer zweiten Ausführungsform ist R_LO<R_SO<R_DO und R_LI<R_SI<RDI_DI. Bei einer dritten Ausführungsform R_LO<R_SO<R_DO und R_LI=R_SI= R_DI. Bei einer vierten Ausführungsform R_LO=R_SO<R_DO und R_LI<R_SI<R_DI. Bei einer fünften Ausführungsform ist R_LO=R_SO<R_DO und R_LI<R_SI=R_DI. Bei allen diesen Ausführungsformen ändern sich die inneren Übergangsradien, die äußeren Übergangsradien oder sowohl die inneren als auch die äußeren Übergangsradien um den Umfang des Stirnplattenpaneels.

Bei einem allgemein bevorzugten Ausführungsbeispiel kann der innere Übergangsradius R_I an verschiedenen Orten um den Umfang des Stirnplattenpaneels unter Verwendung der Gleichung

R_I=a· Zⁱ+k,

berechnet werden, worin Z die sagittale Höhe in bezug auf die Stirnplattenmitte ist und a, i und k Konstanten sind, die verwendet werden, um den Übergangsradius entlang der langen und kurzen Seiten zu definieren, um so im Ergebnis unterschiedliche Übergangsradien an den der Haupt- und Nebenachse zu erhalten. Die folgende Tabelle stellt eine besondere Ausführungsform dar, die die obige Gleichung für einen internen Übergangsradius R_I verwendet, wobei die gegebenen Werte von X und Y die Koordinaten an den Enden der Haupt- und Nebenachse darstellen. Alle Abmessungen sind in Zentimetern (und in Zoll) angegeben.

Tabelle

Es gibt viele andere Wege, um Änderungen an dem Übergangsradius zu definieren, aber jedes ausgewählte Verfahren sollte zu einem glatten Übergang an den Enden der Achsen führen. Die obige Tabelle listet nur die Übergangsradien an den Enden von Haupt- und Nebenachse und an den Enden der Diagonalen auf. Die X, Y-Orte entlang den Seiten werden durch den aktiven Schirm, die erforderliche Abschrägungsgrenze um den Schirm, die Paneel-Seitenwand, Festigkeitsüberlegungen und andere bei der Paneelkonstruktion betroffene Faktoren bestimmt. Dieses Verfahren erlaubt, daß der Paneelradius am Schirmrand beginnt und in die Paneel-Seitenwand übergeht. Ein solches Verfahren kann sowohl bei der Innenseite als auch bei der Außenseite des Paneels angewendet werden.

Die in der obigen Tabelle gegebene Ausführungsform kann mit einer bekannten Ausführungsform verglichen werden. Der innere Übergangsradius an den Ecken R_DI einer bekannten Röhre gleicher Größe ist 1,9 cm (0,75 Zoll), während der innere Übergangsradius der verbesserten Ausführungsform 0,32 cm (0,125 Zoll) ist. Der innere Übergangsradius R_SI an den Enden der Hauptachse ist bei der bekannten Röhre 1,4 cm (0,550 Zoll) im Vergleich zu einem Radius von 1,11 cm (0,438 Zoll) bei der verbesserten Ausführungsform. Vorzugsweise ist es erwünscht, daß der längste innere Übergangsradius wenigstens zweimal so lang ist wie der kürzeste innere Blendradius.

Allgemeine Betrachtungen

Bei den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden entweder die inneren Übergangsradien, die äußeren Übergangsradien oder sowohl die inneren als auch die äußeren Übergangsradien gegenüber dem Stand der Technik verändert, um die Beanspruchungen in einem Stirnplatten-Paneel zu modifizieren. Insbesondere ist es erwünscht, die höchsten Zugkräfte zu vermindern, die in einem Stirnplatten-Paneel auftreten. Es wurde gefunden, daß diese Beanspruchungen am größten an der äußeren Fläche eines Röhren-Stirnplatten-Paneels an den Enden der Nebenachse und an den Enden der Hauptachse sind. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Spitzen-Zugbeanspruchungen an der äußeren Fläche des Stirnplatten-Paneels vermindert, indem die äußeren Übergangsradien an den Enden der Neben- und Hauptachse erhöht werden. Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Spitzen-Zugbeanspruchungen auf die Innenfläche eines Stirnplattenpaneels durch Verminderung der inneren Übergangsradien an den Ecken vermindert. Sowohl das Erhöhen des äußeren Übergangsradius als auch das Vermindern des inneren Übergangsradius an einem bestimmten Paneelort erzeugt einen dünneren Querschnitt an der Stirnplatten- Seitenwandverbindung. Diese Verdünnung erlaubt eine Änderung bei der Biegung des Paneels, die wenigstens teilweise die Beanspruchungen entlastet, die in dem Paneel während und nach der Herstellung der Bildröhre auftreten. Ferner erlaubt die Verdünnung des Paneelglases an der Verbindung von Stirnplatte und Seitenwand auch eine stabilere thermische Verteilung in dem Paneel während verschiedener Verarbeitungsstufen, in denen dem Paneel Hitze hinzugefügt wird.

Fig. 6 und 7 zeigen zwei Stirnplatten-Paneele, die verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung verwenden. In Fig. 6 ist der innere Übergangsradius am Ende einer Diagonalen eines Stirnplattenpaneels 40 vermindert gegenüber einer Kontur 42 auf eine verbesserte Kontur 44. Ein weiterer Vorteil der Kontur 44 gegenüber der Kontur 42 besteht darin, daß die Ecken eines Betrachtungsschirms gedehnt werden können, was durch die maximal abgelenkten Elektronenstrahlen 46 bzw. 48 angegeben ist. In Fig. 7 ist der äußere Übergangsradius eines Stirnplatten- Paneels 50 vergrößert, um den Umfang von einer ursprünglichen Kontur 52 auf eine verbesserte Kontur 54 zu verändern.

Die Änderungen in den Übergangsradien können auch mit anderen Änderungen in der Bemessung der Stirnplatten-Paneele kombiniert werden, um zusätzliche Beanspruchungen in den Paneelen zu vermindern und die Größe des Betrachtungsschirmteils der Stirnplatte zu erhöhen. Eine dieser Änderungen bezieht sich auf den Zugwinkel einer Stirnplatten-Paneeleinfassung. Der Zugwinkel ist ein Winkel an der Innenseite der Paneeleinfassung, der zur Herstellung des Paneels erforderlich ist. Der innere Zugwinkel, IDA in Fig. 5 einer Einfassung entlang der Diagonale kann ein einzelner oder ein zusammengesetzter Winkel sein. Wenn ein einzelner Winkel verwendet wird, wird der Winkel zwischen 6 und 0,5° gehalten sein. Zugwinkel kleiner als 0,5° sind für die Glasherstellung unpraktisch. Für jede 2,54 cm (ein Zoll) Einfassungshöhe erhöht sich der Zugwinkel um 0,5°; statt dessen kann, wenn die Einfassungshöhe zunimmt, ein zusammengesetzter Winkel verwendet werden, um den Zugwinkel zu ändern. Ein typischer zusammengesetzter Winkel für eine Röhre mit einer Diagonalen von 66 cm (26 Zoll) beginnt mit 3° an dem Paneel­ abdichtungssteg und ändert sich auf 6,5° bei etwa 3,8 cm (1,5 Zoll) bis zur Einfassung hinauf. Solche zusammengesetzten Winkel können auch bei der Haupt- und Nebenachse verwendet werden. Die Änderungen der Übergangswinkel und des inneren Zugwinkels können auch mit einer Erhöhung in der Einfassungslänge oder Höhe kombiniert werden. Eine solche Änderung in der Einfassungshöhe ist in Fig. 6 durch eine Änderung in dem Abdichtungsrand des Paneels 40 von 56 bis 58 gezeigt. Für eine Erhöhung der Einfassungshöhe hat wenigstens zwei Zwecke. Zunächst wird der Strahlwinkel von der Elektronenkanone unverändert gehalten und hält die Elektronenstrahlen in einem geeigneten Abstand von dem Trichter; und zweitens werden die Anspruchspegel auf das Paneel vermindert und die Wirkung der Verminderung des inneren Übergangsradius auf die Paneelbeanspruchungspegel wird vermindert.

Claims (5)

1. Farbbildröhre (10) mit einer Hülle (11), die ein Stirnplatten-Paneel (12), einen Trichter (15) und einen Hals (14) umfaßt, wobei das Stirnplatten-Paneel eine durchsichtige rechteckige Stirnplatte (18) enthält, die auf ihrer Innenfläche einen Kathodoluminiszenz-Schirm (22) und eine Umfangsseitenwand (20) hat, wobei das Stirnplatten-Paneel zwei lange Seiten (L), zwei kurze Seiten (S) und vier Ecken hat, und wobei eine Nebenachse (Y) durch die Mitte des Paneels und parallel zu den beiden kurzen Seiten verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß das Stirnplatten-Paneel (12) einen inneren Übergangsradius (RI) von der Stirnplatte (18) zu der Seitenwand (20) hat, der sich um den Umfang des Paneels ändert, wobei der innere Übergangsradius an jeder Ecke des Paneels der kürzeste innere Übergangsradius, der innere Übergangsradius an jedem Ende der Nebenachse der längste innere Übergangsradius ist, und die Länge des inneren Übergangsradius an jedem Ende der Hauptachse (X) zwischen den Längen des längsten und kürzesten inneren Übergangsradius liegt.

2. Röhre (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der längste innere Übergangsradius (R_I) wenigstens zweimal so lang wie der kürzeste innere Übergangsradius (R_I) ist.

3. Farbbildröhre (10) mit einer Hülle (11), die ein Stirnplatten-Paneel (12), einen Trichter (15) und einen Hals (14) umfaßt, wobei das Stirnplatten-Paneel eine durchsichtige rechteckige Stirnplatte (18) enthält, die auf ihrer Innenfläche eine Kathodoluminiszenten-Schirm (22) und eine Umfangsseitenwand hat, wobei das Stirnplatten-Paneel zwei lange Seiten (L), zwei kurze Seiten (S) und vier Ecken hat, und wobei eine Nebenachse (Y) des Paneels durch die Mitte des Paneels und parallel zu den kurzen Seiten verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß das Stirnplatten-Paneel (12) einen inneren Übergangsradius (RI) von der Stirnplatte (18) zu der Seitenwand (20) hat, der sich um den Umfang des Paneels entsprechend der Gleichung R_I=a·Zⁱ+k,ändert, worin R_I der innere Übergangsradius Z die sagittale Höhe in bezug auf die Stirnplattenmitte, und a, i und k Konstanten sind, die dazu verwendet werden, den inneren Übergangsradius entlang der langen und kurzen Seiten so zu definieren, daß man als Ergebnis unterschiedliche innere Übergangsradien an den Enden von Hauptachse und Nebenachse (X und Y) erhält.

4. Farbbildröhre (10) mit einer Hülle (11), die ein Stirnplatten-Paneel (12), einen Trichter (15) und einen Hals (14) umfaßt, wobei das Stirnplattenpaneel eine durchsichtige rechteckige Stirnplatte (18) enthält, die auf ihrer Innenfläche einen kathodoluminiszenten Schirm (22) und eine Umfangsseitenwand (20) hat, dadurch gekennzeichnet, daß das Stirnplatten-Paneel (12) einen äußeren Übergangsradius (R_O) von der Stirnplatte (18) zu der Seitenwand (20) hat, der sich um den Umfang des Paneels ändert.

5. Farbbildröhre (10) mit einer Hülle (11), die ein Stirnplatten-Paneel (12), einen Trichter (15) und einen Hals (14) umfaßt, wobei das Stirnplattenpaneel eine durchsichtige, rechteckige Stirnplatte (18) enthält, die auf ihrer Innenfläche einen kathodolumineszenten Schirm (22) und eine Umfangsseitenwand (20) hat, dadurch gekennzeichnet, daß das Stirnplatten-Paneel (12) einen inneren Übergangsradius (R_I) und einen äußeren Übergangsradius (R_O) hat, wobei sich die Übergangsradien von der Stirnplatte (18) zu der Seitenwand (20) erstrecken und sich jeweils um den Umfang des Paneels ändern.