DE19631765A1 - Kathodenstrahlröhre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kathodenstrahlröhre, bei der insbesondere eine höhere Helligkeit erzielt ist und die Wölbungserscheinung der Lochmaske verringert ist.

Wie es in Fig. 1 der zugehörigen Zeichnung dargestellt ist, weist eine herkömmliche Kathodenstrahlröhre eine Front­ platte 10, einen Trichterteil 20, der dicht mit der Front­ platte verbunden ist, und eine Elektronenkanone 80 auf, die im Halsbereich des Trichterteils 20 angebracht ist. Eine Leuchtstoffschicht 11 und ein Metallfilm 12, beispielsweise aus Aluminium, sind der Reihe nach auf die Innenseite der Frontplatte 10 geschichtet. Ein Bolzenstift 13 ist mit der inneren Seitenwand der Frontplatte 10 und elektrisch mit dem Metallfilm 12 über eine Graphitschicht 14 verbunden, wie es in den Fig. 1 und 2 der zugehörigen Zeichnung dargestellt ist. Die Innenseite des Trichterteils 20 ist mit einer lei­ tenden Schicht 21 aus Graphit beschichtet, die elektrisch mit einem Anodenanschluß 22 verbunden ist, der an einer Seite des Trichterteils 20 angebracht ist. Ein Rahmen 40 ist an der Frontplatte 10 durch Anschließen einer Blattfeder 41 befestigt, die an den Seitenwänden des Rahmens 10 mit dem Bolzenstift 13 befestigt ist. Eine Lochmaske 30 mit Elek­ tronenstrahldurchgangslöchern 31 ist an der Frontplattensei­ te des Rahmens 40 befestigt und in einem bestimmten Abstand dem Metallfilm 12 zugewandt. An der Rückseite des Rahmens 40 ist eine innere Abschirmung 50 befestigt, die von einer Verbindungsfeder 70 gehalten ist. Ein Ende einer leitenden Feder 60 ist fest zwischen dem Rahmen 40 und der inneren Abschirmung 50 angebracht, und das andere Ende steht mit der leitenden Schicht 21 des Trichterteils 20 in Kontakt.

Wenn bei einer Kathodenstrahlröhre 90 mit dem herkömm­ lichen Aufbau eine Hochspannung über den Anodenanschluß 22 an der leitenden Schicht 21 an der Innenseite des Trichter­ teils 20 liegt, dann liegt diese Spannung am Rahmen 40 und an der Lochmaske 30, die über die leitende Feder 60 elek­ trisch mit dem Rahmen verbunden ist. Im wesentlichen die gleiche Spannung, die an der Lochmaske 30 liegt, liegt auch am Metallfilm 12 auf der Innenseite der Frontplatte 10, und zwar über die Blattfeder 41, den Bolzenstift 13 und die Graphitschicht 14. Elektronen, die von der Elektronenkanone 80 ausgesandt werden, gehen in Richtung auf den Metallfilm 12 und werden durch die am Metallfilm 12 liegende Hochspan­ nung beschleunigt. Ein Teil der Elektronen geht durch die Elektronenstrahldurchgangslöcher 31 der Lochmaske 30, wäh­ rend der Rest auf die Lochmaske 30 auftrifft. Die Elektro­ nen, die durch die Elektronenstrahldurchgangslöcher 31 hin­ durchgegangen sind, treffen anschließend auf den Leuchtstoff der Leuchtstoffschicht 11, und zwar durch den Metallfilm 12 hindurch, wodurch vom Leuchtstoff Licht ausgesandt wird. Die Elektronen, die auf die Lochmaske 30 auftreffen, bewirken jedoch eine Wölbungserscheinung, die darin besteht, daß die Lochmaske 30 erwärmt wird und thermisch aufgeweitet wird, so daß sie einen kleineren Krümmungsradius erhält.

Wenn der Anteil an Elektronen erhöht wird, die die Elektronenstrahldurchgangslöcher 31 passieren und auf den Metallfilm 12 auftreten, um die Stärke des im Metallfilm 12 fließenden Stromes zu erhöhen, ergibt sich eine höhere Hel­ ligkeit oder Luminanz und wird der Anteil an Elektronen, die auf die Lochmaske 30 treffen, herabgesetzt, was die Stärke des Stromes relativ herabsetzt, der in der Lochmaske 30 fließt. Dementsprechend ist das Maß an thermischer Verfor­ mung der Lochmaske geringer, so daß ein Bild mit hoher Qua­ lität erzeugt werden kann.

Es sind verschiedene Untersuchungen angestellt worden, um den Anteil an Elektronen zu erhöhen, die durch die Elek­ tronenstrahldurchgangslöcher 31 der Lochmaske 30 hindurch­ gehen und dann auf den Metallfilm 12 auftreffen. 70% oder mehr der Elektronen, die von der Elektronenkanone 80 ausge­ sandt werden, treffen jedoch auf die Lochmaske 30, ohne durch die Elektronenstrahldurchgangslöcher 31 hindurchzuge­ hen, so daß eine Erhöhung der Helligkeit oder Luminanz und eine Unterdrückung der Wölbungserscheinung bisher nicht wirksam erzielt werden konnten.

Durch die Erfindung soll daher eine Kathodenstrahlröhre geschaffen werden, bei der der Anteil an Elektronen erhöht ist, die von einer Elektronenkanone ausgesandt werden und durch Elektronenstrahldurchgangslöcher hindurchgehen, so daß sich eine höhere Luminanz oder Helligkeit ergibt und das Maß an thermischer Verformung der Lochmaske merklich verringert ist.

Dazu umfaßt die erfindungsgemäße Kathodenstrahlröhre eine Frontplatte mit einer Innenseite, auf die eine Leucht­ stoffschicht und ein Metallfilm nacheinander geschichtet sind, einen Trichterteil, der dicht mit der Frontplatte verbunden ist, eine Elektronenkanone, die im Halsbereich des Trichterteils angeordnet ist, und eine Lochmaske mit einer Vielzahl von Elektronenstrahldurchgangslöchern, durch die die Elektronenstrahlen, die von der Elektronenkanone ausge­ sandt werden, in Richtung auf den Metallfilm der Frontplatte hindurchgehen und die bezüglich der Frontplatte fest ange­ bracht ist, wobei das elektrische Potential, das am Metall­ film liegt, höher als das elektrische Potential ist, das an der Lochmaske liegt.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer herkömm­ lichen Kathodenstrahlröhre,

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht des Ausfüh­ rungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kathodenstrahlröhre und

Fig. 4 eine Schnittansicht längs der Linie IV-IV in Fig. 3.

Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Kathodenstrahlröh­ re 100 weist eine Frontplatte 110 und einen Trichterteil 120 auf, der dicht mit der Frontplatte 110 verbunden ist, wobei eine Elektronenkanone 180 im Halsbereich des Trichterteils 120 angebracht ist. Auf die Innenseite der Frontplatte 110 sind eine Leuchtstoffschicht 111 mit grünen, roten und blau­ en Leuchtstoffen, und ein Metallfilm 112, beispielsweise aus Aluminium, nacheinander aufgebracht. Die Innenseite des Trichterteils 120 ist mit Graphit beschichtet, so daß eine leitende Schicht 121 gebildet ist. Die leitende Schicht 121 ist elektrisch mit einem Anodenanschluß 122 verbunden, der mit dem Trichterteil 120 verbunden ist und mit einem äuße­ ren, nicht dargestellten, elektrischen Anschluß verbunden werden kann.

Ein Rahmen 140 ist an der Frontplatte 110 durch Ankopp­ lung einer Blattfeder 141 befestigt, die an der Seitenwand des Rahmens 140 an einem Bolzenstift 130 angebracht ist, der mit der inneren Seitenwand der Frontplatte 110 verbunden ist. Eine Lochmaske 130 mit Elektronenstrahldurchgangslö­ chern 131 ist auf der Vorderseite des Rahmens 140 befestigt. Die Lochmaske 130 ist in einem bestimmten Abstand dem Me­ tallfilm 112 zugewandt. Auf der Rückseite des Rahmens 140 ist eine innere Abschirmung 150 befestigt, die durch eine Verbindungsfeder 170 gehalten ist.

Während der Metallfilm 12 auf der Innenseite der Front­ platte 10 und der Bolzenstift 13 bei der herkömmlichen Ka­ thodenstrahlröhre 90 über die Graphitschicht 14 elektrisch miteinander verbunden sind, ist die Graphitschicht bei der Kathodenstrahlröhre 100, die in Fig. 4 dargestellt ist, zwischen dem Metallfilm 112 und dem Bolzenstift 113 nicht aufgebracht. Dementsprechend kann eine Isolierung zwischen dem Metallfilm 112 und dem Bolzenstift 113, und somit zwi­ schen der Lochmaske 130 und dem Metallfilm 112, beibehalten werden.

Der Metallfilm 112 und die Lochmaske 130, die vonein­ ander isoliert sind, sind elektrisch mit der leitenden Schicht 121 auf der Innenseite des Trichterteils 120 durch erste und zweite leitende Einrichtungen verbunden, wobei der Wert des elektrischen Widerstandes der zweiten leitenden Einrichtung größer als der der ersten leitenden Einrichtung ist.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht die erste leitende Einrichtung zum elektrischen Verbinden des Metallfilms 112 auf der Innenseite der Frontplatte 110 mit der leitenden Schicht 121 auf der Innenseite des Trichter­ teils 120 aus einem leitenden Stift 115, der mit der Innen­ wand der Frontplatte 110 verbunden ist, einer Graphitschicht 116 zum elektrischen Verbinden des Metallfilms 112 mit dem leitenden Stift 115 und einem ersten Leiter 117, dessen eines Ende an den leitenden Stift 115 geschweißt ist, und dessen anderes Ende die leitende Schicht 121 an der Innen­ seite des Trichterteils 120 kontaktiert.

Die zweite leitende Einrichtung zum elektrischen Ver­ binden der Lochmaske 130 mit der leitenden Schicht 121 an der Innenseite des Trichterteils 120 enthält einen zweiten Leiter 160. Der zweite Leiter 160 weist dabei ein erstes Element 161 mit elektrischer Leitfähigkeit, das elektrisch mit dem Rahmen 140 verbunden ist, an dem die Lochmaske 130 befestigt ist, ein zweites Element 162, das elektrisch mit der leitenden Schicht 121 an der Innenseite des Trichter­ teils 120 verbunden ist, und ein drittes Element 163 auf, das einen bestimmten elektrischen Widerstandswert hat und das erste Element 161 mit dem zweiten Element 162 elektrisch verbindet.

Der elektrische Widerstandswert der ersten leitenden Einrichtung, d. h. die Summe der Widerstände der Bauelemente, die die erste leitende Einrichtung bilden, ist dementspre­ chend vernachlässigbar, während der elektrische Widerstands­ wert der zweiten leitenden Einrichtung, d. h. die Summe der Widerstände der Bauelemente, die die zweite leitende Ein­ richtung bilden, aufgrund des dritten Elementes 163 des zweiten Leiters 160 beträchtlich ist.

Wenn bei einer Kathodenstrahlröhre 100 mit dem oben beschriebenen Aufbau eine Hochspannung über die Verbindung des Anodenanschlusses 122 mit dem äußeren elektrischen An­ schluß an der leitenden Schicht 121 an der Innenseite des Trichterteils 120 liegt, dann liegen bestimmte elektrische Potentiale am Metallfilm 112 über die erste leitende Ein­ richtung und an der Lochmaske 130 über die zweite leitende Einrichtung jeweils. Da der zweite Leiter 160, der die zwei­ te leitende Einrichtung bildet, ein drittes Element 163 mit einem bestimmten Widerstandswert aufweist, wird aufgrund des Spannungsabfalls über dem dritten Element 163 die Lochmaske 130 mit einem elektrischen Potential beaufschlagt, das klei­ ner als das elektrische Potential ist, das am Metallfilm 112 liegt.

Wenn Elektronen von der Elektronenkanone 180 ausgesandt werden, dann werden diese Elektronen in Richtung auf den Metallfilm 112 beschleunigt. Ein Teil der Elektronen geht durch die Elektronenstrahldurchgangslöcher 131 der Lochmaske 130 hindurch, um auf den Metallfilm 112 zu treffen, während der Rest auf die Lochmaske 130 trifft. Da in der oben be­ schriebenen Weise das elektrische Potential, das am Metall­ film 112 liegt, höher als das elektrische Potential ist, das an der Lochmaske 130 liegt, nimmt der Anteil an Elektronen, die auf den Metallfilm 112 treffen, zu, wodurch die Stärke des Stromes erhöht wird, der im Metallfilm 112 fließt, wäh­ rend der Anteil an Elektronen, die auf die Lochmaske 130 treffen, abnimmt, wodurch die Stärke des Stromes herabge­ setzt wird, der in der Lochmaske 130 fließt, und zwar je­ weils verglichen mit der herkömmlichen Kathodenstrahlröhre 90, bei der gleiche elektrische Potentiale an der Lochmaske 30 und dem Metallfilm 12 liegen. Dementsprechend ist die Helligkeit oder Luminanz erhöht und ist das Maß an thermi­ scher Verformung der Lochmaske 130 geringer. Versuche haben gezeigt, daß, verglichen mit der herkömmlichen Kathoden­ strahlröhre, bei der Kathodenstrahlröhre mit dem oben be­ schriebenen Aufbau eine Zunahme in der Luminanz oder Hel­ ligkeit von 30 bis 100% und eine Abnahme in der thermischen Verformung der Lochmaske 130 je nach Änderung des Wider­ standswertes des dritten Elementes 163 von 10 bis 50% er­ zielt werden kann.

Der Widerstandswert der zweiten leitenden Einrichtung zum elektrischen Verbinden der leitenden Schicht 121 auf der Innenseite des Trichterteils 120 mit der Lochmaske 130 kann dadurch gewählt werden, daß ein zweiter Leiter 160 verwandt wird, der ein erstes Element 161, das mit der Lochmaske 130 verbunden ist, ein zweites Element 162, das mit der leiten­ den Schicht 121 verbunden ist, und ein drittes Element 163 zum Verbinden des ersten und des zweiten Elementes mit einem bestimmten Widerstandswert aufweist. Das dritte Element 163 kann jedoch elektrisch direkt mit der Lochmaske 130 oder der leitenden Schicht 121 ohne erstes Element 161 und zweites Element 162 verbunden sein. Eine Alternative besteht darin, daß der zweite Leiter 160 nur aus dem dritten Element 163 besteht und ein Ende des zweiten Leiters 160 an der Lochmas­ ke 130 befestigt ist, während das andere Ende in einem di­ rekten Kontakt mit der leitenden Schicht 121 steht.

Es ist auch möglich, den ersten Leiter 117 der ersten leitenden Einrichtung und deren leitenden Stift 115 unabhän­ gig voneinander herzustellen und anschließend miteinander zu verschweißen, um diese Bauteile in einem Stück miteinander auszubilden.

Um ein elektrisches Potential an den Metallfilm 112 zu legen, das höher als das elektrische Potential an der Loch­ maske 130 ist, können im übrigen viele verschiedene andere Verfahren als die oben beschriebene Verwendung eines Aufbaus mit einer ersten und einer zweiten leitenden Einrichtung verwandt werden. Beispielsweise kann ein zusätzlicher An­ schluß, der dem Anodenanschluß 122 ähnlich ist und der am Trichterteil 120 ausgebildet ist, mit der Frontplatte 110 oder dem Trichterteil 120 verbunden sein. In diesem Fall wird eine erste Spannung über den Anodenanschluß 122 an die Lochmaske 130 und wird eine zweite Spannung, die höher als die erste Spannung ist, über den zusätzlichen Anschluß an den Metallfilm 112 gelegt, so daß das elektrische Potential am Metallfilm 112 höher als dasjenige an der Lochmaske 130 ist. Die oben beschriebene Kathodenstrahlröhre ist so aufgebaut, daß das elektrische Potential, das am Metallfilm auf der Innenseite der Frontplatte liegt, höher als das elektrische Potential ist, das an der Lochmaske liegt. In dieser Weise nimmt die Anzahl der Elektronen, die von der Elektronenkanone ausgesandt werden und auf den Metallfilm auftreffen, zu, was die Luminanz oder Helligkeit erhöht, während die Anzahl an Elektronen, die auf die Lochmaske treffen, abnimmt, wodurch die Stärke der thermischen Ver­ formung der Lochmaske verringert wird.

Claims (4)

1. Kathodenstrahlröhre mit
einer Frontplatte, deren Innenseite nacheinander mit einer Leuchtstoffschicht und einem Metallfilm beschichtet ist,
einem Trichterteil, der mit der Frontplatte dicht ver­ bunden ist,
einer Elektronenkanone, die im Halsbereich des Trich­ terteils angebracht ist, und
einer Lochmaske mit einer Vielzahl von Elektronen­ strahldurchgangslöchern, durch die die Elektronenstrahlen, die von der Elektronenkanone ausgesandt werden, in Richtung auf den Metallfilm der Frontplatte hindurchgehen können, und die bezüglich der Frontplatte fest angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Potential, das am Me­ tallfilm (112) liegt, höher als das elektrische Potential ist, das an der Lochmaske (130) liegt.

2. Kathodenstrahlröhre mit
einer Frontplatte, deren Innenseite der Reihe nach mit einer Leuchtstoffschicht und einem Metallfilm beschichtet ist,
einem Trichterteil, auf dessen Innenseite eine leitende Schicht ausgebildet ist, und der dicht mit der Frontplatte verbunden ist,
einer Elektronenkanone, die im Halsbereich des Trich­ terteils angebracht ist, und
einer Lochmaske, die eine Vielzahl von Elektronen­ strahldurchgangslöchern aufweist, durch die die Elektronen­ strahlen, die von der Elektronenkanone ausgesandt werden, in Richtung auf den Metallfilm der Frontplatte hindurchgehen, und die bezüglich der Frontplatte fest angebracht ist, da­ durch gekennzeichnet, daß der Metallfilm (112) und die Loch­ maske (130) gegeneinander isoliert sind und eine erste lei­ tende Einrichtung zum elektrischen Verbinden des Metallfilms (112) mit der leitenden Schicht (121) des Trichterteils (120) und eine zweite leitende Einrichtung zum elektrischen Verbinden der Lochmaske (130) mit der leitenden Schicht (121) des Trichterteils (120) vorgesehen sind, deren Wider­ standswert höher als der der ersten leitenden Einrichtung ist.

3. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste leitende Einrichtung
einen leitenden Stift (115), der mit der Innenwand der Frontplatte (110) verbunden ist,
eine Graphitschicht (116) zum elektrischen Verbinden des Metallfilms (112) mit dem leitenden Stift (115) und
einen ersten Leiter (117) aufweist, dessen eines Ende an den leitenden Stift (115) geschweißt ist und dessen ande­ res Ende die leitende Schicht (121) des Trichterteils (120) kontaktiert.

4. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zweite leitende Einrichtung
ein erstes Element (161), das leitfähig ist und elek­ trisch mit dem Rahmen (140) verbunden ist,
ein zweites Element (162), das elektrisch mit der lei­ tenden Schicht (121) des Trichterteils (120) verbunden ist, und
ein drittes Element (163) zur elektrischen Verbindung des ersten Elementes (161) mit dem zweiten Element (162) umfaßt, das einen bestimmten Widerstandswert hat.