DE2242782C3

DE2242782C3 -

Info

Publication number: DE2242782C3
Application number: DE19722242782
Authority: DE
Priority date: 1971-09-03
Filing date: 1972-08-31
Publication date: 1976-12-30

Description

Die Erfindung betrifft eine Farbbildröhre mit einer Farbauswahlelektrode mit einem Betriebsbereich für den Durchtritt mindestens eines Elektronenstrahls, einem den Betriebsbereich umgebenden Umfangsbereich und einem gegenüber dem Umfangsbereich abgebogenen Kantenbereich und mit einem mit dem Kantenbereich durch Schweißung verbundenen Tragrahmen, wobei die Farbauswahlelektrode außerhalb des Betriebsbereiches für den Ausgleich der durch Wärme hervorgerufenen Spannungen ausgebildet ist.

Aus der US-PS 27 95 718 ist eine solche Farbbildröhre bekannt, bei der in einer Ausführungsform der Betriebsbereich mit dem Kantenbereich durch Stege verbunden ist, deren mechanische Festigkeit im mittigen Bereich erhöht worden ist, um ihn dort zu versteifen. Dies geschieht einmal durch eine Verbreiterung der Stege im mittigen Bereich und zum anderen durch das Anbringen einer mechanischen Prägung in Längsrichtung des Steges. Bei dieser Ausführungsform können Elektronen durch die Bereiche zwischen den Stegen hindurchtreten und auf den Leuchtschirm der Farbbildröhre auftreffen. Bei einer anderen Ausführungsform sind keine gesonderten Stege vorgesehen, sondern es sind im Umfangsbereich alleine die bereits vorstehend erwähnten Prägungen vorgesehen, die sich vom Umfangsbereich zum abgebogenen Kantenbereich hin erstrecken. Die mechanische Festigkeit des Umfangsbereiches wird durch die Prägungen erhöht. Bei dieser Ausführungsform ist zwar der Umfangsbereich für Elektronen undurchlässig, jedoch ändern die nicht durchlässigen Bereiche des Umfangsbereiches die Biegecharakteristik, so daß der gewünschte Ausgleich der durch die Wärme hervorgerufenen Spannungen nicht erzielbar ist. Es wurde aber gefunden, daß die durch die Wärme hervorgerufenen Spannungen sich insbesondere in der Nähe der Schweißstellen bemerkbar machen, mit denen die Farbauswahlelektrode mit dem Tragrahmen verbunden ist, da dieser eine große Wärmekapazitat aufweist.

Weiterhin ist eine Farbbildröhre mit einer Farbauswahlelektrode und einem mit ihr durch Schweißung verbundenen Tragrahmen bekannt (US-PS 35 24 974), bei der die freie Kante der gleichmäßig mit Öffnungen durchsetzten Farbauswahlelektrode mit einem Flansch des Tragrahmens verschweißt ist. Allein der Rahmen selbst ist mittels Bi-Metall-Blattfedern zum Ausgleich von durch Wärme hervorgerufenen Verformungen an der Frontschale des Kolbens der Farbbildröhre befestigt. Die Farbauswahlmaske selbst ist über ihre gesamte Ausdehnung von gleicher mechanischer Festigkeit.

Obwohl beide Entgegenhaltungen als Farbauswahlelektrode Lochmasken zeigen, treten natürlich dieselben Probleme auch bei Schlitzmasken auf.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Farbauswahlelektrode so auszubilden, daß sich die Verformung beim Ausgleich der bei Erwärmung auftretenden Spannungen über einen größeren Bereich außerhalb des Betriebsbereiches erstreckt und daß der Umfangsbereich für Elektronen undurchlässig ist.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß in wenigstens dem Kantenbereich zur Bildung einer Zone verminderter mechanischer Festigkeit in bestimmten Teilbereichen oder im ganzen Bereich die Materialstärke vermindert ist.

Bei der erfindungsgemäßen Farbbildröhre wird be-• rücksichtigt, daß die durch Wärmezufuhr hervorgerufenen Spannungen in erster Linie in dem Kantenbereich abgebaut werden müssen, welcher mit dem Tragrah· men von großer Wärmekapazität verschweißt ist. Dies wird auf einfache Weise durch die Verminderung der Materialstärke ermöglicht und nicht durch eine Erhöhung der mechanischen Festigkeit wie es bei der US-PS 27 95 718 der Fall ist. Die Verminderung der Materialstärke erfolgt so, daß eine Zone mit einer möglichst gleichmäßigen Verteilung der mechanischen Festigkeit erzielt wird.

Vorzugsweise ist neben dem Kantenbereich auch der Umfangsbereich in seiner mechanischen Festigkeit geschwächt, der Umfangsbereich weist jedoch dabei keine durchgehenden öffnungen auf, um nicht den Durchtritt der auf die Farbauswahlelektrode auffallenden Elektronen zu ermöglichen.
Ist der Tragrahmen mittels Punktschweißungen mit dem Kantenbereich verbunden, so sind in der Zone verminderter mechanischer Festigkeit eine Vielzahl von die einzelnen Punktschweißungen umgebenden öffnungen vorgesehen, da die Spannungen sich um die

Schweißpunkte hemm aufbauen.

Für die Verminderung der Materialstärke bieten sich verschiedene Möglichkeiten an. So ist vorzugsweise im Kantenbereich eine Vielzahl von gleichmäßig verteilten kleinen durchgehenden öffnungen vorgesehen. Andererseits kann in der Zone verminderter mechanischer Festigkeit (die — wie vorstehend erwähnt — auch den Umfangsbereich umfassen kann) eine Vielzahl von gleichmäßig verteilten Vertiefungen vorgesehen sein.

Es ist aber auch möglich, daß an Stelle der gleichmäßig verteilten kleinen durchgehenden öffnungen oder der gleichmäßig verteilten Vertierungen das Material der Farbauswahlelektrode in der gesamten Zone verminderter mechanischer Festigkeit im Vergleich zum Betriebsbereich gleichmäßig abgetragen ist.

Die nicht durchgehenden Vertiefungen können z. B. Bohrungen oder Nuten sein.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher beschrieben werden. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung von Farbauswahlelektrode und Tragrahmen einer ersten Ausführungsform der Farbbildröhre,

F ι g. 2 einen Teilschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Farbbildröhre und

F i g. 3 einen Teilschnitt durch eine dritte Ausführungsform der Farbbildröhre.

In der F i g. 1 ist eine Baugruppe 10 einer Farbbildröhre dargestellt, die aus einer Farbauswahlelektrode in Form einer Lochmaske 20 und einem Tragrahmen 30 besteht. Der Betriebsbereich 22 der Lochmaske 20 ist mit einer Vielzahl von Löchern 21 für den Durchtritt von Elektronen versehen, während der den Betriebsbereich umgebende Umfangsbereich 23 nicht perforiert ist. Mit dem Umfangsbereich 23 ist ein gegenüber diesem abgebogener Kantenbereich 24 verbunden. In dem Kantenbereich 24 ist eine Zone 26 vorgesehen, deren mechanische Festigkeit durch eine Vielzahl von kleinen öffnungen vermindert ist. Während bei der in der F i g. 1 gezeigten Ausführungsform die kleinen öffnungen 25 in der Zone 26 gleichmäßig verteilt sind, ist es auch möglich, daß die öffnungen 25 in der Zone 26 verminderter mechanischer Festigkeit einzelne gleichen Abstand voneinander aufweisende Punktschweißungen umgeben, mittels derer der Kantenbereich 24 mit dem Tragrahmen 30 verbunden ist.

Die Zone 26 mit den kleinen Öffnungen 25 nehmen die in der Lochmaske 20 und/oder zwischen dieser und dem Tragrahmen 30 aufgebauten Spannungen auf und gleichen diese aus. Dadurch wird verhindert, daß die Lochmaske durch Wärmespannungen verformt wird, die durch die bei der Herstellung der Farbbildröhre angewandten hohen Temperaturen oder während des Betriebes der Farbbildröhre im fertigen Gerät erzeugt werden. Damit wird ein Bild erreicht, bei dem eine Verschlechterung der Farbreinheit festzustellen ist.
. Versuche haben ergeben, daß mit einer Lochmaske aus einem dünnen Metallblech mit einer Dicke von ungefähr 0,1 mm, einer Vielzahl von Löchern 21 mit einer öffnungsweite von 0,5 mm, 0,6 mm oder 0,7 mm im Betriebsbereich und mit kleinen öffnungen 25 mit einem Durchmesser von 0,15 bis 0,45 mm und einer Dichte von 10 bis 60% in der Zone 26 verminderter mechanischer Festigkeit zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden.

Die Anordnung und die Größe der kleinen öffnungen 25 in der Zone 26 müssen bei der Auslegung einer bestimmten Röhre in Abhängigkeit von der Anzahl der Punktschweißungen und weiterer Materialparameter in geeigneter Weise ausgewählt werden. Die kleinen öffnungen 25 sind so auszuwählen, daß sie die Zone 26 für den Ausgleich zwischen den mit den Löchern 21 versehenen Betriebsbereich 22 und dem punktverschweißten Kantenbereich 24 abbauen. Vom herstellungstechnischen Standpunkt ist es von Vorteil, wenn die Durchmesser der Löcher 21 in dem Betriebsbereich 22 und der Durchmesser der kleinen durchgehenden öffnungen 25 im Kantenbereich 24 gleich groß gewählt werden.

Da bei der in der F i g. 1 gezeigten Ausführungsform zwischen dem Betriebsbereich 22 und dem Kantenbereich 24 der starre Umfangsbereich 23 liegt, können die durch Ausdehnungen oder Zusammenziehen der Lochmaske 20 und/oder des Tragrahmens 30 hervorgerufenen Spannungen nicht völlig ausgeglichen werden. Bei der in der F i g. 2 gezeigten Ausführungsform jedoch wird dies unter allen Umständen erreicht, da die dort gezeigte Lochmaske 20 so ausgebildet ist, daß sie über ihre gesamte Fläche gesehen eine im wesentlichen gleichmäßige mechanische Festigkeit aufweist, ohne daß der Umfangsbereich perforiert ist.

Bei der in der F i g. 2 gezeigten Ausführungsform ist neben dem Kantenbereich 24 auch der Umfangsbereich 23 in seiner mechanischen Festigkeit geschwächt, jedoch weist der Umfangsbereich keine durchgehenden öffnungen auf. Die sich in den Umfangsbereich hineinerstreckende Zone 26 verminderter mechanischer Festigkeit wird hier dadurch erzielt, daß in dieser Zone eine Vielzahl von gleichmäßig verteilten Vertiefungen 28 vorgesehen ist. Sind die Vertiefungen kreisförmige Löcher, so weisen sie vorzugsweise denselben Durchmesser auf wie die Löcher 21 im Betriebsbereich 22.

Bei dieser Ausführungsform dehnt sich die Lochmaske in Durchtrittsrichtung des Elektronenstrahls 40 aus, wie dies in der F i g. 2 gestrichelt dargestellt ist. Daher ist die Lochmaske 20 und insbesondere der Betriebsbereich 22 frei von solchen Verformungen, die zu einer Verschlechterung der Farbreinheit der Farbbildröhre führen. In der F i g. 2 ist auch ein Teil des Röhrenkolbens 42 dargestellt.

Bei der in der F i g. 3 gezeigten Ausführungsform ist das Material der Farbauswahlelektrode 20 in der gesamten Zone 26 verminderter mechanischer Festigkeit im Vergleich zum Betriebsbereich 22 gleichmäßig abgetragen. Die Zone 26 umfaßt hier sowohl den Kantenbereich 24 als auch den Umfangsbereich 23. Die gestrichelte Linie zeigt die ursprüngliche Dicke der Lochmaske 20 im Bereich der Zone 26. Durch diesen Materialabtrag wird ähnliches Verformungsverhalten erreicht, wie es die Lochmaske gemäß F i g. 2 zeigt.

An Stelle der kleinen Blindlöcher, F i g. 2, und des Materialabtrags in F i g. 3 kann auch eine Ausbildung von Nuten in Betracht gezogen werden, solange eine gleichförmige mechanische Festigkeit der Lochmaske sichergestellt werden kann.

Obwohl bei den Ausführungsformen gemäß F i g. 2 und 3 die Frontschalenseite der Lochmaske 20 bearbeitet worden ist, kann natürlich dieselbe Bearbeitung auch auf der dem Elektronenstrahlerzeuger zugewandten Innenseite der Lochmaske erfolgen.

Die erfindunsgemäße Grundidee kann natürlich auch bei anderen Typen von Farbauswahlelektroden ver-

6j wendet werden, so z. B. für eine Schlitzmaske mit geraden Schlitzen oder eine Schlitzmaske mit zick-zack-förmigen Schlitzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Farbbildröhre mit einer Farbauswahlelektrode mit einem Betriebsbereich für den Durchtritt mindestens eines Elektronenstrahls, einem den Betriebsbereich umgebenden Umfangsbereich und einem gegenüber dem Umfangsbereich abgebogenen Kantenbereich und mit einem mit dem Kantenbereich durch Schweißung verbundenen Tragrahmen, wobei die Farbauswahlelektrode außerhalb des Betriebsbereiches für den Ausgleich der durch Wärme hervorgerufenen Spannungen ausgebildet ist dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens dem Kantenbereich (24) zur Bildung einer Zone (26) verminderter mechanischer Festigkeit in bestimmten Teilbereichen oJer im ganzen Bereich die Materialstärke vermindert ist

2. Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß neben dem Kantenbereich (24) auch der Umfangsbereich (23) in seiner mechanischen Festigkeit geschwächt ist, der Umfangsbereich jedoch keine durchgehenden Öffnungen aufweist.

3. Farbbildröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der Tragrahmen (30) mittels Punktschweißungen mit dem Kantenbereich (24) verbunden ist und in der Zone (26) verminderter mechanischer Festigkeit eine Vielzahl von die einzelnen Punktschweißungen umgebenden Öffnungen (25) vorgesehen ist.

4. Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Kantenbereich (24) eine Vielzahl von gleichmäßig verteilten kleinen durchgehenden Öffnungen (25) vorgesehen ist.

5. Farbbildröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zone verminderter mechanischer Festigkeit (26) eine Vielzahl von gleichmäßig verteilten Vertiefungen (28) vorgesehen ist.

6. Farbbildröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Farbauswahlelektrode in der gesamten Zone (26) verminderter mechanischer Festigkeit im Vergleich zum Betriebsbereich (22) gleichmäßig abgetragen ist.