DE2453007A1 - Elektronenstrahlroehre zur wiedergabe farbiger bilder - Google Patents

Description

PHN 7217

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9-9-1974

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/J^ No. PHN- 7217

Aniiiüldunavom» 7. NOV. 1974

Elektronenstrahlröhre zur Wiedergabe farbiger Bilder,

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektronenstrahlröhre zur Wiedergabe farbiger Bilder, enthaltend in einer evakuierten Umhüllung Mittel zum Erzeugen mindestens zweier Elektronenstrahlen, einen Bildschirm auf einem Teil der Wand dieser Umhüllung und eine im wesentlichen rechteckige Farbauswahlelektrode, die in der Nähe des Bildschirmes in der Elektronenstrahlröhre unter Verwendung eines Tragrahmens befestigt ist, indem die Farbauswahlelektrode mittels sich am Rande der Elektrode befindender nachgiebige!¹ Stützmittel fixiert ist.

Eine derartige Elektronenstrahlröhre (auch als Lochmaskenröhre bezeichnet) ist aus der niederländischen Offenlegungsschrift 7»205«544 bekannt, nach der die Farbauswahlelektrode (nachstehend als Maske bezeichnet) mit nachgiebigen Stützmitteln am Tragrahmen befestigt ist. Die Maske einer derartigen Röhre ist mit einer Vielzahl von Oeffnungen versehen, durch die im allgemeinen drei Elektronenstrahlen hindurchtreten, die auf den Bildschirm konvergiert werden und einen kleinen Winkel, den sogenannten Farbauswahlwinkel, miteinander einschliessen. Der Bildschirm ist mit Trios von rot, grün und blau aufleuchtenden Gebieten bedeckt. Jeder der drei Elektronenstrahlen trifft auf in einer bestimmten Farbe aufleuchtende ^Gebiete auf, wenn

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die Lage der Maske und somit der Löcher in der Maske in bezug auf diese Gebiete genau bestimmt ist.

Da etwa 85 $ der Elektronen von der Maske abgefangen werden, werden insbesondere beim Inbetriebsetzen der Elektronenstrahlröhre die Maske und der Rahmen warm und dehnen sich aus. Diese Ausdehnung ist meistens bei der Maske und beim Rahmen verschieden. Diese verschiedenen Ausdehnungen führen bei einer festen Verbindung der° Maske mit dem Rahmen (z.B. durch Schweissen) eine gegenseitige Beeinflussung herbei, die ein Aufbauschen oder Straffziehen der Maske zur Folge hat. Diese Verformung der Maske und die Vergrösserung des gegenseitigen Abstandes der Oeffnungen in der Maske infolge thermischer Ausdehnung werden Verschiebungen dieser Oeffnungen in bezug auf die aufleuchtenden Gebiete und somit Farbfehler herbeiführen.

In der genannten Patentanmeldung wird die gegenseitige Beeinflussung dadurch herabgesetzt, dass die Maske mittels zungenförmiger oder durch Einschneidung der Maske erhaltener streifenförmiger nachgiebiger Stützglieder am Rahmen befestigt wird. Diese Befestigungsweise hat aber noch den Nachteil, dass eine Bewegung der Maske in bezug auf den Rahmen in tangentialer Richtung (am Umfang des Rahmens) nicht möglich ist, wodurch noch immer Verformung der Maske auftreten wird.

Die Erfindung bezweckt, die gegenseitige Beeinflussung der Maske und des Rahmens infolge von Unterschieden in der Ausdehnung zu neutralisieren und dadurch das Auftreten von Farbfehlern in einer derartigen Elektronenstrahlröhre erheblich herabzusetzen.

Nach der Erfindung ist eine Elektronenstrahlröhre der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass die Stützmittel eine Bewegung jedes Punktes des Randes der Farbauswahlelektrode nahezu entlang einer durch die Mitte der Farbauswahlelektrode gehenden Linie gestatten.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sowohl die Maske als auch der Rahmen sich gleichmässig von der Mitte der Maske und des Rahmens aus in radialer Richtung ausdehnen. Werden nun Stützmittel angebracht, die eine Bewegung in radialer Richtung gestatten, so ist die gegenseitige Beeinflussung minimal.

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-T-

Bei einer Elektronen-trahlröhre nach der Erfindung besteht jedes Stützglied zur Befestigung der Maske in dem Rahmen vorzugsweise aus einem streifenförmigen nachgiebigen Element, dessen Biegerichtung mit der Richtung der genannten durch die Mitte der Farbauswahlelektrode gehenden Linie zusammenfällt.

Ein derartiges streifenförmiges nachgiebiges

Element wird u.a. durch durch Einschneidung der Maske gebildete Fahnen erhalten, die derart gebogen sind, dass ihre Biegerichtung im wesentlichen mit der Richtung der genannten durch die Mitte der Farbauswahlelektrode gehenden Linie zusammenfällt.

Auch wird das Zusammenfallen der-Biegerichtung der streifenförmigen nachgiebigen Elemente mit der Richtung der genannten Linie dadurch erhalten, dass diese Elemente an durch Einschneidung des Tragrahmens gebildeten Fahnen befestigt werden, die derart gebogen sind, dass ihr freies Ende zu der genannten Linie nahezu senkrecht ist.

Statt eines streifenförmigen nachgiebigen Elements kann auch ein zylindrischer Stift verwendet werden. Dies hat den Vorteil, dass ein solcher Stift keine Vorzugsrichtung aufweist.

Die streifenförmigen nachgiebigen Elemente können auch an einem Teil des Umfangs des Tragrahmens und des Randes der Farbauswahlelektrode befestigt werden, der zwischen einem Eckpunkt und der Mitte einer Seite liegt und zu einer durch die Mitte der Farbauswahlelektrode gehenden Linie nahezu senkrecht ist.

Bei einer besonderen Ausführungsform einer Elektronenstrahlröhre nach der Erfindung schliessen die Stützmittel einen spitzen Winkel mit einer zu der Farbauswahlelektrode senkrechten und durch die Mitte dieser Elektrode gehenden Linie ein, wodurch bei Ausdehnung der Farbauswahlelektrode und des Tragrahmens in bezug aufeinander eine Aenderung des Abstandes der Farbauswahlelektrode von dem Bildschirm erhalten wird. Eine derartige Ausführungsform, lässt sich u.a. dazu verwenden, eine Verschiebung infolge eines geringfügigen StraffZiehens oder Aufbauschens der Maske im Tragrahmen auszugleichen. Dieses Aufbauschen und Straffziehen kann auftreten, wenn die Stützmittel eine nicht vernachlässigbare Starrheit aufweisen. Das Aufbauschen hat eine kleine mittlere Verschiebung der Maske

zu dem Bildschirm hin und das Straifzienen eine Verschiebung von dem Bildschirm ab zur Folge.

Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Elektronenstrahlröhre nach der Erfindung,

Fig. 2 schematisch die auftretenden Kräfte,

Figuren 3_t^,5t6 und 7 verschiedene Ausführungsformen, und

Figuren 8 und 9 schematisch einige möglichen Bewegungen der Maske.

In Fig. 1 ist eine Elektronenstrahlröhre zur Wiedergabe farbiger Bilder nach der Erfindung dargestellt, die mit einer Glasumhüllung 1, einem Hals 2 und einem kugeligen, nach aussen gestülpten, vorzugsweise nahezu rechteckigen Bildfenster 3 versehen ist. In der Umhüllung befindet sich ein Tragrahmen k, in dem eine Farbauswahlelektrode (Maske) 5 mit Hilfe von Stützgliedern 6 befestigt ist, während die Umhüllung weiter einen Bildschirm 7> der aus Trios von rot, grün und blau aufleuchtenden Leuchtstoffgebieten besteht, und ein Elektronenstrahlerzeugungssystem 8 enthält, dass drei Elektronenstrahlen 9 erzeugt, die auf den Bildschirm 7 auffallen, nachdem sie durch die Oeffnungen 10 in der Maske 5 hindurchgetreten sind. C-C ist die Achse der Elektronenstrahlröhre.

In Fig. 2 bezeichnet 5 einen Teil der Maske und k einen Teil des Tragrahmens, an dem die Maske mittels eines Stützgliedes 6 befestigt ist. R ist ein Vektor, der bei einem Ausdehnungsunterschied zwischen der Maske 5 und dem Tragrahmen k die von ihrer Mitte M aus auftretende Kraft darstellt und aus einer zu dem Rand der Maske senkrechten Komponente a und einer tangentiellen Komponente b besteht. Die Stützglieder 6 müssen nun derart angeordnet werden, dass eine Bewegung von Punkten, die auf der Maske und dem Tragrahmen liegen, an den Befestigungsstellen der Stützglieder entlang der Linie M-N möglich ist.

In Fig. 3 sind der Tragrahmen h und die Maske gesondert dargestellt. In Wirklichkeit, ist das streifenförmige nachgiebige Element 11 an der durch Einschneidung des Tragrahmens k erhaltenen und gebogenen Fahne 12 festgeschweisst. Das streifenförmige nachgiebige Element 11 kann an der Maske

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festgeschweisst oder dufc.T. Einsclineidung der Maske erhalten sein.

In Fig. h ist eine Maske 5 dargestellt, an der

ein streifenförmiges nachgiebiges Element 11 durch Einschneidung der Maske 5 und durch ein derartiges Biegen des dadurch erhaltenen Streifens gebildet, dass die Biegerichtung des Streifens im wesentlichen mit der Richtung der durch die Mitte M der Maske gehenden Linie M-N zusammenfällt.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt längs der Linie V-V-in Fig. 3.

Fig. 6 zeigt einen perspektivischen Schnitt durch die Befestigung der Maske 5 am Tragrahmen h mittels zylindrischer Stifte 13· Durch die Biegsamkeit der Stifte ist auch hier eine Biegung zu der Mitte des Tragrahmens hin möglich.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung ist die Anwendung einer Maske, die aus einem Material mit einem vernachlässigbaren Ausdehnungskoeffizienten (z.B. dem unter dem Handelswarenzeichen "Invar" bekannten und aus etwa 36 ^ Ni und 64$ Fe bestehenden Material) hergestellt ist, und eines eisernen Tragrahmens. Um den Einfluss des Tragrahmens bei Ausdehnung auf die sich nahezu nicht ausdehnende Maske zu beseitigen, soll eine Bewegung, auch in tangentialer Richtung, des Tragrahmens in bezug auf die Maske gestattet werden. Dies wird durch Anwendung der Erfindung erzielt. Es ist bekannt, dass in Fällen, in denen die Maske aus einem Material mit einem nicht vernachlässigbaren Ausdehnungskoeffizienten hergestellt ist, sich die Oeffnungen in der Maske in bezug auf die sich auf dem Schirm befindenden Trios von.Leuchtstoffgebieten verschieben. Auch ist es bekannt, dass dieser Effekt dadurch ausgeglichen werden kann, dass der Tragrahmen in der Umhüllung mit Hilfe von Bimetallfedern aufgehängt wird, die die Maske im Tragrahmen zu dem Bildschirm hin bewegen. In dieser besonderen Ausführungsform kann auf diese Bimetallfedern verzichtet werden, weil sich die Maske nahezu nicht ausdehnt.

Fig. 7 zeigt einen dem nach Fig. 5 analogen

Schnitt, wobei auch ein Teil des Tragrahmens h und der Maske dargestellt ist. Sowohl die Maske als auch der Tragrahmen weisen an den Befestigungsstellen der streifenförmigen nachgiebigen Elemente eine derartige Form auf, dass die Biegerichtung dieser nachgiebigen Elemente mit der Richtung dex· Linie M-N zusammenfällt.

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Fig. 8 zeigt schematisch, wie sich die Maske in bezug auf den Tragrahmen bewegt, infolge der Tatsache, dass bei Ausdehnung die Stützglieder 6 unter einem spitzen Winkel angeordnet werden. Wenn sich der Tragrahmen h schneller als die Maske 5 ausdehnt, bewegt sich die letztere von dem Teil B des Tragrahmens ab. Wenn sich jedoch die Maske schneller ausdehnt, wird sich die Maske zu dem Teil B des Tragrahmens hin bewegen.

Fig. 9 zeigt ebenfalls schematisch eine Bewegung, die der in Fig. 8 veranschaulichten Bewegung analog ist. Das Ergebnis ist hier gerade umgekehrt, weil die Stützmittel 6 in einer anderen Richtung angeordnet sind.

Die in den Figuren 8 und 9 veranschaulichten Bewegungen können dazu benutzt werden, ein geringfügiges Straffziehen oder Aufbauschen der Maske infolge einer nicht vernachlässigbaren Starrheit der Stützglieder auszugleichen. Eine besondere Ausführungsform ist z.B. eine Maske mit einem vernachlässigbaren Ausdehnungskoeffizienten und einem eisernen Tragrahmen. Bei Ausdehnung dieses Tragrahmens wird bei einer nicht vernachlässigbaren Starrheit der Stützglieder die Maske mehr oder weniger straffgezogen werden, wodurch sie sich durchschnittlich etwas von dem Bildschirm ab bewegen wird (in Fig. 8 zu B hin). Diese Bewegung wird dadurch ausgeglichen, dass die Stützglieder 6 nach Fig. 8 unter einem genügend grossen Winkel zu der Achse der Röhre angeordnet werden, wodurch eine nahezu gleich grosse Verschiebung in entgegengesetzter Richtung erhalten wird. Eine zweite besondere Ausführungsform ist eine eiserne Maske in einem, eisernen Rahmen. Die Maske wird schneller als der Tragrahmen warm werden, weil der Tragrahmen Wärme zu seiner Umgebung ableiten kann. Die Maske dehnt sich nun stärker aus als der Tragrahmen, was ein Aufbauschen der Maske (bei einer nicht vernachlässigbaren Starrheit der Stützglieder) zur Folge hat. Die Maske bewegt sich etwas zu dem Bildschirm hin. Diese Bewegung wird mit einer Bewegung nach Fig. 9 ausgeglichen. Da sich die Maske selber in diesem Falle ausdehnt, werden Birnetallfedern für die Aufhängung des Tragrahmens in der Umhüllung benötigt, um auf bekannte Weise die Verschiebung der Oeffnungen in der Maske auszugleichen.

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Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   Elektronenstrahlröhre zur ¥iedergabe farbiger Bilder, enthaltend in einer evakuierten Umhüllung Mittel zum Erzeugen mindestens zweier Elektronenstrahlen, einen Bildschirm auf einem Teil der ¥and dieser Umhüllung und eine im wesentlichen rechteckige Farbauswahlelektrode, die in der Nähe des Bildschirmes in der Elektronenstrahlröhre unter Verwendung eines Tragrahmens befestigt ist, in dem die Farbauswahlelektrode mittels sich am Rande der Elektrode befindender nachgiebiger Stützglieder fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass diese Stützglieder derart ausgebildet und angeordnet sind, dass sie eine Bewegung jedes Punktes des Randes der Farbauswahlelektrode nahezu entlang einer durch die Mitte der Färbauswahlelektrode gehenden Linie gestatten.
2. 2. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Stützglied ein streifenförmiges nachgiebiges Element enthält, dessen Biegerichtung nahezu mit der Richtung der genannten Linie zusammenfällt.
3. 3. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten streifenförmigen nachgiebigen Elemente aus durch Einschneidung der Farbauswahlelektrode gebildeten Fahnen erhalten sind, die derart gebogen sind, dass ihre Biegerichtung im wesentlichen mit der Richtung der genannten Linie zusammenfällt.
4. 4. ■ Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, dass die genannten streifenförmigen nachgiebigen Elemente an durch Einsehneidung des Tragrahmens erhaltenen Fahnen befestigt sind, die derart gebogen sind, dass ihr freises Ende zu-der genannten Linie nahezu senkrecht ist.
5. 5. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Stützelement aus einem zylindrischen Stift besteht.
6. 6. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der genannten streifenförmigen nachgiebigen Elemente an einem Teil des Umfangs des Tragrahmens und des Randes der Farbauswahlelektrode befestigt ist, der zwischen einem Eckpunkt und der Mitte einer Seite liegt und zu der genannten Linie nahezu senkrecht ist.

   7· Elektronenstrahlröhre nach den Ansprüchen f,2,3,^>

   5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Stütz-

   509821/0700 * ·

   glieder mit einer zu der Farbauswahlelektrode senkrechten und durch die Mitte dieser Elektrode gehenden Linie einen spitzen Winkel einschliessen, wodurch bei Ausdehnung der Farbauswahlelektrode und des Tragrahmens in bezug aufeinander eine Aenderung des Abstandes der Farbauswahlelektrode von dem Bildschirm erhalten wird.

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