DE2456315A1

DE2456315A1 - Kathodenstrahlroehre

Info

Publication number: DE2456315A1
Application number: DE19742456315
Authority: DE
Inventors: Terry Monroe Shrader
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1973-11-29
Filing date: 1974-11-28
Publication date: 1975-06-05
Also published as: GB1459656A; FR2253267A1; NL7415534A; CA1017400A; JPS50114927A; JPS5426418B2; ES432172A1; AU7567874A; IT1027576B; PL100481B1; US3867668A; BE822727A; BR7409924A; FR2253267B1

Description

7754-74/KbVS 2 4 b 6 3 1 5

ECA 67,-W
US-SN 420,324
Convention Date:
November 29, 1973

RCA Corporation, New York, N.Y., V.St.A. Kathodenstrahlröhre

Die Erfindung betrifft eine Kathodenstrahlröhre, in deren Kolben ein Elektronenstrahlsystem, im Abstand von diesem ein Bildschirm und zwischen diesem und dem Elektronenstrahlsystem eine Lochmaske angeordnet sind.

Zu den derzeit gebräuchlichen Arten von Kathodenstrahl-FarbbildrÖhren gehört die sogenannte Maskenröhre (Schattenmasken- oder Lochmaskenröhre). Sie arbeitet mit mehreren konvergierenden Elektronenstrahlen, die durch eine Vielloch-Farbmaske hindurch auf einen Mosaik-Leuchtschirm gerichtet werden. Me Strahlengänge sind dabei so gewählt, daß jeder Strahl auf dem Leuchtschirm immer nur eine Art von farblichtemittierendem Leuchtstoff beaufschlagt und zum Leuchten anregt. Im allgemeinen sind die Farbmasken an einem starren Rahmen befestigt, der seinerseits im Inneren des Röhrenkolbens aufgehängt ist.

Im Betrieb einer farbbildröhre werden durch den Einfluß äußerer Magnetfelder, beispielsweise des erdmagnetischen Feldes oder durch elektronische Bauteile des Fernsehgerätes erzeugter Felder, die Strahlengänge verzerrt und dadurch die Lagedeckung zwischen den Elektronenstrahlen und den Leuchtstoffelementen

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des Leuchtschirmes beeinträchtigt. Das genaue Ausmaß der durch das erdmagnetische Feld verursachten Fehldeckung ist an weit voneinander entfernten geographischen Stellen sehr unterschiedlich. Die Verwendung einer Totalabschirmung zum Zwecke der Beseitigung dieser magnetischen Effekte wurde in Erwägung gezogen, erwies sich jedoch in der Praxis als nicht realisierbar. Um wirksam zu sein, müßte eine solche Abschirmung ein beträchtliches Stück über die Vorderseite der Röhre hinaus vorstehen, damit das Magnetfeld nicht durch die Frontplatte ins Röhreninnere eintreten kann. Ferner kann es sein, daß bei einer Abschirmung von in der Praxis gegebenen Abmessungen die Verzerrung und Konzentration des erdmagnetischen Feldes an bestimmten Stellen tatsächlich ernstere Auswirkungen hat als die Verringerung der mittleren Feldstärke.

Obwohl magnetfeldbedingte Probleme dadurch gelöst werden können, daß man die Vielloch-Hartmaske oder perforierte Elektrode sowie den Maskenrahmen aus Metallen hoher Permeabilität fertigt, kann man, wenn man geeignete Maßnahmen zur Entmagnetisierung trifft, auch andere Metalle verwenden. Bei Entmagnetisierung einer Abschirmung aus Stahl mit einem abnehmenden magnetischen Wechselfeld von 60 Hz ergeben sich magnetische Abschirmeigenschaften gegenüber einem statischen Feld wie z.B. dem erdmagnetischen Feld, die denen eines Werkstoffes sehr hoher Permeabilität ähnlich sind. Durch die Entmagnetisierung werden auch etwaige restmagnetische Effekte in der Röhre oder daran angebrachten Metallteilen beseitigt.

Die Entmagnetisierung erfolgt dadurch, daß man auf der Außenseite der Farbbildröhre befestigte Entmagnetisierungsspulen mit einer abklingenden Sinusspannung beschickt. Jedoch wurde gefunden, daß die bisher verwendeten Entmagnetisierungsspulen einen ziemlich schlechten Wirkungsgrad haben und viele Windungen teuren Kupferdrahtes benötigen, um einen für die wirksame Entmagnetisierung von Bildröhren annehmbaren Amperewindungswert zu erzielen.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kombinierte magnetische Innen- und Außenabschirmung für eine Maskenröhre zu schaffen, mit der eine bessere Entmagnetisierung der Maskenröhre erzielt wird.

Eine Kathodenstrahlröhre der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine mit der Lochmaske verbundene magnetische Innenabschirmung, die an von der Lochmaske entfernter Stelle eine Öffnung mit zwei gegenüberliegenden, in Richtung zur Lochmaske sich erstreckenden Schlitzen aufweist und zusammen mit zwei auf der Außenseite des Kolbens befestigten Magnetstreifen, deren jeder mit seinen Enden bei der InnenabschiBmung auf beiden Seiten je eines der Schlitze angeordnet und-von einer Entmagnetisierungsspule umgeben ist, einen magnetischen Kreis bildet, in dem durch die Entmagnetisierungsspulen ein magnetischer Fluß induzierbar ist.

Man erhält auf diese Weise eine kombinierte Abschirm- und Entmagnetisierungseinrichtung, die sowohl die Elektronenstrahlen im Röhreninneren gegen äußere Magnetfelder abschirmt als auch für eine Entmagnetisierung mit erhöhtem Wirkungsgrad sorgt.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

iigur 1 eine Seitenansicht einer Schattenmasken-Farbbildröhre in erfindungsgemäßer Ausbildung;

"Figur 2 eine Seitenschnittdarstellung der Farbbildröhre nach Figur 1;

Figur 3 eine Stirnansicht einer magnetischen Innenabschirmung;

Figur 4 eine Seitenansicht der magnetischen Innenabschirmung nach Figur 3;

Figur 5 eine Untenansicht der magnetischen Innenabschirmung nach Figur 3 i

Figur 6 und 7 Grundrißdarstellungen zweier Bauteile, die einen Abschnitt einer magnetischen Innenabschirmung bilden;

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Figur 8 eine fragmentarische Schnittdarstellung einer Farbbildröhre mit magnetischer Innenabschirmiang und neuartiger Elektronenstrahlfalle; und

Figur 9 eine fragmentarische Grundrißdarstellung der Elektronenstrahlfalle nach Figur 8.

Figur 1 und 2 zeigen eine Rechteck-Farbbildröhre 10, die einen Glaskolben 12 mit Frontplattenteil 14, Trichter oder Konus 16 und Hals 18 aufweist. Der Konus 16 hat ein kleines rundes Ende 20, das an den Hals 18 anschließt, und ein allgemein pyramidenstumpf förmiges großes Ende 22, das mit dem Frontplattenteil 14 verschmolzen ist. Das Frontplattenteil 14 besteht aus einer allgemein rechteckigen Frontplatte 24 und einer peripheren Seitenwand 26. Auf der" Innenfläche der Frontplatte 24 ist ein Farbleuchtstoff-Mosaikschirm 28 angebracht, wie in Figur 2 gezeigt. Ein im Hals 18 untergebrachtes Elektronenstrahlsystem 30 richtet drei konvergierende Elektronenstrahlen gegen den Leuchtschirm 28. Die EJektronenstrahlen werden mittels eines elektromagnetischen Ablenkjoches 32 über die Oberfläche des leuchtschirmes rasterförmig abgelenkt. Nahe beim Leuchtschirm 28 und in vorbestimmtem Abstand von diesem ist eine Vielloch-Farbmaske 34 angeordnet. Die Farbmaske 34 ist an einem Halterahmen 36 befestigt, der im Frontplattenteil 14 mittels Blattfedern 38 gehaltert ist, die jeweils am einen Ende mit dem Rahmen verschweißt sind und am anderen Ende ein Loch haben, mittels dessen sie auf an der Seitenwand 26 des Frontplattenteils befestigte Metallstifte aufgeschoben sind.

Am Röhrenkolben 12 ist eine äußere magnetische Abschirmung 40 befestigt, wie in Figur 1 gezeigt. Die Abschirmung 40 besteht aus zwei Teilen, die an gegenüberliegenden Seiten der Farbbildröhre angebracht sind. Jeder dieser Teile umfaßt die Röhre nahezu zur Hälfte und ist der Röhrenform allgemein angepaßt, wie in Figur 3 gezeigt. Die Schnittdarstellung der Farbildröhre 10 nach Figur 2 zeigt eine Innenabschirmung 44, die im Zusammenwirken mit der äußeren Abschirmung 40 verhindert, daß verschiedene Magnetfelder den Strahlengang der Elektronen-

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strahlen beeinflussen.

Um den Mittelbereich -jedes Teiles der äußeren Abschirmung 40 ist je eine Entmagnetisierungsspule 42 gewickelt. Bei der vorliegenden Ausf uhrungsform bildet die äußere Abschirmung 40 einen Metallkern für die Entmagnetisierungsspulen 42, der die magnetischen Feldlinien des Entraagnetisierungs-Wechselfeldes gegen die oberen und unteren Teile der Farbbildröhre 10 richtet. Beispielsweise wird bei Erregung der Entmagnetisierungsspulen 42 das Magnetfeld durch die äußere Abschirmung 40, wie durch die Pfeile in Figur 1 und 3 angedeutet, zur Oberseite der Röhre gerichtet, wo es den Spalt zwischen der äußeren Abschirmung 40 und der Innenabschirmung 44 durchsetzt. Die Feldlinien verlaufen dann längs der Innenabschirmung 44 nach unten durch die Farbmaske 34 und den Rahmen 36 hindurch und auf der Unterseite der Röhre hinaus zur äußeren Abschirmung 40, so daß ein magnetischer Kreis nach den äußeren Entmagnetisierungsspulen 42 geschlossen wird. Ein Vorteil dieser kombinierten Abschirm-Entmagnetisierungskonstruktion besteht darin, daß die magnetischen Feldlinien in einem magnetischen Kreis, der hauptsächlich aus Metallteilen besteht, verlaufen und nur geringfügige nichtmetallische Spalte zu durchsetzen brauchen.

In Figur 3, 4 und 5 ist diese Innenabschirmung 44 im einzelnen gezeigt. Die Innenabschirmung 44 besteht aus zwei Teilen 46 und 48, die durch eine Öffnung 50 von etwas zugespitzter ' Ovalform getrennt sind, so daß die Elektronenstrahlen vom Strahlsystem 30 in Richtung zum Leuchtschirm 28 hindurchtreten können. Jedes der Teile 46 und 48 hat ein Umfangsrandstück, das der Form des Umfangsrandes der Hälfte der Farbmaske 34 angepaßt ist, sowie ein weiteres Umfangsrandstück von Sichelform. Wenn die beiden Teile 46 und 48 zusammengefügt sind, bilden die sichelförmigen Stücke die Ränder der Öffnung 50.

Die Innenabschirmung 44 wirkt als magnetische Kopplung für das Entmagnetisierungsfeld zwischen der äußeren Abschirmung 40 einerseits und der Farbmaske 34 und dem Rahmen 36 anderer-

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seits. Die Öffnung 50 reicht bis fast zu den beiden Seitenrändern der Innenabschirmung 44. Durch die Öffnung 50 wird also auf jeder Seite der Innenabschirmung 44 ein nichtmetallischer Spalt geschaffen, der den Entmagnetisierungsfeldlinien einen Widerstand entgegensetzt, so daß diese gezwungen sind, statt einem kürzeren Hebenschlußweg in der Nachbarschaft der Entmagnetisierungsspulen 42, einem Weg durch die Farbmaske 34 und ihren Halterahmen 36 hindurch zu folgen, wie in Figur 2 gezeigt. Zum Zwecke einer vollständigen Abschirmung werden die durch die Öffnung 50 geschaffenen Spalte mit der äußeren Abschirmung überdeckt. Auf diese Weise sind die Elektronenstrahlen gegen äußere Magnetfelder ausreichend durch die äußere und innere Abschirmungskonstruktion abgeschirmt, die außerdem für eine wirksamere Entmagnetisierung sorgt.

In Figur 6 und 7 sind zwei Stücke 52 bzw. 54 eines Teils der äußeren Abschirmung 40 gezeigt. Bei dieser speziellen Ausführungsform der äußeren Abschirmung 40 kann die Entmagnetisierungsspule 42 getrennt gewickelt und dann beim Zusammenfügen der beiden Stücke auf schmalere Teile 56 und 58 derselben aufgeschoben werden. Die gestrichelten Linien 60 in Figur 6 und 7 zeigen diejenigen Bereiche an, wo die Stücke zur Anpassung an die Außenform der Farbbildröhre gefaltet werden.

Zusätzlich zu den Funktionen der Entmagnetisierung und Magnetfeldabschirmung verhindert die Innenabschirmung 44, indem sie unmittelbar am Halterungsrahmen 36 der Farbmaske befestigt ist, daß überabgelenkte (überweit abgelenkte) Elektronenstrahlen am Halterungsrahmen 36 vorbei auf den Leuchtschirm 28 auftreffen. Leider können jedoch solche überabgelenkte Strahlen von der Innenfläche der Innenabschirmung 44 weggelenkt werden oder Sekundärelektronen erzeugen, die auf den Leuchtschirm 28 auftreffen. In Figur 8 und 9 ist eine neuartige Elektronenstrahlfalle oder Elektronenstrahl-Auffangvorrichtung 60 gezeigt, mit der auf wirksame Weise verhindert werden kann, daß abgelenkte oder Sekundärelektronenstrahlen den Leuchtschirm 28 erreichen. Die Auffangvorrichtung 60 besteht vorzugsweise aus drei Teilen:

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einem ersten Flanschteil 62, welcher der Randform des großen ,Endes der Innenabschirmung 44 angepaßt ist, einem zweiten, mittleren Befestigungsteil 64, der senkrecht zum ersten Teil angeordnet und am Innenflansch des Halterungsrahmens 56 der 3?arbmaske befestigt ist, und einem dritten Auffangflanschteil 66, der vom Rand der Farbmaske in einem Winkel nach einwärts vorsteht, der etwas kleiner ist als die Hälfte des maximalen Strahlablenkwinkels (o<) am Leuchtschirmrand relativ zur Ebene des Innenflansches des Halterungsrahmens 36. In Figur 9 ist ein überabgelenkter Elektronenstrahl 68 gezeigt, der von der Innenfläche der Innenabschirmung 44 weggelenkt und vom nach einwärts vorstehenden Flanschteil 66 aufgefangen wird. Außerdem ist ein zweiter Elektronenstrahl 70 gezeigt, der gerade noch an der Auffangvorrichtung 60 und am Halterungsrahmen 36 vorbeitritt. Dieser zweite Elektronenstrahl 70 hat die größtzulässige Ablenkung für die Beaufschlagung des Leuchtschirmes. Die Winkelbegrenzung am dritten Flanschteil 66 verhindert, daß ein Strahl von der Außenfläche des dritten Planschteils weggelenkt wird und auf den Leuchtschirm auftrifft.

Die Kombination aus Innen-Außenabschirmung und Entmagnetisierungsspulen kann so abgewandelt werden, daß sich für eine gegebene Röhre jeweils die beste Abschirm- und Entmagnetisierungswirkung ergibt. Beispielsweise ist die vorstehend beschriebene Ausführungsform besonders für eine Farbbildröhre mit Linienrasterschirm und linear ausgerichtetem Strahlsystem geeignet. Pur eine Farbbildröhre mit Punktrasterschirm und Delta-Strahlsystem ist natürlich die beste Orientierung für die Entmagnetisierungsspulen und die Innenabschirmung etwas anders als horizontal. Die Entmagnetisierungsspulen können auch über die Länge jedes der äußeren Abschirmungsteile ausgebreitet statt nur um die Mitte dieser Teile eng oder dicht gewickelt zu sein.

Obwohl angenommen wird, daß die besten Entmagnetisierungsresultate bei Verwendung der vorstehend beschriebenen kombinierten Innen- und Außenabschirmung erzielt werden, kannman die Bestandteile dieser kombinierten Anordnung auch getrennt

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verwenden, um bestimmte Eöhrenkonstruktionsprobleme zu lösen. Beispielsweise würden bei einer Röhre mit einer Innenabschirmung 44 von der oben beschriebenen Art die Feldlinien des Entmagnetisierungsfeldes durch die Farbmaske und den Halterungsrahmen hindurch verlaufen. Ebenso könnte bei Verwendung der äußeren Abschirmung 40 an einer Röhre mit herkömmlicher Innenabschirmung immer noch eine verbesserte Entmagnetisierungswirkung erzielt werden. Jedoch ist trotz verbesserter Leistung jede dieser möglichen Ausführungen nach wie vor mit einem oder mehreren der eingang^ genannten Nachteile behaftet, die bei Anwendung der kombinierten Konstruktion gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vermieden werden.

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Claims

Patentansprüche

(j_.^/Kathodenstrahlröhre, in deren Kolben ein Elektronenstrahlsystem, im Abstand von diesem ein Bildschirm und zwischen diesem und dem Elektronenstrahlsystem eine Lochmaske angeordnet sind, gekennzeichnet d urch eine mit der Lochmaske (34) verbundene magnetische Innenabschirmung (44), die an von der Lochmaske entfernter Stelle eine Öffnung (50) mit zwei gegenüberliegenden, in Richtung zur Lochmaske sicherstreckenden Schlitzen aufweist und zusammen mit zwei auf der Außenseite des Kolbens (12) befestigten Magnetstreifen (40), deren jeder mit seinen Enden bei der Innenabschirmung auf beiden Seiten je eines der Schlitze angeordnet und von einer Entmagnetisierungsspule (42) umgeben ist, einen magnetischen Kreis bildet, in dem durch die Entmagnetisierungsspulen ein magnetischer Eluß induzierbar ist.
2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Magnetstreifen (40) über den entsprechenden Schlitz der Innenabschirmung (44) hinübergreift.

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