DE2511758A1 - Farbbildroehre - Google Patents

Description

DIN. 7*173

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"Farbbildröhre".

Die Erfindung bezieht sich auf* eine

Farbbildröhre, die in einer evakuierten Umhüllung Mittel zum Erzeugen mindestens zweier Elektronen-trahlen enthält, welche Mittel mindestens eine Elektrode enthalten, die mit einer zu der Röhrenachse exzentrischen Öffnung zum Durchlassen eines Elektronenstrahls versehen ist.

Derartige Farbbildröhren sind bekannt.

Die Mittel zum Erzeugen der Elektronenstrahlen können entweder aus einem Gebilde einzelner zu einer Einheit zusammengebauter Elektronenstrahlerzeugungssysteme

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oder aus einem Gebilde von Elektronenstrahlerzeugungs-Bystemen bestehen, in dem bestimmte entsprechende Elektroden eine aufeinander angepasste Konstruktion bilden. Mit entsprechenden Elektroden sind hier diejenigen Elektroden gemeint, die bei der Erzeugung der Elektronen—tr-ahl en eine entsprechende Funktion erfüllen.

Die Elektronenstrahlen sind auf einen

Bildschirm gerichtet, auf dem gemäss einem bestimmten Muster in verschiedenen Farben aufleuchtende Stoffe angebracht sind, derart, dass jeder Elektronenstrahl Gebieten einer bestimmten Farbe zugeordnet ist. Die Achsen der Elektronenstrahlen konvergieren zu dem Bildschirm hin. Auf bekannte Weise wird die Earbauswahl mittels einer in geringer Entfernung von dem Bildschirm in der Röhre montierten Lochplatte erhalten, die als Lochmaske oder Farbauswahlelektrode bezeichnet wird.

Zum Konvergieren der -Elektronenstrahl·!! sind verschiedene Möglichkeiten bekannt. So kann z.B« die Konvergenz vollständig mit Hilfe elektrischer und/oder magnetischer Felder erzielt werden. Eine weitere Möglichkeit ist, dass die gewünschte Konvor-

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genz teilweise durch eine konvergierende Lage der Elektronenstrahlerzeugungssysteme selbst erhalten wird, während diese Konvergenz mit Hilfe elektrischer und/oder magnetischer Mittel zu der gewünschten Konvergenz ergänzt wird.

Mit den Mitteln der in den obenstehenden Beispielen angegebenen Art kann die "statische Konvergenz", d.h. die Konvergenz der Elektronenstrahlen, wenn diesem auf die Mitte des Bildschirmes gerichtet sind, eingestellt werden. Beim Abtasten des Bildschirmes soll, auch infolge dex· geringen Krümmung dieses Schirmes, die Konvergenz der Elektronenstrahlen an die Stelle angepasst werden, an der diese Strahlen auf den Bildschirm auftreffen. Die dazu benötigte Korrektur wird manchmal als "dynamische Konvergenz" bezeichnet. Es ist einleuchtend, dass bei einer flaschen Konvergenz von einer befriedigenden Farbwiedergabe nicht die Rede sein kann, weil in diesem Falle die von den Elektronenstrahlen getroffenen aufleuchtenden Gebiete keinen richtigen Farbeindruck ergeben.

Die Anmeldering hat gefunden, dass mit

den bekannten Farbbildröhren nicht immer befriedigende Ergebnisse erzielt werden. Namentlich wurde gefunden,

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dass sich die Konvergenz der Elektronenstrahlen, tortz einer richtigen Einstellung der statischen und der dynamischen Konvergenz, nach dem Inbetriebsetzen der Röhre mit der Zeit ändert.

Die Erfindung bezweckt, eine Farbbildröhre zu schaffen, in dex¹ dieser unerwünschte Effekt in erheblich geringerem; Kasse auftritt.

Nach der Erfindung ist eine Farbbildröhre der. eingangs erwähnten Art dadurch gekennzeichnet, dass die Exzentrizität einei" öffnung in einer Elektrode in bezug auf die Rölrrenachse durch einen Werkstoff bestimmt wird, dessen linearer Ausdehnungskoeffizient niedriger als 80 . 10 '/'C ist.

Der Erfindung liegt die durch Untersuchungen erworbene Erkenntnis zugrunde, dass der Verlauf der Konvergenz der Elektronenstrahlen durch eine infolge thermischer Effekte auftretende Änderung in einer in bezug auf die Röhrenachse exzentrischen Lage einer sich in einer Elektrode befindenden Öffnung zum Durchlassen eines Elektronenstrahls herbeigeführt wird. Die auf diese Weise herbeigeführte Konvergenzverschiebung isti:nur· noch mit¹ einer Verschiebung des von dem betreffenden Elektronenstrahl auf dem Bild-

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schirm erzeugten Auftreffflecks gepaart.

In dem Falle, in dem die Mittel zum

Erzeugen der Elektronenstrahlen ans einem Gebilde einzelner zu einex¹ Einheit zusammengebauter Elektronen— s trahlor zeugimgs s y steine bestehen, ist es üblich, die Lage der zusammen ein Erzeugungssystem bildenden Elektroden mittels einer Anzahl von Stützgliedern zu fixieren, die einerseits an den genannten Elektroden und andererseits in aus einein elektrisch isolierenden Werkstoff 'bestehenden Montagegliedern befestigt sind. Eine Verschiebung einer Elektrode in bezug auf die' Röhrenachse infolge einer thermischen Ausdehnung der genannten Stützglieder wird hier erheblich herabgesetzt, wenn nach der Erfindung diese Stützglieder aus einem Werkstoff bestehen, dessen linearer Ausdehnungs-

— 7 koeffizient niedriger als 80 . 10 /C ist. Mit anderen Worten: Die Exzentrizität einer sich in dieser Elektrode befindenden Öffnimg in bezug auf die Röhrenachse wird durch einen Werkstoff bestimmt, dessen linearer Aus-

-7 dehnungskoeffizient niedriger als 80 . 10 /⁰C ist.

Es ist nicht notwendig, alle Stützglieder aus einem Werkstoff mit einem niedrigen Ausdehnungskoeffizienten herzustellen. Es ist bereits

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genügend, diese Massiiabinen für diejenigen Elektroden zu treffen, die in sehr geringer Entfernung von den auf einer hohen Temperatur zu betreibenden Kathoden liegen» Vorzugsweise bestehen denn auch nach der Erfindung die Stütsglieder der Steucrolektroden aus einem Werkstoff dessen linearer Ausdehnungskoeffizient niedriger als 80 ·.· 10~⁷/°C ist.

Nichtbeschranken.de Beispiele von Werkstoffen, die für den mit der Erfindting angestrebten Zweck geeignet sind, sind Legierungen von Eisen und Nickel mit 30 - ^fO °p Nickel und Legierungen von im wesentlichen Eisen, Nickel und Kobalt mit 28 - 30 Gew. ^ Nickel und 10-20 Gew.^ Kobalt.

Die Erfindung wird nachstehend beispiels weise an Hand·'der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Gebilde dreier Elektronenstrohlerzeugungssysteme nach der Erfindung, das in einer Kathodenstrahlröhre untergebracht ist, deren'Umhüllung nur teilweise dargestellt ist;

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Gebilde von Steuerelektroden nach Fig. 1, und

Fig. 3 für drei vergleichbare Fälle die Verschiebung der äusseren Steuerelektroden in

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bezug auf die zwischenliegende Steuerelektrode bei einer Temperaturänderung von 20⁰C bis zu etwa 200°C.

In Fig. 1 ist dev Halsteil samt einem

Teil des Bildschirmes einer Kathodenstrahlröhres nach der Erfindung dargestellt. In dem Hals 1 befindet sich ein Gebilde dreier Elektronenstrahlerzeugungssysteme zum Erzeugen dreier Elektronenstrahlen, deren Achsen 13» 1^ und 15 in einer Ebene liegen. Jedes Elektronenstrahlerzeugungssystem enthält,.längs einer Achse zentriei-t, eine Beschleunigungselektrode 2, eine Fokussierelektrode 3» eine Anode h und eine Steuerelektrode 5· Innerhalb jeder Steuerelektrode ist eine indirekt heizbare Kathode montiert, die gegen diese Elektrode elektrisch isoliert ist und von der in der Zeichnung nur die Zufuhrleiter sichtbar sind. Das Gebilde von Elektronenstrahlerzeugungssystemen ist in dem Röhrenhals mittels eines auf den Elektroden 2 befestigten Zentrierzylinders 8 zentriert, der mit zwei Kontaktfedern 9 und drei Zentrierfedern 10 versehen ist. Die Kontaktfedern 9 bilden einen Kontakt mit einer auf der Innenseite der Röhre angebrachten elektrisch leitenden Schicht 11, während die Zentrierfedern zugleich als Dämpfungsfedern zur Vermeidung von

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Mikrophonie dienen. Das Gebilde ist mit Hilfe von Befestigungsstiften 12, die in gläserne Montageglieder 7 eingeschmolzen sind, an einer Anzahl in die Verschlussplatte dos Halses eingeschmolzener Stifte befestigt. Diese in dei" Zeichnung nicht dargestellte Verschlussplatte enthält ausserdem die Durchführungsstife zum elektrischen Anschiiessen der verschiedenen Elektroden. Jede Elektrode ist mit Stützgliedern 6,6^X versehen, deren freie Enden in die vorgenannten Montageglieder 7 eingeschmolzen sind. Insgesamt werden vier solcher Montageglieder verwendet, aber der Deutlichkeit halber sind in der Zeichnung nur zwei dieser Glieder dargestellt.

Bisher war es üblich, alle Stützglieder, einschliesslich der Stützglieder der Steuerelektroden, aus Chrom-Nickel-Stahl herzustellen. ¥egen ihrer nicht-magnetischen Eigenschaften wurde dazu eine Legierung aus etwa 18 Gew.$ Chrom,' 12 Gew.$ Nickel und 70 Gew.^ Eisen verwendet. Es hat sich aber herausgestellt, dass die Anwendung von Stützgliedern aus Chrom-Nickel-Stahl zu einer unzulässigen Konvergenzverschiebung der Elektronenstrahlen»nach dem"Inbetriebsetzen der Röhre führt. Versuche haben ergebenj

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dass bei einer auf einer Temperatur von etwa 80O⁰C betriebenen Kathode die Temperatur der Stützglieder der Steuerelektroden auf etwa 200⁰C ansteigen kann. Die infolgedessen auftretende thermische Ausdehnung der Stülzglieder ergibt eine Verschiebung der¹ äusseren Steuerelektrode!! in bezug auf die zwischenliegende Steuoi'ol ektrode. Um diese Verschiebung herabzusetzen, bestehen die Stützg3.ieder 6^!, mit deren Hilfe die Steuerelektrode!! 5 fixiex't sind, aus einer Legierung von Eisen und Nickel mit 36 Gew.fo Nickel. Eine derartige Legierung, die unter der Bezeichnung "Invar" käuflich erhältlich ist, weist einen linearen Aus-

— 7 dehnuxigskoef f izlenten von etwa 20 . 10 /C gegenüber einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von etwa 16o . 10 /⁰C des vorgenannten Chrom-Nickel-Stahls auf. Die übrigen Stützglieder 6 können wegen ilrres grösseren Abstandes von der Kathode aus Chrom-Nickel-Stahl bestehen.

In der Zeichnung ist veranschaulicht,

wie die Elektronenstrahlen bei einer richtigen Konvergenz auf den Bildschirm 17 auftreffen. Die Achsen 13, lh und 15 der Elektronenstrahlen schneiden sich in nahezu einem Punkt auf dem Bildschirm 17· Di© Farb-

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auswahl wird mit Hilfe einer in geringer Entfernung von dem Bildschirm in der Röhre montierten Lochmaske 18 erhalten. Die von der Lochmaske durchgelassenen Strahlen treffen auf eine Kombination von in den Farben Rot, Grün und Bläu aufleuchtenden Leuchtstoffgebieten R, G bzw. B auf. Diese Leuchtstoffgebiete sind gemäss einem Linienmuster· auf dem Bildschixun angebracht und werden nacheinander von den Elektronenstrahlen getroffen, wobei ein in der Zeichnung schematisch dargestelltes System -\ £ die Röhrenachse koaxial umgebender Spulen die Ablenkung der Elek- tronBiisti'ahlen in zwei zueinander senkrechten Richtungen bewirkt.

Die Erfindung wirkt sich am günstigsten bei einem Gebilde von Elektroiienstrahlerzeugur.igssystemen der obenbeschriebenen Art aus, aber sie beschränkt sich keinesweges auf ein solches Gebilde. Die Erfindung kann auch in Gebilden verwendet worden, in denen die Elektronenstrahlerzeugungssysteme eine andere als die oben angegebene Konfiguration, wie z.B. eine Konfiguration bilden, bei der die Elektronenstrahlerzeugungssysteme an den Eckpunkten eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind.

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Fig. Z ist eine Draufsicht auf das

Gebilde von Steuerelektroden, das einen Teil des in Fig. 1 dargestellten Gebildes von Elektronenstrahlerzeugungssystemen bildet. Die Stützglieder 6' sind durch Punktschweissen auf den Steuerelektroden 5 befestigt, während die freien Enden diesel" Stützglieder in die vier gläsernen Montageglieder 7 eingeschmolzen sind. Die Verschiebung der äusseren Elektroden in bezug auf die zwischenliegende Elektrode ist für eine Anzahl vergleichbarer Fälle gemessen, in denen die Stützglieder 6' jeweils aus einem anderen Werkstoff bestanden. Die Ergebnisse dieser Messungen sind in Fig. 3 dargestellt, Als Ordinate ist die Verschiebung in Mikrons einer Öffnung 19 in einer äusseren Elektrode 5 in bezug auf die Öffnung 19' in der in der Mitte liegenden Elektrode aufgetragen. Die Messungen sind für drei Fälle durchgeführt, und zwar A, B und C, wobei in dem Falle A die Stützglieder aus Chrom-Nickel-Stahl mit einem Ausdehnungskoeffizienten von etwa 16O . 10 /⁰C bestehen, während sie in dem Falle B aus einer Legierung von Eisen, Nickel und Kobalt mit 28 - 30 Gew.$ Nickel und 18-20 Gew.# Kobalt mit einem Ausdehnungskoeffizienten von etwa

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50 . 10 /⁰C und in dem Falle C aus einer egierung von Eisen und Nickel mit j6 Gew. ^ Nickel mit einem Ausdehmmgskoeffizienten von etwa 20,.10 /^CC bestellen. Nachdem die Stützglieder eine Temperatur von etwa 200⁰C angenommen haben, beträgt die Verschiebung der ausseren Elektroden in bezug auf die in der Mitte liegende Elektrode durchschnittlich 35 /um im Falle A, 15 /um im Falle B und 4,5 /um im Falle C. Die entsprechende "Verschiebung des Auftreffflecks der Elektronenstrahlen auf dem Schirm ist, wie gefunden wurde, etwa um einen Faktor 10 grosser, was für den Fall A also auf eine Verschiebung von 0,35 mm hinauskommt; dies ist unannehmbar. Die günstigsten Ergebnisse werden erzielt, wenn die Stützglieder 6' aus der vorgenannten Eisen-Nickel-Legierung bestehen, die unter der Bezeichnung "Invar" käuflich erhältlich ist.

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Claims (3)

PA ΤΕΝΤΑ N S PI iÜCITE:

1.) Farbbildröhre, die in einer evakuierten

Umhüllung Mittel zum Erzeugen mindestens zweier Elektronenstrahl, en enthält, die mindestens eine Elektrode enthalten, die mit einer zu der Röhr enach.se exzentrischen UfFiJUiIg zum Durchlassen eines Elektronenstrahls versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzentrizität der genannten Öffnung in bezug auf die Röhrenachse durch einen Werkstoff mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von weniger als 80 J 10 /°C bestimmt vird.

2. Farbbildröhre nach Anspruch 1, in der

die genannten Mittel zum Erzeugen eines Elektronenstrahls eine Anzahl von Elektroden enthalten, unter denen mindestens eine Steuerelektrode, welche Elektroden in bezug aufeinander mittels an diesen Elektroden befestigter Stützglieder positioniert sind, deren freie Enden in aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff bestehenden Montagegliedern befestigt sind, dadurch^gekennzeichnet, dass wenigstens die Stützglieder für die genannte Steuerelektrode aus einem Werkstoff mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von weniger als 80 _v 10 /^eC bestellen.

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3. Farbbildröhre nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Werkstoff mit einem niedrigen linearen Ausdehnungskoeffizienten aus einer Legierung von Eisen und Nickel mit 30 - 4θ Geν« ^cp Ki elco 1 bes t eht.

k. Farbbildröhre nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Werkstoff mit einem niedrigen Ausdehnungskoeffizienten aus einer Legierung von Eisen, Nickel und Kobalt mit 28 - 30 Gev.$ Nickel und 18 - 20 Gew. ^ Kobalt besteht. 5. Farbbildröhre nach einem der vorstehenden

Ansprüche, die in einer evakuierten Umhüllung Mittel zum Erzeugen dreier Elektronenstrahlen enthält, deren Achsen in einer Ebene oder wenigstens nahezu in einer Ebene liegen.

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