DE2742751A1

DE2742751A1 - Verfahren zum montieren einer systemanordnung im hals einer kathodenstrahlroehre

Info

Publication number: DE2742751A1
Application number: DE19772742751
Authority: DE
Inventors: Jawdat Ibrahim Nubani; Walter Robert Rysz
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1976-09-22
Filing date: 1977-09-22
Publication date: 1978-03-23
Also published as: FR2365875A1; PL200992A1; CA1080789A; MX145790A; US4031597A; FR2365875B1; JPS583574B2; BR7706258A; PL113206B1; CS199710B2; SU1122240A3; JPS5339056A; IT1087355B; GB1585605A

Description

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RCA 70886 2 _—ρ

«pi.-Ing. Wolfgang Hausier 8 Munchan 88, Poetfach 880888

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

Verfahren zum Montieren einer Systemanordnung im Hals einer Kathodenstrahlröhre

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie betrifft allgemein ein neues Verfahren zum Montieren der Systemanordnung im Hals einer Kathodenstrahlröhre.

Die meisten Kathodenstrahlröhren werden zum Vorführen von Videobildern verwendet,beispielsweise in Vorführeinrichtungen für Fernseh-,Radar- und Computergeräte. Eine für derartige Anwendungsfälle verwendete Röhre umfaßt einen Kolben, welcher ein Frontplattenpanel mit einem Bildfenster hat, das einen Lumineszenzschirm an seiner inneren Oberfläche abstützt, einen Hals, welcher eine Systemanordnung umgibt und abstützt, sowie einen Kolbenkonus, welcher den Hals mit dem Panel verbindet. Während der Herstellung werden der Schirm,

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das Fenster und der Kolbenkonus zusammengebaut und anschliessend wird die Systemanordnung, welche einen scheibenförmigen Glasfuß umfaßt, in den Hals eingeschmolzen. Der zuletzt genannte Verfahrensschritt wird als Systemanschmelzen bezeichnet.

Die Systemanordnung umfaßt wenigstens eine Elektronenstrahl-Erzeugungseinrichtung und projiziert wenigstens einen Elektronenstrahl gegen den Lumineszenzschirm, um diesen zum Leuchten anzuregen, wenn die Röhre in Betrieb ist. Die Systemanordnung kann ferner Anschläge oder Kolben-Abstandshalter, welche als federartige Finger ausgebildet sind, an dem gegenüberliegenden Ende der Systemanordnung vom Glasfuß aus zum Abstützen dieser gegen den Hals aufweisen. Die Systemanordnung kann außerdem ein Antennengetter aufweisen, welches einen an einem Ende einer langen, flachen Feder befestigten Getterbehälter umfaßt, die ihrerseits mit ihrem anderen Ende an der Systeraanordnung befestig ist. Die Feder drückt den Getterbehälter gegen die Innenwand des Kolbenkonus.

Der Kolbenkonus ist am größten Teil seiner inneren OberfSche mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung versehen, welche gewöhnlich Graphit und ein Bindemittel für diesen enthält. Die an der Innenseite des Kolbenkonus angebrachte Beschichtung erstreckt sich unterhalb des Getterbehälters und der Kolben-Abstandshalter bis herab zur Elektronenstrahl-Erzeugungseinrichtung oder den -einrichtungen. Die innere Oberfläche des Halses gegenüber den Einrichtungen ist gewöhnlich durch nacktes Glas gebildet, jedoch zuweilen besitzt ein Teil oder die Gesamtheit dieser inneren Oberfläche eine mit elektrischem Widerstand behaftete Beschichtung.

Während des Systemanschmelzens wird die Panel-Kolbenkonus-Anordnung, d.h. der Zusammenbau aus Panel, Schirm, Kolbenkonus mit Beschichtung an seiner inneren Oberfläche und Hals, in einer Halterung angeordnet. Das Antennengetter und die Kolben-Abstandshalter werden herabgedrückt und von Hand nach innerhalb

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und nahe dem offenen Ende des Halses eingefügt. Danach werden die Fußzuleitungen und Füße an einem Montierstift angeordnet und die Systemanordnung wird in Drehrichtung mit Bezug auf den Schirm orientiert. Jetzt wird die Systemanordnung in den Hals in Richtung auf den Schirm bis zu dem gewünschten Abstand von diesem eingeschoben, während die Orientierung der Systemanordnung in Drehrichtung beibehalten wird. Das Systemanschmelzen wurde bereits früher beschrieben, beispielsweise in den US-Patentschriften 3 807 006 und 2 886 336.

Während der Schritte des Einfügens und des Einschiebens der Systemanordnung in Richtung auf den Schirm gleiten der Getterbehälter und die Kolben-Abstandshalter zunächst an der nackten Glasoberfläche des Halses und danach auf der innen am Kolbenkonus angebrachten Beschichtung. Man nimmt an, daß kleine Materialteilchen während dieses Schritts gelöst werden, und in einigen Fällen werden diese Teilchen an der Glasoberfläche und/ oder an der Kolbenkonusbeschichtung gebunden und zerkratzen die darunter befindliche Oberfläche. Jegliche erzeugten Teilchen sind in der Röhre unerwünscht, zumal sie verschiedene Probleme während des Betriebs der fertiggestellten Röhre herbeiführen können. Leitende Teilchen, insbesondere im Halsbereich,können Stellen bilden, von welchen Lichtbögen hoher Spannung ausgehen können. Isolierende Teilchen bilden, wo sie sich auch immer in der Röhre befinden, Stellen, an welchen sich eine elektrostatische Ladung ansammeln kann, wodurch örtliche elektrostatische Felder erzeugt werden, die mit dem Kathodenstrahlbündel oder den -bündeln zusammentreffen können. Ferner können Kratzer an der nackten Glasfläche ein Zerbrechen des Glases während der nachfolgenden thermischen Zyklen bewirken.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und wirksames Verfahren zum Einschmelzen einer Systemanordnung im Hals einer Kathodenstrahlröhre zu schaffen, welches nicht die Nachteile der bekannten Verfahren aufweist.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff

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des Anspruchs 1 erfindungsgemäß durch dessen Kennzeichenmerkmale gelöst. Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 5·

Demnach wird also bei einem Systemanschmelzverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung die innere Oberfläche des Halses mit einem Film aus verdampfbarem organischem Material, wie beispielsweise Polyvinylalkohol, beschichtet. Danach wird die Systemanordnung in den Hals eingefügt, bis zu ihrer vorgegebenen ausgerichteten Stellung in diesem verschoben und an den Hals angeschmolzen. Nach dem Einschmelzen wird der Film verdampft. Vorzugsweise ist der Film dünn und das organische Material ist verdampfbar,wenn es in Luft auf Temperaturen unterhalb etwa 4-00⁰C erwärmt wird, so d?ß es durch Ausheizen im gewöhnlichen Röhrenherstellverfahren leicht entfernbar ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Fließdiagramm zur Veranschaulichung des erfindungsgemfißen Verfahrens, welches ein Beschichten der inneren Oberfläche des Halses einer Kathodenstrahlröhre vor dem Anschmelzen der Systemanordnung im Hals der Kathodenstrahlröhre umfaßt,

Fig. 2 einen teilweise schematisierten Aufriß eines Teils einer Fördereinrichtung, an welcher die Hälse einer Reihe von Kathodenstrahlröhren durch Eintauchen beschichtet werden,

Fig. 3 einen teilweisen Längsschnitt eines Halses zu dem Zeitpunkt, in welchem die Systemanordnung gerade in die endgültige Stellung darin eingeschoben wird, und

Fig. 4- einen Schnitt 4—4- aus Fig. 3,

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X-

Eine detaillierte Beschreibung einer Kathodenstrahlröhre und des Verfahrens zum Anschmelzen der Systemanordnung in dieser braucht hier nicht gegeben zu werden, zumal diese Einzelheiten bereits im Stand der Technik beschrieben sind, beispielsweise in den oben genannten Patentschriften 3 807 006 und 2 886 336. Jedoch soll das Verfahren nachstehend anhand der Figuren 1 bis 3 kurz beschrieben werden.

Ein Lumineszenzschirm wird an der inneren Oberfläche eines Frontplattenpanels erzeugt. Im Falle eines Dreifarben-Schirms für eine Farbfernseh-Bildröhre können die lumineszenten Bildelemente durch Fotoniederschlagung erzeugt werden, wonach eine spiegelnde Metallschicht, wie beispielsweise eine Aluminiumschicht, darauf niedergeschlagen wird. Die innere Oberfläche eines Kolbenkonus mit einem daran angeschmolzenen Hals wird selektiv beschichtet mit einer inneren elektrisch leitenden Schicht, welche beispielsweise Graphit, Eisenoxyd und ein Silikatbindemittel aufweisen kann. Danach wird das Panel an den Kolbenkonus angeschmolzen beispielsweise mit einer entglasenden Glasmasse, wie im Stand der Technik bekannt. Die sich ergebende Panel-Kolbenkonus-Anordnung ist nun bereit für das Systemanschmelzen.

Die innere Oberfläche des Halses 19 der Röhre wird jetzt mit einem Film aus verdampfbarem Material beschichtet, wie durch den Kasten 11 in Fig. 1 veranschaulicht. Bei dem bevorzugten, in Fig. 2 gezeigten Beschichtungsverfahren werden Röhren 21 in einer Reihe mit nach unten gerichtetem Hals 19 an Halterungen 23 eines Hängeförderbandes 25 angehängt. Gemäß Fig. 2 bewegen sich die Halterungen 23 von links nach rechts in Richtung des Pfeils 26. Ein offener Tauchbehälter 27, welcher eine wässri ge Lösung 28 von Polyvinylalkohol (mit 0,5 Gewichtsprozent-Konzentration) enthält, ist an einer Station längs des Förderers 25 angeordnet. Der Förderer 25 taucht jeweils den Hals 19 der Röhre 21 hinab in die Emulsion bis zur gewünschten Tiefe. In einer praktischen Ausführungsform des Verfahrens bleibt der Hals für etwa 10 Sekunden untergetaucht, und danach hebt der Förderer 25 den Hals 19 aus der Lösung 28 heraus und geht über

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einem Nachtropfbehälter entlang, wo sich der Hals 19 mittels der Schwerkraft von der überschüssigen Lösung abtropfen kann. Die auf dem Hals 19 zurückbleibende Beschichtung läßt man dann auf dem Weg zur Systemanschmelzmaschine an der Luft trocknen. Der Trocknungsvorgang kann durch Wärme und/oder eine erzwungene Luftströmung beschleunigt werden, falls erwünscht.

An der (nicht dargestellten) Systemanschmelzmaschine wird die Panel-Kolbenkonus-Anordnung auf einer drehbaren Einrichtung angeordnet, wie sie beispielsweise in der oben genannten US-Patentschrift 3 807 006 dargestellt ist. Die Systemanordnung wird in den Hals 19 der Röhre 21 gedrückt, an einem (nicht dargestellten) Befestigungsstift positioniert und in Drehrichtung mit Bezug auf den Schirm orientiert. Die Systemanordnung weist einen Konvergenzbecher 31 und an diesem angebrachte Kolben-Abstandshalter 33 (federartige Finger) auf, wie in Fig. 3 gezeigt. Die Systemanordnung weist ferner ein Antennengetter auf, welches eine an einem Ende 37 des Konvergenzbechers 31 befestigte Blattfeder 35 enthält, an deren anderem Ende 4-1 ein Getterbehälter 39 befestigt ist. Am Boden des Getterbehälters 35 sind schlittenartige Füße 4-3 befestigt, wie in den Figuren 3 und4- gezeigt.

Nachdem die Systemanordnung in Drehrichtung orientiert wurde, wird sie innerhalb der Innenwand 4-5 der Röhre 21 in Richtung auf den Pfeil 4-7 eingeschoben. Dieser Schritt ist durch den Kasten 13 in Fig. 1 angedeutet. In diesem Herstellstadium weist der Hals 19 eine Erweiterung 4-9 auf, um eine Aufnahme der Systemanordnung und insbesondere des Getterbehälters 39 und der Kolben-Abstandshalter 33 im Hals 19 zu erleichtern. Sämtliche federartigen Teile werden dabei nach außen gegen die Innenwand 4-5 des Halses 19 durch den Federdruck gedrückt. Während die Systemanordnung in Richtung des Pfeils 4-7 bewegt wird, gleiten die Füße 4-3 und die Kolben-Abstandshalter 33 an der Innenwand 45 des Halses 19 und danach an der leitenden Beschichtung 51. Die Kombination des nach außen gerichteten Drucks und des Gleitens erzeugt bei dem bekannten Einfügverfahren gewöhnlich eine merkliche Anzahl von Materialteilchen und zuweilen Kratzern an

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den Oberflächen. Jedoch werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dank der Anwesenheit des Films aus organischem Material die Oberflächen nicht zerkratzt und nur sehr wenige oder gar keine Materialteilchen werden erzeugt. Ferner wird auch ein Zerbrechen des Glases während der nachfolgenden Wärmezyklen aufgrund von Kratzern im Glas auf ein Minimum reduziert.

Wenn sich die Systemanordnung in ihrem gewünschten Abstand und der gewünschten Orientierung in Drehrichtung mit Bezug auf den Schirm befindet, wird die Systemanordnung an ihrem Glasfußabschnitt an den Hals 19 angeschmolzen und das überschüssige Glas-Halsmaterial, welches die Erweiterung 4-9 umfaßt, wird entfernt, wie durch den Kasten 15 in Fig. 1 angedeutet. Danach wird die Röhre ausgeheizt und evakuiert, wie beispielsweise in der US-Patentschrift 3 922 04-9 beschrieben, und schließlich gegen die Atmosphäre versiegelt. In einem beispielsweisen Ausheiz-Evakuier-Zyklus erreicht der Hals die Temperatur von etwa 36O°C und befindet sich für etwa 5 bis 6 Minuten bei oder über 335⁰O. Während dieser Zeitdauer wird jeglicher im Hals 19 zurückbleibender Film verdampft, wie durch den Kasten 17 in Fig.1 angedeutet. Danach werden die Elektroden der versiegelten Röhre verschiedenen elektrischen Behandlungen unterworfen, wie beispielsweise den in der US-Patentschrift 3 966 287 beschriebenen. Während derartiger elektrischer Behandlungen wird normalerweise bei den Röhren gemäß dem Stand der Technik eine beträchtliche Lichtbogenbildung beobachtet, und die Lichtbogenzahl (Anzahl von Lichtbogen pro Röhre) betrachtet man als Maß für die Röhrenstabilität. Demgegenüber weisen Röhren, welche nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt sind, eine niedrigere Lichtbogenanzahl auf und werden als elektrisch stabiler bezeichnet als Röhren, die ohne das Beschichten des Halses hergestellt sind. Bei einer Gruppe von Tests fiel die durchschnittliche Lichtbogenanzahl über 72 Stunden von 11,5 auf 2,3 für 25 V - 11O°-Delta-Strahlerzeugungsröhren und von etwa 16,9 auf 3,8 für 25 V - 110°-Reihen-Strahlerzeugungsröhren ab.

Das erfindungsgemäße Verfahren wurde beschrieben mit Eintauchen

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des Halses der Röhre in eine Lösung von 0,5 Gewichtsprozent Polyvinylalkohol. Jedoch kann jedes Beschichtungsverfahren verwendet werden, beispielsweise auch Aufsprühen oder Strömungsbeschichten. Auch die Konzentration des fumbildenden Materials in der Formulierung der Beschichtung ist nicht kritisch. Im Falle von Polyvinylalkohol kann die Lösung 0,1 bis 1,0 Gewichtsprozent Polyvinylalkohol enthalten. Es ist bevorzugt, daß der organische Film so dünn wie möglich ist, so daß die Menge des zu verdampfenden Materials und die Menge des Rückstandes auf ein Minimum reduziert werden.

Jedes organische filmbildende Material, welches durch Verdampfen bei Temperaturen unterhalb etwa 4-00⁰C entfernbar int und keinen Rückstand hinterläßt oder einen Rückstand hinterläßt, welcher in einem Vakuum chemisch stabil ist, kann verwendet werden. Polymere, wie beispielsweise Polyvinylazetat, werden bevorzugt. Jedoch andere organische filmbildenden Materialien, wie beiaielsweise akrylische langkettige Fettsäuren, organische Seifen, Olykole und Polyglykole,können verwendet werden. Es ist vorgeschlagen worden, daß das filmbildende Material schmierfähig sein sollte. Jedoch stand dieses Merkmal weder mit der verringerten Anzahl von erzeugten Materialteilchen oder der verringerten Lichtbogen- oder Funkenanzahl in Wechselbeziehung. Die Beschichtung sollte sich über die gesamten Flächen des Halses erstrecken, über welchen der Getterbehälter und die Kolbenabstandshalter gleiten. Diese Flächen können einen Teil der Kolbenkonus-Beschichtung umfassen.

Der Film kann während des Ausheiz— und —Evakuierungs-Zyklus verdampft werden, wie oben beschrieben. Andererseits kann der Film auch während des Schritts des Anschmelzens des Glasfußes der Systemanordnung an den Hals der Röhre verdampft werden. Dies erreicht man einfach durch Vorsehen einer Hilfserhitzungseinrichtung an der Anschmelzmaschine, um den Hals auf die gewünschte Temperatur zu bringen. Schließlich kann der Film aber auch in einem separaten Erhitzungsschritt zwischen den Schritten des Systemanschnelzens und des Ausheizens—und—Evakuierens verdampft werden. 809812/1030

-Χ/fo

Es ist zwar grundsätzlich bekannt, die äußeren Oberflächen von Glasbehältern zu beschichten, um ihren Widerstand gegen Zerkratzen zu verbessern (vgl. beispielsweise die US-Patentschriften 3 441 399 und 3 801 361>. Bei den aus diesen Literaturstellen bekannten Verfahren werden im wesentlichen bleibende Beschichtungen verwendet, deren Zweck es ist, Kratzer zu verhindern, welche leicht vom bloßen Auge gesehen werden können. Das erfindungsgemäße Verfahren reduziert die Kratzer an inneren Oberflächen, wobei die Kratzer wesentlich kleiner sind als die, um welche es sich in den vorstehend genannten Patentschriften handelt. Diese sehr kleinen Kratzer sind mehr Oberflä-

mit bloßem Auge chenstorungen und bestenfalls/ sichtbar. Jedoch, wenn sie auch klein sind, können sie eine große Wirkung haben, indem sie Quellen von Materialteilchen und/oder Oberflächenstellen sind, welche den Betrieb der Kathodenstrahlröhre verschlechtern können. Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Beschichtungen unterscheiden sich ferner von den bekannten Beschichtungen dadurch, daß sie keine anorganischen Bestandteile enthalten, bei Erhitzung in Luft bei Temperaturen unterhalb etwa 400⁰G verdampfbar sein müssen und keinen Rückstand bilden dürfen, welcher in einem Vakuum chemisch instabil ist.

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Claims

Ansprüche

Verfahren zum Anschmelzen einer Systemanordnung im Hals einer Kathodenstrahlröhre, welche ein Frontplattenpanel und einen darauf befindlichen Lumineszenzschirm aufweist, wobei das Verfahren die Schritte des Einschiebens der Systemanordnung in den Hals bis zu einer vorgegebenen ausgerichteten Abstandsstellung mit Bezug auf den Schirm und anschließend das Einschmelzen der Systemanordnung in den Hals umfaßt, gekennzeichnet durch Beschichten der inneren Oberfläche des Halses mit einem Film aus organischem Material, welches bei Erhitzung an der Luft bei Temperaturen unterhalb etwa 400° C verdampfbar ist, vor dem Einschiebschritt sowie Verdampfen des Films nach dem Anschmelzschritt .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Material Polyvinylalkohol ist.
3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Film durch Eintauchen des Halses in eine wässrige Lösung von Polyvinylalkohol erzeugt wird, wobei ein Abtropfen überschüssiger Lösung von dem Hals ermöglicht wird und anschließen der Rückstand zur Erzeugung des Films getrocknet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyvinylalkohol etwa 0,1 bis 1,0 Gewichtsprozent der Lösung bildet.
5. Verfahren nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyvinylalkohol etwa 0,5 Gewichtsprozent der Lösung bildet.

809812/1030 ORIGINAL INSPECTED