DE2749211A1

DE2749211A1 - Internal coating for screen of CRT - has low resistance material on insulating layer providing scratch resistance and good connection with electron beam

Info

Publication number: DE2749211A1
Application number: DE19772749211
Authority: DE
Inventors: Anthony Vincent Gallaro; George Norman William
Original assignee: GTE Sylvania Inc
Current assignee: Osram Sylvania Inc
Priority date: 1976-11-04
Filing date: 1977-11-03
Publication date: 1978-05-18
Also published as: BE860215A

Abstract

A coating for the screen of the cathode ray tube of a television comprises several layers. A high resistance coating is applied, in the form of an amorphic deposit of a homogeneous composition of a vitreous insulator with high lead content. A coating is selected from the group cadmium oxide indium oxide and copper oxide. The fusion point of the homogeneous layer is of the order 350 deg.C to 450 deg.C. A second coating is a low resistance conductor between 500 and 2000 ohms per inch. The coatings comprise a hard scratch resistant area and permit involved electrical contact between the electron beam and the screen.

Description

KATHODENSTRAHLRÖHRE MIT WIDERSTANDS-CATHODE RAY TUBE WITH RESISTANCE

SCHICHTEN KATHODENSTRAHLRÖHRE MIT WIDERSTANDSSCHICHTEN Die Erfindung betrifft eine Kathodenstrahlröhre und insbesondere eine Anordnung von drei aufeinander abgestimmten Widerstandsschichten zur Unterdrückung des schädlichen Funkentlberschlags, sowie ein Verfahren für die Aufbringung dieser Schichten. LAYERS CATHODE RAY TUBE WITH RESISTANT LAYERS The invention relates to a cathode ray tube and, more particularly, to an arrangement of three coordinated resistance layers to suppress the harmful Spark arresting, as well as a method for the application of these layers.

Der technische Fortschritt auf dem Gebiet der Kathodenstrahlröhren brachte bedeutende Verbesserungen sowohl in der Röhrenkonstruktion als in Bezug auf den Betrieb der Röhren, einschließlich einer Tendenz zur Benützung von höheren Bildschirmspannungen zusammen mit der Miniaturisierung und der gedrängten Bauweise der dazugehörigen Elektronenkanonen, die im verkleinerten Durchmesser des Halsteils untergebracht sind. Als Folge der fortschrittlichen Konstruktionsparameter wurden die Abstände zwischen den zusammengehörigen Elektrodenteilen in der Elektronenkanone reduziert. Die Winzigkeit dieser Abstände zwischen den Elektroden erhöht im Zusammenwirken mit der innerhalb der Röhre herrschenden Spannung und mit etwa vorhandenen Verunreinigungen die Wahrscheinlichkeit eines Durchschlags innerhalb des Röhrenaufbaus.The technical progress in the field of cathode ray tubes brought about significant improvements in both tube construction and relation on the operation of the tubes, including a tendency to use them from higher screen voltages along with miniaturization and crowded Construction of the associated electron guns, which are in the reduced diameter of the Neck part are housed. As a result of the advanced design parameters became the distances between the associated electrode parts in the electron gun reduced. The minute these distances between the electrodes increase in interaction with the voltage prevailing inside the tube and with any impurities that may be present the likelihood of a breakdown within the tube structure.

Es war herkömmlicherweise bei der Herstellung von Kathodenstrahlröhren üblich, auf der Innenseite des trichterförmigen Teils der Röhrenhülle eine elektrisch leitende Beschichtung anzubringen, die sich im wesentlichen vom Bereich des kathodolumineszenten Schirms bis in den vorderen Teil des anschließenden Halsteils erstreckte. Diese Beschichtung, an der im allgemeinen eine hohe positive Spannung über eine elektrische Durchführung in der Wandung des trichterförmigen Teils anliegt, dient der Zuführung einer hohen elektrischen Spannung von etwa gleicher Höhe zum Schirm und zur Anschlußelektrode der Elektronenquelle, die im Halsteil der Röhrenhülle untergebracht ist. Damit bestehen die Voraussetzungen für die Entstehung eines Funkenüberschlags zwischen der Anschlußelektrode und der benachbarten Elektrode mit niedrigerer Spannung in der Elektronenkanone, insbesondere in Gegenwart von erschwerenden Umständen wie zum Beispiel Sublimationsniederschlägen, Fremdkörpern und winzigen Vorsprüngen, die sich in die Ztrischenräume zwischen den Elektroden erstrecken. Obwohl bei der Röhrenherstellung erhebliche MUhe darauf verwendet wird, die Faktoren, die zu eine. Durchschlag beitragen könnten, auf ein Minimum zu reduzieren, wird durch die Verwendung von Anodenspannungen in der Größenordnung von 30 kV und darüber das Vorhandensein von Bedingungen, die eine Bildung von Funkenüberschlag begün8tigen, zu einem äußerst wichtigen Faktor. Ein Funkenüberschlag oder Isolationsdurchschlag innerhalb der Kathoden8trahlröhre stellte stets eine unerwUn8chte Möglichkeit dar, deren Ausmaß manchmal gefährliche Stromstärken von über loo Ampere erreicht. Mit zunehmender Verwendung von Festkörperbauteilen beim Fernsehen und bei Geräten mit ähnlicher Anzeige kann ein Funkenüberschlag innerhalb der Kathodenstrahlröhre katastrophale Wirkungen auf die expfindlichen Bauteile in den außerhalb angeschlossenen Stromkreisen ausUben. Daneben kann ein Funkenüberschlag innerhalb der Röhre deren Aufbau ernstlich beschädigen und durch die Sublimierung von schädlichen Metallablagerungen auf den entsprechenden Flächen im Bereich der Elektronenkanone zu Leckstrdren führen.It has been traditional in the manufacture of cathode ray tubes usual, on the inside of the funnel-shaped part of the tube casing an electrical Apply conductive coating, which extends essentially from the area of the cathodoluminescent Umbrella extended into the front part of the adjoining neck part. These Coating on which generally a high positive voltage across an electrical Implementation in the wall of the funnel-shaped part is used for feeding a high electrical voltage of approximately the same level to the screen and to the connection electrode the electron source, which is housed in the neck part of the tube shell. So exist the prerequisites for the occurrence of a sparkover between the connection electrode and the neighboring Lower voltage electrode in the Electron gun, especially in the presence of aggravating circumstances such as the Example sublimation deposits, foreign bodies and tiny protrusions that extend into the central spaces between the electrodes. Although in the tube production Considerable effort is devoted to the factors that contribute to a. Contribute to a breakthrough could, to a minimum, is through the use of anode voltages on the order of 30 kV and above the presence of conditions that favor the formation of arcing, becomes an extremely important factor. A sparkover or insulation breakdown within the cathode ray tube always represented an unexpected possibility, the extent of which was sometimes dangerous Current strengths of over 100 amperes are achieved. With the increasing use of solid-state components with television and with devices with a similar display, a sparkover can occur within the cathode ray tube has catastrophic effects on the sensitive components in the externally connected circuits. In addition, a sparkover can occur within the tube seriously damage its structure and by sublimation of harmful metal deposits on the corresponding surfaces in the area of the Electron gun lead to leakage currents.

Durch Sauberkeit, Genauigkeit, Wachsamkeit und Sorgfalt beim Röhrenherstellungsverfahren wird laufend gegen das Eintreten von Bedingungen gekämpft, die zum Funkenüberschlag führen könnten. Dennoch können menschliche Faktoren, Sublimate bei der Verarbeitung, Fertigungstoleranzen und Verfahrens schwankungen zusammentreffen, um eine unerwünschte und erschwerende Situation zu schaffen. Es wurden Versuche mit unterschiedlicher Verwendung von Widerstandsschichten mit hohem spezifischen Widerstand auf bestimmten Bereichen des trichterförmigen Teils der Röhrenhülle angestellt. Ein solches Verfahren wird zum Beispiel von A. V. de Vere Krause im U.S.-Patent 2.829.292 beschrieben, bei dem ein Streifen einer Widerstandsschicht auf der Innenseite im Bereich des Ubergangs zwischen dem trichterförmigen Teil und dem Halsteil der RöhrenhUlle aufgebracht wird, sodaß die Stützklemmen an der Anschlußelektrode der Elektronenquelle an mehreren Stellen einen Kontakt zu der Schicht mit hohem Widerstand herstellen, um den Funkenentladungsstrom im Bereich der Elektronenkanone zu begrenzen. Es zeigte sich Jedoch bei Röhren mit hoher Anodenspannung, daß die Sttzklemmen einen punktförmigen Kontakt mit hohem Ubergangswiderstand zur Widerstandsschicht bilden, wodurch die Neigung zu starker Hitzeerzeugung im Verlauf der Röhrenfertigung entsteht, wenn an der Anode eine Vorbehandlungsspannung von 40 kV oder darüber angelegt wird. Eine solche örtliche Wärmeerzeugung kann den Aufbau einer schädlichen Feldelektronenemission, die Ionisierung und schließlich den Bruch oder eine Rißbildung der Glaswand im Halsteil verursachen. Daneben tauchten Schwierigkeiten auf, eine elektrisch leitende Beschichtung mit hohem Widerstand zu erzeugen, die gleichmäßig ausfällt, dauernd die gewUnschten elektrischen Eigenschaften aufweist und die erforderliche zähe Verbindung mit der Oberfläche der Röhrenhülle ergibt. Da die Reduzierung und Ausschaltung des Funkenüberschlags bei den heutigen Farbfernsehröhren eine stets wachsende Bedeutung annimmt, ist es ein Hauptanliegen der Röhrenhersteller, ein zweckentsprechendes und brauchbares Beschichtungsmaterial zu erzeugen, um in geeigneter Weise die möglichen Bedingungen für die Entstehung eines Funkenüberschlags innerhalb der Kathodenröhre als solcher zu steuern.Through cleanliness, accuracy, vigilance and care in the tube manufacturing process is continuously fought against the occurrence of conditions that lead to arcing could lead. However, human factors, sublimates in processing, Manufacturing tolerances and process variations coincide to an undesirable and create aggravating situation. There have been attempts with different Use of resistive layers with high resistivity on certain Areas of the funnel-shaped part of the tubular casing employed. Such a procedure is described, for example, by A. V. de Vere Krause in U.S. Patent 2,829,292, in which a strip of a resistive layer on the inside in the area of the Transition applied between the funnel-shaped part and the neck part of the tubular casing is, so that the support clamps on the connection electrode of the electron source on several Make contact to the high resistance layer to make the spark discharge current limit in the area of the electron gun. However, it was found with tubes high anode voltage, that the support terminals have a point contact with high Form transition resistance to the resistance layer, whereby the tendency to stronger Heat generation in the course of tube production occurs when a pretreatment voltage is applied to the anode of 40 kV or more is applied. Such local heat generation can construction harmful field electron emission, ionization and finally breakage or cause cracking of the glass wall in the neck part. In addition, difficulties arose to create an electrically conductive coating with high resistance, the is uniform, always has the desired electrical properties and provides the required tough bond with the surface of the tube shell. Because the reduction and elimination of arcing in today's color television tubes assumes an ever increasing importance, it is a major concern of the tube manufacturers, to produce an appropriate and usable coating material to be used in suitably the possible conditions for the occurrence of a sparkover within the cathode tube as such.

Durch die Erfindung sollen die vorgenannten Nachteile reduziert und ausgeschaltet werden, die nach dem bisherigen Stand der Technik auftreten, und es soll eine elektrisch leitende Widerstandsschicht geschaffen werden, um eine bessere Unterdrückung des FunkenUberschlags im Inneren der Kathodenstrahlröhre zu erzielen. Gleichzeitig soll die Unterdrückung des Funkenüberschlags in einer Kathodenstrahlröhre durch die Verwendung einer Anordnung von drei aufeinander abgestimmten Widerstandsschichten erzielt werden, die an der Wandung der Röhrenhülle durch ein zweckentsprechendes und wirtschaftliches Verfahren während der Röhrenherstellung aufgebracht werden.The invention is intended to reduce the aforementioned disadvantages and be turned off, which occur according to the prior art, and it an electrically conductive resistance layer is to be created to provide a better one To achieve suppression of the sparkover inside the cathode ray tube. At the same time, the suppression of the flashover in a cathode ray tube is intended by using an arrangement of three coordinated resistor layers can be achieved on the wall of the tube casing by an appropriate and economical process can be applied during tube manufacture.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Unterdrückung des Funkenüberschlags in einer Kathodenstrahlröhre eine Anordnung von drei aufeinander abgestimmten elektrisch leitenden Widerstandsschichten an bestimmten Stellen der Innenfläche der Röhrenhülle aufgebracht wird. Diese dreiteilige Anordnung umfaßt eine erste elektrisch leitende Schicht mit geringem spezifischen Widerstand, die in Umfangsrichtung auf das vordere Stück des trichterförmigen Teils der Röhrenhülle so aufgebracht wird, daß sie den Kontakt mit einer elektrischen Durchführung durch die Röhrenwandung herstellt.This object is achieved according to the invention in that for suppression arcing in a cathode ray tube is an arrangement of three on top of one another matched electrically conductive resistance layers at certain points of the Inner surface of the tube shell is applied. This three-part arrangement includes a first electrically conductive layer with low resistivity, the in the circumferential direction on the front piece of the funnel-shaped part of the tubular casing is applied so that it makes contact with an electrical feedthrough manufactures the tube wall.

Eine dauerhafte elektrisch leitende Widerstandsschicht von hohem spezifischen Widerstand ist ebenfalls in Umfangsrichtung nach hinten an die erstgenannte Schicht anschließend aufgebracht, die sich bis zum Halsteil der Röhrenhülle erstreckt. Diese Schicht mit hohem spezifischen Widerstand ist ein amorpher Belag einer homogenen Masse aus einer im wesentlichen isolierenden Glasschmelze, der mindestens ein teilchenförmiges Material zugemischt wird, das aus der Gruppe gewählt wird, zu der vorwiegend Cadmiumoxyd, Indiumoxyd und Kupferoxyd gehören.A permanent electrically conductive resistance layer of high specificity Resistance is also circumferentially rearward to the first-mentioned layer then applied, which extends to the neck portion of the tubular casing. These Layer with high resistivity is an amorphous coating of a homogeneous one A mass of a substantially insulating glass melt, which is at least one particulate Material is added which is selected from the group to which mainly cadmium oxide, Indium oxide and copper oxide belong.

Der dritte Bestandteil der Anordnung besteht aus einer zweiten elektrisch leitenden Schicht mit geringem spezifischen Widerstand von verschiedener Zusammensetzung, die eine harte, kratzfeste und teilchenfreie Oberfläche besitzt und als schmaler Streifen in Umfangsrichtung im vorderen Stück des Halsteils so aufgebracht ist, daß der vordere Abschluß des Streifens den hinteren Abschluß der mittleren Schicht mit hohem spezifischen Widerstand berührt. Dieser zweite Streifen von geringem spezifischem Widerstand bildet einen Sammelleiter, der in vorteilhafter Weise eine Verbindung ohne Punkte mit hohem Kontaktwiderstand zu den Kontaktteilen der Elektronenstrahlquelle herstellt.The third component of the arrangement consists of a second electrical conductive layer with low resistivity of different composition, which has a hard, scratch-resistant and particle-free surface and is narrower The strip is applied in the circumferential direction in the front piece of the neck part in such a way that that the front end of the strip is the back end of the middle layer touched with high resistivity. This second strip of little specific resistance forms a busbar, which advantageously creates a connection without points with high contact resistance to the contact parts of the electron beam source.

Anhand der Figur wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Die Figur zeigt einen Aufriß im Schnitt durch eine Kathodenstrahlröhre, in der eine Anordnung aus drei verschiedenen Widerstandsschichten gemäß der Erfindung verwendet wird.An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail with the aid of the figure explained. The figure shows an elevation in section through a cathode ray tube, in which an arrangement of three different resistance layers according to the invention is used.

Die Erfindung eignet sich zur Verwendung in herkömmlichen Kathodenstrahlrö-hren sowohl in Schwarz-Weiß- als in Farbfernsehanlagen und in verwandten Bildwiedergabe geräten, doch wird für die folgende Beschreibung eine Farbfernsehröhre mit Nehrloch-Schattenmaske und einer Mehrfach-Elektronenstrahlquelle verwendet.The invention is suitable for use in conventional cathode ray tubes both in black and white and in color television systems and in related image reproduction devices, but a color television tube with a pinhole shadow mask is used for the following description and a multiple electron beam source is used.

Eine Ksthodenstrahlröhre 11 mit Mehrstrahl-Elektronenquelle wird mit einer Hülle 13 dargestellt, die aus dem Hals 15, dem trichterförmigen Teil 17 und dem Bildschirm 19 zusammengesetzt ist; der Bildschirmteil und das aus einem Teil bestehende Trichter- und Halsstück wird bei der Röhrenherstellung entlang einer zusammenpassenden Fläche 21 hermetisch dicht zusammengefrittet. Ein kathodolumineszenter Bildschirm 23 mit einem verschiedenfarbigen Leuchtatoffauster wird auf der Innenfläche des Bildschirms in Form von bestimmten Streifen oder Punkten nach dem Stand der Technik gebildet. Eine Anordnung 25 mit einer Vielzahl von Löchern, in diesem Fall eine Schattenmaske, deren Öffnungen in genauer Ubereinstimmung mit dem Muster des Bildschirms angeordnet sind, wird auf der Innenseite des Bildschirms durch eine Zahl von Befestigungsteilen 27 in einer räumlichen Zuordnung zum Muster des Bildschirms ausgerichtet.A Ksthoden Ray tube 11 with multi-beam electron source is with a shell 13 is shown, which consists of the neck 15, the funnel-shaped part 17 and the screen 19 is composed; the screen part and that from one part existing funnel and neck piece is used in the manufacture of tubes along a mating surface 21 hermetically sealed together. A cathodoluminescent Screen 23 with a different colored phosphor oyster is on the inner surface of the screen in the form of certain stripes or points after formed according to the state of the art. An arrangement 25 with a plurality of holes, in this case a shadow mask, the openings of which in exact correspondence with The pattern of the screen is arranged on the inside of the screen by a number of fastening parts 27 in a spatial assignment to the pattern aligned with the screen.

Im Inneren des Halsstückes der Röhrenhülle ist als Beispiel eine teilweise im Detail dargestellte mehrstrahlige Elektronenquelle 29 untergebracht und so ausgerichtet, daß eine Zahl von Elektronenstrahlen auf der Lochmaske 25 konvergieren und danach den Jenseits derselben liegenden Bildschirm 23 beaufsohlagen.Inside the neck piece of the tubular casing is a partial one as an example multi-beam electron source 29 shown in detail housed and aligned so that a number of electron beams converge on the shadow mask 25 and thereafter on the other side of the same lying screen 23.

Es war herkömmlicherweise üblich, sowohl auf der Innenseite als auf der.Außenseite des trichterförmigen Teils der Röhre eine elektrisch leitende Beschichtung anzubringen. Diese Beschichtungen erzielen zusammen mit der dazwischenliegenden Glaswandung des Trichterteils eine kapazitive Filterwirkung, die in den Betriebsschaltungen der entsprechenden Fernseh- oder Bildwiedergabegeräte verwendet wird. Die Außenschicht 31 des trichterförmigen Teils besteht aus einem elektrisch leitenden Material wie zum Beispiel Aquadag und ist auf einem Teil der Außenfläche aufgebracht, die sich im wesentlichen vom Bereich der Schmelzverbindung 21 bis etwa zur Mitte des trichterförmigen Teils 17 erstreckt.It was traditionally common, both on the inside and on der.Aussseite of the funnel-shaped part of the tube has an electrically conductive coating to attach. These coatings achieve along with the one in between The glass wall of the funnel part has a capacitive filter effect that is used in the operating circuits the corresponding television or picture display devices is used. The outer layer 31 of the funnel-shaped part consists of an electrically conductive material such as for example Aquadag and is applied to part of the outer surface that is located essentially from the region of the fusion connection 21 to approximately the middle of the funnel-shaped Part 17 extends.

Bei der als Beispiel gezeigten Ausführungsform besitzt die Innenfläche des trichterförmigen Teils eine Anordnung aus drei getrennt aufgebrachten elektrisch leitenden Widerstandsschichten, von denen die erste eine elektrisch leitende Widerstandsschicht 33 mit geringem spezifischem Widerstand, zum Beispiel eine Aquadag-Zusammensetzung ist, die in Umfangsrichtung auf dem vorderen Teil etwa bis zum Bereich der Schmelzverbindung 21 aufgebracht wird. Eine elektrische Spannung sowohl für den Schirm 23 als für die Anschlußelektrode 35 der Elektronenquelle 29 wird an dieser kohlenstoffhaltigen Schicht über eine elektrische Durchführung 37 im trichterförmigen Teil angelegt. In Umfangrichtung an die hintere Abgrenzung der ersten Widerstandsschicht 33 mit geringem spezifischem Widerstand anschließend folgt eine elektrisch leitende Schichtzusammensetzung 39 mit hohem spezifischem Widerstand, die im wesentlichen eine Mischung aus Glas und Metalloxyd ist und gleichmäßig und zäh haftend in Umfangrichtung auf der Innenfläche des hinteren Stücks des trichterförmigen Teils aufgetragen ist. Diese Widerstandsschicht mit hohem spezifischem Widerstand ist in Form eines Randstreifens angeordnet und erstreckt sich bis zum Halsteil 15, wo sie den Kontakt mit einem schmalen Streifen einer zweiten Widerstandsschicht 41 mit geringem spezifischem Widerstand und verschiedener Zusammensetzung, der sich durch seine Kratzfestigkeit, teilchenfreie Oberfläche und starke Haftfähigkeit auf dem Glas auszeichnet, herstellt. Diese zweite Schicht dient als Sammelleiter, der eine Kontaktfläche für die Mehrfach- Stützkontakte 43 für die Anschlußelektrode der im Halsstück der Röhrenhülle untergebrachten Elektronenquelle 29 darstellt.In the embodiment shown as an example, the inner surface has of the funnel-shaped part an arrangement of three separately applied electrically conductive resistance layers, the first of which is an electrically conductive resistance layer 33 with low resistivity, for example an Aquadag composition is that in the circumferential direction on the front part approximately up to the area of the fusion connection 21 is applied. An electrical voltage for both the screen 23 and for the terminal electrode 35 of the electron source 29 is carbon-containing at this Layer applied via an electrical leadthrough 37 in the funnel-shaped part. In the circumferential direction to the rear delimitation of the first resistance layer 33 with With a low specific resistance, this is followed by an electrically conductive layer composition 39 high resistivity, which is essentially a mixture of glass and metal oxide and is uniformly and tenaciously adhered in the circumferential direction on the inner surface of the rear piece of the funnel-shaped part is applied. This resistive layer with high resistivity is arranged in the form of an edge strip and extends to the neck part 15, where it makes contact with a narrow strip a second resistive layer 41 of low resistivity and various Composition, which is characterized by its scratch resistance, particle-free surface and is characterized by strong adhesion to the glass. This second layer serves as a bus bar that provides a contact surface for the multiple Support contacts 43 for the connection electrode of the electron source housed in the neck piece of the tube casing 29 represents.

In einer typischen Elektronenquelle kann die positive Betriebsspannung der Anode oder der Anschlußelektrode 35 in der Größenordnung von 3o kV oder darüber liegen, die durch den Durchführungsknopf 37 in der Wandung des trichterförmigen Teils angelegt wird, während die Spannung an der daran anschließenden Linsenelektrode 45 in der Elektronenquelle 29 im Bereich von etwa 17 bis 20 , der Anodenspannung liegt. Damit wird es äußerst wünschenswert, eine strombegrenzende und funkenhemmende Beschichtung im Inneren der Kathodenstrahlröhren zu verwenden.In a typical electron source, the operating voltage can be positive of the anode or the terminal electrode 35 on the order of 30 kV or more are, through the bushing button 37 in the wall of the funnel-shaped Partly is applied while the voltage is applied to the adjacent lens electrode 45 in electron source 29 in the range from about 17 to 20, the anode voltage lies. This makes it extremely desirable to have a current-limiting and spark-inhibiting Coating to use inside the cathode ray tubes.

Die dreiteilige Anordnung aus den verschiedenen aufeinander abgestimmten elektrisch leitenden Widerstandsschichten 33, 39 und 41 mit verschiedener Zusammensetzung, die auf der Innenfläche der Röhrenhülle aufgebracht sind, schafft eine Leiterstrecke mit einem Niederspannungs-Gleichstromwiderstand vorzugsweise in der Größenordnung von mehreren Megohm. Es hat sich gezeigt, daß Widerstände von diesem Wert den Strom merkbar begrenzen und die etwaige Entstehung eines schädlichen Funkenüberschlags an empfindlichen Stellen hemmen. In Röhren, die eine dreiteilige Anordnung von Beschichtungen nach der obigen Beschreibung verwenden, sind die Spitzenströme des Funkenüberschlags wesentlich geringer und beschränken sich auf ein unschädliches Maß.The three-part arrangement of the various coordinated electrically conductive resistance layers 33, 39 and 41 with different compositions, which are applied to the inner surface of the tube casing creates a conductor path with a low voltage DC resistance preferably of the order of magnitude of several megohms. It has been shown that resistances of this value reduce the current noticeably limit and the possible occurrence of a harmful sparkover inhibit sensitive areas. In tubes that have a three-part arrangement of coatings as described above are the peak currents of the arcing much less and are limited to a harmless one Measure.

Die erste leitende Widerstandsschicht 33 der dreiteiligen Anordnung ist im vorderen Stück des trichterförmigen Teils 17 angebracht und kann aus einer herkdmmlichen kohlenstoffhaltigen Beschichtungsmasse wie zum Beispiel Aquadag zusammen mit einem wassergebundenen Kalium-oder Natriumsilikat-Bindemittel bestehen. Diese Beschichtung ist charakteristisch für die Art, die üblicherweise auf der Innenseite des trichterförmigen Teils verwendet wird, und kann in Umfangrichtung im Verlauf der Herstellung des Trichterteils durch handelsübliche Sprühverfahren oder durch Pinselbeschichtung aufgetragen werden.The first conductive resistive layer 33 of the three-part assembly is attached in the front piece of the funnel-shaped part 17 and can consist of a conventional carbonaceous coating compounds such as Aquadag with a water-bound potassium or sodium silicate binder. These Coating is characteristic of the type that is commonly used on the inside of the funnel-shaped part is used, and can in the circumferential direction in the course the production of the funnel part by commercially available spraying methods or by Brush coating can be applied.

Diese Beschichtungsart kann zwar eine geringe Kratzfestigkeit auSweisen, doch ist sie in diesem Fall auf einen Bereich des Trichterteils beschränkt, in dem die Abriebgefahr sehr gering ist.This type of coating may have a low scratch resistance, but in this case it is limited to an area of the funnel part in which the risk of abrasion is very low.

Die Widerstandsschicht 39 mit hohem spezifischem Widerstand gemäß der Erfindung wird in einem bestimmten Bereich des Trichterteils in Umfangrichtung anschließend an den hinteren Rand der Schicht 33 mit geringem spezifischem Widerstand aufgebracht und erstreckt sich von dort bis zum Halsteil 15. Diese Schicht 39 mit hohem spezifischem Widerstand ist eine amorphe Masse aus einer homogenen Mischung einer Classchmelze mit mindestens einem teilchenförmigen Material, das aus der Gruppe gewählt wird, die im wesentlichen Cadmiumoxyd, Indiumoxyd und Kupferoxyd umfaßt. Die Glasschmelze hat isolierende Eigenschaften, einen Erweichungspunkt im Bereich von etwa 3500 bis 450° C, und einen Ausdehnungskoeffizienten, der mit demJenigen der Glaszusammensetzung des Teils der Röhrenhülle vereinbar ist, auf den die Schicht aufgetragen werden soll. Ein amorphes Glas ist ein Glas, das seine glasige Struktur beibehält und bei der Wärmeumwandlung keine Entglasungs- oder Kristallisationserscheinungen aufweist. Solche fUr die Verwendung im Rahmen der Erfindung anwendbare Glassorten sind zum Beispiel diejenigen, die im Gewichtsanteil aus 70 - 85 , PbO, 5 - 15 % P203, 2 - 10 % Al203 und aus 3 - 5 % SiO2 bestehen. Beispiele für geeignete Glasschmelzen dieser Art sind Bleiborat-Glasschmelzen, die mit Nummer 8463 bzw. 7570 bezeichnet werden, und die handelsüblich von Corning Glass Works, Corning, New York, bezogen werden können. Diese Glasschmelzen sind amorphe Glasmassen mit niedrigem Schmelzpunkt, die vollkommen mit dem Glas des Tricklterteils vereinbar sind. Das Material Nr. 8463 ist charakteristisch für eine Masse mit niedrigem Schmelzpunkt und einer Erweichungstemperatur in der Größenordnung von 3700 C, während die Schmelzmasse Nr. 7570 eine Erweichungstemperatur in der Größenordnung von 4400 C aufweist. Eine weitere Schmelzmasse, die zwischen den vorgenannten liegt, ist zum Beispiel die Glasschmelze Nr. 7555, die einen Erweichungspunkt von etwa 4100 C besitzt.The resistance layer 39 with high resistivity according to FIG the invention is in a certain area of the funnel part in the circumferential direction then to the rear edge of the layer 33 with low specific resistance applied and extends from there to the neck part 15. This layer 39 with high resistivity is an amorphous mass from a homogeneous mixture a class melt with at least one particulate material selected from the group is chosen, which essentially cadmium oxide, indium oxide and Copper oxide includes. The glass melt has insulating properties, a softening point in Range of about 3500 to 450 ° C, and a coefficient of expansion that corresponds with that is compatible with the glass composition of the part of the tubular envelope on which the layer is applied should be applied. An amorphous glass is a glass that has its vitreous structure retains and no devitrification or crystallization phenomena during heat conversion having. Such types of glass which can be used in the context of the invention are, for example, those with a weight percentage of 70 - 85, PbO, 5 - 15% P203, 2 - 10% Al203 and 3 - 5% SiO2. Examples of suitable glass melts of this type are lead borate glass melts, designated with numbers 8463 and 7570, respectively and those commercially available from Corning Glass Works, Corning, New York can be. These glass melts are amorphous glass masses with a low melting point, which are perfectly compatible with the glass of the trickster part. The material no. 8463 is characteristic of a mass with a low melting point and a softening temperature on the order of 3700 C, while the melt No. 7570 has a softening temperature on the order of 4400 ° C. Another enamel mass that is between For example, molten glass No. 7555, which has a softening point of about 4100 C.

Eine strombegrenzende Zusammensetzung mit hohem spezifischem Widerstand erhält man zum Beispiel durch homogene Mischung eines oder mehrerer der vorgenannten von Natur aus elektrisch leitfähigen teilchenförmigen Metalloxyde mit einer der vorgenannten isolierenden Glasschmelzen in Pulverform. Es hat sich erwiesen, daß die Teilchengröße des Zusammensetzungsmaterials wichtig ist für die Herstellung einer Mischung, bei der zum Beispiel die Cadmiumoxydteilchen anschließend in homogener Weise im Glas eingebettet und im wesentlichen mit Glas verkapselt sind, um eine zäh haftende Beschichtung zu erhalten, die entsprechende Leit- und Widerstandswerte in der gesamten Masse der Beschichtung aufweist. Die Verteilung der Teilchengröße des entsprechenden pulverförmigen Glas schmelzmaterials liegt im Bereich von etwa 1,o bis 35,0 Mikrometer, während das teilchenförmige Cadmiumoxyd eine Teilchengrößenverteilung im Bereich von 1,o bis 10,0 Mikrometer besitzt.A current limiting composition with high resistivity is obtained, for example, by homogeneously mixing one or more of the aforementioned Naturally electrically conductive particulate metal oxides with one of the the aforesaid insulating glass melts in powder form. It has been shown that the particle size of the composition material is important to manufacture a mixture in which, for example, the cadmium oxide particles then become more homogeneous Way embedded in glass and essentially encapsulated with glass to form a tough adhesive coating to maintain the appropriate conductivity and resistance values in the entire mass of the coating. The distribution of the particle size the corresponding powdered glass melt material is in the range of about 1.0 to 35.0 micrometers, while the particulate cadmium oxide has a particle size distribution in the range of 1.0 to 10.0 micrometers.

Zum Beispiel wird eine Mischung der teilchenförmigen Bestandteile mit Glasschmelzmaterial 7570 vorzugsweise mit einem Gewichtsanteil von 50 - 65 % und mit Cadmiumoxyd im Gewichtsanteil von 35 - 50 X hergestellt. Der Widerstandswert der Zusammensetzung kann dadurch geändert werden, daß die Anteile der Glasschmelze und des Oxyds im angegebenen Bereich verändert werden. Um die gewünschte Hsftfähigkeit zu erreichen, sollte der Gewichtsanteil des Glasschmelzmaterials Nr. 7570 in der Schicht mindestens So % betragen. Zum Beispiel ergibt eine Mischung mit einem Gewichtsanteil von ca. 6c bis 65 96 Glasschmelze und ca. 35 bis 4c % Cadmiumoxyd bei einer Beschichtungsdicke von o,o76 bis 0,127 mm (3 - 5 mil) eine hervorragende Haftfähigkeit und einen entsprechenden Widerstand von etwa 2 Megohm.For example, a mixture of the particulate ingredients with molten glass material 7570, preferably with a weight fraction of 50 - 65% and made with cadmium oxide in a weight proportion of 35 - 50%. The resistance value the composition can be changed by changing the proportions of the glass melt and the oxide can be changed in the specified range. To the desired hip ability To achieve this, the proportion by weight of molten glass material No. 7570 in the Layer be at least So%. For example results in a mixture with a weight proportion of approx. 6c to 65,96 molten glass and approx. 35 to 4c% cadmium oxide excellent at a coating thickness of 0.076 to 0.127 mm (3-5 mils) Adhesion and a corresponding resistance of about 2 megohms.

Bei Verwendung des Glasschmelzmaterials Nr. 6463 in der homogenen Mischung nimmt diese vorzugsweise einen Gewichtsanteil von 35 - 45 , und das im Beispiel verwendete Cadmiumoxyd vorzugsweise einen Gewichtsanteil von 55 bis 65 , ein. Eine Änderung des Widerstandswerts der Mischung kann durch Anpassung der Anteile von Oxyd und Glasschmelze innerhalb des angegebenen Bereiches erreicht werden. Die gewünschten Anteile des pulverförmigen Glasschmelz- und Oxydmaterials werden mit einem flüssigen Lösungsmittel gemischt, das mit den im Inneren der Kathodenstrahlröhre vorhandenen Stoffen verträglich ist, wie zum Beispiel mit einem organischen Bindemittel, das ein Fritteglaslack mit einem Feststoffgewichtsanteil von o,1 bis o,5 % sein kann, zum Beispiel eine Lösung von einem Prozent Nitrozellulose aufgelöst in einem Ester wie zum Beispiel Amylazetat. Diese Zusammensetzung aus Classchmelze, Metalloxyd und Lösungsmittel von zähflüssiger Konsistenz wird dann in einem Walzmischverfahren bearbeitet, um eine homogene Suspension der darin enthaltenen Festkörper zu erreichen, worauf eine bestimmte Menge einer Verdünnung. vorzugsweise mit einem höheren Siedepunkt als das Lacklösemittel, wie zum Beispiel Diäthyloxalat, das mit dem Ester des organischen Bindemittels verträglich ist, zugemischt wird, um die richtige Viskosität für die Auftragung und die richtige Steuerung des Trocknungsvorgangs zu erreichen. So ist zum Beispiel für die Pinselbeschichtung eine Viskosität in der Größenordnung von 300 bis 1000 Centipqbe richtig, während zum Aufsprühen eine Viskosität von etwa 150 Centipoivegeeignet ist.When using the molten glass material No. 6463 in the homogeneous Mixture this preferably takes a weight proportion of 35 - 45, and that im For example, cadmium oxide preferably used a weight fraction of 55 to 65 , a. The resistance value of the mixture can be changed by adjusting the The proportions of oxide and glass melt can be achieved within the specified range. The desired proportions of the powdered molten glass and oxide material will be mixed with a liquid solvent that is compatible with the inside of the cathode ray tube existing substances are compatible, for example with an organic binder, be a frit glass lacquer with a solids weight fraction of 0.1 to 0.5% can, for example, a solution of one percent nitrocellulose dissolved in a Esters such as amyl acetate. This composition of class melt, metal oxide and solvent of viscous consistency is then mixed in a roller machined to achieve a homogeneous suspension of the solids contained therein, whereupon a certain amount of a dilution. preferably with a higher boiling point as the paint solvent, such as diethyloxalate, that with the ester of the organic binder is compatible, is admixed to the correct viscosity for application and correct control of the drying process to reach. For example, for a brush coating, a viscosity is in of the order of 300 to 1000 centipqbe correctly, while for spraying one Viscosity of about 150 centipoise is suitable.

Die nächste Komponente der dreiteiligen Schichtanordnung ist eine zweite elektrisch leitende Widerstandsschicht 41 mit geringem spezifischem Widerstand, die als schmaler Streifen in Umfangrichtung im vorderen Bereich des Halsteils 15 aufgebracht ist und mit dem hinteren Rand der Widerstandsschicht 39 mit hohem spezifischem Widerstand in Berührung steht. Dieser Streifen hat eine wesentlich geringere Breite als die Schicht mit hohem spezifischem Widerstand und bildet einen Sammelleiter für die vorteilhafte Verbindung mit den StUtzkontakten 43, die am Ende der Elektronenquelle 29 angebracht sind, wobei unerwünscht hohe Kontaktwiderstände vermieden werden und damit die gefährlichen Punkte mit unnormal hoher örtlicher Erwärmung bei der darauffolgenden Vorbearbeitung der Röhre mit hoher Spannung wegfallen. Der Streifen mit einer Breite von weniger als 25 mm (1 inch) bietet eine Möglichkeit für Kontakt und Positionierung vorwiegend für die Kontaktstützen der Elektronenquelle. Die Zusammensetzung des leitfähigen Streifens ist so, daß ein Widerstand von der Größenordnung von etwa Soo bis 2000 Ohm pro Zoll (ohms per inch) entsteht, und sie kann zum Beispiel aus einem modifizierten leitfähigen kohlenstoffhaltigen Material wie Graphit oder Aquadag bestehen, zu dem ein verträgliches vorwiegend indifferentes fein-teilchenförmiges Material wie Eisen (III)-Oxyd, Chrom(III)-Oxyd und Aluminiumoxyd gemischt ist, sowie aus einem geeigneten Silikatbindemittel auf wässriger Grundlage. Eine Zusammensetzung, die sich für die Ausbildung eines leitfähigen Streifens mit zäher Haftung, einer harten, kratzfesten und teilchenfreien Oberfläche und der gewünschten Leitfähigkeit eignet, könnte zum Beispiel enthalten: 50 Gewichtsprozent von wenigstens einem der oben genannten Oxyd-Bestandteile 30 Gewichtsprozent Aquadag (Wassergrundlage, 30 , Feststoffgehalt) 20 Gewichtsprozent Kaliumsilikat auf Wassergrundlage (35 , Feststoffgehalt).The next component of the three-part layer arrangement is one second electrically conductive resistance layer 41 with low specific resistance, as a narrow strip in the circumferential direction in the front region of the neck part 15 is applied and with the rear edge of the resistance layer 39 with a high specific Resistance is in contact. This strip has a much smaller width than the high resistivity layer and forms a bus bar for the advantageous connection with the support contacts 43, which are at the end of the electron source 29 are attached, undesirably high contact resistances are avoided and thus the dangerous points with abnormally high local heating during the next one No pre-processing of the tube with high voltage. The strip with a width less than 25 mm (1 inch) provides an opportunity for contact and positioning mainly for the contact supports of the electron source. The composition of the conductive strip is such that a resistance of the order of about Soo to 2000 ohms per inch (ohms per inch) arises, and she can for example from a modified conductive carbonaceous material such as Graphite or Aquadag exist, to which a compatible predominantly indifferent finely particulate material such as iron (III) oxide, chromium (III) oxide and aluminum oxide is mixed, as well as from a suitable silicate binder on an aqueous basis. A composition that can be used to form a conductive strip tough adhesion, a hard, scratch-resistant and particle-free surface and the desired Conductivity suitable could include, for example: 50 weight percent of at least one of the above-mentioned oxide components 30 percent by weight Aquadag (water base, 30, solids content) 20 percent by weight potassium silicate on a water basis (35, Solids content).

Dies wird zum Beispiel durch Pinselbeschichtung auf den entsprechenden Bereich des Halsteils aufgebracht.This is done, for example, by brush coating on the appropriate Area of the neck part applied.

Die dreiteilige Anordnung von leitenden Widerstandsschichten wird so aufgetragen, daß die erste und zweite leitende Widerstands schicht 33 und 41 mit niedrigem spezifischem Widerstand auf herkömmliche Weise an den entsprechenden voneinander getrennten Bereichen wie zuvor dargestellt aufgetragen werden, worauf sie einem Trocknungsprozeß unterworfen werden. Die elektrisch leitende Widerstandsschicht 39 mit hohem spezifischem Widerstand wird dann auf die Fläche zwischen der ersten Schicht 33 und der zweiten Schicht 41 so aufgetragen, daß ein Berührungskontakt in Umfangrichtung mit beiden Schichten entsteht, zum Beispiel durch Uberlappung der Ränder beider Schichten. Wie erwähnt, verwendet die erste leitende Schicht 33 und die zweite Schicht 41 Lösungsmittel auf wässriger Grundlage, während ftir die mittlere Schicht 39 mit hohem spezifischem Widerstand ein chemisch verschiedenes, aber verträgliches Lösungsmittel verwendet wird, um eine schädliche Kantenvermischung der Beschichtungen beim Auftragen zu vermeiden.The three-part arrangement of conductive resistive layers is made so applied that the first and second conductive resistance layers 33 and 41 with low resistivity in a conventional manner to the corresponding separate areas are applied as shown above, whereupon they are subjected to a drying process. The electrically conductive one Resistive layer 39 high resistivity is then applied to the area between the first Layer 33 and the second layer 41 applied so that a touch contact arises in the circumferential direction with both layers, for example by overlapping the edges of both layers. As mentioned, the first conductive layer uses 33 and the second layer 41 aqueous solvent, while for the middle layer 39 with high resistivity a chemically different, but compatible solvent is used to avoid harmful edge blending of the coatings during application.

Nach dem Trocknen der drei Schichten wird eine zusammenhängende Wulst aus Dichtungsglasschmelze 21 auf den mit dem Bildschirm zu verschmelzenden Rand des trichterförmigen Teils aufgetragen, worauf der Bildschirmteil in Stellung gebracht wird. Die Einheit von Bildschirm und trichterförmigem Teil wird dann in herkömmlicher Weise für eine entsprechende Zeitdauer auf 4500 C erhitzt, zum Beispiel eine Stunde lang, damit die Dichtungsglasschmelze verglast und eine feste Verbindung zwischen Bildschirm und trichterförmigem Teil herstellt. Die gesteuerte Hitze bei diesem Dichtverfahren erzeugt zusätzlich eine amorphe Transformation der homogenen Mischung, aus der die Widerstandsschicht 39 mit hohem spezifischem Widerstand besteht, und bewirkt die Entglasung der damit ver bundenen ersten leitenden Widerstandsschicht 33 und der zweiten Schicht 41, die zu der dreiteiligen Anordnung gehören. In diesem Stadium wird die Elektronenquelle in den offenen Halsteil eingeführt und hermetisch abgedichtet, worauf die Röhre in herkömmlicher Weise weiterverarbeitet wird.After the three layers have dried, a continuous bead is created of sealing glass melt 21 onto the edge to be fused with the screen of the funnel-shaped part applied, whereupon the screen part is brought into position will. The unit of screen and funnel-shaped part is then conventional Way heated to 4500 C for an appropriate period of time, for example one hour long so that the sealing glass melt is vitrified and a solid connection between Manufactures screen and funnel-shaped part. The controlled heat on this one The sealing process also creates an amorphous transformation of the homogeneous mixture, from which the resistive layer 39 consists of high resistivity, and causes the devitrification of the associated first conductive resistance layer 33 and the second layer 41 belonging to the three-part arrangement belong. At this stage, the electron source is inserted into the open neck part and hermetically sealed, whereupon the tube is further processed in a conventional manner will.

Es besteht somit eine dreiteilige Anordnung von leitenden Widerstandsschichten, welche die Unterdrückung des Funkenüberschlags in einer Kathodenstrahlröhre erhöht.There is thus a three-part arrangement of conductive resistance layers, which increases the suppression of arcing in a cathode ray tube.

Die verschieden zusammengesetzten und aufeinander abgestimmten Schichten werden getrennt auf bestimmten Bereichen der Wandung der Röhrenhülle durch ein zweckentsprechendes und wirtschaftliches Verfahren während der Röhrenherstellung aufgebracht.The differently composed and coordinated layers are separated on certain areas of the wall of the tube casing by an appropriate one and economical process applied during tube manufacture.

Claims

PATENT CLAIMS 1. Cathode ray tube with an outer shell that from a front-facing screen, a central funnel-shaped part, the wall of which is penetrated by a conductive leadthrough, and one on it adjoining neck consists of an electron source aligned through the neck emits an electron beam that hits the cathodoluminescent screen, characterized in that an arrangement of three coordinated resistance layers on the inside on certain parts of the wrapper is applied to in the area of the electron source to achieve the suppression of the arcing, whereby this arrangement is composed of: a first electrically conductive resistance layer, which is applied in the circumferential direction to the front piece of the funnel-shaped part is and an electrical contact with said electrical wall bushing manufactures; from a permanent electrically conductive layer of high specificity Resistance with a thickness of o, o76 to o, 127 mm (3 to 5 mils), in the circumferential direction and then to the first coating to the rear in Direction to the neck part runs, and which is an amorphous coating of a homogeneous mass is made from an insulating class melt with a high lead content, which is a potting compound forms with at least one particulate material selected from the group is, eu which essentially belongs to cadmium oxide, indium oxide and copper oxide, where the melting point of this glass melt is in the range of 3500-4500 C; and from a second electrically conductive layer with low resistivity, which have an electrical resistance value on the order of 500 to 2000 ohms per inch (ohms per inch), as well as a hard, scratch-resistant and particle-free surface has, and as a strip in the circumferential direction in the front piece of the neck part is applied and with its front boundary the rear boundary of the mentioned Layer with high resistivity touches, and its width is much smaller is as the width of the high resistivity coating, and that as Forms busbars for an advantageous connection with the electron beam source.

2. Cathode ray tube according to claim 1, characterized in that the strip of the second electrical resistance layer has a width of less than 25 mm (1 inch).

3. Cathode ray tube according to claim 1, characterized in that the strip of the second electrically resistive layer with low specific Resistance is applied in the neck part at a point where a contact and ekß spatial allocation essentially only with the components of the electron beam source consists.

4. Cathode ray tube according to claim 1, characterized in that the strip of the second low resistivity layer mainly made of conductive carbonaceous material with the addition of a compatible one indifferent material exists to make the covering scratch-resistant.