DE3888151T2

DE3888151T2 - Kathodenstrahlröhre.

Info

Publication number: DE3888151T2
Application number: DE3888151T
Authority: DE
Inventors: Takeo C O Patent Division Itou; Norio C O Patent Divisio Koike; Hidemi C O Patent Divi Matsuda; Masakazu C O Patent Div Takaki
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1988-12-21
Publication date: 1994-06-01
Anticipated expiration: 2008-12-22
Also published as: CN1035203A; DE3888151D1; EP0323118A3; JP2607575B2; CN1011273B; KR890010998A; JPH01175152A; EP0323118B1; KR910009638B1; EP0323118A2; US4937493A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kathodenstrahlröhre wie im Oberbegriff von Anspruch 1 beschrieben, die eine antistatische Schicht hat, die auf einem Schirmträger der Kathodenstrahlröhre vorgesehen ist.
Eine Kathodenstrahlröhre reproduziert Buchstaben oder Bilder durch einen Elektronenstrahl von einem in dem Hals der Röhre vorgesehen Elektronenstrahlerzeuger, der auf einen Phosphorschirm auftrifft, der auf der Innenseite eines Schirmträgers der Röhre ausgebildet ist. Insbesondere bei einer Farb-Kathodenstrahlröhre emittiert der Elektronenstrahlerzeuger drei Elektronenstrahlen und beinhaltet der Phosphorschirm drei Typen an Phosphorschichten, die regelmäßig in der Form von Punkten oder Streifen für das Emittieren von rotem, grünem beziehungsweise blauem Licht angeordnet sind. Da nun der Schirmträger während des Betriebs einen hohen Oberflächenwiderstand hat, akkumulieren sich statische Ladungen auf dem Schirmträger als Folge des Elektronenstrahls. Wegen der statischen Ladungen haftet Staub in der Luft an der Außenseite des Schirmträgers, insbesondere an der Außenseite des Phosphorschirms an. Infolgedessen wird es schwierig, reproduzierte Bilder auf dem Schirm zu sehen. Zusätzlich erhält eine den Schirmträger berührende Person einen elektrischen Schlag.
Um die unerwünschte Ansammlung statischer Ladungen zu beseitigen, ist bekannt, daß die Außenseite des Schirmträgers mit einer antistatischen Schicht überzogen wird, welche den Oberflächenwiderstand des Schirmträgers als Folge ihres hohen Leitvermögens reduzieren kann. Bei diesem Typ einer Kathodenstrahlröhre ist es notwendig, die antistatische Schicht zu erden. Zu diesem Zweck wird gewöhnlich ein Band aus Kupferfolie, das aus einer Basis, die aus gewalzter Kupferfolie hergestellt ist und einer Haftschicht aus einem leitfähigen Kleber besteht, die die Basis bedeckt, benutzt. Die Verwendung des Bandes ergibt eine ausgezeichnete Arbeitseffektivität, da ja das Band leicht auf eine gewünschte Länge geschnitten und leicht an dem gewünschten Teil der Röhre befestigt werden kann. Jedoch ist die Zuverlässigkeit des Bandes noch nicht zufriedenstellend. Spezieller gesagt, wenn ein Fernsehgerät, bei dem die Kathodenstrahlröhre mit dem Band verwendet wird, bei hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit, z.B. bei einer Temperatur von 30 ºC und einer relativen Feuchtigkeit von 75%, betrieben wird, dann erreicht die Temperatur im Innern des Fernsehgeräts 70 ºc bis 80 ºC. Infolge solcher erschwerter Bedingungen altert der Klebstoff des Bandes und blättert ab. Infolgedessen kann die antistatische Schicht nicht mehr funktionieren.
Die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 61-16452 offenbart eine Kathodenstrahlröhre mit einer antistatischen Schicht, die auf der Außenseite des Schirmträgers so vorgesehen ist, daß sie ein Metallband überlappt, das um den Seitenwandteil des Schirmträgers herumgewickelt ist, um die akkumulierten statischen Ladungen abzuführen. Die antistatische Schicht ist aus einem Silikatmaterial hergestellt, das ein anorganisches Platin- , Palladium-, Zinn- oder Gold-Metallsalz beinhaltet. Bei der Kathodenstrahlröhre ist es jedoch nicht möglich, den spezifischen Widerstand der Schicht zufrieden-stellend zu reduzieren, selbst dann nicht, wenn eine kleine Menge des Metallsalzes zugefügt wird, da ja die aus Silikatmaterial hergestellte Schicht kein wesentliches Leitvermögen hat. Weiterhin verschlechtern sich, wenn eine erhöhte Menge des Metallsalzes der Schicht zugefügt wird, um ihren Oberflächenwiderstand zu reduzieren, die optischen Eigenschaften der Schicht derartig, daß die reproduzierten Bilder nicht angenehm zu sehen sind.
Die Zusammenfassung für die japanische Patentanmeldung Nr. 62-154540, das in Patent Abstracts of Japan, Band 11, Nr. 387 (E- 566) [2834] vorgestellt wird, offenbart eine Kathodenstrahlröhre, deren Schirmträger mit einer antistatischen Schicht überzogen ist, welche mit einem Metallspannband, das den Rand des Schirmträgers umgibt, mit Hilfe eines Kontaktschuhs verbunden ist.
Ein Gegenstand dieser Erfindung ist, für eine Kathodenstrahlröhre zu sorgen, welche ohne die unerwünschte Ansammlung statischer Ladungen arbeitet.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Kathodenstrahlröhre eine abgedichtete Hülle, die einen Schirmträger, einen Hals und einen Kegel, der den Schirmträger mit dem Hals verbindet, beinhaltet, einen ELektronenstrahlerzeuger, der innerhalb des Halses liegt, um mindestens einen Elektronenstrahl zu emittieren, eine Phosphorschirm, der an der Innenseite des Schirmträgers vorgesehen ist, um sichtbares Licht durch Beschießen mit dem Elektronenstrahl zu emittieren, eine antistatische Schicht, die auf der Außenseite des Schirmträgers vorgesehen ist, um das Ansammeln statischer Ladungen darauf zu verhüten, ein Metallspannband, das um die Seitenwand des Schirmträgers gewickelt ist und ein Verbindungselement, das die antistatische Schicht mit dem Metallspannband verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß das verbindende Element die Form einer elektrisch leitenden Oxidschicht hat, die im wesentlichen aus einer leitfähigen Substanz und einem Bindemittel besteht, das mindestens amorphes Siliziumoxid oder Siliziumhydroxid enthält, das durch eine Hydrolyse-Polykondensationsrekation eines Siliziumalkoxids hergestellt wird.
Da das bei der Kathodenstrahlröhre verwendete Verbindungselement durch eine leitende Oxidschicht hergestellt wird, das im wesentlichen aus einer leitfähigen Substanz und einem Bindemittel besteht, das mindestens amorphes Siliziumoxid oder Siliziumhydroxid enthält, hat das Element ausgezeichnete Wärmebeständigkeits- und Feuchtigkeitsbeständigkeits-Eigenschaften. Infolgedessen kann das Element für eine stabile Verbindung zwischen der antistatischen Schicht und dem Metallspannband selbst dann sorgen, wenn es in einer Atmosphäre hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit verwendet wird.
Desgleichen hat das Verbindungselement einen zufriedenstellend niedrigen Oberflächenwiderstand, da ja eine große Menge einer leitfähigen Substanz dem Bindemittel zugesetzt wird, das mindestens ein amorphes Siliziumoxid oder Siliziumhydroxid enthält. Die Menge an leitfähiger Substanz liegt vorzugsweise im Bereich von 10 Gewichtsprozenten bis zu ungefähr 90 Gewichtsprozenten. Wenn die Menge der leitfähigen Substanz geringer als dieser Bereich ist, dann hat das Verbindungselement keinen zufriedenstellenden spezifischen Widerstand, während dann, wenn sie größer als der Bereich ist, das Element keine ausreichende Festigkeit und kein ausreichendes Haftvermögen hat. Der Oberflächenwiderstand des Verbindungselements beträgt ungefähr 10 oder weniger, und insbesondere ist sein Oberflächenwiderstand ungefähr 10 und hat das Element eine gute Leitfähigkeit, wenn die Menge an leitfähiger Substanz größer als ungefähr 30 Gewichtsprozente ist.
Die geeignete Substanz, welche mindestens ein Element ist, das aus der Gruppe gewählt wird, die aus Aluminium, Kupfer, Nikkel, Kohlenstoff, Silber und Gold besteht, kann als leitfähige Substanz verwendet werden.
Die Dicke des Verbindungselements liegt vorzugsweise im Bereich von ungefähr 0,1 mm bis zu ungefähr 2 mm.
Das Verbindungselement der Erfindung wird in der folgenden Art und Weise hergestellt. Zuerst wird eine Lösung durch Dispergieren eines feinen Metallpulvers in einer Äthylsilikatlösung hergestellt und auf die erforderliche Viskosität eingestellt. Dann wird die Lösung mit Hilfe eines bekannten Verfahrens, beispielsweise durch Auftragen mit dem Pinsel oder durch Spritzen, so aufgetragen, daß sie eine Brücke zwischen der antistatischen Schicht und dem Metallspannband bildet. Danach wird die aufgetragene Lösung 5 bis 10 Minuten lang in einer Atmosphäre bei einer Temperatur von 50 bis 200 ºC erwärmt. Als Ergebnis der Wärmebehandlung werden Metallalkoxide in der aufgetragenen Lösung als wiederholte Hydrolyse-Kondensationsreaktion umgewandelt.
Damit man die Erfindung leichter verstehen kann, wird sie jetzt, nur in Form eines Beispiels, unter Verweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, bei welchen:
Fig. 1 eine Grundrißansicht einer Kathodenstrahlröhre entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine Ansicht von vorn auf eine Kathodenstrahlröhre entsprechend einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Meßausrüstung für das Messen einer unerwünschten Emission aus der Kathodenstrahlröhre zeigt.
Die bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung wird unter Verweis auf die Zeichnungen erklärt. In Fig. 1 ist eine Kathodenstrahlröhre 1, die eine Umhüllung 2 einschließt, welche luftdicht und aus Glas hergestellt ist. Die Hülle 2 hat einen Hals 3 und einen Kegel 4 als Fortsetzung des Halses 3. Die Hülle 2 hat auch einen Schirmträger 5, der durch gesintertes Glas dicht mit dem Kegel 4 verbunden ist. Ein Metallspannband 6 zum Verhüten einer Explosion ist um den äußeren Umfang eines Seitenwandteils 7 des Schirmträgers 5 gewickelt. Ein (nicht gezeigter) Elektronenstrahlerzeuger, welcher drei Elektronenstrahlen emittiert, ist in dem Hals 3 vorgesehen. Auf der Innenseite des Schirmträgers 5 ist ein (nicht gezeigter) Phosphorschirm vorgesehen, welcher aus einer Vielzahl Phosphorstreifen für das Emittieren von rotem, grünem und blauen Licht und Licht absorbierenden Streifen zwischen den Phosphorstreifen besteht.
Die Außenseite des Schirmträgers 5 ist mit einer antistatischen Schicht 8 überzogen, um den Oberflächenwiderstand des Schirmträgers 5 zu reduzieren. Die antistatische Schicht 8 ist elektrisch mit dem Metallband 6 durch eine elektrisch leitende Schicht 9 verbunden. Wenn die Kathodenstrahlröhre in einen Fernsehapparat eingebaut wird, dann wird das Metallband 6 durch die Schaltung des Fernsehapparats geerdet. Infolge der elektrisch leitenden Schicht 9 kann die antistatische Schicht 8 ihre Funktionen zufriedenstellend erfüllen.
Die Kathodenstrahlröhre mit der elektrisch leitenden Schicht wurde auf folgende Weise hergestellt. Zuerst wurde eine 14-Zoll- Kathodenstrahlröhre mit einem um den Seitenwandteil gewickelten zinkplattierten Metallspannband hergestellt. Die antistatische Schicht wurde auf der Außenseite des Schirmträgers gebildet. Die antistatische Schicht wurde durch Aufspritzen einer Lösung mit einer nachstehend vermerkten Zusammensetzung auf dem Schirmträger und Sintern der Lösung 10 Minuten lang in einer Atmosphäre bei einer Temperatur von 100 ºC gebildet.
Äthylsilikat 5 Gewichtsprozente
Salpetersäure 3 Gewichtsprozente
Wasser 2 Gewichtsprozente
Isopropylalkohol 89,5 Gewichtsprozente
Lithiumnitrat 0,5 Gewichtsprozente.
Die antistatische Schicht hatte eine mittlere Dicke von 0,15um, und der Wert ihres Oberflächenwiderstandes beträgt 5 x 108 , gemessen bei einer Temperatur von 25 ºc und einer relativen Feuchtigkeit von 45 %. Für die Messung wurde ein von Tokyo Denshi Corporation hergestelltes Hochwiderstands-Ohmmeter TR-3 verwendet.
Dann wurde, um die elektrisch leitende Schicht zu bilden, eine Lösung mit der nachstehenden Zusammensetzung mit dem Pinsel aufgetragen und dann 10 Minuten lang in einer Atmosphäre bei einer Temperatur von 100 ºC getrocknet.
Nickelmetallpulver 35 g
Äthylsilikat 30 g
Tonerde 1 g
Salpetersäure 0,5 g
Wasser 2 g
Isopropylalkohol 30,5 g.
Als Vergleichsbeispiel 1 wurde ein leitfähiges Band, das durch eine Kupferfolie mit einer Dicke von ungefähr 0,1 mm und einer Breite von ungefähr 13 mm gebildet wurde, das mit einem Klebstoff auf Gummibasis (oder Akrylbasis) beschichtet war (z.B. Nr. 1245 Copper Foil Emboss, hergestellt von Sumitomo 3M Limited), benutzt, um die antistatische Schicht und das Metallspannband elektrisch miteinander zu verbinden.
Diese Kathodenstrahlröhren wurden für eine Klimaprüfung in folgendem Zustand gehalten, und nach jeder Prüfung wurde der Zustand von Leitfähigkeit und Haftvermögen untersucht.
Test 1: Die Kathodenstrahlröhren wurden eine Stunde lang in Wasser bei normaler Temperatur getaucht.
Test 2: Die Kathodenstrahlröhren wurden 4 Stunden lang in einem Elektroofen bei 70 ºC gelassen.
Das Ergebnis der Untersuchung wird in Tabelle 1 und 2 gezeigt. Der in Tabelle 1 gezeigte Wert des Oberflächenwiderstandes gibt den Widerstand über die antistatische Schicht und das Metallspannband in der unmittelbaren Nähe der elektrisch leitenden Schicht oder des leitfähigen Bandes an. Der Widerstand wurde mit dem TR-3 gemessen. Tabelle 1 Oberflächenwiderstand mit / ohne leitende Schicht Test Beispiel Vergleichsbeispiel Tabelle 2 Test Beispiel Vergleichsbeispiel Keine Abnormalität Tendenz zu einem teilweisen Blättern
Wie man aus den vorstehenden Ergebnissen sieht, hat die elektrisch leitende Schicht dieser Ausführungsform gute Kennwerte.
Wie in Fig. 2 gezeigt, wurde, um den Betrag einer unerwünschten Emission aus einem Fernsehgerät als Folge der elektrisch leitenden Schicht die elektrisch leitende Schicht 28, wie sie vorstehend beschrieben ist, an vier Ecken des Schirmträgers 25 einer 21-Zoll-Kathodenstrahlröhre so vorgesehen, daß eine leitende Verbindung zwischen der antistatischen Schicht 27 und dem Metallspannband 26 hergestellt wurde. Als Vergleichsbeispiele wurden eine Kathodenstrahlröhre, bei welcher das Band aus Kupferfolie an vier Ecken des Schirmträgers vorgesehen war (Vergleichsbeispiel 2) und eine Kathodenstrahlröhre, bei welcher das Band aus Kupferfolie in der Mitte sowohl der oberen als auch der unteren langen Seite des Schirmträgers vorgesehen war (Vergleichsbeispiel 3) hergestellt. Diese Kathodenstrahlröhren wurden in ein Fernsehgerät eingebaut, und es wurde der Betrag der unerwünschten Emission aus dem Gerät gemessen. Das Ergebnis der Messung wird in Tabelle 3 gezeigt. Der Betrag der unerwünschten Emission wurde mit einer normalerweise praktizierten Prozedur gemessen. Es wurde nämlich, wie in Fig. 3 gezeigt, der Rauschpegel bei einer Frequenz von 10,75 MHz, welcher in dem Stromzuleitungskabel 13 induziert wurde, durch einen bekannten Frequenzanalysator 15 über Sensor 14 gemessen, wenn ein vorbestimmtes Signal aus einem Signalgenerator 12 an einen Fernsehapparat 10 angelegt wurde, welcher bei normaler Spannung durch eine Stromversorgung 100 V WS betrieben wurde. Tabelle 3 Betrag der unerwünschten Emission Konventionelle Röhre (ohne antistatische Schicht) Beispiel Vergleichsbeispiel
Wie man aus dem Ergebnis erkennt, kann die Kathodenstrahlröhre mit der elektrisch leitenden Schicht des Beispiels die unerwünschte Emission ebenso reduzieren, wie die der konventionellen Kathodenstrahlröhre ohne die antistatische Schicht. Zusätzlich ist im Vergleich mit den Kathodenstrahlröhren, die Band aus Kupferfolie verwenden (Vergleichsbeispiel 2 und 3) die Kathodenstrahlröhre der Ausführungsform verbessert.

Claims

1. Kathodenstrahlröhre, welche eine abgedichtete Hülle, die einen Schirmträger (5), einen Hals (3) und einen Kegel (4), der den Schirmträger (5) mit dem Hals (4) verbindet, beinhaltet, einen Elektronenstrahlerzeuger, der innerhalb des Halses (4) liegt, um mindestens einen Elektronenstrahl zu emittieren, eine Phosphorschirm, der an der Innenseite des Schirmträgers (5) vorgesehen ist, um sichtbares Licht durch Beschießen mit dem Elektronenstrahl zu emittieren, eine antistatische Schicht (8), die auf der Außenseite des Schirmträgers (5) vorgesehen ist, um das Ansammeln statischer Ladungen darauf zu verhüten, ein Metallspannband (6), das um die Seitenwand des Schirmträgers (5) gewickelt ist und ein Verbindungselement (9), das die antistatische Schicht (8) mit dem Metallspannband (6) verbindet, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das verbindende Element (9) die Form einer elektrisch leitenden Oxidschicht hat, die im wesentlichen aus einer leitfähigen Substanz und einem Bindemittel besteht, das mindestens amorphes Siliziumoxid oder Siliziumhydroxid enthält, das durch eine Hydrolyse-Polykondensationsrekation eines Siliziumalkoxids hergestellt wird.

2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Substanz aus einem oder mehreren Elementen besteht, die aus der Gruppe gewählt werden, die aus Aluminium, Kupfer, Nickel, Kohlenstoff, Silber und Gold besteht.

3. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das verbindende Element 10 Gewichtsprozente bis zu 90 Gewichtsprozente an leitfähiger Substanz enthält.

4. Kathodenstrahlröhre nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des verbindenden Elements zwischen 0,1 mm und 2 mm liegt.

5. Kathodenstrahlröhre nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand des verbindenden Elements nicht größer als 10 Ohm ist.