DE4123402A1 - Kathodenstrahlroehre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kathodenstrahlröhre insbesondere mit symmetrischem Anodenpotential. Dadurch soll eine ungleichmäßige Luminanz an ihrem Bildschirm zumindest verringert werden.

Fig. 1 der zugehörigen Zeichnung zeigt eine herkömmliche Kathodenstrahlröhre zum Anzeigen eines Farbbildes, wie sie in den US- PS 45 28 477 und 46 38 213 beschrieben ist.

Die in Fig. 1 dargestellte Kathodenstrahlröhre 10 umfaßt eine Frontplatte 14, auf deren Innenfläche ein fluoreszierendes Material 12 aufgebracht ist, einen Halsteil 16, der der Frontplatte 14 gegen­ über angeordnet ist, einen Trichterteil 18, der die Frontplatte 14 in einem Stück mit dem Halsteil 16 zur Bildung eines Kolbens ver­ bindet, und eine Elektronenkanone, die im Halsteil 16 angebracht ist.

Die Elektronenkanone ist eine herkömmliche Bipotentialkanone mit einer Kathode 22, die eine Heizung 20 aufweist, einer platten­ artigen Steuerelektrode 24, einer becherartigen Schirmelektrode 26, einer Fokussierungselektrode 28 und einer Hochspannungselektrode 30, an der die Anodenspannung liegt.

Ein Anodenknopf oder -stecker 32 ist an der Außenfläche des Trichterteils 18 befestigt, geht durch den Trichterteil 18 hindurch und ist elektrisch mit einer leitenden Beschichtung 34 auf der Innenfläche des Trichterteils 18 verbunden.

Fig. 2 zeigt den herkömmlichen Hüllaufbau des Anodenknopfes oder -steckers 32, der am Trichterteil 18 angebracht ist. Der Knopf oder Stecker 32 steht in einem elektrischen Kontakt mit der Be­ schichtung 34 über einen Metallstreifen 36 auf der Innenfläche des Trichterteils 18.

Die leitende Beschichtung 34 ist mittels Kolloidgraphit soweit aufgebracht, daß sie in einem elektrischen Kontakt mit dem fluo­ reszierenden Material oder Leuchtstoff 12 gemäß Fig. 1, mit einer Schattenmaske 38 neben dem Leuchtstoff und mit Dämpfern 40 steht, wodurch sich ein elektrischer Zeitungsweg zur Hochspannungselektrode 30 der Elektronenkanone von der leitenden Schicht 34 ergibt. Die Streifen können auch eine schwingungsdämpfende Funktion haben.

Die Elektroden der Kanone werden jeweils von stift- oder stiel­ artigen Zuführungen 42 gebildet, die sich aus dem Sockel des Hals­ teils 16 heraus erstrecken. Die Versorgungsspannungen können bei­ spielsweise die folgenden Werte haben:
Kathode: 200 bis 400 V,
Steuerelektrode: 0 bis 1 kV
Schirmelektrode: 0 bis 1 kV
Fokussierungselektrode: 1 bis 10 kV
Hochspannungselektrode: 5 bis 35 kV

Dabei ist die der Hochspannungselektrode gelieferte Spannung die gleiche wie die Anodenspannung.

Die von der Kathode 22 durch die Heizung 20 ausgegebenen Ther­ mionen werden durch die Steuerelektrode 24, die Schirmelektrode 26, die Fokussierungselektrode 28 und die Hochspannungselektrode 30 in Elektronenstrahlen umgewandelt. Die Elektronenstrahlen landen dann auf dem Leuchtstoff 12, um dadurch ein Bild zu erzeugen.

Das Bild, das an der Frontplatte erscheint, hat abschnittsweise Unterschiede in seiner Luminanz.

Die Fig. 3A und 3B zeigen Meßwerte bezüglich der Luminanz verteilt über den Bildschirm zweier willkürlich gewählter Farbkatho­ denstrahlröhren der 29-Inch-Größe mit herkömmlichem Aufbau. In der Zeichnung sind die Luminanzwerte in Lux angegeben und bezeichnen die Werte in Klammern Vergleichswerte der Umgebungsbereiche, wenn die zentrale Luminanz des Bildschirmes gleich 100 gesetzt wird.

In der Darstellung der Lande- und Streifenbreite sind die Werte für die Streifenbreite eines Fluoreszenzmusters zahlenmäßig in Lux angegeben und bezeichnen A, B, C und D das Maß an Fehllandung an den Umgebungsbereichen, verglichen mit den Landeverhältnissen im mitt­ leren Teil als Standard.

Wie es in der Zeichnung dargestellt ist, ist die Luminanzver­ teilung an den Umfangsbereichen, die zueinander symmetrisch sind, besonders ungleichmäßig.

Die Luminanz einer Kathodenstrahlröhre hängt von der Material­ qualität sowie davon, in welcher Weise das Fluoreszenzmuster aufge­ bracht ist, von der Spannungsverteilung in der Kathodenstrahlröhre, von der Streifenbreite und den Landeverhältnissen der Elektronen­ strahlen ab.

Wenn Fluoreszenzmuster unter den gleichen Bedingungen aufge­ bracht sind, dann sind die Spannungsverteilung, die Streifenbreite und die Landeverhältnisse der Elektronenstrahlen die Faktoren mit dem größten Einfluß auf die Luminanz der Kathodenstrahlröhre.

Das Meßergebnis der Landeverhältnisse und der Streifenbreite in der Kathodenstrahlröhre enthält keine Faktoren, die eine ungleichmäßige Luminanz hervorrufen. Der Hauptgrund der ungleichmäßigen Lumi­ nanz am Bildschirm der Kathodenstrahlröhre ist daher die Streuung der Spannung. Da jedoch die innere Spannungsstreuung in der Katho­ denstrahlröhre unmöglich zu messen ist, gibt es kein direktes Prüf­ verfahren.

Es läßt sich lediglich sagen, daß dann, wenn die gemessene Luminanz einer Kathodenstrahlröhre an jedem Teil des Bildschirmes aufgezeichnet wird, der Teil, an dem der Anodenknopf- oder -stecker 32 befestigt ist, einen höheren Luminanzwert als ein symmetrisch beispielsweise zur horizontalen, vertikalen oder diagonalen Achse angeordneter Teil hat. Das gibt einen indirekten Hinweis darauf, daß die innere Spannungsstreuung der Kathodenstrahlröhre einen starken Einfluß auf die Luminanz hat.

Das heißt, daß die leitende Beschichtung 34 neben dem Anoden­ knopf- oder -stecker 32 ein dichteres Potential als die leitende Beschichtung 34 an einer vom Anodenknopf- oder -stecker 32 entfern­ ten und dazu symmetrischen Stelle hat, wodurch eine ungleichmäßige Spannungsstreuung auftritt, die die Luminanz beeinflußt.

Eine derartige Annahme wird durch die Daten unterstützt, die aus der Messung des Einflusses des Magnetfeldes der Erde auf die Kathodenstrahlröhre gewonnen werden.

Fig. 4A zeigt die sich ändernde Stärke der Elektronenstrahlen nach Maßgabe von Änderungen im horizontalen Magnetfeld, gemessen an jedem Bildschirmteil jeweils für den Fall, daß die Kathodenstrahl­ röhre in Fig. 3A nach Osten, Westen, Süden oder Norden gerichtet ist, wobei die Ausrichtung der Kathodenstrahlröhre in die Richtung nach West nach einer magnetischen Neutralisierung in der Richtung nach Ost erfolgte, während eine Änderung der Richtung der Kathoden­ strahlröhre in die Richtung nach Süd nach einer magnetischen Neutra­ lisierung in der Richtung nach Nord erfolgte. Die Darstellungen auf der rechten Seite zeigen die Unterschiede in den verschiedenen Stärken der Elektronenstrahlen.

Aus den Meßergebnissen ergibt sich, daß eine Ungleichmäßigkeit in den Umfangsbereichen auftritt, die zueinander symmetrisch sind. Das findet sich in der sich ändernden Stärke der Elektronenstrahlen nach Maßgabe von Änderungen im vertikalen Magnetfeld aufgrund des Erdmagnetfeldes, wie es in Fig. 4B dargestellt ist. Diese können aus dem wesentlich stärkeren Einfluß des Erdmagnetfeldes auf die Randbereiche des Anodenknopfes 32 resultieren, da die Ladungsdichte in diesem Bereich oder Umfangsbereich größer als an der dazu sym­ metrischen Stelle ist.

Durch die Erfindung wird eine Kathodenstrahlröhre geschaffen, deren innere leitende Beschichtung ein gleichmäßiges Anodenpotential hat, um eine Ungleichmäßigkeit in der Luminanz am Bildschirm zu vermeiden, und bei der auf der Außenfläche der Kathodenstrahlröhre zwei Anodenknöpfe- oder -stecker befestigt sind, um eine ungleichmä­ ßige Spannungsstreuung der inneren leitenden Beschichtung zu ver­ meiden.

Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungs­ gemäßen Kathodenstrahlröhre mit symmetrischem Anodenpotential weist eine Frontplatte, auf deren Innenfläche ein fluoreszierendes Materi­ al oder ein Leuchtstoffmaterial aufgebracht ist, einen Halsteil, der der Frontplatte gegenüber angeordnet ist, einen Trichterteil, der die Frontplatte in einem Stück mit dem Halsteil zur Bildung eines Kolbens verbindet, und eine Elektronenkanone auf, die im Halsteil angebracht ist, wobei der Trichterteil eine leitende Beschichtung an seinem inneren Bereich aufweist, um einen elektrischen Weg zum Anlegen der Anodenspannung zu bilden, und auf der Außenfläche des Trichterbereiches zwei Anodenknöpfe oder -stecker symmetrisch zuein­ ander befestigt sind, derart, daß sie mit der inneren leitenden Beschichtung durch den Trichterteil hindurch in Kontakt stehen.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein beson­ ders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrie­ ben. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht des typischen Aufbaus einer herkömmlichen Kathodenstrahlröhre,

Fig. 2 eine Schnittansicht des in Fig. 1 dargestellten Anoden­ knopfes oder -steckers,

Fig. 3A und 3B jeweils die Luminanzstreuung am Bildschirm und die Lande- und Streifenbreite der Elektronenstrahlen von willkürlich gewählten Kathodenstrahlröhren mit dem in Fig. 1 dargestellten Auf­ bau,

Fig. 4A und 4B die sich ändernde Stärke der Elektronenstrahlen nach Maßgabe einer Änderung der horizontalen und vertikalen Magnet­ felder des Erdmagnetfeldes bezüglich der in Fig. 3A und 3B darge­ stellten Kathodenstrahlröhren,

Fig. 5 eine schematische Schnittansicht des Ausführungsbei­ spiels der erfindungsgemäßen Kathodenstrahlröhre, und

Fig. 6 eine Darstellung der Luminanzstreuung am Bildschirm der in Fig. 5 dargestellten Kathodenstrahlröhre.

Die in Fig. 5 dargestellte Kathodenstrahlröhre 10 umfaßt eine Frontplatte 14, auf deren Innenfläche ein fluoreszierendes Material oder ein Leuchtstoffmaterial aufgebracht ist, einen Halsteil 16, der der Frontplatte 14 gegenüber angeordnet ist, einen Trichterteil 18, der die Frontplatte 14 in einem Stück mit dem Halsteil 16 zur Bil­ dung eines Kolbens verbindet, und eine Elektronenkanone, die im Halsteil 16 angebracht ist.

Die Elektronenkanone der Kathodenstrahlröhre 10 ist eine Bipo­ tentialkanone mit einer Kathode 22, die eine Heizung 20 aufweist, einer Steuerelektrode 24, einer Schirmelektrode 26, einer Fokussie­ rungselektrode 28 und einer Hochspannungselektrode 30, an der die Anodenspannung liegt.

An der Außenfläche des Trichterteils 18 sind zwei Anodenkon­ takte oder -knöpfe 32 und 32a symmetrisch zueinander befestigt, von denen jeder elektrisch mit der leitenden Beschichtung 34 an der Innenfläche in Kontakt steht.

Wenn die Knöpfe 32 und 32a symmetrisch zueinander befestigt sind, dann können sie irgendwo an der Außenfläche des Trichterteils 18 angeordnet sein. Die leitende Beschichtung 34 hat daher zwei Wege für die Spannungsversorgung über die beiden Anodenknöpfe 32 und 32a, die symmetrisch zueinander am Außenumfang des Trichterteils 18 angebracht sind.

Die leitende Beschichtung 34 ist mittels Kolloidgraphit in einem Maße aufgebracht, daß sie elektrisch mit dem fluoreszierenden Material oder Leuchtstoff 12, einer Schattenmaske 18, die diesem Material benachbart angeordnet ist, und Metallstreifen 40 in Ver­ bindung steht, um einen elektrischen Weg zur Hochspannungselektrode 30 der Elektronenkanone von der leitenden Beschichtung 34 aus zu bilden.

An den Elektroden der Elektronenkanone liegen jeweils bestimmte Spannungen von den Zuleitungsstiften 42, die sich durch den Sockel des Halsteils 16 hindurch erstrecken. Die Versorgungsspannungen sind wie folgt:
Kathode: 200 bis 400 V
Steuerelektrode: 0 bis 1 kV
Schirmelektrode: 0 bis 1 kV
Fokussierungselektrode: 1 bis 10 kV
Hochspannungselektrode: 5 bis 35 kV.

Dabei ist die an der Hochspannungselektrode liegende Spannung die gleiche die wie die Anodenspannung.

Die von der Kathode 22 durch die Arbeit der Heizung 20 ausgege­ benen Thermionen werden durch die Steuerelektrode 24, die Schirm­ elektrode 26, die Fokussierungselektrode 28 und die Hochspannungs­ elektrode 30 in Elektronenstrahlen umgewandelt. Die Elektronenstrah­ len landen auf dem fluoreszierenden Material oder Leuchtstoffmateri­ al 12 und erzeugen dadurch ein Bild.

Während dieses Vorganges wird die leitende Beschichtung 34 mit der hohen Anodenspannung über die beiden Anodenknöpfe 32 und 32a versorgt, so daß die Spannungsstreuung, die durch das Potential in der leitenden Beschichtung 34 hervorgerufen wird, um eine Achse symmetrisch ist, die die Symmetrieachse der beiden Anodenknöpfe 32 und 32a ist.

Da die Spannungsstreuung der leitenden Beschichtung 34 sym­ metrisch wird und einen Einfluß auf die Luminanzstreuung am Bild­ schirm hat, ist die Luminanzstreuung oder -verteilung gemessen an der oberen und der unteren Seite der Umfangsbildschirmbereiche relativ gleichmäßig.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird daher die Bildquali­ tät insofern erhöht, als die Luminanzstreuung der Bildschirmumfangs­ bereiche auf die der mittleren Bereiche abgestimmt oder herabgesetzt wird.

Claims (6)

1. Kathodenstrahlröhre mit einer Frontplatte, deren Innenfläche ein fluoreszierendes Material aufweist, einem Halsteil, das der Frontplatte gegenüber angeordnet ist, einem Trichterteil, der die Frontplatte mit dem Halsteil in einem Stück zur Bildung eines Kol­ bens verbindet, und mit einer Elektronenkanone, die im Halsteil angeordnet ist, wobei der Trichterteil eine leitende Beschichtung an seinem Innenbereich aufweist, so daß ein elektrischer Weg zum Anle­ gen der Anodenspannung an seinen inneren Bereich gebildet ist, gekennzeichnet durch zwei Anodenknöpfe (32, 32a), die symmetrisch zueinander am Außenumfang des Trichterteils (18) angebracht sind und mit der leitenden Beschichtung (34) über den Trichterteil (18) in Kontakt stehen.

2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen, die die Anodenknöpfe elektrisch miteinander verbin­ den.

3. Kathodenstrahlröhre mit
einer Anzeigeplatte, die eine Innenfläche und eine Außenfläche aufweist,
einem Halsteil, der der Anzeigeplatte gegenüber angeordnet ist,
einem Trichterteil, der den Halsteil und die Anzeigeplatte verbindet und an seiner Innenfläche einen Leitungsweg für die Anodenspannung aufweist, und
eine Einrichtung, die im Halsteil angeordnet ist und Elektronen­ strahlen zur Innenfläche der Anzeigeplatte aussendet, um dadurch ein Bild an der Außenfläche der Anzeigeplatte anzuzeigen, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung, die im Trichterteil (18) in einer elektrischen Verbindung mit dem Leitungsweg angeordnet ist und ein symmetrisches Anodenpotential erzeugt.

4. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, die ein symmetrisches Anodenpotential erzeugt, zwei Anodenkontakte (32, 32a) umfaßt, die symmetrisch zueinander am Trichterteil (18) angebracht sind.

5. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die die Anodenkontakte (32, 32a) elektrisch mitein­ ander verbindet.

6. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungsweg aus einer Beschichtung aus einem leitenden Material besteht.