DE4311808C2 - Verfahren zur Herstellung einer Kathodenstrahlröhre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kathodenstrahlröhre. Diese kann beispielsweise in Fernsehempfängern oder in Computer-Endgeräten ein­ gesetzt werden.

Die Fig. 1A, 1B, 1C und 1D illustrieren ein bekann­ tes Verfahren zur Herstellung einer Kathodenstrahl­ röhren-Anzeigeeinheit. In diesen Figuren ist eine vollständige Frontplatte 2 gezeigt, die eine Front­ scheibe, einen auf der Innenwand der Frontscheibe gebildeten Leuchtschirm und einen an der Frontplatte aufgehängten Farbauswahlmechanismus beispielsweise eine Lochmaske enthält. Ein Trichter 3 kann herge­ stellt werden, indem Graphit auf die Innenwand des Trichterglases aufgebracht wird. Die vollständige Frontplatte 2 weist einen Anzeigeröhren-Frontschirm­ bereich 2A und einen Anzeigeröhren-Seitenplattenbe­ reich 2B auf. Der Trichter 3 ist mit einem Halsbe­ reich 4 versehen, der sich rückwärts von diesem er­ streckt. Ein Fritte-Abdichtbereich 5 verbindet ab­ dichtend die vollständige Frontplatte 2 und den Trichter 3. Eine Elektronenkanone 8 ist abdichtend im Halsbereich 4 befestigt. Der vollständige Anzeigeröh­ renkörper 1 enthält die vollständige Frontplatte 2, den Trichter 3 und den Halsbereich 4.

Bei der Herstellung werden zunächst die vollständige Frontplatte 2 und der Trichter 3 vorbereitet, wie in Fig. 1A gezeigt ist. Die vollständige Frontplatte 2 und der Trichter 3 werden dann durch den aus Glas­ fritte bestehenden Fritte-Abdichtbereich 5 dichtend miteinander verbunden, wie in Fig. 1B gezeigt ist. Die vollständige Elektronenkanone 8 wird dann dich­ tend im hohlen Ende des Halsbereichs 4 befestigt. Der erhaltene Anzeigeröhrenkörper 1 wird dann durch eine Pumpspitze 10 extrahiert, so daß eine ein Vakuum- Glasgefäß bildende Kathodenstrahlröhren-Anzeigeein­ heit entsteht, wie in Fig. 1C gezeigt ist. Da im In­ nern des Anzeigeröhrenkörpers 1 ein Vakuum herrscht, wird der Anzeigeröhren-Seitenplattenbereich 2B der vollständigen Frontplatte 2 in Richtung des gestri­ chelt dargestellten Pfeils X verzerrt, während der Anzeigeröhren-Frontschirmbereich 2A in Richtung des gestrichelt dargestellten Pfeils W verzerrt wird. Unter dieser Bedingung wird der Anzeigeröhrenkörper 1 der Aktivierung von Elektronen und verschiedenen Tests unterworfen. Da es jedoch gefährlich ist, den Anzeigeröhrenkörper 1 so zu lassen wie er ist, wird der Anzeigeröhren-Seitenplattenbereich 2B der voll­ ständigen Frontplatte 2 im Anzeigeröhrenkörper 1 durch ein Metallband 9 unter Spannung gesetzt, um eine Implosion zu verhindern, wie in Fig. 1D gezeigt ist. Dies vervollständigt den Anzeigeröhrenkörper 1. Wie aus Fig. 1D ersichtlich ist, verzerrt das Metall­ band 9 den Anzeigeröhren-Seitenplattenbereich 2B der vollständigen Frontplatte 2 in Richtung des ausgezo­ gen dargestellten Pfeils Z und auch den Anzeigeröh­ ren-Frontschirmbereich 2A in Richtung des ausgezogen dargestellten Pfeils Y. Die Richtung des Pfeils Z ist entgegengesetzt zur Richtung des Pfeils X, während die Richtung des Pfeils Y entgegengesetzt zur Rich­ tung des Pfeils W ist. Daher kann die Verzerrung des Anzeigeröhrenkörpers 1 aufgrund des Vakuums durch Festspannen des Metallbandes 9 korrigiert werden.

Die Fig. 2A und 2B illustrieren eine Herabsetzung der Beanspruchung im Teilquerschnitt der Kathoden­ strahlröhren-Anzeigeeinheit, die nach dem in den Fig. 1A, 1B, 1C und 1D gezeigten Verfahren herge­ stellt ist. Die durchgezogene Linie in Fig. 2A zeigt den Umriß der vollständigen Frontplatte 2 und des Trichters 3, bevor das Innere des Anzeigeröhrenkör­ pers 1 leergepumpt wird. Die gestrichelte Linie zeigt den Umriß der vollständigen Frontplatte 2 und des Trichters 3, nachdem das Innere des Anzeigeröhrenkör­ pers 1 leergepumpt wurde. Wie aus Fig. 2A ersichtlich ist, wölbt sich der Anzeigeröhren-Seitenplattenbe­ reich 2B nach außen, während der Anzeigeröhren-Front­ schirmbereich 2A nach innen gedrückt ist, wenn im Innern des Anzeigeröhrenkörpers 1 ein Vakuum besteht. Somit wird das Metallband 9 auf der Seite des Anzei­ geröhrenkörpers 1 festgespannt, um diesen in eine durch die ausgezogene Linie gezeigte Form zu bringen. Fig. 2B zeigt die Korrektur der Verzerrung bei einer anderen vollständigen Frontplatte 2, die einen Me­ tallseitenbereich 2C und einen Metallrückenbereich 6 aufweist. Wie aus Fig. 2B ersichtlich ist, wird auch eine derartige vollständige Frontplatte 2 entspre­ chend der gestrichelten Linie verzerrt, wenn das In­ nere des Anzeigeröhrenkörpers 1 leergepumpt ist. Je­ doch kann eine derartige Verzerrung korrigiert wer­ den, indem das Metallband 9 festgespannt wird, um den Anzeigeröhrenkörper 1 so zu deformieren, wie durch die ausgezogene Linie dargestellt ist.

Zusätzlich zum vorerwähnten Verfahren, bei dem die vollständige Frontplatte 2 und der Trichter 3 dich­ tend miteinander verbunden werden, die Elektronenka­ none 8 dichtend im Trichter 3 befestigt wird und dann das Innere des Anzeigeröhrenkörpers 1 leergepumpt und dieser den Schritten der Verhinderung der Implosion und Verzerrung unterworfen wird, ist auch ein anderes Verfahren der Abdichtung zwischen der vollständigen Frontplatte 2 und dem Trichter 3, der nachfolgenden Behandlung der Anordnung zum Verhindern einer Implo­ sion und schließlich der abdichtenden Befestigung der Elektronenkanone 8 im Anzeigeröhrenkörper bekannt. Jedoch erfordert auch dieses Verfahren das Metallband 9, um die Implosion zu verhindern.

Die Verwendung eines Metallbandes um den Anzeigeröh­ ren-Seitenplattenbereich 2B der vollständigen Front­ platte 2 erhöht das Gewicht des Anzeigeröhrenkörpers 1 und führt kaum zu einer Abflachung des Anzeigeröh­ ren-Frontschirmbereichs 2A. Da die Kathodenstrahlröh­ ren-Anzeigeeinheit vollständig aus Glas besteht, ist das Metallband notwendigerweise erforderlich, um die ganze Struktur zu verstärken, wenn im Anzeigeröhren­ körper ein Vakuum ausgebildet wird. Um die Verzerrung zu korrigieren und eine Implosion zu vermeiden, ist das Metallband selbst bei einer Struktur, bei der der Glaskörper teilweise durch Metall verstärkt ist, er­ forderlich. Somit können die bekannten Kathoden­ strahlröhren-Anzeigeeinheiten nicht wirtschaftlich hergestellt werden und ihr Gewicht kann nicht weiter reduziert werden.

Aus der US 2,699,014 ist ein Verfahren zur Herstel­ lung einer Kathodenstrahlröhre bekannt, bei dem die Frontplatte und der Konus mittels Formen hergestellt werden, auf die erwärmte Glasscheiben gespannt wer­ den, die von Stempeln in die Form der Formen gebracht werden. Die Formen werden in gegenüberstehende Posi­ tionen gebracht und die über die Ränder der Formen herausragenden Teile der Frontplatte und des Konus werden durch Aufheizen miteinander verbunden. Dabei werden sie durch Unterdruck in den Formen gehalten.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Kathodenstrahl­ röhre vorzusehen, die ein geringes Gewicht und einen flacheren Schirm aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im An­ spruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens er­ geben sich aus den Unteransprüchen.

Wenn ein Bereich des Schirmplattenteils ursprünglich die in Fig. 3A gezeigte Form hat, wird eine Kraft im mittleren Bereich des Schirmplattenteils auf diesen ausgeübt, um ihn so zu verformen, daß die Seite des Schirmplattenteils sich nach außen ausdehnt. In Fig. 3B zeigt die gestrichelte Linie einen Bereich des Schirmplattenteils vor der Verformung, während eine ausgezogene Linie den gleichen Bereich des Schirm­ plattenteils nach der Verformung zeigt. Nachdem der Schirmplattenteil in dieser Weise verformt wurde, wird er mit dem Trichterteil dicht verbunden und die ausgeübte Kraft wird weggenommen. Fig. 3C zeigt eine derartige abdichtende Verbindung zwischen dem Schirm­ plattenteil und dem Trichterteil. Wenn die Last weg­ genommen ist, hat der Schirmplattenteil die Neigung, zu seiner anfänglichen Gestalt zurückzukehren, so daß die Seite des Schirmplattenteils nach innen zurückge­ zogen wird. In Fig. 3C zeigt die gestrichelte Linie den Umriß des Schirmplattenteils, bevor er dichtend mit dem Trichterteil verbunden wird, während die aus­ gezogene Linie den Umriß des dichtend verbundenen Schirmplattenteils zeigt. Da das Innere der Kathoden­ strahlröhre extrahiert ist, um unter einer derartigen Bedingung ein Vakuum zu bilden, wird der Frontschirm­ bereich nach innen verzerrt, wie in Fig. 3D gezeigt ist. Andererseits ist die Seite des Schirmplatten­ teils nach außen verzerrt, um den Frontschirmbereich abzuflachen. In Fig. 3D zeigt die gestrichelte Linie den Umriß des Schirmplattenteils vor der Extraktion, während die ausgezogene Linie den Umriß des Schirm­ plattenteils nach der Extraktion zeigt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A, 1B, 1C und 1D ein bekanntes Verfahren zur Her­ stellung einer Kathodenstrahlröh­ ren-Anzeigeeinheit,

Fig. 2A und 2B eine Verzerrung bei der in be­ kannter Weise hergestellten Ka­ thodenstrahlröhren-Anzeigeein­ heit,

Fig. 3A, 3B, 3C und 3D ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Schirmplat­ tenteils,

Fig. 4 eine Perspektivansicht eines Aus­ führungsbeispiels einer erfin­ dungsgemäß hergestellten Katho­ denstrahlröhren-Anzeigeeinheit,

Fig. 5A, 5B, 5C, 5D und 5E ein Verfahren zur Herstellung der in Fig. 4 gezeigten Kathoden­ strahlröhren-Anzeigeeinheit,

Fig. 6A und 6B eine Verzerrung bei den in Fig. 4 und 5 gezeigten Kathodenstrahl­ röhren-Anzeigeeinheit, und

Fig. 7 eine Perspektivansicht eines Teils eines anderen Ausführungs­ beispiels einer erfindungsgemäß hergestellten Kathodenstrahlröh­ ren-Anzeigeeinheit.

In Fig. 4 ist ein Anzeigeröhrenkörper 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, der eine vollständige Frontplatte 2 mit einem Anzeigeröhren­ frontschirmbereich 2A und einen Anzeigeröhren-Seiten­ plattenbereich 2B, einen mit der Frontplatte 2 ver­ bundenen Trichter 3 und einen eine Elektronenkanone 8 enthaltenden Halsbereich 4 aufweist. Die Verbindung zwischen der vollständigen Frontplatte 2 und dem Trichter ist durch einen Fritte-Abdichtbereich 5 ab­ gedichtet. Fig. 4 zeigt nur den ersten Quadranten einer Kathodenstrahlröhren-Anzeigeeinheit gesehen von einer Mittelachse CA, die durch die Mitte SC des An­ zeigeröhren-Frontschirmbereichs 2A hindurchgeht.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, ist kein Metallband entlang des Umfangs des Anzeigeröhren-Seitenplatten­ bereichs 2B vorgesehen. Somit kann das Gewicht des Anzeigeröhrenkörpers 1 herabgesetzt werden. Die Be­ reiche P und Q sind einer erhöhten Zugspannung unter­ worfen, wenn das Innere des Anzeigeröhrenkörpers 1 zur Erzeugung eines Vakuums extrahiert wird. Jedoch wurden diese Bereiche vorher bei der Herstellung ver­ formt. Daher werden, selbst wenn kein Metallband vor­ gesehen ist, der Anzeigeröhren-Frontschirmbereich 2A und der Anzeigeröhren-Seitenplattenbereich 2B in be­ zug auf ihre Verformungen korrigiert.

Ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Anzei­ geröhrenkörpers 1 wird unter Bezug auf die Fig. 5A, 5B, 5C, 5D und 5E beschrieben. Zunächst werden die vollständige Frontplatte 2 und der Trichter 3 vorbe­ reitet, wie in Fig. 5A gezeigt ist. Es wird dann eine Schablone 7 verwendet, um den Anzeigeröhren-Seiten­ plattenbereich 2B der vollständigen Frontplatte 2 an seinen längeren und kürzeren Seiten nach außen in Richtung der ausgezogen dargestellten Pfeile R zu verformen, wie in Fig. 5B gezeigt ist. Die vollstän­ dige Frontplatte 2 wird dann durch den Fritte-Ab­ dichtbereich 5 dichtend mit dem Trichter 3 verbunden, während die Schablone 7 auf dem Anzeigeröhren-Seiten­ plattenbereich 2B befestigt ist, wie in Fig. 5C ge­ zeigt ist. Danach wird die Schablone 7 entfernt, wie in Fig. 5D gezeigt ist. Da durch die Entfernung der Schablone 7 die von außen einwirkenden Kräfte von der vollständigen Frontplatte 2 weggenommen werden, wird der Anzeigeröhren-Seitenplattenbereich 2B der voll­ ständigen Frontplatte 2 in Richtung der ausgezogen dargestellten Pfeile T verformt, während der Anzeige­ röhren-Frontschirmbereich 2A in Richtung des ausgezo­ gen dargestellten Pfeils S verformt wird. Danach wird, wie in Fig. 5E gezeigt ist, die Elektronenkano­ nen 8 abgedichtet im Halsbereich 4 befestigt und das Innere des Anzeigeröhrenkörpers 1 wird unter Bildung eines Vakuums extrahiert und versiegelt, um die Ka­ thodenstrahlröhren-Anzeigeeinheit fertigzustellen. Zu dieser Zeit wird der Anzeigeröhren-Seitenplattenbe­ reich 2B durch eine Kraft verformt, die in Richtung der gestrichelt dargestellten Pfeile V auf ihn ein­ wirkt, während der Anzeigeröhren-Frontschirmbereich 2A durch eine Kraft verformt wird, die auf diesen in Richtung des Pfeils U einwirkt. Diese Verformungen sind geeignet, die Verformungen des Anzeigeröhren- Seitenplattenbereichs 2B und des Anzeigeröhren-Front­ schirmbereichs 2A in den Richtungen T bzw. S zu kor­ rigieren. Daher können die Spannungen in den jeweili­ gen Bereichen 2A und 2B reduziert werden.

Durch die Herstellung der Kathodenstrahlröhren-An­ zeigeeinheit in der vorbeschriebenen Weise ist ein Metallband zum Einspannen des Anzeigeröhren-Seiten­ plattenbereichs 2B entlang seines Umfangs nicht er­ forderlich. Zusätzlich kann der Anzeigeröhren-Front­ schirmbereich 2A flacher gestaltet werden, während das Gewicht des Anzeigeröhrenkörpers 1 herabgesetzt wird.

Die Fig. 6A und 6B illustrieren die Reduzierung der Spannungen in der nach dem Verfahren gemäß den Fig. 5A, 5B, 5C, 5D und 5E hergestellten Kathodenstrahl­ röhren-Anzeigeeinheit. In Fig. 6A zeigt die gestri­ chelte Linie den Umriß der vollständigen Frontplatte 2 und des Trichters 3, bevor das Innere des Anzeige­ röhrenkörpers 1 zur Bildung eines Vakuums leergesaugt wird, während die ausgezogene Linie den Umriß der vollständigen Frontplatte 2 und des Trichters 3 zeigt, nachdem das Innere des Anzeigeröhrenkörpers 1 zur Bildung eine Vakuums leergesaugt wurde. Bei der vollständigen Frontplatte 2, die anfänglich nach au­ ßen vorgespannt wurde, ist der Anzeigeröhren-Seiten­ plattenbereich 2B nach innen zurückgezogen und der Anzeigeröhren-Frontschirmbereich 2A nach außen ge­ wölbt, bevor der Anzeigeröhrenkörper 1 zur Bildung eines Vakuums leergesaugt wird. Nachdem das Innere des Anzeigeröhrenkörpers 1 leergesaugt wurde, sind der Anzeigeröhren-Seitenplattenbereich 2B nach außen gewölbt und der Anzeigeröhren-Frontschirmbereich 2A nach innen zurückgezogen, wie durch die ausgezogene Linie dargestellt ist. Als Ergebnis können die Ver­ formungen der vollständigen Frontplatte 2 und des Trichters 3 eliminiert werden. Demgemäß kann der An­ zeigeröhren-Frontschirmbereich 2A flach gehalten wer­ den, ohne daß der Anzeigeröhren-Seitenplattenbereich 2B durch ein Metallband eingespannt werden muß.

Es kann jedoch ein Metallband um den Umfang des An­ zeigeröhren-Seitenplattenbereichs 2B der vollständi­ gen Frontplatte 2 gespannt werden. In diesem Fall dient das Metallband 9 dazu, irgendwelchen Sicher­ heitsstandards oder dergleichen zu genügen und nicht zur Korrektur der Verformung. Daher kann das Metall­ band 9 einfacher gestaltet sein und ein geringeres Gewicht aufweisen.

Fig. 7 enthält eine Perspektivansicht eines anderen Ausführungsbeispiels einer Kathodenstrahlröhren-An­ zeigeeinheit, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist. Die Kathodenstrahlröhren-Anzeigeein­ heit weist eine vollständige Frontplatte 2, deren Seite durch einen Metallseitenbereich 2C dargestellt ist, und einen Metallrückenbereich 6 auf, der mit der Rückseite der Frontplatte 2 verbunden ist. Bei einer derartigen Anordnung wird anfänglich eine Auswärts­ kraft auf die vollständige Frontplatte 2 und den Me­ tallseitenbereich 2C ausgeübt. Unter dieser Bedingung wird die vollständige Frontplatte 2 durch den Fritte- Abdichtbereich 5 abdichtend mit dem Metallrückenbe­ reich 6 verbunden, um den Anzeigeröhrenkörper 1 zu bilden. Wenn das Innere des Anzeigeröhrenkörpers 1 zur Bildung eines Vakuums extrahiert wird, können die vorher entstandenen Verformungen korrigiert werden. Da alle Bereiche mit Ausnahme des Anzeigeröhren- Frontschirmbereichs 2A im wesentlichen aus Metall be­ stehen, kann der Metallseitenbereich 2C auf relativ einfache Weise nach außen ausgedehnt werden. Dies erleichtert die Korrektur der Verformungen aufgrund des Vakuums.

Obgleich die Ausführungsbeispiele in Verbindung mit einem Verfahren beschrieben wurden, bei dem alle Ver­ formungen aufgrund des Vakuums durch die vorher in die vollständige Frontplatte eingebrachten Verformun­ gen kompensiert werden, kann die vorliegende Erfin­ dung auch bei einem modifizierten Verfahren angewen­ det werden, bei dem ein Teil der Verformungen auf­ grund des Vakuums durch die vorher in die vollständi­ ge Frontplatte eingebrachten Verformungen und die verbleibenden Verformungen durch Umspannen eines Me­ tallbandes kompensiert werden. In einem solchen Fall kann das Metallband nur zu einem Teil zur Korrektur der Verformung beitragen. Daher kann die Kathoden­ strahlröhren-Anzeigeeinheit mit einem reduzierten Gewicht hergestellt werden. Auf der anderen Seite kann der Anzeigeröhren-Frontschirmbereich mit größe­ rer Zuverlässigkeit abgeflacht werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann jede Verfor­ mung, die beim Leersaugen des Inneren des Anzeigeröh­ renkörpers zur Bildung eines Vakuums auftritt, durch vorher an dem Anzeigeröhrenkörper an entgegengesetz­ ten Richtungen vorgenommene Verformungen kompensiert werden. Im Vergleich mit der Verwendung eines Metall­ bandes, nachdem der Anzeigeröhrenkörper 1 zur Bildung eines Vakuums leergesaugt wurde, kann daher die Ka­ thodenstrahlenröhren-Anzeigeeinheit nach der Erfin­ dung mit einem reduzierten Gewicht hergestellt werden und der Anzeigeröhren-Frontschirmbereich kann auf einfachere Weise flach gestaltet werden. Selbst wenn ein Metallband verwendet wird, kann es eine einfache­ re Gestaltung und ein geringeres Gewicht aufweisen. Daher kann mit der vorliegenden Erfindung eine Katho­ denstrahlröhren-Anzeigeeinheit wirtschaftlicher her­ gestellt werden.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung einer Kathodenstrahl­ röhre aus einer Frontplatte (2) mit einem Front­ schirmbereich (2A) und einem Seitenbereich (2b) und einem Trichterteil (3) mit folgenden Schrit­ ten:

• a) Aufbringen einer Kraft auf die Frontplatte (2) für eine elastische Verformung des Sei­ tenbereichs der Frontplatte (2) nach außen;
• b) dichtes Verbinden der Frontplatte (2) mit dem Trichterbereich (3) unter Aufrechter­ haltung der elastischen Verformung;
• c) Wegnehmen der Kraft;
• d) Evakuieren der Frontplatte (2) und des Trichterbereichs (3).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kraft so gewählt wird, daß minde­ stens teilweise die durch die Evakuierung der Frontplatte (2) und des Trichterbereichs (3) bewirkte Verformung der Frontplatte kompensiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kraft auf den Frontschirm­ bereich (2A) der Frontplatte aufgebracht wird.