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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kathodenstrahlröhre und
insbesondere auf eine Kathodenstrahlröhre, die die Stärke einer
Tafel und eines Trichters optimiert, um das Gewicht derselben zu
minimieren, eine hervorragende Explosionswiderstandseigenschaft
zu erzielen und die gemeinsame Nutzung von Teilen und Anlagen zu
ermöglichen.
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Hintergrund der Erfindung
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Im
Allgemeinen ist eine Kathodenstrahlröhre mit einem Vakuumbehälter ausgebildet,
wobei eine Tafel, ein Trichter und ein Hals in einem Körper miteinander
versiegelt sind. Ein Leuchtstofffilm ist auf der inneren Oberfläche der
Tafel ausgebildet, und eine Elektronenkanone ist innerhalb des Halses montiert.
Eine Maskenanordnung ist innen an die Tafel angebracht, und eine
Ablenkeinheit ist außen
um den Trichter herum montiert.
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In
Dokumenten
JP 2002/
358910 A und
US 2003/
214220 A1 ist eine Kathodenstrahlröhre offenbart, die eine Tafel
mit einer Abdichtoberfläche,
einen Trichter mit einer die Abdichtoberfläche der Tafel berührenden
Abdichtoberfläche
sowie einen mit dem Trichter verbundenen Hals umfasst, wobei sowohl die
Tafel als auch der Trichter an der jeweiligen Abdichtoberfläche eine
variierende Stärke
aufweist.
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Bei
der obig strukturierten Kathodenstrahlröhre werden die von der Elektronenkanone
emittierten Elektronenstrahlen von der Ablenkeinheit abgelenkt und
in Richtung des Leuchtstofffilms abgetastet. Die Elektronenstrahlen
treten durch die Maskenlöcher
der Maskenanordnung hindurch und kollidieren gegen den auf der inneren
Oberfläche
der Tafel ausgebildeten Leuchtstofffilm, wodurch Licht emittiert und
das gewünschte
Bild darstellt wird.
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Bei
der herkömmlichen
Kathodenstrahlröhre ist
der maximale Ablenkwinkel der Elektronenstrahlen innerhalb einer
Spanne von 102–106° bestimmt. Um
die Elektronenstrahlen richtig auf den relevanten Bereichen des
Leuchtstofffilms innerhalb der Spanne des maximalen Ablenkwinkels
landen zu lassen, sollte die Elektronenkanone mit einem zur Ablenkung der
Elektronenstrahlen ausreichenden Abstand von dem Leuchtstofffilm
angeordnet sein.
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Entsprechend
hat die herkömmliche
Kathodenstrahlröhre
eine große
Röhrenstärke und
ein großes
Volumen, was mit den damit verbundenen Nachteilen einhergeht.
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In
letzter Zeit ist die Ablenkung der Elektronenstrahlen weitwinklig
gewesen (bei ungefähr
125° maximalem
Ablenkwinkel), um die Kathodenstrahlröhre schlanker zu gestalten,
und in diesem Fall sollte die Stärke
der Tafel und des Trichters vergrößert werden, um eine angemessene
Explosionswiderstandseigenschaft zu erzielen.
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Jedoch
wird, um die Stärke
der Tafel und des Trichters zu vergrößern, während die herkömmliche äußere Abmessung
derselben beibehalten wird, die innere Dimension der Tafel und des
Trichters reduziert, so dass es schwierig wird, die existierenden
Anlagen und Teile der Kathodenstrahlröhre (wie zum Beispiel einen
Rahmen der Maskenanordnung, eine Feder zum Aufhängen der Maskenanordnung an dem
Inneren der Tafel, etc.) dafür
zu nutzen, und es bedarf einer neuen Investition (im Zusammenhang mit
der Anlage und der Form). Dies führt
zu erhöhten Produktionskosten.
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Vor
allem wird das Gewicht der Kathodenstrahlröhre erhöht, wenn die Tafel und der
Trichter dicker gemacht werden, wodurch die Schwierigkeit der Handhabung
verursacht wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In
einer Ausführung
ist die vorliegende Erfindung eine Kathodenstrahlröhre, die
die Stärke
einer Tafel und eines Trichters lokal vergrößert, wobei sie die gemeinsame
Nutzung der existierenden Teile und Anlagen ermöglicht und das Gewicht derselben
minimiert. Die Kathodenstrahlröhre
gemäß der vorliegenden
Erfindung beinhaltet eine Tafel mit einer Abdichtoberfläche, die
vier Ecken, ein Paar langer Seiten und ein Paar kurzer Seiten aufweist;
einen Trichter mit einer Abdichtoberfläche, die vier Ecken, ein Paar
langer Seiten und ein Paar kurzer Seiten aufweist, zum Verbinden
mit der Tafel-Abdichtoberfläche;
und einen mit dem Trichter verbundenen Hals, wobei Stärken der
langen Seiten und kurzen Seiten der Tafel-Abdichtoberfläche jeweils
zunehmend vergrößert sind,
angefangen von jeweiligen Ecken, bis eine jeweilige maximale Stärke in der
Mitte der langen Seite beziehungsweise kurzen Seite der Tafel-Abdichtoberfläche erreicht
ist, und Stärken
der langen Seiten und kurzen Seiten der Trichter-Abdichtoberfläche jeweils
zunehmend vergrößert sind, angefangen
von jeweiligen Ecken, bis eine jeweilige maximale Stärke in der
Mitte der langen Seite beziehungsweise kurzen Seite der Trichter-Abdichtoberfläche erreicht
ist.
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Die
Tafel und der Trichter weisen lange Seiten, kurze Seiten und Ecken
jeweils mit der Abdichtoberfläche
auf, und die maximale Stärke
der Tafel an den langen Seiten derselben, die maximale Stärke der
Tafel an den kurzen Seiten derselben und die Stärke der Tafel an den Ecken
derselben sind voneinander verschieden, wobei die maximale Stärke des Trichters
an den langen Seiten desselben, die maximale Stärke des Trichters and den kurzen
Seiten desselben und die Stärke
des Trichters an den Ecken desselben voneinander verschieden sind.
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Gegeben,
dass die Tafel und der Trichter lange Seiten, kurze Seiten und Ecken
jeweils mit der Abdichtoberfläche
aufweisen, ist die Stärkerelation, wenn
die maximale Stärke
der Tafel an den langen Seiten derselben mit Max/Tv1 bezeichnet
ist, die maximale Stärke
der Tafel an den kurzen Seiten derselben mit Max/Th1 und die Stärke der
Tafel an den Ecken derselben mit Td1, während die maximale Stärke des
Trichters an den langen Seiten desselben mit Max/Tv2 bezeichnet
ist, die maximale Stärke
des Trichters and den kurzen Seiten desselben mit Max/Th2 und die
Stärke
des Trichters an den Ecken desselben mit Td2, so bestimmt, dass
sie den folgenden Bedingungen genügt: Max/Tv1 > MaxTh1 ≥ Td1,und Max/Tv2 > Max/Th2 ≥ Td2.
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Gegeben,
dass die Tafel und der Trichter lange Seiten, kurze Seiten und Ecken
jeweils mit der Abdichtoberfläche
aufweisen, ist die Stärkerelation, wenn
die maximale Stärke
der Tafel an den langen Seiten derselben mit Max/Tv1 bezeichnet
ist, die maximale Stärke
der Tafel an den kurzen Seiten derselben mit Max/Th1 und die Stärke der
Tafel an den Ecken derselben mit Td1, während die maximale Stärke des
Trichters an den langen Seiten desselben mit Max/Tv2 bezeichnet
ist, die maximale Stärke
des Trichters and den kurzen Seiten desselben mit Max/Th2 und die
Stärke
des Trichters an den Ecken desselben mit Td2, so bestimmt, dass
sie den folgenden Bedingungen genügt: Max/Tv1 ≥ MaxTh1 > Td1,und Max/Tv2 ≥ Max/Th2 > Td2.
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Die
Stärken
der Tafel-Abdichtoberfläche
und der Trichter-Abdichtoberfläche
sind nur an jeweiligen Innenseiten der Tafel und des Trichters erhöht, das heißt, die
variierende Stärkerelation
wird auf die inneren Oberflächen
der Tafel und des Trichters angewandt.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Querschnittsansicht einer Kathodenstrahlröhre gemäß einer Ausführung der
vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Perspektivansicht einer Tafel für die Kathodenstrahlröhre gemäß der Ausführung der
vorliegenden Erfindung;
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3 ist
eine Perspektivansicht eines Trichters für die Kathodenstrahlröhre gemäß der Ausführung der
vorliegenden Erfindung;
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4 ist
ein Graph, der die Ergebnisse von Spannungsinterpretation auf der
Grundlage einer Computersimulation bezüglich der langen Seiten der Tafel
und des Trichters der Kathodenstrahlröhre gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung
illustriert;
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5 ist
ein Graph, der die Ergebnisse von Spannungsinterpretation auf der
Grundlage einer Computersimulation bezüglich der kurzen Seiten der Tafel
und des Trichters der Kathodenstrahlröhre gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung
illustriert; und
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6 ist
ein Graph, der die Ergebnisse von Spannungsinterpretation auf der
Grundlage einer Computersimulation bezüglich der Ecken der Tafel und
des Trichters der Kathodenstrahlröhre gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung
illustriert.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Wie
in 1 gezeigt beinhaltet die Kathodenstrahlröhre gemäß einer
Ausführung
der vorliegenden Erfindung eine Tafel 2 und einen Trichter 4, jeder
mit einer Abdichtoberfläche.
Ein Frittenglas 22 ist an die Abdichtoberflächen der
Tafel 2 und des Trichters 4 angebracht, die miteinander
versiegelt sind, um so einen Vakuumbehälter zu bilden.
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Wie
in 2 und 3 gezeigt haben die Tafel 2 und
der Trichter 4 eine gemeinsame Form, außer dass die Stärke jeder
der Abdichtoberflächen 2a der
Tafel und 4a des Trichters an dem Mittelpunkt relativ zu
den jeweiligen Ecken zunehmend vergrößert ist.
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Die
Tafel 2 ist so strukturiert, dass die maximale Stärke Max/Tv1
der Stärke
Tv1 der langen Seiten 2b an der Abdichtoberfläche 2a und
die maximale Stärke
Max/Th1 der Stärke
Th1 der kurzen Seiten 2c an der Abdichtoberfläche 2a voneinander
verschieden sind.
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Der
Trichter 4 ist ebenfalls so strukturiert, dass die maximale
Stärke
Max/Tv2 der Stärke
Tv2 der langen Seiten 4b an der Abdichtoberfläche 4a und
die maximale Stärke
Max/Th2 der Stärke
Th2 der kurzen Seiten 4c an der Abdichtoberfläche 4a voneinander
verschieden sind.
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Insbesondere
ist, wie in 2 gezeigt, die Tafel 2 so
strukturiert, dass die lange Seite 2b und die kurze Seite 2c der
Abdichtoberfläche 2a zunehmend in
der Stärke
vergrößert sind,
angefangen von jeweiligen Ecken, bis eine jeweilige maximale Stärke ungefähr in der
Mitte der langen Seite 2b beziehungsweise kurzen Seite 2c erreicht
ist. Eine diagonale Stärke
Td1 der Ecken 2d ist so bestimmt, dass sie kleiner als
die maximale Stärke
Max/Tv1 der langen Seiten 2b und/oder die maximale Stärke Max/Th1
der kurzen Seiten 2c ist.
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Wie
in 3 gezeigt ist auch bei dem Trichter 4 die
Stärke
Tv2 der langen Seiten 4b und die Stärke Th2 der kurzen Seiten 2c jeweils
zunehmend vergrößert, angefangen
von jeweiligen Ecken, bis eine jeweilige maximale Stärke ungefähr in der
Mitte der langen Seite 4b beziehungsweise kurzen Seite 4c erreicht
ist.
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Die
obige variierende Stärkerelation
wird auf die inneren Oberflächen
der Tafel 2 und des Trichters 4 angewandt, und
die äußeren Oberflächen der
Tafel 2 und des Trichters 4 sind so bestimmt,
dass sie denen der herkömmlichen
Kathodenstrahlröhre ähnlich sind.
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Außerdem sind
bei der Tafel 2 und dem Trichter 4 die jeweiligen
Stärken
Td1 und Td2 der diagonalen Ecken 2d und 4d so
bestimmt, dass sie denen der herkömmlichen Kathodenstrahlröhre mit
derselben Bildschirmgröße ähnlich sind..
Die jeweiligen Stärken
Td1 und Td2 der diagonalen Ecken 2d und 4d sind
so bestimmt, dass eine an eine innere Ecke der Tafel 2 angepasste
Eckstift 29 (in 1 gezeigt) und eine an einem
Rahmen 20 einer Maskenanordnung 16 angebrachte
Feder 28, die kombiniert sind, um die Maskenanordnung 16 innerhalb
der Tafel zu montieren, keine Variation in der Abmessung der Lagen
des Eckstifts 29 und der Feder 28 aufweisen. Entsprechend
ist es möglich,
die bestehenden Teile und Anlagen der herkömmlichen Kathodenstrahlröhren zu
verwenden.
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Jedoch
ist die Stärkerelation
der Tafel 2 und des Trichters 4 nicht auf die
obige beschränkt.
In einer Ausführung
sind die maximale Stärke
Max/Tv1 der langen Seiten 2b der Tafel 2 und die
maximale Stärke
Max/Th1 der kurzen Seiten 2c und die Stärke Td1 der Ecken 2d so
bestimmt, dass sie der folgenden Bedingung genügen: Max/Tv1 > Max/Th1 ≥ Td1
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Ähnlich werden
die maximale Stärke Max/Tv2
der langen Seiten 4b des Trichters 4, die maximale
Stärke
Max/Th2 der kurzen Seiten 4c und die Stärke Td2 der Ecken 4d so
bestimmt, dass sie der folgenden Bedingung genügen: Max/Tv2 > Max/Th2 ≥ Td2
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In
einer Ausführung
sind die maximale Stärke
Max/Tv1 der langen Seiten 2b der Tafel 2, die
maximale Stärke
Max/Th1 der kurzen Seiten 2c und die Stärke Td1 der Ecken 2d so
bestimmt, dass sie der folgenden Bedingung genügen: Max/Tv1 ≥ Max/Th1 > Td1
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Ebenso
werden die maximale Stärke Max/Tv2
der langen Seiten 4b des Trichters 4, die maximale
Stärke
Max/Th2 der kurzen Seiten 4c und die Stärke Td2 der Ecken 4d so
bestimmt, dass sie der folgenden Bedingung genügen: Max/Tv2 ≥ Max/Th2 > Td2
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Die
die obig strukturierte Tafel 2 und Trichter 4 beinhaltende
Kathodenstrahlröhre
wird dann mit einem Vakuumbehälter
mit der Kombination der Tafel 2, des Trichters 4 und
einen Halses 6, wie in 1 gezeigt,
gebildet.
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Eine
Elektronenkanone 8 ist innerhalb des Halses 6 montiert,
und ein Leuchtstofffilm 3 ist auf der inneren Oberfläche der
Tafel 2 ausgebildet. Ein Graphitfilm 5 ist auf
der inneren Oberfläche
des Trichters 4 ausgebildet, so dass er mit einer Anode 7 verbunden
ist.
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Eine
Maskenanordnung 16 ist innerhalb der Tafel 2 montiert.
Die Maskenanordnung 16 beinhaltet eine Maske 10,
die mit einer Mehrzahl von Strahl-Durchgangslöchern strukturiert ist, sowie
einen Rahmen 20 zum Unterstützen der Maske 10.
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Ein
Getter 9 ist an dem Rahmen 20 installiert, um
den internen Vakuumgrad des Vakuumbehälters zu verbessern. Um die
Maskenanordnung 16 innerhalb der Tafel 2 zu montieren,
ist ein Eckstift 29 an die innere Ecke der Tafel 2 angepasst,
und eine an den Rahmen 20 der Maskenanordnung 16 angeschweißte Feder 28 ist
mit der Eckstift 29 kombiniert. Mit der Kombination der
Eckstift 29 und der Feder 28 ist die Maskenanordnung 16 innerhalb
der Tafel 2 montiert.
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Bei
der obig strukturierten Kathodenstrahlröhre variieren die Tafel 2 und
der Trichter 4 entlang ihrer Abdichtoberflächen in
der Stärke,
jedoch wird die Variation in Stärke
der Tafel und des Trichters innerhalb des Rahmens 20 der
Maskenanordnung 16 in Grenzen gehalten.
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Dies
liegt daran, dass der Rahmen 20 seitlich mit der stärkevariierten
Tafel 2 platziert ist. Wenn nur der Rahmen 20 entsprechend
der variierten Stärkeabmessung
der Tafel 2 verändert
ist, können
andere Teile der Kathodenstrahlröhre
austauschbar mit jeweiligen Teilen der herkömmlichen Kathodenstrahlröhre verwendet
werden, und daher werden neue Investitionen für die neuen Teile und Produktionsanlagen
minimiert.
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4 bis 6 sind
Graphen, die die Ergebnisse des Interpretierens der Spannung aufgrund
des auf die Tafel 2 und den Trichter 4 aufgebrachten
Vakuumdrucks illustrieren, wenn die Form der Tafel 2 und
des Trichters 4 variiert wird, so dass der maximale Ablenkwinkel
um 125° erweitert
ist und die Röhrenstärke reduziert
ist.
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Wie
in 4 gezeigt wurde eine Spannung von 9,3 MPa sowohl
auf den Mittelpunkt der langen Seiten der Tafel 2 als auch
am Mittelpunkt der langen Seiten des Trichters 4 auf der
Grundlage der Abdichtoberflächen
der Tafel 2 und des Trichters 4 aufgebracht, und
es wurde beobachtet, dass die Stärke dieser
Teile (die maximale Stärke
der Tafel und die maximale Stärke
des Trichters) vorzugsweise ungefähr 18 mm beträgt.
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Ferner
wurde wie in 4 gezeigt eine Spannung von
6,3 MPa sowohl auf den Mittelpunkt der kurzen Seiten der Tafel 2 als
auch am Mittelpunkt der kurzen Seiten des Trichters 4 auf
der Grundlage der Abdichtoberflächen
der Tafel 2 und des Trichters 4 aufgebracht, und
es wurde beobachtet, dass die Stärke
dieser Teile (die maximale Stärke
der Tafel und die maximale Stärke
des Trichters) vorzugsweise ungefähr 16 mm beträgt.
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Ähnlich wurde
wie in 6 gezeigt eine Spannung von 3 MPa sowohl auf die
Ecken der Tafel als auch an den Ecken des Trichters auf der Grundlage
der Abdichtoberflächen
der Tafel 2 und des Trichters 4 aufgebracht, und
es wurde beobachtet, dass die Stärke
dieser Teile (die Stärke
der Tafel und die Stärke
des Trichters) vorzugsweise ungefähr 12 mm beträgt.
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Wenn
die Stärken
der Tafel 2 und des Trichters 4 lokal auf der
Grundlage von lokal differenzierten Spannungen variiert werden,
ist es möglich,
die Stärke
der relevanten Teile entsprechend der überschüssigen Spannung im Vergleich
zu dem Fall, in dem die Stärke
der Tafel und des Trichters auf der Grundlage der Stärke des
Teils, wo die maximale Spannung besteht, gleichmäßig ausgebildet ist, zu reduzieren.
Daher kann das Gesamtgewicht der Kathodenstrahlröhre durch die reduzierte Stärke reduziert
werden.
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Bei
der obig strukturierten Kathodenstrahlröhre kann die Stärke der
Tafel und des Trichters auf der Grundlage der Spannungsinterpretation
mittels einer Computersimulation minimiert werden, wobei eine exzellente
Explosionswiderstandseigenschaft erzielt wird. Entsprechend ist
es möglich,
das Gewicht der Kathodenstrahlröhre
zu minimieren und die Material- und Produktionskosten zu reduzieren.
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Ferner
können,
da die Eckstärke
der Tafel so bestimmt ist, dass sie identisch oder ähnlich der
herkömmlichen
ist, die bestehenden Teile der herkömmlichen Kathodenstrahlröhren für die Produktion
der verbesserten Kathodenstrahlröhre
der Erfindung verwendet werden, ohne den Eckstift und die Federteile zum
Installieren der Maskenanordnung zu verändern. Auch können die
bestehenden Anlagen gemeinsam verwendet werden. Folglich kann die
Weitwinkelablenkung verwirklicht werden, während die Neuinvestition minimiert
wird, und die Röhrenstärke kann
bedeutend reduziert werden, wodurch eine schlanke Kathodenstrahlröhre konstruiert
wird. Obwohl Ausführungen
der vorliegenden Erfindung oben im Detail beschrieben wurden, sollte
klar verstanden werden, dass viele Variationen und/oder Modifikationen
des hierein gelehrten grundlegenden erfinderischen Konzepts, die
dem Fachmann aufscheinen können,
noch in den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen, wobei besagter
Umfang in den angefügten
Patentansprüchen
definiert und nur durch diese begrenzt ist.