DE60207580T2

DE60207580T2 - Kathodenstrahlröhre mit entspannungs-maskenträgerstruktur

Info

Publication number: DE60207580T2
Application number: DE60207580T
Authority: DE
Inventors: Arthur Joseph REED
Original assignee: Thomson Licensing SAS
Current assignee: Thomson Licensing SAS
Priority date: 2001-08-13
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2022-08-03
Also published as: DE60207580D1; MXPA04001283A; PL367729A1; HUP0401331A2; JP2005500657A; WO2003017316A1; CN1278361C; CN1541400A; US6566797B2; JP4037364B2; EP1417696A1; EP1417696B1; US20030030359A1; KR20040021696A

Description

Erfindungsgebiet
Die Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf Kathodenstrahlröhren (CRT = cathode ray tubes) mit einer Spannungsmaske und besonders auf eine Spannungsmaskenrahmeneinheit für Kathodenstrahlröhren (CRT), die einen Entspannungsmaskenträgerrahmen haben.
Hintergrund der Erfindung
Eine Kathodenstrahlröhre oder CRT beinhaltet eine Elektronenkanone zur Bildung und Steuerung von drei Elektronenstrahlen auf dem Schirm der Röhre. Der Schirm liegt auf der inneren Oberfläche der Frontscheibe des Röhrenkörpers und ist mit einer Reihe Elemente mit drei verschiedenen farbausstrahlenden Phosphoren versehen. Eine Schattenmaske, die entweder eine geformte Maske oder eine Spannungsmaske mit feinen Drähten sein kann, ist zwischen der Elektronenkanone und dem Bildschirm angeordnet. Die von der Elektronenkanone ausgesendeten Elektronenstrahlen passieren die Öffnungen in der Schattenmaske und treffen auf den Bildschirm wodurch sie die Phosphors erregen, die dann Licht aussenden, so dass ein Bild auf der sichtbaren Bildfläche der Frontscheibe wiedergegeben werden kann.
Eine Ausführungsart der Kathodenstrahlröhren besitzt eine Maske mit feinen Drähten, die über einen Maskenstützrahmen gespannt sind, um ihre Neigung zu Schwingungen bei grossen Amplituden durch äussere Erregung zu kompensieren. Solche Schwingungen würden grobe Fehlanzeigen des Elektronenstrahls auf dem Bildschirm hervorrufen und würden sich beim Betrachter der Bildröhre in störenden Bildanomalien auswirken.
Die erforderliche Maskenbelastung, um ein annehmbares Schwingungsverhalten zu erreichen liegt unterhalb der Dehngrenze des Maskenmaterials bei Betriebstemperatur der Bildröhre. Bei hohen Temperaturen in der Bildröhrenherstellung, jedoch, wechseln die Eigenschaften des Maskenmaterials und die Dehnungsgrenze des Maskenmaterials ist deutlich vermindert. Unter solchen Bedingungen übersteigt die Maskenbelastung die Grenzen der Elastizität des Maskenmaterials und das Material wird unelastisch gedehnt. Wenn die Röhre dann nach dem Herstellungsvorgang abgekühlt ist, sind die Drähte länger als vor dem Herstellungsprozess und der Maskenrahmen ist nicht mehr in der Lage die Maskendrähte auf das gleiche Niveau wie zuvor zu spannen. WO 00/1170 legt eine Vorrichtung einer Masken-/Rahmenstruktur offen, die versucht, durch Hinzufügen getrennter Metallstücke an den kurzen Seiten des Maskenrahmens die Spannungsmaske daran zu hindern über ihre Elastizitätsgrenze hinaus gespannt zu werden, wobei die getrennten Metallstücke einen niedrigeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten haben, als der der kurzen Seiten.
Eine ähnliche Vorrichtung einer Masken-/Rahmenstruktur wird in WO-03/005403 (Stand der Technik gemäß Artikel 54.3. EPC) offen gelegt.
Es ist wünschenswert eine Maskenrahmenvorrichtung zu entwickeln, die Spannungsmasken in die Lage versetzt, während des thermischen Zyklus, der bei der Herstellung einer Bildröhre benutzt wird um die Dehnung der Maske zu mildern, wirkungsvoll entspannt zu werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf eine Spannungsmaskenrahmeneinheit einer Kathodenstrahlröhre (CRT), die im Wesentlichen einen rechteckigen Maskenstützrahmen hat. Der Maskenstützrahmen hat ein Paar langer Seiten, die sich über eine zentrale grössere Hauptachse und ein Paar kurze Seiten, die sich über eine zentrale kleinere Achse erstrecken. Auf jeder Seite von zumindest einer Seite des Paares der langen Seite und einer Seite des Paares der kurzen Seite besitzt sie ein Zwischenstück, welches zwischen 2 Endstücken liegt. Das ganze Zwischenstück ist durchgängig mit den 2 Endstücken verbunden und ist aus einem einzigen Material geformt, das einen thermischen Ausdehnungsfaktor hat, der kleiner als der Koeffizient der thermischen Ausdehnung des Materials der Endstücke ist. Eine Spannungsmaske wird zum Maskenträgerrahmen hin an Befestigungspunkten entlang dem Seitenpaar das an die Seiten mit dem Zwischenstück (25) angrenzt, abgestützt.
Kurze Beschreibung der Abbildungen
Die Erfindung wird nun anhand eines Beispiels beschrieben, das sich auf die beigefügten Abbildungen bezieht, dabei ist die:
1 eine Querschnittbetrachtung einer Bildröhre, die eine Spannungsmaskenrahmeneinheit zeigt.
2 eine perspektivische Sicht einer Bildröhre mit einer Spannungsmaskenrahmeneinheit.
3 eine Querschnittbetrachtung entlang der Linie 3-3 der 2.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
1 zeigt eine Kathodenstrahlröhre (CRT = cathode ray tube) die einen Glasskörper 2 hat, der eine rechteckige Frontplatte 3 und einen röhrenförmigen Hals 4 hat und mit einem Trichter verbunden ist. Der Trichter hat eine leitende Innenbeschichtung (nicht dargestellt), die sich vom Anodenschluss 6 bis zur Frontplatte r und zum Röhrenhals 4 erstreckt. Die Frontplatte 3 beinhaltet eine Sichtfläche 8 und einen umlaufenden Flansch oder Flanke 9, die mit dem Trichter 5 mit Glasschmelz verschweisst ist. Eine dreifarbige Phosphor-Fläche 12 wird durch die innere Oberfläche der Frontplatte 3 getragen. Die Bildfläche 12 ist eine Linienfläche mit Phosphorlinien, die als Farbtripel angeordnet sind, jedes der Tripel beinhaltet je eine Phosphorlinie aus einer der 3 Farben. Eine Spannungsmaskenrahmeneinheit 10 ist zur Schirmfläche 12 in einem vorbestimmten Abstandsverhältnis abnehmbar montiert. Eine elektronische Kanone 13, schematisch mit gestrichelten Linien in der 1 dargestellt, ist zentral innerhalb des Halses 4 montiert zur Erzeugung und Führung von 3 in Linie liegenden Elektronenstrahlen, einem Mittelstrahl und 2 Seiten- oder Aussenstrahlen entlang konvergierender Wege durch die Spannungsmaskenrahmeneinheit 10 hindurch auf die Schirmfläche 12.
Die Bildröhre 1 ist entwickelt worden, um mit einem externen, magnetischen Ablenkjoch 14 betrieben zu werden, das in der Nähe der Trichters-zu-Hals-Verbindung liegt. Wenn in Betrieb setzt die Ablenkeinheit 14 die 3 Strahlen Magnetfeldern aus, was dazu führt, dass die Strahlen horizontal und vertikal innerhalb einem rechteckigen Raster über die Bildfläche 12 hinweg ausgelenkt werden.
Die Spannungsmaskenrahmeneinheit 10, wie in 2 gezeigt, hat zwei lange Seiten 22 und 24 und zwei kurze Seiten 26 und 28. Die beiden langen Seiten der Spannungsmaskenrahmeneinheit 10 liegen parallel zur grösseren Achse X der Bildröhre und die beiden kurzen Seiten 26 und 28 liegen parallel zur kleinere Achse Y der Bildröhre. Die Seiten 22, 24, 26, 28 sind vorzugsweise aus rechteckigem rohrförmigem Material hergestellt. Es kann auch darunter jedes andere rohrförmige Material oder andere robuste Materialien verstanden werden, die man benutzen kann, um diese Seitenteile zu formen. Die kurzen Seiten 26, 28 haben gewinkelte Teile 23 die zwischen den Endstücken 27 liegen. Die Mittelteile 25 liegen dazwischen und verbinden die Endstücke 27. Die beiden langen Seiten 22, 24 und die beiden kurzen Seiten 26, 28 bilden vorzugsweise einen durchgängigen Maskenstützrahmen 20, bei dem die langen Seiten 22, 24 in einer gemeinsamen Ebene, üblicherweise parallel zur Spannungsmaske 30 liegen, während die Mittelstücke 25 ausserhalb der Ebene liegen und sich weiter weg von der Spannungsmaske 30 befinden. Ersatzweise können die beiden langen Seiten 22, 24 und die beiden kurzen Seiten 26, 28 einen durchgehenden ebenen Maskenträgerrahmen bilden, entlang der grösseren und kleineren Achsen, wobei beide auf der gleichen Ebene liegen.
Es wird nun auf die 2–3 Bezug genommen, jede der kurzen Seiten 26, 28 wird nun näher beschrieben. Da beide Seiten identisch sind, soll nur die die kurze Seite 28 beschrieben werden, wobei unterstellt ist, dass die gleiche Beschreibung auch auf die kurze Seite 26 angewendet werden kann. Die kurze Seite 28 hat ein Mittelstück 25, das aus einem Material mit einem relativ niedrigen Ausdehnungskoeffizienten besteht. Beispiel für ein solches Material, das für das Mittelstück 25 geeignet ist, ist Invar (Handelsname, Eisen-Nickel-Legierung). Ein Paar der Endstücke 27 erstreckt sich nach aussen von jedem Ende des Mittelstücks 25 aus betrachtet, um eine durchgehende kurze Seite zu bilden. Die Endstücke 27 sind jeweils aus einem Material gebaut, das einen relativ hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten hat. Beispiel für ein solches Material, das sich für die Endstücken 27 eignen würde ist Stahl. Während Invar und Stahl geeignete Materialien sind, können auch andere benutzt werden, die im Verhältnis zueinander ähnliche niedrige bis hohe thermische Ausdehnungskoeffizienten haben. Jedes Endstück 27 beinhaltet ein abgewinkeltes Teilstück 23, das sich vom Mittelstück 25 bis an sein Ende erstreckt, wo es seine jeweilige lange Seite 22, 24 berührt. Die Endstücke 27 sind vorzugsweise mit den Enden der Mittelstücke 25 an den Schweisspunkten 29 verschweisst.
Die Spannungsmaskenrahmeneinheit 10 beinhaltet eine Spannungsschlitzmaske 30 (hier im Schaubild aus Vereinfachungsgründen als Platte dargestellt), das eine Vielzahl von Metallstreifen (nicht dargestellt) beinhaltet, die eine Vielzahl von verlängerten Schlitzen (nicht dargestellt) hat, dazwischen parallel die kleinere Achse Y der Bildröhre.
Die Spannungsmaske 30 ist an einem Paar Trägerplattenglieder 40 befestigt, die mit dem Maskenträgerrahmen 20 an den Befestigungspunkten 33 (wie in der 2 dargestellt) verankert sind. Die Trägerplattenglieder 40 können in der Höhe von der Mitte jeden Trägerplattengliedes 40 aus abweichen und zwar der Länge nach in Richtung der Enden der Trägerplattenglieder 40 um somit die beste Krümmung zu erzielen und beste Anpassung der Spannung über die ganze Spannungsmaske zu ermöglichen.
Für den praktischen Gebrauch ist die Spannungsmaskenrahmeneinheit 10 so gebaut, dass die Spannungsmaske 30 während des Erwärmungsvorganges bei der Röhrenherstellung entspannt wird. Während der Erwärmung dehnt sich das Mittelstück 25 mit einer geringeren Rate aus und die Endstücke dehnen sich mit einer grösseren Rate aus. Diese Dehnungscharakteristik bringt die kurzen Seiten 26, 28 dazu, sich weniger auszudehnen als die Spannungsmaske 30 um Spannung von der Maske längs der kleineren Achse Y zu nehmen. Unter Fachleuten sollte bekannt sein, dass die Mittelstücke 25 alternativ auch auf die langen Seiten 22, 24 angewendet werden können, um ähnliche Entspannung längs der grösseren Achse X zu erreichen.

Claims

Spannungsmaskenrahmeneinheit (10) für eine Kathodenstrahlröhre (1) die beinhaltet: einen im Wesentlichen rechteckigen Maskenstützrahmen (20) mit einem Paar langer Seiten (22, 24), die sich über eine zentrale grössere Hauptachse X und ein Paar kurze Seiten (25, 28), die sich über eine zentrale kleinere Achse Y erstrecken, jede Seite von zumindest einer Seite des Paares der langen Seite (22, 24) und einer Seite des Paares der kurzen Seite besitzen ein Zwischenstück (25), welches zwischen 2 Endstücken (27) liegt, eine Spannungsmaske (30), die zum Maskenträgerrahmen (20) hin an Befestigungspunkten, entlang dem Seitenpaar, abgestützt ist, das an die Seiten mit dem Zwischenstück (25) angrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass das ganze Zwischenstück (25) durchgängig mit den 2 Endstücken verbunden ist und aus einem einzigen Material geformt ist, das einen thermischen Ausdehnungsfaktor hat, der kleiner als der Koeffizient der thermischen Ausdehnung der beiden Endstücke ist.
Spannungsmaskenrahmeneinheit (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Endstücke (27) und die Zwischenstücke (25) entlang der kurzen Seiten (26, 28) angeordnet sind.
Spannungsmaskenrahmeneinheit (10) gemäß Anspruch 2, wobei jedes Endstück (27) zusätzlich ein gewinkeltes Teilstück (23) zwischen dem Zwischenstück (25) und ein jeweils äusseres Ende des jeweiligen äusseren Endstücks (27) besitzt.
Spannungsmaskenrahmeneinheit (10) gemäß Anspruch 1, wobei die die Spannungsmaske (30) durch Trägerplattenglieder (40) gestützt wird und die mit dem Rahmen an den Befestigungspunkten verbunden werden.
Spannungsmaskenrahmeneinheit (10) gemäß Anspruch 4, wobei die Befestigungspunkte ungefähr in der Mitte jeder langen Seite angeordnet sind (22, 24).