DE68911083T2

DE68911083T2 - Kathodenstrahlröhre.

Info

Publication number: DE68911083T2
Application number: DE89116888T
Authority: DE
Inventors: Junko C O Mitsubishi Denk Itoh; Koji C O Mitsubishi D Nakamura; Keitaro C O Mitsubishi Tsukui
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-09-20
Filing date: 1989-09-12
Publication date: 1994-04-28
Anticipated expiration: 2009-09-13
Also published as: US4990825A; JPH0722000B2; EP0360134A3; KR900005545A; DE68911083D1; EP0360134B1; JPH0286033A; KR910007831B1; EP0360134A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kathodenstrahlröhre mit einer Tafel, die eine rechteckige Stirnplatte besitzt und aus Glas gebildet ist, und einem Trichter, der eine Seitenwand der Röhre bildet und zwischen der Tafel und einem Hals angeordnet ist, welcher einen Elektronenstrahlerzeuger umfaßt, der bezüglich der Stirnplatte stirnseitig gegenübergelegen ist.
Eine Elektronenstrahlröhre zum Schleudern von Kathodenstrahlen zu einer Stirnplatte, um ein Bild auf der Stirnplatte zu erzeugen, d.h. eine sogenannte Kathodenstrahlröhre (im nachfolgenden mit CRT abgekürzt), wird beispielsweise für einen Fernsehempfänger benutzt und ist in den letzten Jahren äußerst weitverbreitet als Anzeigeeinheit zum Anzeigen von Videoinformation benutzt worden.
Fig. 6 ist eine teilweise geschnittene Teil- und Seitenansicht im Aufriß eines Beispiels einer herkömmlichen CRT.
In der Zeichnung sind dargestellt: eine Tafel 1 mit einer Stirnplatte 1a, die frontseitig angeordnet und zum Anzeigen eines Bilds darauf angepaßt ist, und einer Tafelkante 1b, die in einem äußeren Umfang der Tafel derart angeordnet ist, daß sie sich davon weg erstreckt, und ein Trichter 2, der eine Seitenwand bildet, die aus Glas gebildet und mit einem Hals (nicht gezeigt) verbunden ist, welcher einen Elektronenstrahlerzeuger umfaßt.
Die Tafel 1 und der Trichter 2 sind an einer Verbindungsfläche 3 mittels Glaslöten oder ähnlichem verbunden. Ein metallisches Band 4 ist um die Tafelkante 1b gewickelt. Bei der Herstellung einer derart aufgebauten CRT ist es notwendig, den inneren Druck der CRT zu reduzieren und ihr Inneres in einem Vakuum zu halten. Bei jener Verbindungsstelle treten in der Tafel 1 und dem Trichter 2 eine Druckspannung und eine Zugspannung auf, die die Druckreduktion begleiten.
Fig. 7, die eine teilweise perspektivische Ansicht der in Fig. 6 gezeigten CRT ist, stellt Abschnitte dar, an denen zu der Zeit der Reduktion des inneren Drucks eine Druckspannung und eine Zugspannung auftreten. Eine Zugspannung tritt für gewöhnlich in den schattierten Abschnitten in Fig. 7 auf.
Im allgemeinen zeigt das Glas, das die Tafel 1 und den Trichter 2 bildet, eine hohe Festigkeit gegenüber der Druckspannung, zeigt aber eine relativ geringe Festigkeit gegenüber der Zugspannung. Insbesondere in einem Fall, in dem ein kleiner Fehler auf seiner äußeren Oberfläche vorhanden ist, nimmt seine Festigkeit gegenüber der Zugspannung weiter ab. Während der Herstellung der Tafel 1 und des Trichters 2 kann leicht eine Beschädigung auftreten, die zu einem derartigen Abnehmen der Zugfestigkeit führt.
Daher ist bei der herkömmlichen CRT mit einem derartigen Aufbau, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, da die Tafel 1 und der Trichter 2 aus Glas gebildet sind, die Festigkeit gegenüber einer Zugspannung aufgrund der Reduzierung des inneren Drucks gering. Daher ist es zum Sicherstellen einer ausreichenden Festigkeit notwendig, die Dicke des Glases zu erhöhen, was das Gewicht der CRT nachteilig schwer macht.
Wie es in Fig. 8 gezeigt ist, gibt es als weitere Aufbauart einer herkömmlichen CRT eine, die eine Glastafel 11 und einen metallischen Trichter 12 aufweist. Auch bei einer derartigen CRT tritt eine Zugspannung aufgrund einer Druckreduzierung an einem Verbindungsabschnitt zwischen der Tafel 11 und dem Trichter 12 auf, wodurch ein ähnliches Problem auftritt, wie bei der in Fig. 6 gezeigten CRT.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine CRT zu schaffen, die eine Festigkeit gegenüber einer Zugspannung sicherstellen kann, welche als ein Ergebnis einer Reduktion des internen Drucks auftritt, und die leichtgewichtig gemacht werden kann, um dadurch die oben beschriebenen Nachteile des herkömmlichen Standes der Technik zu überwinden.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Kathodenstrahlröhre gelöst, die folgendes aufweist:
einen spannungsresistenten Rahmen, der eine im Querschnitt L-förmig ausgestaltete Biegung aufweist und aus einem Metallrahmen gebildet ist, welcher zwischen der Tafel und dem Trichter angeordnet und mit beiden verbunden ist, wodurch der spannungsresistente Rahmen zur Verstärkung der Kathodenstrahlröhre gegen eine Zugspannung angepaßt ist, die aufgrund einer Reduktion des inneren Drucks der Kathodenstrahlröhre auftritt.
Der spannungsresistente Rahmen kann integral mit dem Trichter angeordnet sein, und in diesem Fall kann der Herstellungsprozeß des spannungsresistenten Rahmens und des Trichters teilweise weggelassen werden, wodurch die Produktionskosten reduziert werden.
Wenn der thermische Ausdehnungskoeffizient des spannungsresistenten Rahmens im wesentlichen gleich jenem der Tafel gemacht wird, kann ein Verbindungsabschnitt zwischen dem spannungsresistenten Rahmen und der Tafel mit einer Festigkeit gegenüber einer Spannung ausgestattet sein, die aufgrund des Unterschieds zwischen den thermischen Ausdehnungskoeffizienten auftritt.
Wenn die Verbindung des spannungsresistenten Rahmens und der Tafel in einem Abschnitt realisiert ist, in dem die aufgrund der Evakuierung des Inneren der CRT entstandene Zugspannung ausreichend gering ist, kann der Verbindungsabschnitt zwischen dem spannungsresistenten Rahmen und der Tafel mit einer Festigkeit gegenüber einer Spannung versehen sein, die aufgrund des Unterschieds zwischen den thermischen Ausdehnungskoeffizienten auftritt.
Wenn die Verbindung des spannungsresistenten Rahmens und des Trichters in einem Abschnitt realisiert ist, in dem die aufgrund der Evakuierung des Inneren der CRT entstandene Zugspannung ausreichend gering ist, kann der Verbindungsabschnitt zwischen dem spannungsresistenten Rahmen und dem Trichter mit einer Festigkeit gegenüber einer Spannung versehen sein, die aufgrund des Unterschieds zwischen den thermischen Ausdehnungskoeffizienten auftritt.
Wenn auf der Innenseite der L-förmigen Biegung des spannungsresistenten Rahmens eine Vertiefung vorgesehen ist, um dem spannungsresistenten Rahmen federnde Eigenschaften zu verleihen, kann die auf die Tafel und den Trichter wirkende Spannung durch den spannungsresistenten Rahmen absorbiert werden, wodurch die Festigkeit der CRT gegenüber der Spannung verbessert wird.
Wenn ein Ende des spannungsresistenten Rahmens teilweise über die Tafel vorsteht, kann die Festigkeit der Tafel gegenüber der Spannung verbessert werden.
Das Vorsehen einer isolierenden Schicht zum Bedecken der Oberfläche des spannungsresistenten Rahmens, die der Außenseite der CRT gegenüberliegt, verbessert die Sicherheit gegenüber einer hohen Spannung, wenn die hohe Spannung in dem spannungsresistenten Rahmen auftritt.
In einem Fall, in dem der spannungsresistente Rahmen integral mit dem Trichter angeordnet ist, kann, wenn die isolierende Schicht derart ausgeführt ist, daß sie sich teilweise über den Trichter erstreckt, die Sicherheit des Trichters gegenüber einer hohen Spannung sichergestellt werden.
Zusätzlich verhindert das Vorsehen einer Frontglasplatte an der Frontfläche der Stirnplatte das Verstreuen von Bruchteilen, die durch das Zerbrechen der Stirnplatte entstehen.
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung klarer werden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Teil-Querschnittsansicht, die den Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels einer CRT gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei ein spannungsresistenter Rahmen 25, ein Merkmal der Erfindung, integral mit einem Trichter 22 angeordnet ist;
Fig. 2 ist eine Zeichnung, die die Spannungsverteilung darstellt, die als Ergebnis einer Reduktion des inneren Drucks der in Fig. 1 gezeigten CRT auftritt, wobei der Abschnitt, der einen Übergang von einer Druckspannung zu einer Zugspannung erfährt, einer Verbindungsfläche 23 zwischen dem spannungsresistenten Rahmen 25 und einer Verbindungsfläche 23 des Trichters 22 entspricht;
Fig. 3 ist eine Teil-Querschnittsansicht, die den Aufbau eines zweiten Ausführungsbeispiels der CRT in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei ein Ende eines spannungsresistenten Rahmens 35 über eine Tafel 31 vorsteht;
Fig. 4 ist eine Teil-Querschnittsansicht, die den Aufbau eines dritten Ausführungsbeispiels der CRT in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei eine Vertiefung auf der gebogenen Innenseite des spannungsresistenten Rahmens 45 vorgesehen ist, um diesem federnde Eigenschaften zu verleihen;
Fig. 5 ist eine Teil-Querschnittsansicht, die den Aufbau eines vierten Ausführungsbeispiels der CRT in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei ein spannungsresistenter Rahmen 55 und ein Trichter 52 getrennt angeordnet sind;
Fig. 6 ist eine teilweise geschnittene Teilansicht eines Beispiels des Aufbaus einer herkömmlichen CRT, wobei die CRT eine Tafel 1 und einen Trichter 2 umfaßt, die beide aus Glas gebildet sind;
Fig. 7 ist eine teilweise perspektivische Ansicht, die die Spannungsverteilung während einer Reduktion des inneren Drucks der in Fig. 6 gezeigten herkömmlichen CRT darstellt; und
Fig. 8 ist eine Teil-Querschnittsansicht, die ein weiteres Beispiel des Aufbaus einer herkömmlichen CRT darstellt, wobei die CRT einen metallischen Trichter 12 und eine Glastafel 11 aufweist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Nun werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In Fig. 1 ist ein spannungsresistenter Rahmen 25, der ein Merkmal der Erfindung ist, mit einem peripheren Abschnitt einer Tafel 21 verbunden und ist aus einem Metall gebildet. In diesem Ausführungsbeispiel ist auch ein Trichter 22 aus einem Metallteil gebildet und integral mit dem spannungsresistenten Rahmen 25 ausgebildet. Der zentrale Abschnitt der Tafel 21, d.h. der Abschnitt, in dem ein Bild angezeigt wird, ist aus Glas gebildet, wie beispielsweise H8602, das in den Normen der Elektronikindustrie-Vereinigung von Japan (EIAJ) spezifiziert ist. Als Material des Rahmens 25 wird ein Metall wie beispielsweise Kohlenstoffstahl benutzt, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient im wesentlichen gleich jenem des Glases ist, das die Tafel 21 bildet, und der eine geringe Gasmenge erzeugt, wenn die CRT evakuiert wird. Zusätzlich sind die Tafel 21 und der spannungsresistente Rahmen 25 miteinander mittels Fritteglas gekoppelt. Eine explosionssichere Frontglasplatte 27 ist an der Frontfläche der Tafel 21 durch ein Harz 26 vorgesehen. Diese Frontglasplatte 27 ist eine zusätzliche Platte um zu verhindern, daß Bruchteile der Tafel 21 sich nach vorne verstreuen, wenn die CRT zerbrechen sollte. Im Falle einer kompakten CRT ist beispielsweise die Energie zu der Zeit des Zerbrechens gering, so daß es unnötig ist, die Frontglasplatte 27 vorzusehen.
Zusätzlich ist zum Schaffen einer Isolierung eine isolierende Schicht 28 an den Außenflächen des spannungsresistenten Rahmens 25 und des Trichters 22 vorgesehen. Beispielsweise wird, wenn die CRT benutzt wird, eine hohe Spannung in dem Trichter 22 und dem spannungsresistenten Rahmen 25 erzeugt, und diese isolierende Schicht 28 verhindert wirksam einen durch die hohe Spannung erzeugten Unfall.
Wenn das Innere der so aufgebauten CRT evakuiert wird, tritt eine Spannung, die eine derartige Verteilung zeigt, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, auf der CRT-Oberfläche auf. Anders ausgedrückt wird eine Druckspannung auf der Oberfläche der Tafel 21 erzeugt, während eine Zugspannung in dem spannungsresistenten Rahmen 25 erzeugt wird. Zu dieser Zeit ist, da der spannungsresistente Rahmen 25 aus Metall hergestellt ist, eine zulässige Spannung gegenüber einer Zugspannung hoch, so daß die Dicke des spannungsresistenten Rahmens 25 gering sein kann. Zusätzlich ist der spannungsresistente Rahmen 25 derart ausgestattet, daß die Spannung an der Verbindungsfläche 23 zwischen der Tafel 21 und dem spannungsresistenten Rahmen 25 äußerst klein wird.
Obwohl der spannunsresistente Rahmen 25 und der Trichter 22 in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel integral ausgebildet sind, können die zwei Elemente, nachdem sie getrennt hergestellt wurden, miteinander verschweißt und zusammengebaut sein. Zusätzlich kann der Trichter 22 in Teilstücken hergestellt sein und dann durch Schweißen zusammengebaut werden.
Weiterhin kann, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, ein Teil eines spannungsresistenten Rahmens 35 sich teilweise über die Front der Tafel 31 erstreckend vorgesehen sein.
Wie es in Fig. 4 gezeigt ist, ist es, wenn die Dicke eines spannungsresistenten Rahmens 45 an einem Eckabschnitt gering ist, darüber hinaus möglich, die Spannung mittels der federnden Eigenschaft dieser Vertiefung 49 weiter zu reduzieren, die auf eine Tafel 41 und einen Trichter 42 wirkt. Somit ist es möglich, die Dicke der Tafel 41 sogar noch kleiner zu machen, wodurch eine leichtgewichtigere CRT geschaffen werden kann.
Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist es, da die Dicke der Tafel 41 klein ist, möglich, den Vorteil einer Reduzierung einer thermischen Spannung, die in der Tafel 41 bei einem Erwärmungs- und Auskühlungsprozeß bei der Herstellung der CRT auftritt, zu erhalten, wodurch die Herstellung erleichtert wird und die Produktionskosten reduziert werden.
Wie es in Fig. 5 gezeigt ist, kann, da eine Druckspannung an einen Trichter 52 angelegt ist, der Trichter 52 aus Glas gebildet sein und kann mit einem spannungsresistenten Rahmen 55 mittels Fritteglas oder ähnlichem an einer Oberfläche 60 verbunden sein, an der die Druckspannung in die Zugspannung übergeht.
Bei den oben beschriebenen jeweiligen Ausführungsbeispielen ist es möglich, eine CRT zu erhalten, die leichtgewichtig ist und eine hohe Festigkeit gegenüber einer Zugspannung hat.

Claims

1. Kathodenstrahlröhre mit einer Tafel (21), die eine rechteckige Stirnplatte besitzt und aus Glas gebildet ist, und einem Trichter (22), der eine Seitenwand der Röhre bildet und zwischen der Tafel (21) und einem Hals angeordnet ist, welcher einen Elektronenstrahlerzeuger umfaßt, der bezüglich der Stirnplatte stirnseitig gegenübergelegen ist, wobei die Kathodenstrahlröhre einen spannungsresistenten Rahmen (25) aufweist, der eine im Querschnitt L-förmig ausgestaltete Biegung aufweist und von einem Metallrahmen gebildet ist, welcher zwischen der Tafel (21) und dem Trichter (22) angeordnet und mit beiden verbunden ist, wodurch der spannungsresistente Rahmen (25) zur Verstärkung der Kathodenstrahlröhre gegen eine Zugspannung angepaßt ist, die aufgrund einer Reduktion des inneren Drucks der Kathodenstrahlröhre auftritt.

2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, wobei der Trichter (22) aus Metall gebildet ist und vorzugsweise mit dem Rahmen (25) integral ausgebildet ist.

3. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, wobei der thermische Ausdehnungskoeffizient der Tafel (21) im wesentlichen gleich dem des spannungsresistenten Rahmens (25) ist.

4. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, wobei die Verbindung der Tafel (21) mit dem spannungsresistenten Rahmen (25) an einem Abschnitt (23) bewirkt ist, wo die aufgrund der Evakuierung des Inneren der Kathodenstrahlröhre herrührende Zugspannung ausreichend gering ist.

5. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, wobei die Verbindung des Trichters (22) mit dem spannungsresistenten Rahmen (25) an einem Abschnitt bewirkt ist, wo die von der Evakuierung des Inneren der Kathodenstrahlröhre herrührende Zugspannung ausreichend gering ist.

6. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, wobei an der Innenseite des Eckabschnitts der L-förmigen Krümmung des spannungsresistenten Rahmens (45) eine Vertiefung (49) vorgesehen ist, die die Dicke des Rahmens relativ verringert, um dem spannungsresistenten Rahmen (45) federnde Eigenschaften zu verleihen.

7. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, wobei ein Ende des spannungsresistenten Rahmens (35) sich teilweise über die Tafel (31) hinaus erstreckt.

8. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, die weiterhin eine isolierende Schicht (28) aufweist, welche aus einem isolierenden Material gebildet ist und angepaßt ist, um die der Außenseite der Kathodenstrahlröhre zugewandte Oberfläche des spannungsresistenten Rahmens (25) abzudecken.

9. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, die weiterhin eine Frontglasplatte (27) aufweist, die auf der Frontfläche der Stirnplatte (21) angeordnet ist, um ein Verstreuen von Bruchteilen zu verhindern, wenn die Stirnplatte (21) zerbrochen ist.

10. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 4, wobei die Verbindung des Trichters (22) mit dem spannungsresistenten Rahmen (25) an einem Abschnitt erfolgt, wo die von der Evakuierung des Inneren der Kathodenstrahlröhre herrührende Zugspannung ausreichend gering ist.

11. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 3, wobei die Verbindung der Tafel (21) und des Spannungsresistenten Rahmens (25) an einem Abschnitt erfolgt, wo die von der Evakuierung des Inneren der Kathodenstrahlröhre herrührende Zugspannung ausreichend gering ist, während die Verbindung des Trichters (22) mit dem spannungsresistenten Rahmen (25) an einem Abschnitt erfolgt, wo die von der Evakuierung des Inneren der Kathodenstrahlröhre herrührende Zugspannung ausreichend gering ist.

12. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 11, wobei auf der Innenseite am Eckabschnitt der L-förmigen Biegung des spannungsresistenten Rahmens (25) eine Vertiefung (49) vorgesehen ist, die die Dicke des Rahmens verhältnismäßig gering macht, um dem spannungsresistenten Rahmen (25) federnde Eigenschaften zu verleihen.

13. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 11, die weiterhin eine isolierende Tafel (28) aufweist, die aus einem isolierenden Material gebildet und angepaßt ist, um die der Außenseite der Kathodenstrahlröhre zugewandte Oberfläche des spannungsresistenten Rahmens (25) abzudecken, und eine Frontglasplatte (27) aufweist, die an der Frontfläche der Stirnplatte (21) vorgesehen ist, um ein Verstreuen von Bruchteilen zu verhindern, wenn die Stirnplatte (21) zerbrochen ist.

14. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 2, wobei der Trichter (22) und der spannungsresistente Rahmen (25) integral ausgebildet sind.

15. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 2, die weiterhin eine isolierende Schicht (28) aufweist, welche aus einem isolierenden Material gebildet ist und angepaßt ist, um die der Außenseite der Kathodenstrahlröhre zugewandte Oberfläche des Spannungsresistenten Rahmens (25) abzudecken, wobei die isolierende Schicht (28) den Trichter (22), welcher integral mit dem spannungsresistenten Rahmen (25) ausgebildet ist, abdeckt.

16. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 14, die weiterhin eine isolierende Schicht (28) aufweist, welche aus einem isolierenden Material gebildet und angepaßt ist, um die der Außenseite der Kathodenstrahlröhre zugewandte Oberfläche des spannungsresistenten Rahmens (25) abzudecken, wobei die isolierende Schicht (28) den Trichter (22), der integral mit dem spannungsresistenten Rahmen (25) ausgebildet ist, abdeckt.

17. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 16, wobei der thermische Ausdehnungskoeffizient der Tafel (41) im wesentlichen gleich dem des spannungsresistenten Rahmens (45) ist, wobei die Verbindung der Tafel (41) mit dem spannungsresistenten Rahmen (45) an einem Abschnitt erfolgt, wo die von der Evakuierung des Inneren der Kathodenstrahlröhre herrührende Zugspannung ausreichend gering ist, und wobei eine Vertiefung (49) an der Innenseite der L-förmigen Biegung des spannungsresistenten Rahmens (45) vorgesehen ist, um dem spannungsresistenten Rahmen (45) federnde Eigenschaften zu verleihen.

18. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 16, wobei der thermische Ausdehnungskoeffizient der Tafel (21) im wesentlichen gleich dem des spannungsresistenten Rahmens (25) ist, wobei die Verbindung der Tafel (21) mit dem spannungsresistenten Rahmen (25) an einem Abschnitt erfolgt, wo die auf der Evakuierung des Inneren der Kathodenstrahlröhre beruhende Zugspannung ausreichend gering ist und wobei eine Frontglasplatte (27) auf der Vorderfläche der Stirnplatte (21) angeordnet ist, um ein Verstreuen von Bruchteilen zu verhindern, wenn die Stirnplatte (21) zerbrochen ist.

19. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 18, wobei ein Ende des spannungsresistenten Rahmens (35) sich teilweise über die Tafel (31) erstreckt.

20. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 19, wobei an der inneren Seite der L-förmigen Biegung des spannungsresistenten Rahmens (45) eine Vertiefung (49) vorgesehen ist, die die Dicke des Rahmens relativ gering macht, um dem spannungsresistenten Rahmen (45) federnde Eigenschaften zu verleihen.