DE68927360T2

DE68927360T2 - Farbbildröhre

Info

Publication number: DE68927360T2
Application number: DE68927360T
Authority: DE
Inventors: Akira Intellectual Pro Fukuoka; Michio Intellectual P Nakamura; Toshinao Intellectual Pro Sone; Kiyoshi Intellectual Pr Tokita
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-08-11
Filing date: 1989-08-10
Publication date: 1997-03-20
Anticipated expiration: 2009-08-11
Also published as: CN1014375B; EP0354577A2; CN1040459A; DE68927360D1; EP0354577A3; EP0354577B1; US5029256A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Farbkathodenstrahlröhre und insbesondere Verbesserung der Struktur, bei der eine Schattenmaske der Röhre auf einen Maskenrahmen montiert ist.
Fig. 1 zeigt eine herkömmliche Schattenmaskentyp-Farbkathodenstrahlröhre. Eine Farbkathodenstrahlröhre 1 umfaßt einen Frontplattenabschnitt 2 mit einem Schirmträger 4, der eine im wesentlichen rechteckförmige Gestalt hat, und einen Kragen 6, der sich von dem Rand des Schirmträgers 4 erstreckt, sowie einen Kolben 11 mit einem Trichterabschnitt 8, der mit dem Frontplattenabschnitt 2 verbunden ist, und einem zu dem Trichterabschnitt 8 kontinuierlichem Halsabschnitt 10. Ein Vakuum wird in der Kathodenstrahlröhre 1 durch den Frontplattenabschnitt 2, den Trichterabschnitt 8 und den Halsabschnitt 10 hervorgerufen. Eine Elektronenkanonenanordnung 12 zum Erzeugen von drei Elektronenstrahlen 13 ist in dem Halsabschnitt 10 untergebracht. Ein Ablenksystem 14 ist auf der Außenseite des Konusabschnittes des Trichterabschnittes 8 angeordnet. Das Ablenksystem 14 erzeugt ein Magnetfeld, um die Elektronenstrahlen 13 in einer Horizontalrichtung und in einer Vertikairichtung abzulenken. Ein Leuchtstoffschirm 16 ist auf der Innenfläche des Schirmträgers 4 des Frontplattenabschnittes 2 gebildet. Innerhalb der Röhre 1 ist eine im wesentlichen rechteckförmige Schattenmaske 18 angeordnet, um dem Leuchtstoffschirm 16 derart gegenüberzuliegen, daß ein vorbestimmter Spalt zwischen der Schattenmaske 18 und dem Schirmträger 4 erzeugt wird. Die Schattenmaske 18 ist aus einer dünnen metallischen Platte gebildet und hat eine Anzahl von Schlitzlöchern 20. Ein Maskenrahmen 22 umgibt die Randfläche der Schattenmaske 18. Der Maskenrahmen 22 ist durch eine Vielzahl von elastischen Trägern 23 gelagert. Eine Vielzahl von Stiften 24, die in die elastischen Träger 23 eingreifen, sind auf der Innenfläche des Kragens 6 montiert. Der Maskenrahmen 22 ist mit einem internen Magnetschirm 26 versehen, um einen Erdmagneteinfluß auf die Elektronenstrahlen zu reduzieren.
Die drei Elektronenstrahlen 13, die von der Elektronenkanone 12 emittiert sind, werden durch das Ablenksystem 14 abgelenkt. Die abgelenkten Elektronenstrahlen 13 werden in der Nähe der Schlitzlöcher 20 der Schattenmaske 18 konvergiert. Die konvergierten Strahlen 13 fallen auf vorbestimmte Flächen des Leuchtstoffschirmes 16 ein, wo jeweils Rot-Licht, Grün-Licht und Blau-Licht erzeugt werden. Somit verursachen die durch die Elektronenkanonen 12 erzeugten Elektronenstrahlen 13 die Emission von Rot-, Grün- und Blau-Licht von dem Leuchtstoffschirm 16.
In der Farbkathodenstrahlröhre mit der obigen Struktur dient der interne Magnetschirm zur Reduzierung des Erdmagneteinflusses auf die Elektronenstrahlen. Jedoch werden in dem Fall, in welchem der interne Magnetschirm nicht in der Farbkathodenstrahlröhre vorgesehen ist, die von den Elektronenkanonen emittierten Elektronenstrahlen durch Erdmagnetismus beeinflußt, und ihre Flugbahnen werden verändert. Wenn die Flugbahn der Elektronenstrahlen von normalen Bahnen verändert wird, treffen die Elektronenstrahlen nicht auf vorbestimmten Bereichen auf dem Leuchtstoffschirm auf. Der Auftreffehler führt zu einer Fehlfärbung auf dem Schirmträger und zu einer niedrigeren Qualität.
Der Einfluß des Erdmagnetismus auf eine Farbkathodenstrahlröhre wird nunmehr beschrieben. Wenn beispielsweise der Schirmträger der Röhre vorgesehen ist, um nordwärts auf der nördlichen Halbkugel ausgerichtet zu sein, dann werden die Auftreffstellen der Elektronenstrahlen auf dem Schirm verschoben, wie dies in Fig. 2A gezeigt ist. Insbesondere sind die Auftreffstellen der Strahlen auf einem Schirm 30 in der Richtung eines Pfeiles 32 verschoben. Wenn andererseits der Schirmträger südwärts ausgerichtet ist, dann sind die Auftreffstellen der Strahlen auf dem Schirm 30 durch den Erdmagnetismus in der Richtung eines Pfeiles 35 verschoben. Dieser Auftreffehler tritt oft in dem Fall auf, in welchem der interne Magnetschirm nicht vorgesehen ist.
Selbst in dem Fall, in welchem der interne Magnetschirm bzw. die interne Magnetabschirmung in einer Farbkathodenstrahlröhre vorgesehen ist, kann jedoch das folgende Problem auftreten. Fig. 3 zeigt die Horizontallinien einer Magnetkraft, die in der Röhre mit der internen Magnetabschirmung erzeugt ist (Vertikallinien der Magnetkraft sind weggelassen). In diesem Fall blickt der Schirmträger nordwärts. Bei diesem Typ der Röhre sind die Linien der Magnetkraft, die zwischen der Elektronenkanonenanordnung und der Schattenmaske erzeugt ist, verteilt, wie dies durch Vollinien 36 angezeigt ist. Die Linien der Magnetkraft zwischen der Schattenmaske und dem Frontplattenabschnitt 2 sind durch Vollinien 38 angezeigt. Mit anderen Worten, in dem Fall, in welchem die interne Magnetabschirmung 26 nicht vorgesehen ist, sind die Linien der Magnetkraft verteilt, wie dies durch Strichlinien 40 gezeigt ist. Im Gegensatz hierzu werden mit der Anordnung der Abschirmung 26 die Linien der Magnetkraft verändert, wie dies durch Vollinien 36 und 38 gezeigt ist. Die interne Magnetabschirmung 26, die Schattenmaske 18 und der Maskenrahmen 22, die aus einem magnetischen Material gebildet sind, stellen einen Magnetkreis dar (einen Bereich eines niedrigen magnetischen Widerstandes). Als ein Ergebnis wird die Magnetflußdichte in einem Bereich innerhalb des Magnetkreises (ein Bereich, durch den Elektronenstrahlen verlaufen) auf 1/10 reduziert. Da insbesondere die Linien 36 der Magnetkraft durch die magnetischen Glieder oder die interne Magnetabschirmung 26, die Schattenmaske 18 und den Maskenrahmen 22 verändert werden, ist die Magnetflußdichte in dem Bereich, in dem die Elektronenstrahlen 13 verlaufen, vermindert.
Die Linien 36 der Magnetkraft, die durch die Schattenmaske 18 verlaufen sind, werden Linien von 38 der Magnetkraft, die sich durch ein Vakuum und den Schirmträger 4 erstrecken. Die Linien 38 der Magnetkraft sind zu der Röhrenachse vorgespannt. Als ein Ergebnis wird die Magnetflußdichte der Linien 38 in der Nähe der Schattenmaske 18 höher als diejenige der normalen Linien 40 der Magnetkraft. Somit werden die auf den Leuchtstoffschirm einfallenden Elektronenstrahlen intensiv beeinflußt, und das Problem eines Auftreffehlers der Elektronenstrahlen bleibt ungelöst
Fig. 4 zeigt einen Maskenrahmen 22, der in der JP-A- 63 043 242 offenbart ist, welche ausgelegt ist, um den Auftreffehler der Elektronenstrahlen zu reduzieren. Der Maskenrahmen hat einen federähnlichen metallischen Träger 42 zum elastischen Lagern der Schattenmaske 18. Fig. 5 zeigt Linien der Magnetkraft, die in der Farbkathodenstrahlröhre erzeugt ist, in welcher der Träger 42 verwendet wird. Die Verwendung des Trägers 42 verhindert, daß Linien der Magnetkraft von der Schattenmaske 18 ausgesandt sind. In diesem Fall sind die Linien der Magnetkraft nahezu von dem Maskenrahmen 22 ausgesandt. Somit ist der magnetische Einfluß auf die Elektronenstrahlen, die zwischen der Schattenmaske und dem Leuchtstoffschirm erzeugt sind, vermindert, und der Auftreffehler der Elektronenstrahlen ist reduziert.
Wenn jedoch der federähnliche Träger 42 in einer Farbkathodenstrahlröhre verwendet wird, die in einem jüngst entwickelten groß bemessenen, hoch definierten Fernsehgerät mit einem Seitenverhältnis von 16 : 9 eingesetzt ist, tritt der oben beschriebene Auftreffehler der Elektronenstrahlen in einer in Fig. 2A oder Fig. 2B gezeigten Richtung auf. Wenn in diesem Fall ein Schirmträger dieser Röhre angeordnet ist, um nordwärts zu blicken, so sind die Auftreffstellen der Strahlen in der Richtung eines in Fig. 2A gezeigten Pfeiles verschoben. Wenn der Schirmträger angeordnet ist, um südwärts zu blicken, so sind die Auftreffstellen der Strahlen in der Richtung des in Fig. 2B gezeigten Pfeiles verschoben. Insbesondere werden die Auftreffstellen der Strahlen verändert, um über dem Schirmträger zu zirkulieren Fig. 6 zeigt die Summe (N/S- Strahlbewegungsgröße) der Größe des Auftreffehlers in dem Fall von Fig. 2A (der Schirmträger blickt nordwärts) und die Größe des Auftreffehlers in dem Fall von Fig. 2B (der Schirmträger blickt südwärts). In Fig. 6 beträgt die Summe der Auftreffehler an einer Ecke 98 µm, die Summe der Auftreffehler an einer Endfläche auf einer Horizontalachse (X-Achse) beträgt 63 µm, und die Summe der Auftreffehler auf einer Endfläche auf einer Vertikalachse (Y-Achse) beträgt 33 µm. Im wesentlichen tritt kein Auftreffehler an einem Zentralbereich auf dem Schirmträger auf.
In einer Farbkathodenstrahlröhre, die in einem 36-Zoll- Fernsehgerät hoher Definition mit einer Auflösung von 1000 verwendet ist, beträgt die Teilung jeder Öffnung einer Schattenmaske 0,39 bis 0,48 mm. Somit beträgt der Durchmesser φd des Leuchtstoffpunktes 41 auf einem Leuchtstoffschirm etwa 170 µm, und der Durchmesser φb eines Fleckes 43 jedes Elektronenstrahles beträgt etwa 240 µm. Da eine Toleranz eines Auftreffehlers jedes Elektronenstrahles etwa 35 µm beträgt, ist ein erlaubter Bereich der Farbreinheit sehr klein. Somit führt der Auftreffehler der Strahlen, wie oben erwähnt, zu einer Verschlechterung der Farbreinheit.
Die Verschlechterung der Farbreinheit kann in einem gewissen Ausmaß durch eine in den Fig. 8A und 8B gezeigte Erdmagnetkorrekturspule 44 korrigiert werden. Die Spule 44 ist mit einem Gleichstrom versorgt, um ein Magnetfeld in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung des Erdmagnetismus zu erzeugen. Fig. 9A zeigt einen Auftreffehler der Elektronenstrahlen in dem Fall, in welchem ein elektrischer Strom nicht veranlaßt ist, in der Erdmagnetkorrekturspule 44 zu fließen, die in einer Farbkathodenstrahlröhre eines 36-Zoll-90º-Ablenktyp-Hochdefinitions- Fernsehgeräts verwendet ist. Der Auftreffehler der Elektronenstrahlen an einem Eckbereich beträgt 49 µm, der Auftreffehler an einem Endbereich auf einer X-Achse beträgt 32 µm, und der Auftreffehler an einem Endbereich auf einer Y-Achse beträgt 17 um. Fig. 9B zeigt den Auftreffehler der Elektronenstrahlen, wenn die Spule 44 mit einem elektrischen Strom versorgt ist, um den Auftreffehler zu korrigieren. In Fig. 9B ist der Auftreffehler auf einem Eckbereich Null, jedoch wird der Auftreffehler auf dem Endbereich auf der X-Achse zu 17 µm, und der Auftreffehler auf dem Endbereich auf der Y-Achse wird zu 32 µm. Insbesondere wird die Korrektur durch die Erdmagnetismuskorrekturspule übermäßig auf den Endbereichen auf den X- und Y-Achsen. Unter diesen Umständen ist die Korrektur durch die Erdmagnetismuskorrekturspule nicht befriedigend.
Das zum Stand der Technik zählende Dokument FR-A- 2 555 808 offenbart eine Schattenmaske für eine Farbkathodenstrahlröhre, bei der ein Bimetallglied zwischen einer Maske und einem Rahmen angeordnet ist. Jedoch ist dieses Bimetallglied lediglich auf den kurzseitigen Teilen der Maske und des Rahmens gelegen, so daß die Maske und der Rahmen in Berührung miteinander auf den langen Seiten sind. Bei dieser Farbkathodenstrahlröhre verlaufen die magnetischen Linien des Erdmagnetismus durch den Rahmen, insbesondere an den langseitigen Teilen hiervon, und werden graduell enger zu der Maske, so daß das Auftreffen der Elektronenstrahlen nachteilhaft durch magnetische Linien oder Flüsse des Erdmagnetismus beeinträchtigt ist.
Weiterhin beschreibt das zum Stand der Technik zählende Dokument JP-A-59-207 542 eine Kathodenstrahlröhre, bei der einen Schattenmaske durch Schweißen eines Maskenkörpers, der aus einer effektiven Oberfläche besteht, die mit zahlreichen Durchgangslöchern versehen ist, und eines Kragenbereiches, der in dem Rand hiervon angeordnet ist, mit einem Rahmen gebildet ist, wobei eine wärmereflektierende Schicht aus einer mit Nickel plattierten Schicht auf einer Innenfläche und einer einem Rand gegenüberliegenden Außenfläche vorgesehen ist, die nahezu einen L- förmigen Abschnitt hat und den Kragenbereich des Maskenkörpers umfaßt. Mit anderen Worten, eine wärmereflektierende Schicht, die aus Aluminium, Nickel oder einer Aluminium-Zink-Legierung gebildet ist, liegt zwischen einer Maske und einem Rahmen. Eine nichtmagnetische Schicht, die aus Aluminium oder dergleichen gebildet ist, ist als sehr dünn definiert: ihre Dicke ist innerhalb des Bereiches von 2 bis 20 µm, so daß der magnetische Widerstand dieser nichtmagnetischen Schicht sehr niedrig ist und etwa 1/100 bis 1/1000 des magnetischen Widerstandes eines Spaltes von einigen Millimetern beträgt.
Schließlich offenbart das oben erwähnte, zum Stand der Technik gehörende Dokument JP-A-63-043 242 eine Farbbildröhre, bei der eine Schattenmaske mit einem Niedertemperatur-Ausdehnungsglied mit einem federförmigen Metallstück an einem Schweißpunkt verschweißt ist. Die Schattenmaske ist an einer vorgeschriebenen Position fixiert, und das federförmige Metallstück ist mit einem Rahmen an einem Schweißpunkt verschweißt Bei dieser Anordnung wird eine Deformation der Maske infolge der Wärmeausdehnung des Rahmens durch das federförmige Metallstück absorbiert. Mit anderen Worten, bei dieser bekannten Bildröhre sind eine Invar-Maske und ein Rahmen aneinander mittels eines federförmigen Metallgliedes befestigt, um eine Wärmedeformation der Invar-Maske zu verhindern. Gemäß der Offenbarung des Dokumentes JP-A-63-043 242 ist das federförmige Metallstück aus rostfreiem Material gebildet, jedoch soll erwähnt werden, daß dieses rostfreie Material ein nichtmagnetisches Material ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Farbkathodenstrahlröhre mit hoher Farbreinheit vorzusehen, wobei Linien der Magnetkraft des Erdmagnetismus daran gehindert sind, auf Elektronenstrahlen einzuwirken.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung eine Farbkathodenstrahlröhre vor, wie diese in Patentanspruch 1 angegeben ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Auftreffehler der Elektronenstrahlen auf dem Leuchtstoffschirm reduziert werden, und es kann eine Farbkathodenstrahlröhre mit einer sehr hohen Bildqualität geschaffen werden.
Diese Erfindung kann vollständiger aus der folgenden Detailbeschreibung im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, in welchen:
Fig. 1 ein Schnitt einer herkömmlichen Farbkathodenstrahlröhre ist,
Fig. 2A eine Draufsicht ist, die eine Richtung eines Auftreffehlers von Elektronenstrahlen auf einem Schirmträger einer Kathodenstrahlröhre zeigt, wenn der Schirmträger nordwärts ausgerichtet ist;
Fig. 2B eine Draufsicht ist, die eine Richtung eines Auftreffehlers von Elektronenstrahlen auf einem Schirmträger einer Kathodenstrahlröhre zeigt, wenn der Schirmträger angeordnet ist, um südwärts ausgerichtet zu sein,
Fig. 3 ein Schnitt ist, der Linien einer Magnetkraft in einer herkömmlichen Farbkathodenstrahlröhre zeigt,
Fig. 4 ein vergrößerter Schnitt eines Bereiches in der Nähe einer Schattenmaske in einer herkömmlichen Farbkathodens trahlröhre ist,
Fig. 5 ein Schnitt ist, der Linien einer Magnetkraft zeigt, die erzeugt ist, wenn die herkömmliche Struktur, die in Fig. 4 gezeigt ist, verwendet wird,
Fig. 6 eine Draufsicht ist, die einen Auftreffehler von Elektronenstrahlen auf einem Schirmträger einer Farbkathodenstrahlröhre zeigt,
Fig. 7 eine vergrößerte Draufsicht ist, die Punkte auf einem Leuchtstoffschirm und Strahlflecken von Elektronenstrahlen zeigt,
Fig. 8A eine Draufsicht ist, die eine herkömmliche Farbkathodenstrahlröhre zeigt, um die eine Erdmagnetismuskorrekturspule vorgesehen ist,
Fig. 8B ein Schnitt ist, der die herkömmliche Farbkathodenstrahlröhre zeigt, die in Fig. 8A dargestellt ist,
Fig. 9A eine Draufsicht ist, die einen Auftrefffehler von Elektronenstrahlen auf dem in den Fig. 8A und 8B gezeigten Schirmträger veranschaulicht, wenn ein elektrischer Strom nicht veranlaßt ist, durch die Erdmagnetismuskorrekturspule zu fließen,
Fig. 9B eine Draufsicht ist, die einen Auftreffehler von Elektronenstrahlen auf dem in den Fig. 8A und 8B gezeigten Schirmträger veranschaulicht, wenn ein elektrischer Strom veranlaßt ist, durch die Erdmagnetismuskorrekturspule zu fließen,
Fig. 10 ein Schnitt ist, der eine Farbkathodenstrahlröhre gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 11 eine Draufsicht der Farbkathodenstrahlröhre ist, die in Fig. 10 dargestellt ist,
Fig. 12A ein Schnitt längs einer Linie A-A in Fig. 11 ist, wobei Linien der Magnetkraft in einem Eckbereich der Schattenmaske der Farbkathodenstrahlröhre dargestellt sind, die in Fig. 10 gezeigt ist,
Fig. 12B ein Schnitt ist, der Linien der Magnet kraft an einem Zentralbereich jeder Penpherieseite der Schattenmaske der in Fig. 10 dargestellten Farbkathodenstrahlröhre zeigt,
Fig. 13A eine Draufsicht ist, die einen Auftreffehler von Elektronenstrahlen auf dem Schirmträger der in Fig. 10 dargestellten Farbkathodenstrahlröhre zeigt, wenn ein elektrischer Strom nicht veranlaßt ist, durch eine Erdmagnetismuskorrekturspule zu fließen,
Fig. 13B eine Draufsicht ist, die einen Auftrefffehler von Elektronenstrahlen auf dem Schirmträger der in Fig. 10 gezeigten Farbkathodenstrahlröhre veranschaulicht, wenn ein elektrischer Strom veranlaßt ist, durch die Erdmagnetismuskorrekturspule zu fließen,
Fig. 14 eine Draufsicht ist, die eine erste Abwandlung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, und
Fig. 15 eine Draufsicht ist, die eine zweite Abwandlung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nunmehr anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 10 zeigt eine Farbkathodenstrahlröhre gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Eine Farbkathodenstrahlröhre 80 umfaßt einen Frontplattenabschnitt 82 mit einem Schirmträger 84, der eine im wesentlichen rechteckförmige Gestalt hat, und einem Kragen 86, der sich von dem Rand des Schirmträgers 84 erstreckt, sowie einen Kolben 91 einschließlich eines Trichterabschnittes 88, der mit dem Frontplattenabschnitt 82 verbunden ist, und eines Halsabschnittes 90, der kontinuierlich zu dem Trichterabschnitt 88 ist. Ein Vakuum wird in der Kathodenstrahlröhre 80 durch den Frontplattenabschnitt 82, den Trichterabschnitt 88 und den Halsabschnitt 90 hervorgerufen. Eine Elektronenkanonenanordnung 92 zum Erzeugen von drei Elektronenstrahlen 93 ist in dem Halsabschnitt 90 untergebracht. Ein Ablenksystem 94 ist auf der Außenseite des Konusabschnittes des Trichterabschnittes 88 vorgesehen. Das Ablenksystem 94 erzeugt ein Magnetfeld, um die Elektronenstrahlen 93 in einer Horizontalrichtung und in einer Vertikalrichtung abzulenken. Ein Leuchtstoffschirm 96 ist auf der Innenfläche des Schirmträgers 84 des Frontplattenabschnittes 82 gebildet. Innerhalb der Röhre 80 ist eine im wesentlichen rechteckförmige Schattenmaske 98 angeordnet, um dem Leuchtstoffschirm 96 derart gegenüberzuliegen, daß ein vorbestimmter Spalt zwischen der Schattenmaske 98 und dem Schirmträger 84 erzeugt ist. Die Schattenmaske 98 ist aus einer dünnen metallischen Platte gebildet und hat eine Anzahl von Schlitzlöchern 100. Ein Maskenrahmen 102 umgibt die Randfläche der Schattenmaske 98. Der Maskenrahmen 102 ist durch eine Vielzahl von elastischen Trägern 103 gelagert. Eine Vielzahl von Stiften 104, die in die elastischen Trägern 103 eingreifen, ist auf der Innenfläche des Kragens 86 befestigt. Der Maskenrahmen 102 ist mit einer internen Magnetabschirmung 106 versehen, um den magnetischen Einfluß auf die Elektronenstrahlen zu reduzieren. Eine Erdmagnetismuskorrekturspule 107 ist auf der Außenfläche des Kolbens 91 und nahe des Kragens 86 angeordnet.
Die drei Elektronenstrahlen 93, die von der Elektronenkanone 92 emittiert sind, werden durch das Ablenksystem 94 abgelenkt. Die abgelenkten Elektronenstrahlen 93 werden in der Nähe der Schlitzlöcher 100 der Schattenmaske 98 konvergiert. Die konvergierten Strahlen 93 fallen auf vorbestimmte Bereiche des Leuchtstoffschirmes 96 ein, wo jeweils Rot-Licht, Grün-Licht und Blau-Licht erzeugt wird. Somit verursachen die durch die Elektronenkanone 92 erzeugten Elektronenstrahlen 93 die Emission von Rot-, Grün- und Blau-Licht von dem Leuchtstoffschirm 96.
Die Schattenmaske ist zu 99 % aus Fe und zu 0,03 bis 0,04 % aus Al hergestellt und hat eine magnetische Permeabilität von 9,30 x 10&supmin;&sup4; H/m (die relative magnetische Permeabilität beträgt 740). Der Maskenrahmen 102 ist aus einem Material hergestellt, das Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt als Hauptkomponente enthält, und ist aus einer Platte mit einer Dicke von 0,8 mm und einem L-förmigen Querschnitt gebildet. Die magnetische Permeabilität des Maskenrahmens 102 beträgt 6,28 x 10&supmin;&sup4; H/m (die relative magnetische Permeabilität beträgt 500).
Wie in Fig. 11 gezeigt ist, ist ein Spalt 110 zwischen der Schattenmaske 98 und dem Maskenrahmen 102 vorgesehen. Die Breite des Spaltes 110 ist am kleinsten an einem Zentralbereich einer längeren Seite des Maskenrahmens 102 und ist am zweitkleinsten an einem Zentralbereich einer kürzeren Seite des Maskenrahmens 102. Die Breite des Spaltes wächst zu jeder Ecke des Maskenrahmens 102 an und wird am größten an der Ecke. An jeder Ecke des Maskenrahmens 102 ist die Breite des Spaltes 110 gleich zu oder größer als die Dicke des Maskenrahmens 102. Um die Schattenmaske 98 am Maskenrahmen 102 festzulegen, sind vier Magnetwiderstandsglieder 112, die jeweils aus einem nichtmagnetischen Material sind, an den entsprechenden vier Ecken des Maskenrahmens 102 angeordnet. Jedes magnetische Widerstandsglied 112 hat eine Dicke von 1,0 mm und ist aus einem nichtmagnetischen rostfreien Stahl (SUS304L, SUS302) mit einer magnetischen Permeabilität von etwa 1,257 X 10&supmin;&sup6; H/m (relative magnetische Permeabilität von etwa 1) hergestellt. Die Schattenmaske 98 ist an dem Maskenrahmen 102 über die magnetischen Widerstandsglieder 112 befestigt.
Die Fig. 12A und 12B zeigen Linien der Erdmagnetkraft, die in dem Schirmträger der Farbkathodenstrahlröhre 80 erzeugt sind, welche angeordnet ist, um nordwärts ausgerichtet zu sein. Fig. 12A zeigt einen Eckbereich der Röhre 80, und Fig. 12B stellt einen Teil eines Randbereiches der Röhre 80 auf der X-Achse oder der Y-Achse dar. In Fig. 12A ist ein magnetisches Widerstandsglied 112 zum Fixieren der Schattenmaske 98 am Maskenrahmen 102 zwischen der Schattenmaske 98 und dem Maskenrahmen 102 angeordnet, und ein Spalt 110 ist zwischen dem magnetischen Widerstandsglied 112 und dem Maskenrahmen 102 vorgesehen. In Fig. 12B ist ein Spalt 110 zwischen der Schattenmaske 98 und dem Maskenrahmen 102 vorgesehen. Linien 114 einer Magnetkraft, die in einem Bereich enger zu einer internen Magnetabschirmung 106 als die Schattenmaske 98 erzeugt sind, werden durch die magnetische Abschirmung 106 gesammelt. Die Linien 114 der Magnetkraft verlaufen durch die interne Magnetabschirmung 106 und den Maskenrahmen 102, und dann werden die Linien 114 als Linien 116 der Magnetkraft abgestrahlt. Die Linien 116 der Magnetkraft flammen nicht in einem weiten Bereich auf und verlaufen durch eine Region nahe des Randes des Leuchtstoffschirmes 96.
In der Röhre 80 ist das magnetische Widerstandsglied 112 vorgesehen, und es ist auch ein Spalt 110 vorgesehen. Somit werden die Linien 116 der Magnetkraft selten durch die Schattenmaske 98 abgestrahlt, und ein Elektronenstrahl 93, der durch die Schattenmaske 98 verlaufen ist, wird nicht durch die Linien von 116 der Magnetkraft abgelenkt und trifft auf den Leuchtstoffschirm 96 auf. Da die Breite eines Spaltes 110 zwischen der Schattenmaske 98 und dem Maskenrahmen 102 kleiner in dem Eckbereich als in den Bereichen auf den X- und Y-Achsen ist, werden die Linien 116 der Magnetkraft zu der Röhrenachse vorgespannt.
Die Magnetfeldstärke eines Bereiches zwischen der Schattenmaske 98 und dem Maskenrahmen 102 nimmt nacheinander in dem Bereich auf der X-Achse, dem Bereich auf der Y- Achse und dem Eckbereich in dieser Reihenfolge ab. Fig. 13A zeigt Auftreffehler der Elektronenstrahlen bei diesem Ausführungsbeispiel in dem Fall, in welchem ein elektrischer Strom nicht veranlaßt ist, durch die Erdmagnetismuskorrekturspule zu fließen. Insbesondere beträgt der Auftreffehler in dem Bereich auf der X-Achse 35 µm, derjenige in dem Bereich auf der Y-Achse beträgt 30 µm, und derjenige in dem Eckabschnitt beträgt 38 µm. Verglichen mit der Differenz zwischen dem maximalen Auftreffehler und dem minimalen Auftreffehler beim in Fig. 9A gezeigten Stand der Technik, das heißt, 49 - 17 = 32 µm, ist die Differenz in diesem Ausführungsbeispiel klein, das heißt 38 - 30 = 8 µm. Fig. 13B zeigt Auftreffehler der Elektronenstrahlen in diesem Ausführungsbeispiel in dem Fall, in welchem ein elektrischer Strom veranlaßt ist, durch die Erdmagnetismuskorrekturspule zu fließen. Insbesondere beträgt der Auftreffehler in dem Bereich auf der X-Achse 5 µm, derjenige in dem Bereich auf der Y-Achse beträgt 8 µm, und derjenige in dem Eckabschnitt beträgt Null. Da die Differenz zwischen dem maximalen Auftreffehler und dem minimalen Auftreffehler klein ist, können die Auftreffehler einfach durch die Erdmagnetismuskorrekturspule korrigiert werden.
In dem obigen Ausführungsbeispiel ist der Schirmträger der Röhre angeordnet, um südwärts ausgerichtet zu sein. In dem Fall, in welchem der Schirmträger angeordnet ist, um nordwärts ausgerichtet zu sein, werden die Richtungen der Linien der Magnetkraft umgekehrt. Selbst wenn die Richtungen der Linien der Magnetkraft umgekehrt sind, bleibt die Größe der Auftreffehler unverändert. Somit kann die gleiche Korrektur der Auftreffehler durchgeführt werden, indem die Richtung des elektrischen Stromes umgekehrt wird, der zu der Erdmagnetismuskorrekturspule gespeist ist. Selbst wenn der Schirmträger in anderer Richtung angeordnet ist, können zusätzlich die Auftreffehler der Strahlen in geeigneter Weise korrigiert werden, indem ein geeigneter elektrischer Strom veranlaßt wird, durch die Erdmagnetismuskorrekturspule gemäß der Stärke des Erdmagnetismus zu fließen.
In dem obigen Ausführungsbeispiel sind die Auftreffehler der Elektronenstrahlen im wesentlichen gleichmäßig über der gesamten Oberfläche der Schattenmaske. Da die Auftreffehler wirksam durch die Erdmagnetismuskorrekturspule korrigiert werden können, kann eine Farbkathodenstrahlröhre mit einer hohen Farbreinheit hergestellt werden.
Fig. 14 zeigt eine erste Abwandlung des obigen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Eine Anzahl von Löchern 121 ist in der Schattenmaske 120 gebildet. Die Schattenmaske 120 ist an einem Maskenrahmen 122 mit gekrümmten vier Seiten festgelegt. Magnetische Widerstandsglieder 124 sind an Eckbereichen zwischen der Schattenmaske 120 und dem Maskenrahmen 122 vorgesehen, und andere magnetische Widerstandsglieder 126 sind an Zentralbereichen der Seiten des Maskenrahmens 122 vorgesehen. Ein Spalt 127 ist zwischen der Schattenmaske 120 und dem Maskenrahmen 124 gebildet. Die Breite des Spaltes 127 ist am kleinsten in einem Zentralbereich einer längeren Seite des Maskenrahmens 122 und am zweitkleinsten an einem Zentralbereich einer kürzeren Seite des Maskenrahmens 122. Die Breite des Spaltes nimmt graduell von dem Zentralbereich jeder Seite zu jedem Eckbereich zu. Die Breite des Spaltes 127 wird am größten an jedem Eckbereich. An dem Eckbereich ist die Breite des Spaltes gleich wie oder größer als die Dicke des Maskenrahmens 122. Die Schattenmaske einer herkömmlichen Gestalt kann verwendet werden, indem die Schattenmaske 122 mit der obigen Gestalt gebildet wird. Die magnetischen Widerstandsglieder 126, die an Zentralbereichen der vier Seiten des Maskenrahmens 122 vorgesehen sind, steigern die mechanische Stärke bzw. Stabilität der Schattenmaske 120. Da zusätzlich jede Seite des Maskenrahmens 122 gekrümmt ist, ist der Freiheitsgrad der Auslegung von (nicht gezeigten) Maskenträgern, die am Maskenrahmen 122 angebracht sind, gesteigert. Die gleichen Vorteile, wie diese mit dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel zu erzielen sind, können mit der ersten Abwandlung erhalten werden. Es ist möglich, lediglich magnetische Widerstandsglieder zwischen der Schattenmaske 120 und dem Maskenrahmen 122 an den Ecken anzuordnen, ohne magnetische Widerstandsglieder 126 zu verwenden. Umgekehrt ist es möglich, lediglich magnetische Widerstandsglieder an den Mittenteilen von jeder Seite anzuordnen, ohne die magnetischen Widerstandsglieder 124 zu verwenden.
Fig. 15 zeigt eine zweite Abwandlung des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Eine Anzahl von Löchern 131 ist in der Schattenmaske 130 gebildet. Ein magnetisches Widerstandsglied 132, das aus einem nichtmagnetischen rostfreien Stahlband oder einem Aluminiumband hergestellt ist, ist um die Schattenmaske 130 vorgesehen. Die Schattenmaske 130 ist auf dem Maskenrahmen 134 mit vier gekrümmten Seiten angebracht. Magnetische Widerstandsglieder 136 sind an Bereichen zwischen dem magnetischen Widerstandsglied 132 und dem Maskenrahmen 134 vorgesehen. Ein Spalt 138 ist zwischen der Schattenmaske 130 und dem Maskenrahmen 134 erzeugt. Die Breite des Spaltes 138 ist am kleinsten an einem Zentralbereich einer längeren Seite des Maskenrahmens 134 und am zweitkleinsten an einem Zentralbereich einer kürzeren Seite des Maskenrahmens 134. Die Breite des Spaltes 138 nimmt graduell von den Zentralbereichen der vier Seiten des Maskenrahmens 134 zu Eckbereichen des Maskenrahmens 134 zu. Die Breite des Spaltes 138 ist am größten an den Eckbereichen. In dem Fall, in welchem die magnetischen Widerstandsglieder 132 an der Schattenmaske angebracht sind, wie dies oben beschrieben ist, nimmt der magnetische Widerstand zwischen der Schattenmaske und dem Maskenrahmen zu, und der Spalt 138 zwischen der Schattenmaske und dem Maskenrahmen kann kleiner gemacht werden. Somit kann die mechanische Stärke der Schattenmaske gesteigert werden, ohne den magnetischen Widerstand zu vermindem. Die gleichen Vorteile wie diejenigen, die mit dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel zu erzielen sind, können mit dieser zweiten Abwandlung erhalten werden.
Die Schattenmaske kann aus Eisen oder Invar, das 62,9 % an Fe und 36,4 % an Ni enthält und eine magnetische Permeabilität von 4,02 x 10&supmin;³ H/m (relative magnetische Permeabilität beträgt 3200) hat, hergestellt werden. Die Dicke der Schattenmaske betrgt, falls sie aus Invar hergestellt ist, 0,8 mm. Es ist wünschenswert, daß das magnetische Widerstandsglied aus beispielsweise Cr, Al, Cu oder Glas hergestellt ist.
In dem obigen Ausführungsbeispiel ist die Farbkathodenstrahlröhre mit einer internen Magnetabschirmung versehen. Jedoch braucht die Röhre nicht mit einer derartigen Magnetabschirmung ausgestattet zu sein. In diesem Fall kann eine Farbkathodenstrahlröhre mit den gleichen Vorteilen ebenfalls hergestellt werden.
Wenn die vorliegende Erfindung auf eine groß bemessene Farbkathodenstrahlröhre angewandt wird, die in einem Hochdefinitions-Fernsehgerät mit einem Seitenverhältnis von 16 : 9 verwendet ist, können Bilder mit einer sehr hohen Farbreinheit erhalten werden.

Claims

1. Farbkathodenstrahlröhre mit:

einem Vakuumkolben (91) mit einem Frontplattenabschnitt (82), einem Trichterabschnitt (88) und einem Halsabschnitt (90), wobei der Frontplattenabschnitt (82) eine Achse und einen Schirmträger (84) hat, von dem eine Vorderansichtsgestalt im wesentlichen rechteckförmig ist und die eine Innenfläche hat, und mit einem Kragen (86), der sich von einem Umfangsrand des Schirmträgers (84) erstreckt, wobei der Trichterabschnitt (88) kontinuierlich mit dem Halsabschnitt (90) ist,

einem Leuchtstoffschirm (96), der auf der Innenfläche der Frontplatte (84) gebildet ist,

einer Schattenmaske (98, 120, 130), die auf dem Frontplattenabschnitt (82) angeordnet ist, um dem Leuchtstoffschirm (96) auf dem Schirmträger (84) gegenüber zu liegen,

einem Maskenrahmen (102, 122, 134), der um die Schattenmaske (98, 120, 130) angeordnet ist,

einer Elektronenkanonenanordnung (92), die in den Halsabschnitt (90) aufgenommen ist, und einer Vielzahl von Gliedern (110, 112, 124, 126, 127, 132, 136, 138) , die zwischen einer Vielzahl von Spalten (110, 127, 138) gelegen sind und zwischen der Schattenmaske (98, 120, 130) und dem Maskenrahmen (102, 122, 134) über dem gesamten Umfangsbereich des Maskenrahmens angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Vielzahl von Gliedern (110, 112, 124, 126, 127, 132, 136, 138) nichtmagnetisch ist, um einen magnetischen Widerstandsabschnitt zwischen der Schattenmaske (98, 120, 130) und dem Maskenrahmen (102, 122, 134) zu bilden.

2. Farbkathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtmagnetischen Glieder aus einem Material wie Cr, Al, Cu oder Glas hergestellt sind.

3. Farbkathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtmagnetischen Glieder an Bereichen zwischen der Schattenmaske (98, 120, 130) und vier Ecken des Maskenrahmens (102, 122, 134) vorgesehen sind.

4. Farbkathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtmagnetischen Glieder an Bereichen zwischen der Schattenmaske (98, 120, 130) und Zentralteilen der vier Seiten des Maskenrahmens (102, 122, 134) vorgesehen sind.

5. Farbkathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtmagnetischen Glieder an Bereichen zwischen der Schattenmaske und vier Ecken des Maskenrahmens und an Bereichen zwischen der Schattenmaske und zentralen Teilen der vier Seiten des Maskenrahmens vorgesehen sind.

6. Farbkathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtmagnetischen Glieder mit einem Band eines nichtmagnetischen rostfreien Stahles oder von Aluminium, das um die Schattenmaske angeordnet ist, versehen sind.

7. Farbkathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine interne Magnet abschirmung (106) auf der Seite des Maskenrahmens vorgesehen ist, die enger zu der Elektronenkanonenanordnung (92) ist.

8. Farbkathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalten zwischen der Schattenmaske und dem Maskenrahmen graduell derart verändert sind, daß die Spalten am größten an einem Bereich jeder Ecke des Maskenrahmens und am kleinsten an einem Zentralbereich zwischen benachbarten zwei der Ecken des Maskenrahmens sind.

9. Farbkathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalten zwischen der Schattenmaske und dem Maskenrahmen am größten an einem Bereich jeder Ecke des Maskenrahmens sind, wobei die Breite des größten Spaltes gleich wie oder größer als die Dicke des Maskenrahmens ist.

10. Farbkathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Maskenrahmen, der um die Schattenmaske angeordnet ist, derart gestaltet ist, daß ein zentraler Teil jeder Seite des Maskenrahmens auswärts gekrümmt ist.

11. Farbkathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Maskenrahmen, der um die Schattenmaske angeordnet ist, derart gebildet ist, daß jeder Eckteil des Maskenrahmens auswärts gekrümmt ist und ein zentraler Teil jeder Seite des Maskenrahmens nach innen gekrümmt ist.

12. Farbkathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schattenmaske derart gestaltet ist, daß die Randfläche der Schattenmaske nach auswärts gekrümmt ist.

13. Farbkathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des magnetischen Widerstandes der nichtmagnetischen Glieder graduell derart verändert wird, daß dieser Wert am höchsten an jedem Eckteil des Maskenrahmens (102) und am kleinsten an jedem zentralen Teil zwischen benachbarten zwei Eckteilen ist.

14. Farbkathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des magnetischen Widerstandes der nichtmagnetischen Glieder graduell derart verändert wird, daß dieser Wert am höchsten an jedem Eckteil des Maskenrahmens (122) ist.