DE69715989T2

DE69715989T2 - Kathodenstrahlröhre und Kathodenstrahlrohrvorrichtung

Info

Publication number: DE69715989T2
Application number: DE69715989T
Authority: DE
Inventors: Toshiaki Inoue; Takeshi Ishizaki
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-07-25
Filing date: 1997-07-22
Publication date: 2003-08-07
Anticipated expiration: 2017-07-23
Also published as: US5831390A; DE69715989D1; JPH1092344A; CN1082717C; KR100224939B1; KR980011568A; CN1173731A; EP0821389A2; EP0821389B1; TW398012B; EP0821389A3; MY116942A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kathodenstrahlröhre und eine Kathodenstrahlröhrenvorrichtung, und insbesondere auf eine Kathodenstrahlröhre und eine Kathodenstrahlröhrenvorrichtung mit Mitteln zum Begrenzen eines alternierenden elektrischen Feldes, das von der Kathodenstrahlröhre ausgestrahlt wird.
Mit einem in der jüngsten Vergangenheit wachsenden Fortschritt von Personalcomputern und Peripheriegeräten hat die Gelegenheit zu einer mehrstündigen Benutzung von Bildanzeigeeinheiten mit relativ kurzem Abstand zugenommen. In einer solchen Situation besteht die Gefahr, dass alternierende elektrische Niederfrequenzfelder, die von einer eine Kathodenstrahlröhre aufweisenden Bildanzeigeeinheit ausgestrahlt werden, den menschlichen Körper beeinträchtigen, und deshalb ist eine Technik zum Begrenzen bzw. Einschränken dieses Einflusses von größerer Bedeutung geworden. Insbesondere nordeuropäische Länder haben spezifizierte Standards, die sich auf das AEF (Alternating Electric Field) beziehen, um so sogenannte unerwünschte elektrische Strahlungsfelder zu begrenzen.
Als typischer Standard, der sich auf AEF bezieht, ist MPR-2, das in Schweden erstellt wurde, allgemein bekannt geworden, und von der Swedish Confederation of Professional Employees wurden TCO-Richtlinien spezifiziert, die noch strenger sind als der MPR-2-Standard. Gemäß diesen TCO- Richtlinien ist spezifiziert, dass im VLF-Bereich (VLF = very low frequency), in dem die Frequenz von 2 kHz bis 400 kHz reicht, der Wert bzw. die Größe des elektrischen Feldes gleich oder weniger als 1,0 (V/m) sein sollte (in einem Bereich, der um 30 cm von der vorderen Oberfläche einer Kathodenstrahlröhre und um 50 cm von deren Peripherie entfernt ist), und im ELF-Bereich (ELF = extremely low frequency), in dem die Frequenz von 5 Hz bis 2 kHz reicht, sollte die Größe des elektrischen Feldes gleich oder weniger als 10 (V/m) betragen (30 cm von der vorderen Oberfläche der Kathodenstrahlröhre entfernt).
Bei der Bildanzeigeeinheit unter Verwendung der Kathodenstrahlröhre werden Magnetfelder durch Liefern eines sägezahnförmigen horizontalen Ablenkstroms und eines vertikalen Ablenkstroms an eine horizontale Ablenkungsspule bzw. eine vertikale Ablenkungsspule erzeugt, um so einen Elektronenstrahl abzulenken und abzutasten, wodurch ein Schaubild auf den Leuchtstoffschirm projiziert wird. Für gewöhnlich beträgt der vertikale Ablenkstrom nicht mehr als einige -zig Hz. Demgegenüber ist der horizontale Ablenkstrom relativ hoch, für gewöhnlich mehrere -zig kHz. Zur Erzeugung von sägezahnförmigem Strom wird dabei eine Hochimpulsspannung von etwa 1 kV während der Rücklaufperiode (des Abtaststrahls) auf die horizontale Ablenkspule aufgebracht. Ein alternierendes elektrisches Feld im VLF-Band wird von der horizontalen Ablenkspule durch das Anlegen der Impulsspannung ausgestrahlt.
Bei einer Bildanzeigeeinheit vom Kathodenstrahlröhren- Typ, wie zum Beispiel einem Anzeigemonitor, kann durch Versehen seiner Rückfläche und Seitenfläche außer der Bildanzeigefläche (Vorderfläche) mit Metallplatten oder dergleichen eine Strahlung eines alternierenden elektrischen Feldes abgeschirmt werden, um so ein unerwünschtes elektrisches Strahlfeld auf einfache Weise abzuschirmen. Die Vorderfläche der Anzeigeeinheit kann jedoch nicht durch eine nicht-lichtdurchlässige Metallplatte abgeschirmt werden, da dies der Abschnitt für die Anzeige von Bildern ist.
Es hat sich herausgestellt, dass ein sägezahnförmiges alternierendes elektrisches Feld vom Leuchtstoffschirm in der horizontalen Ablenkperiode ausgestrahlt wird. Der mögliche Grund hierfür besteht darin, dass zwar eine hohe Spannung von 25 kV-30 kV für gewöhnlich am Leuchtstoffschirm der Kathodenstrahlröhre anliegt, um so die Elektronenstrahlen zum Leuchtstoffschirm hin zu beschleunigen, dass aber das Potential des Leuchtstoffschirms allmählich infolge des Auftreffens der Elektronenstrahlen oder von Minusladungen in der Bildschirmanzeigeperiode fällt, und in der Rücklaufperiode kein Elektronenstrahl am Leuchtstoffschirm an kommt und daher das Potential zur Plusseite zurückkehrt.
Somit wird ein Verfahren bereitgestellt, bei dem eine lichtdurchlässige leitende Schicht auf der Anzeigefläche der Kathodenstrahlröhre ausgebildet und mit der Erdung verbunden wird, um unerwünschte elektrische Strahlfelder, die von der Bildanzeigefläche der Kathodenstrahlröhre entweichen, zu reduzieren. Das Verfahren zum Ausbilden der lichtdurchlässigen leitenden Schicht mit einem genügend niedrigen Widerstand, um den TCO-Richtlinien zu entsprechen, stellt jedoch ein Problem hinsichtlich der Produktionskosten.
So wird, wie in der japanischen Patentanmeldung, KOKAI Veröffentlichungs-Nr. 4-249036 offenbart ist, ein leitendes. Band entlang dem Umfang der Frontplatte der Kathodenstrahlröhre über der lichtdurchlässigen leitenden Schicht, die auf der Oberfläche der Frontplatte ausgebildet ist, angebracht, und ein Ende des Bandes wird mit dem explosionssicheren Band Verbunden, welches um den Umfassungsabschnitt der Kathodenstrahlröhre herumgelegt ist, und mit der Erdung verbunden, wodurch der Widerstandswert der lichtdurchlässigen leitenden Schicht äquivalent gesenkt wird.
Als erstes Verfahren zum Reduzieren eines elektrischen Impulsfeldes, das von der horizontalen Ablenkspule abgestrahlt wird, ist ein Verfahren bereitgestellt worden, bei dem eine auf die Außenfläche des Halses der Kathodenstrahlröhre aufgebrachte leitende Graphitschicht bis zum Konusabschnitt und zum Halsabschnitt hin verlängert wird, an dem eine Ablenkspule angebracht ist, und mit der Erdung verbunden wird, um eine Abschirmung zu bilden, wie es in der japanischen Patentanmeldung, KOKAI Veröffentlichungs-Nr. 5- 74374 offenbart ist.
Als zweites Verfahren, wie es in der japanischen Patentanmeldung, KOKAI Veröffentlichungs-Nr. 4-315741 offenbart ist, ist ein Verfahren bereitgestellt worden, bei dem eine umgekehrte Impulsspannung, bei der die Polarität umgekehrt zu der an der horizontalen Ablenkspule angelegten Impulsspannung ist, an eine in der Nähe einer Vorderfläche der Kathodenstrahlröhre gelegene Elektrode angelegt wird, um so ein elektrisches Feld mit umgekehrtem Impuls auszustrahlen, wodurch das von der horizontalen Ablenkspule ausgestrahlte elektrische Impulsfeld aufgehoben oder reduziert wird.
Ferner wird als drittes Verfahren, wie es in der japanischen Patentanmeldung, KOKAI Veröffentlichungs-Nr. 7- 142008 offenbart ist, eine Spannung mit umgekehrtem Impuls an eine Elektrode angelegt, die zwischen einem Öffnungsabschnitt der Ablenkspule und einer an der Außenschicht des Trichters aufgebrachten und mit der Erdung verbundenen leitenden Graphitschicht angeordnet ist, um so ein elektrisches Feld mit umgekehrtem Impuls auszustrahlen, wodurch das von der horizontalen Ablenkspule ausgestrahlte elektrische Impulsfeld aufgehoben oder reduziert wird.
Gemäß dem Verfahren, bei dem der Widerstandswert der transparenten leitenden Schicht äquivalent durch das leitende Band reduziert wird, tritt jedoch ein Problem insofern auf, als der Anzeigebildschirm schmal wird, falls das leitende Band in einem solchen Ausmaß angebracht wird, dass ein genügend geringer Widerstand erzeugt wird.
Ferner ist es gemäß dem ersten Verfahren, bei dem die leitende Graphitschicht bis zu den Konus- und Halsabschnitten verlängert wird, an denen die Ablenkspule angebracht ist, notwendig, einen Abschnitt vom Konusabschnitt zum Halsabschnitt mit einer isolierenden Lage zu bedecken, um so ein Auftreten einer Entladung zwischen der Ablenkspule und der leitenden Graphitschicht zu verhindern. Damit wird, wenn ein Keil zwischen den Trichter und die Ablenkspule eingesetzt wird, um die Ablenkspule zu fixieren, die isolierende Lage umgedreht, wodurch der Wirkungsgrad erheblich verringert wird.
Gemäß dem zweiten Verfahren, bei dem eine Elektrode zum Erzeugen eines umgekehrten elektrischen Impulsfeldes in der Nähe der Vorderfläche der Kathodenstrahlröhre angeordnet ist, wird zwar das elektrische Impulsfeld von der Ablenkspule wirksam an der Vorderseite der Kathodenstrahlröhre reduziert werden, das umgekehrte elektrische Impulsfeld wird je doch von den beiden Seiten der. Bildwiedergabeeinheit emittiert, so dass ein Restriktionswert nicht erfüllt werden kann. Ferner muss zur Anordnung einer Elektrode das Gehäuse der Bildanzeigeeinheit in einer speziellen Konfiguration strukturiert sein bzw. werden.
Ferner ist gemäß dem dritten Verfahren, bei dem die Elektrode zum Erzeugen des umgekehrten elektrischen Impulsfeldes zwischen einer leitenden Graphitschicht und einer Ablenkspulenöffnung, die an einer Außenfläche des Trichters der Kathodenstrahlröhre vorgesehen sind, angeordnet ist, eine Position der umgekehrten Impulselektrode weit von der Bildanzeigefläche der Kathodenstrahlröhre entfernt, wodurch es notwendig ist, eine ziemlich hohe umgekehrte Impulsspannung anzulegen, obwohl sie nicht so hoch sein muss wie eine an der Ablenkspule angelegte Impulsspannung.
Ferner kann das Problem hinsichtlich des sägezahnförmigen alternierenden elektrischen Feldes, das vom Leuchtstoffschirm abgestrahlt wird, nicht durch das Verfahren gelöst werden, bei dem die leitende Graphitschicht bis zu den Konus- und Halsabschnitten verlängert wird, um mit der Ablenkspule angebracht zu werden, oder durch das Verfahren, bei dem das elektrische Impulsfeld durch das von der umgekehrten Impulselektrode erzeugte umgekehrte elektrische Impulsfeld aufgehoben wird.
Obwohl ein Verfahren bereitgestellt wird, bei dem eine innere leitende Schicht und eine äußere leitende Schicht an der Innen- bzw. Außenfläche des Trichters mit dazwischen angeordnetem Trichterglas angeordnet sind, um eine statische elektrische Kapazität als Verfahren zum Stabilisieren eines Hochspannungspotentials innerhalb einer Kathodenstrahlröhre zu erhalten, besteht ein relativ hoher Widerstand, wie zum Beispiel ein sogenannter "pin dag", hinsichtlich der Elektrizität zwischen der inneren leitenden Schicht innerhalb des Trichters und dem Leuchtstoffschirm, so dass dies nicht genügend zur Stabilisierung des Potentials am Bildschirm beiträgt.
Eine vorbekannte Kathodenstrahlröhre mit den Merkmalen wie im Oberbegriff von Anspruch 1 ist in der EP-A-0 568 783 beschrieben. Diese Kathodenstrahlröhre umfasst alle allgemein im Stand der Technik bekannten Merkmale, die für die Funktion der Röhre notwendig sind, wie Kolben, Frontplatte, Umfassungsabschnitt, Trichter, Hals, Leuchtstoffschirm, Elektronenkanone, Ablenkvorrichtung und Ausgleichselektroden.
Ein Verfahren zum Steuern eines alternierenden elektrischen Feldes, um so eine Abschirmung eines elektrischen Feldes auszuführen, ist in der DE-43 30 952A beschrieben. Diese Lehre konzentriert sich auf die Stärke eines elektrischen Feldes im VLF-Bereich, die von einem Ablenkjoch abgestrahlt wird.
Demgemäß ist die vorliegende Erfindung in Anbetracht der oben genannten Umstände getätigt worden, und ihre Aufgabe ist es, eine Kathodenstrahlröhre bereitzustellen, die sowohl ein von einer horizontalen Ablenkspule emittiertes elektrisches Impulsfeld als auch ein von einem Leuchtstoffschirm emittiertes sägezahnartiges elektrisches Feld begrenzen kann, um so den TCO-Richtlinien zu entsprechen, sowie eine Kathodenstrahlröhrenvorrichtung mit der Kathodenstrahlröhre.
Um die Aufgabe zu erfüllen, ist gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Kathodenstrahlröhre vorgesehen, wie sie in Anspruch 1 definiert ist. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kathodenstrahlröhrenvorrichtung vorgesehen, wie sie in Anspruch 6 definiert ist.
Bei der obigen Kathodenstrahlröhre und der Kathodenstrahlröhrenvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist die Ausgleichselektrode am Umfassungsabschnitt angeordnet und zwischen dem explosionssicheren Band und dem Trichter gelegen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das bandförmige leitende Element entlang einer Seite des Frontabschnitts angeordnet, während eine Größe in deren Längenrichtung auf 50% oder mehr einer effektiven Bildschirmgröße von einer Seite zur anderen festgelegt ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die lichtdurchlässige leitende Schicht einen Widerstand pro Flächeneinheit auf, der gleich oder niedriger als 1 · 10¹&sup0; Ω/sq ist.
Die Kathodenstrahlröhre und die Kathodenstrahlröhrenvorrichtung mit einem solchen Aufbau begrenzen das alternierende elektrische Feld, das von der Kathodenstrahlröhre entweicht, mittels der Ausgleichselektrode, der lichtdurchlässigen leitenden Schicht und des bandförmigen leitenden Elements.
Insbesondere erzeugt durch Anlegen einer Spannung an die Ausgleichselektrode die Spannung mit einer Wellenform, die synchron mit und von umgekehrter Polarität zu der Wellenform der Ablenkspannung ist, die an die Ablenkspule der Ablenkvorrichtung anzulegen ist, insbesondere an die horizontale Ablenkspule, die Ausgleichselektrode ein elektrisches Feld zum Ausgleichen des alternierenden elektrischen Impulsfeldes, das von der horizontalen Ablenkspule abgestrahlt wird. Diese Ausgleichselektrode ist am Umfassungsabschnitt der Frontplatte angeordnet, und vorzugsweise auf einer Seite des Halses relativ zu dem explosionssicheren Band.
Durch das Setzen der Ausgleichselektrode an diese Position ist es möglich, ein elektrisches Ausgleichsfeld relativ wirksam in einer Richtung der Vorderfläche der Kathodenstrahlröhre zu erzeugen. Da die Seiten eines gewöhnlichen Monitors, der die Kathodenstrahlröhre verwendet, durch ein metallisches Gehäuse abgeschirmt sind, kommt es zu keinem Entweichen des elektrischen Ausgleichsfelds in der Richtung der Seiten, so dass eine übermäßige Kompensation in der Richtung der Seiten eingeschränkt werden kann.
Ferner ist die lichtdurchlässige leitende Schicht an einer Außenfläche des Vorderabschnitts der Kathodenstrahlröhre ausgebildet, und die lichtdurchlässige leitende Schicht ist elektrisch mit dem explosionssicheren Band mittels des leitenden bandförmigen Elements verbunden. Da das explosionssichere Band ein Erdungspotential aufweist, schirmt die lichtdurchlässige leitende Schicht das alternierende elektrische Feld ab, das in der Richtung der Vorderfläche der Kathodenstrahlröhre abgestrahlt wird.
Das sägezahnförmige alternierende elektrische Feld, das von der Potentialfluktuation am Leuchtstoffschirm abgeleitet wird, werden die leitenden bandförmigen Elemente auf beiden Seiten oder einer einzigen Seite der mindestens einen der Langseiten oder Kurzseiten der Frontplatte derart angebracht, dass das bandförmige Element vom vorderen Ende des explosionssicheren Bandes zur Umfangskante der Außenfläche des Vorderabschnitts gestreckt wird, wodurch eine statische elektrische Kapazität zwischen dem Leuchtstoffschirm und dem mit der Erdung verbundenen leitenden bandförmigen Element gebildet wird. Infolgedessen ist es möglich, die statische elektrische Kapazität in demjenigen Datenabschnitt, der dem explosionssicheren, mit der Erdung verbundenen Band elektrisch am nächsten ist, und dem Leuchtstoffschirm zu erhöhen, wodurch das Potential des Leuchtstoffschirms stabilisiert wird.
Somit ist gemäß der Kathodenstrahlröhre der vorliegenden Erfindung nicht nur eine Abschirmung in allen Richtungen der Kathodenstrahlröhre möglich, sondern es wird auch ein elektrisches Feld einer umgekehrten Polarität gegen das alternierende elektrische Impulsfeld erzeugt, so dass das alternierende elektrische Feld begrenzt wird und eine weitere Potentialfluktuation im Leuchtstoffschirm gegen das sägezahnartige alternierende elektrische Feld stabilisiert wird.
Diese Erfindung ist aus der folgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich, in denen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Kathodenstrahlröhrenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linien II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht einer Ablenkvorrichtung der Kathodenstrahlröhre, teilweise im Schnitt gehalten,
Fig. 4A ein Graph zur Angabe des sich aus einer normalen Kathodenstrahlröhrenvorrichtung ergebenden entweichenden elektrischen Wechselfelds,
Fig. 4B eine grafische Darstellung des aufgrund der Ablenkspule erzeugten entweichenden elektrischen Wechselfelds,
Fig. 4C eine grafische Darstellung des sich aus dem Leuchtstoffschirm ergebenden entweichenden elektrischen Wechselfelds,
Fig. 5A eine grafische Darstellung der Ablenkspannung, die an die Ablenkspule anzulegen ist,
Fig. 5B eine grafische Darstellung einer umgekehrten Impulsspannung, die an eine Ausgleichselektrode anzulegen ist, und
Fig. 6 eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen der umgekehrten Impulsspannung und einer unerwünschten elektrischen Strahlfeldintensität.
Nachstehend wird eine Kathodenstrahlröhrenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Eine Kathodenstrahlröhrenvorrichtung umfasst eine Kathodenstrahlröhre 10 und eine Treiberschaltung 40 zum Antreiben der Kathodenstrahlröhre. Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, umfasst die Kathodenstrahlröhre 10 einen aus Glas gefertigten Vakuumkolben 8. Der Vakuumkolben 8 weist eine Frontplatte 13 mit einem im wesentlichen rechteckigen Vorderabschnitt 11 und einem rechteckigen, rahmenartigen Umfassungsabschnitt 16 auf, der am Umfangsrand des Vorderabschnitts 11 angeordnet ist, einen Trichter 15, der am Umfassungsabschnitt 16 durch Frittenglas befestigt ist, und einen Hals 14, der sich von einem Ende mit geringerem Durchmesser des Trichters aus erstreckt.
Ein Leuchtstoffschirm 12 ist an einer Innenfläche des Vorderabschnitts 11 ausgebildet. In dem Vakuumkolben 8 ist eine Lochmaske 6 so angeordnet, dass sie dem Leuchtstoffschirm gegenüberliegt. Im Hals 19 ist eine Elektronenkanone 7 zum Emittieren von Elektronenstrahlen auf den Leuchtstoffschirm 12 angeordnet.
Eine interne leitende Schicht 18 ist an einer Innenfläche des Trichters 15 ausgebildet, und eine äußere leitende Schicht 19, die aus Graphit gefertigt ist, ist an dessen Außenfläche ausgebildet. Ferner ist eine Anodenklemme 20 zum Anlegen eines Anodenpotentials an die interne leitende Schicht 18 am Trichter 15 vorgesehen. Zwischen der äußeren leitenden Schicht 19 und der inneren leitenden Schicht 15 bildet sich eine statische elektrische Kapazität, um so das Potential zu stabilisieren. Die äußere leitende Schicht 19 ist so ausgebildet, dass sie von der Anodenklemme 20 weit entfernt ist.
Eine lichtdurchlässige leitende Schicht 21 ist über der gesamten Außenfläche des Vorderabschnitts 11 der Frontplatte 13 ausgebildet. Der Widerstand pro Flächeneinheit der lichtdurchlässigen leitenden Schicht 21 ist auf 1 · 10¹&sup0; Ω/sq festgelegt. Um einen Außenumfang des Umfassungsabschnitts 16 herum ist ein metallisches, explosionssicheres Band 22, das leitfähig ist, herum gelegt. Die Leitfähigkeit zwischen dem explosionssicheren Band 22 und dem lichtdurchlässigen leitenden Film 21 wird durch zwei leitende Bänder 23 sichergestellt, die an einem Paar Kurzseiten der Frontplatte 13 angeklebt sind.
Leitende Bänder 24, die beispielsweise aus einem Aluminiumband gefertigt sind, sind an den Langseiten der Frontplatte 13 angeklebt, und die Leitfähigkeit zwischen dem leitenden Band 24 und dem explosionssicheren Band 22 wird durch ein leitendes Band 25 sichergestellt. Eine Größe in Längenrichtung der leitenden Bänder 24, die als leitende bandförmige Elemente fungieren, ist so spezifiziert, dass sie 50% oder mehr einer wirksamen Dimension der Langseite der Frontplatte 13 ausmachen. Eine bandförmige Ausgleichselektrode 26 ist an einer Langseite des Umfassungsabschnitts 16 befestigt und erstreckt sich in der Längenrichtung der Langseite. Die Ausgleichselektrode 26 ist auf einer Seite des Halsabschnitts 14 in Bezug auf das explosionssichere Band 22 angeordnet.
Eine Ablenkvorrichtung 27 ist außerhalb des Trichters 15 angebracht. Diese Ablenkvorrichtung 27 umfasst gemäß Fig. 3 eine horizontale Ablenkspule 33 zum Erzeugen eines horizontalen magnetischen Ablenkfelds zum horizontalen Ablenken der von der Elektronenkanone 7 emittierten Elektronenstrahlen, und eine vertikale Ablenkspule 35 zum Erzeugen eines vertikalen magnetischen Ablenkfelds zum vertikalen Ablenken der Elektronenstrahlen. Beispielsweise ist die Ablenkvorrichtung 27 eine Ablenkvorrichtung vom Sattel-Sattel-Typ, bei der die horizontalen Ablenkspulen 33 aus oberen und unteren Ablenkspulen vom Satteltyp gebildet sind, und die vertikalen Ablenkspulen 35 aus linken und rechten Ablenkspulen vom Satteltyp gebildet sind.
Wie Fig. 1 zeigt, ist eine Hochspannungs-Ablenkschaltung 30, die einen Teil der Treiberschaltung 40 bildet, mit den horizontalen und vertikalen Ablenkspulen 33 bzw. 35 verbunden. Die Hochspannungs-Ablenkschaltung 30 weist einen Spannungsanlegeabschnitt 30a auf. Der Spannungsanlegeabschnitt 30a legt Spannungen von vorbestimmten Wellenformen, von denen sich jede bei einer vorbestimmten Frequenz ändert, an die horizontalen Ablenkspulen und die vertikalen Ablenkspulen an, um so ein Ablenkmagnetfeld zu erzeugen. Für gewöhnlich wird eine Spannung mit einer Impulswellenform von mehreren hundert bis zu 1 kV an die horizontalen Ablenkspulen 33 angelegt.
Die Hochspannungs-Ablenkschaltung 30 umfasst einen Anlegeabschnitt 30b einer umgekehrten Spannung zum Erhalt einer Spannung mit einer Wellenform 32 mit einer zu derjenigen der an die horizontale Ablenkspule der Ablenkvorrichtung 27 anzulegenden Ablenkspannung umgekehrten Polarität. Dieser Anlegeabschnitt 30b einer umgekehrten Spannung legt eine Spannung mit der Wellenform 32 umgekehrter Polarität an die Ausgleichselektrode 26 an.
Wie oben beschrieben wurde, sind die Ausgleichselektrode 26 und das leitende Band 24 an demjenigen Abschnitt des Umfassungsabschnitts 16 angeordnet, der nahe an der Langseite der Frontseite 13 liegt, während das explosionssichere Band 22 zwischen die Ausgleichselektrode 26 und das leitende Band 24 eingefügt ist. Im einzelnen ist die Ausgleichselektrode 26 an der Halsseite und das leitende Band 24 an der Frontplattenseite in Bezug auf das explosionssichere Band 22 gelegen. Das leitende Band 24 bedeckt denjenigen Bereich der Außenfläche des Umfassungsabschnitts 15, der zwischen dem explosionssicheren Band 22 und der lichtdurchlässigen leitenden Schicht 21 liegt. Das explosionssichere Band 22 und die äußere leitende Schicht, die an der Außenfläche des Trichters 15 vorgesehen ist, sind geerdet.
Ein elektrisches Wechselfeld mit einer Wellenform gemäß Fig. 4A entweicht aus einer normalen Kathodenstrahlröhrenvorrichtung, die das obengenannte leitende Band 24 und die Ausgleichselektrode 26 nicht aufweist. Der Grund zur Erzeugung des entweichenden elektrischen Feldes kann der folgende sein.
Ein erster möglicher Grund ist die Abweichung des Potentials in der Ablenkungsvorrichtung 27. Wenn eine Ablenkspannung, die sich in einem Zeitverlauf synchron mit der Ablenkfrequenz verändert, an die Ablenkspule angelegt wird, ändert sich das Potential in der Ablenkspule räumlich in einem Bereich von der Hochspannungsseite zu der Niederspannungsseite innerhalb der Ablenkspule. Dieses Potential wird höher als das Erdungspotential oder die Erdung. Damit wird ein fluktuierendes elektrisches Feld zwischen der Ablenkspule und der Erde erzeugt. Das alternierende elektrische Feld, das aus der Ablenkvorrichtung 27 entweicht, wenn eine Ablenkspannung an die Ablenkvorrichtung angelegt wird, weist eine Wellenform auf, die in Fig. 4B gezeigt ist und die sich im wesentlichen synchron mit der Wellenform der in Fig. 5 gezeigten Ablenkspannung ändert.
Es ist bemerkt worden, dass ein zweiter Grund die Potentialfluktuation im Leuchtstoffschirm ist. Insbesondere treffen in der Bildwiedergabeperiode im horizontalen Ablenkzyklus mit minus geladene Elektronenstrahlen, die von der Elektronenkanone emittiert werden, auf dem Leuchtstoffschirm auf, wodurch das Potential des Leuchtstoffschirms allmählich sinkt, und in der Rücklaufperiode wird eine Emission von Elektronenstrahlen von der Elektronenkanone gestoppt, so dass das Potential des Leuchtstoffschirms wiederhergestellt wird. Im Ergebnis werden Potentialänderungen im Leuchtstoffschirm so erzeugt, dass eine sägezahnförmige Potentialfluktuation gemäß Fig. 4C erzeugt wird.
Aufgrund der ersten und zweiten Gründe entweicht das alternierende elektrische Feld mit der in Fig. 4A gezeigten Wellenform aus der normalen Kathodenstrahlröhrenvorrichtung. Gemäß dieser Ausführungsform jedoch erzeugt die Kathodenstrahlröhrenvorrichtung ein umgekehrtes alternierendes elektrisches Feld zum Ausgleich und zum Einschränken des sich aus der Ablenkvorrichtung 27 ergebenden entweichenden elektrischen Wechselfeld, und dann werden sowohl das elektrische Wechselfeld als auch das umgekehrte elektrische Wechselfeld synthetisiert, um so das entweichende elektrische Wechselfeld zu begrenzen. Ferner wird ein Spalt zwischen dem explosionssicheren Band 22, das mit der Erdung verbunden ist, und der lichtdurchlässigen leitenden Schicht 21 auf der Oberfläche des Vorderabschnitts 11 abgeschirmt.
Zum Ausgleich des entweichenden elektrischen Wechselfelds umfasst die Kathodenstrahlröhrenvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform den Mechanismus zur Erzeugung des umgekehrten elektrischen Wechselfelds und die Abschirmungsstruktur gemäß Fig. 1. Der Erzeugungsmechanismus des umgekehrten elektrischen Wechselfelds umfasst den Hochspannungs-Ablenkungsschaltkreis 30 mit dem Anlegeabschnitt 30b der umgekehrten Spannung sowie die Ausgleichselektrode 26, an die eine Spannung mit einer umgekehrten Polarität zur Ablenkspannung von dem Anlegeabschnitt der umgekehrten Spannung angelegt wird. Die Abschirmungsstruktur umfasst das leitende Band 24, das als leitendes bandförmiges Element dient, und elektrisch mit dem explosionssicheren Band 22 durch das leitende Band 25 verbunden ist.
Die Ausgleichselektrode 26 des Erzeugungsmechanismus des umgekehrten elektrischen Wechselfelds ist an einer oberen longitudinalen Seitenwand des Umfassungsabschnitts 16 angeordnet, der sich in der Nähe der Anodenklemme 20 am Trichter 15 befindet, und zwischen dem explosionssicheren Band 22 und dem Trichter 15. Der Grund dafür ist, dass die aus Graphit gefertigte äußere leitende Schicht 19, die ursprünglich an der Außenfläche des Trichters 15 vorgesehen ist, nicht um die Anodenklemme 20 herum ausgebildet ist, und das zur Vorderseite der Kathodenstrahlröhre entweichende elektrische Feld vertikal asymmetrisch ist, so dass es an der Oberseite der Frontplatte stärker ist.
Die Ausgleichselektrode 26 ist auf der Seite des Halses 14 in Bezug auf Metallhalter (nicht dargestellt) zum Installieren und Anbringen der Kathodenstrahlröhre in einem Gehäuse der Bildanzeigeeinheit die an vier Ecken des explosionssicheren Bandes 22 vorgesehen sind, angebracht. Wenn die Kathodenstrahlröhre in einem Bausatz wie zum Beispiel einer Computeranzeige installiert wird, schirmt das metallische Gehäuse der Anzeige die Seiten und Rückseiten der Kathodenstrahlröhre ab. Somit kann durch Anordnen der Ausgleichselektrode an der obengenannten Stelle ein Entweichen des umgekehrten elektrischen Impulsfeldes auf die Seiten eines Bausatzes eliminiert werden.
Der Anlegeabschnitt 30b der umgekehrten Spannung erzeugt den umgekehrten Spannungsimpuls 32 gemäß Fig. 5B mit der gleichen Frequenz, Phase und Polarität und umgekehrt zu der Ablenkspannung 31, die an die horizontale Ablenkspule der Ablenkvorrichtung 27 gemäß Fig. 5A anzulegen ist. Durch Anpassen des Spitzenwerts der umgekehrten Impulsspannung 32 und der Größe der Ausgleichselektrode 26 hebt das von der Ausgleichselektrode 26 abgestrahlte umgekehrte elektrische Impulsfeld das von der horizontalen Ablenkspule abgestrahlte elektrische Impulsfeld auf.
Diese Ausführungsform ist bei der Kathodenstrahlröhre, bei der die lichtdurchlässige leitende Schicht 21 auf der Oberfläche des Vorderabschnitts 11 gemäß der Spin- Beschichtungsmethode ausgebildet ist, von besonderem Wert. Obwohl die transparente leitende Schicht 21 bis zum Umfangsrand der Oberfläche des Vorderabschnitts 11 ausgebildet wird, wenn die Spin-Beschichtungsmethode verwendet wird, verbreitet sich das Beschichtungsfluid nicht leicht bis zum Umfassungsabschnitt 16. Damit wird die transparente leitende Schicht nicht in der Nachbarschaft des vorderen Endes des explosionssicheren Bandes 22 ausgebildet, so dass es wahrscheinlich zum Entweichen des elektrischen Feldes kommt.
Wenn das leitende Band am Umfang der Oberfläche des Vorderabschnitts angebracht wird, wie in der japanischen Patentanmeldung, KOKAI Veröffentlichungs-Nr. 4-249036 beschrieben ist, ist eine Wirkung der Zunahme der statischen elektrischen Kapazität gering, insbesondere in einem Fall, in dem eine lichtdurchlässige leitende Schicht geringen Widerstands ausgebildet ist, da dies eine Stelle ist, an der die leitende Schicht ursprünglich vorgesehen ist. Falls jedoch das leitende Band 24 an einer Stelle angeklebt wird, an der die transparente leitende Schicht 21 nicht vorgesehen ist und mit der Erde verbunden wird, wie in dieser Ausführungsform, kommt es dazu, dass ein elektrisches Abschirmungsfeld an einer Stelle ausgebildet wird, an der das elektrische Abschirmungsfeld nicht existiert, wodurch starke Wirkungen sowohl bei der Reduzierung des elektrischen Wechselfelds vom Impulstyp von der horizontalen Ablenkspule, das zur Vorderseite der Bildanzeigeeinheit abgestrahlt wird, und bei dem sägezahnförmigen elektrischen Wechselfeld, das sich aus der Potentialfluktuation im Leuchtstoffschirm ergibt, bereitgestellt werden.
Die Erfinder dieser Erfindung benutzten eine Bildanzeigeeinheit mit einer Kathodenstrahlröhre von 41 cm diagonal in den Experimenten. Die 2 · 10&sup5; Ω/sq transparente leitende Schicht 21 wurde auf der Oberfläche des Vorderabschnitts 11 der Kathodenstrahlröhre ausgebildet, und Aluminiumbänder 23 von 30 mm/sq wurden an den Kurzseiten der leitenden Schicht aufgeklebt, um die leitende Schicht mit dem explosionssicheren Band 22 elektrisch zu verbinden. Ferner wurden Aluminiumbänder 24 von 15 mm Breite, 240 mm Länge in der Nachbarschaft des Umfassungsabschnitts 16 der Langseiten angeklebt und elektrisch mit dem explosionssicheren Band 22 durch ein Aluminiumband 25 von 30 mm/sq verbunden. Durch Vorsehen der Aluminiumbänder 24 an den Langseiten des Umfassungsabschnitts 16 kann eine unerwünschte elektrische Strahlfeldintensität an einer Position von der Vorderseite der Kathodenstrahlröhre um 30 cm entfernt auf 3,4 (V/m) bis 2,7 (V/m) reduziert werden.
Die Ausgleichselektrode 26 wird durch sandwichartiges Schichten einer Kupferfolie von 10 mm Breite und 290 mm Länge mit Isolatoren ausgebildet, und ein Ende eines Leitungsdrahts, der um einen Rücksprung-Transformatorkern der Bildanzeigeeinheit gelegt ist, ist mit der Ausgleichselektrode verbunden, während das andere Ende des Leitungsdrahts mit der Erde verbunden ist. Anschließend wird die Anzahl von Wicklungen des Leitungsdrahts verändert, um die Spitzenspannung des Umkehrimpulses anzupassen. Infolgedessen ist eine Relation zwischen der Umkehrimpulsspannung und einer unerwünschten elektrischen Strahlfeldintensität gemäß Fig. 6 erhalten worden.
Die umgekehrte Impulsspannung wird wunschgemäß so eingestellt, dass die unerwünschte elektrische Strahlfeldintensität innerhalb einem angemessenen Bereich liegt, der durch eine Schraffierung in der Figur angedeutet ist.
Aus diesem Experiment ist anzumerken, dass die unerwünschte elektrische Strahlfeldintensität von einem herkömmlichen Wert von 2,7 (V/m) auf 0,7 (V/m) durch Optimieren der umgekehrten Impulsspitzenspannung, beispielsweise durch Einstellen auf etwa -270 V in der obigen Ausführungsform, verbessert werden kann.
Wie oben beschrieben wurde, ist die Kathodenstrahlröhrenvorrichtung mit der obengenannten Struktur in der Lage, elektrische Wechselfelder des VLF-Bands für jeden auftretenden Fall wirksam zu reduzieren, und folglich kann eine Kathodenstrahlröhrenvorrichtung erhalten werden, welche die TCO-Richtlinien erfüllt.
Es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt ist, sondern in verschiedenen Formen modifiziert werden kann. Beispielsweise ist die obige Ausführungsform zwar so strukturiert, dass eine einzelne Ausgleichselektrode 26 nur auf der Oberseite der Frontplatte vorgesehen ist, es ist jedoch zulässig, ein Paar der Ausgleichselektroden an der Ober- und Unterseite der Frontplatte vorzusehen. Ferner kann das bandförmige leitende Element, das in der Nachbarschaft der Grenze zwischen dem Umfassungsabschnitt und der Langseite des Vorderabschnitts angeklebt ist, an der Kurzseite des Vorderabschnitts vorgesehen sein, oder kann sowohl an der Langseite als auch an der Kurzseite desselben vorgesehen sein.

Claims

1. Kathodenstrahlröhre mit:

einer Umhüllung bzw. einem Kolben (8) mit einer Frontplatte (13), die einen im wesentlichen rechteckigen Frontabschnitt (11) und einen sich von dem Umfangsrand des Frontabschnitts (11) erstreckenden rechteckigen, rahmenartigen Umrandungsabschnitt (16) aufweist, einem an dem Umrandungsabschnitt (16) angebrachten Trichter (15) und einem sich von dem Trichter (15) erstreckenden Hals (14),

einem Leuchtstoffschirm (12), der an einer Innenfläche des Frontabschnitts (11) ausgebildet ist,

einer in dem Hals (14) angeordneten Elektronenkanone (7) zum Emittieren eines Elektronenstrahls auf den Leuchtstoffschirm (12),

einer Ablenkvorrichtung (27), die um einen Außenumfang des Trichters (15) angeordnet ist, zum Ablenken des Elektronenstrahls, und

einer an der Außenfläche des Kolbens (8) angeordneten Ausgleichselektrode (26), an die eine Spannung mit einer Wellenform angelegt werden kann, deren Polarität umgekehrt zu einer an die Ablenkvorrichtung (27) angelegten Ablenkspannung ist,

dadurch gekennzeichnet, daß:

eine transparente, leitende Schicht (21) an einer Außenfläche des Frontabschnitts (11) ausgebildet ist,

ein leitfähiges, explosionsgeschütztes Band (22) um eine Außenfläche des Umrandungsabschnitts (16) herumgelegt ist,

ein bandförmiges leitendes Element (24), das die transparente leitende Schicht (21) mit dem explosionsgeschützten Band (22) elektrisch verbindet, an der Außenfläche der Frontplatte (8) entlang einer Seite des Frontabschnitts (11) vorgesehen ist, wobei das bandförmige leitende Element (24) eine Größe in Längsrichtung auf weist, die 50% oder mehr einer wirksamen Größe der einen Seite des Frontabschnitts (11) beträgt, und

die Ausgleichselektrode (26) an der Außenfläche des Umrandungsabschnitts (16) zwischen dem explosionsgeschützten Band (22) und dem Trichter (15) angeordnet ist.

2. Kathodenstrahlröhre gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anodenanschluß (20) an dem Trichter (15) vorgesehen ist, und die Ausgleichselektrode (26) auf derjenigen Seite des Umrandungsabschnitts (16) angeordnet ist, der sich in der Umgebung des Anodenanschlusses (20) befindet.

3. Kathodenstrahlröhre gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bandförmige leitende Element (24) auf einer Seite des explosionsgeschützten Bandes (22) gegenüber der Ausgleichselektrode (26) angeordnet ist.

4. Kathodenstrahlröhre gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das bandförmige leitende Element (24) so angeordnet ist, daß es denjenigen Bereich der Außenfläche des Umrandungsabschnitts (16) abdeckt, der zwischen dem explosionsgeschützten Band (22) und der transparenten leitenden Schicht (21) gelegen ist.

5. Kathodenstrahlröhre gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der transparente leitende Film (21) einen Widerstand pro Flächeneinheit aufweist, der gleich oder kleiner ist als 1 · 10¹&sup0; Ω/sq.

6. Kathodenstrahlröhrenvorrichtung mit:

einer Kathodenstrahlröhre gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, und

Treibermitteln (40) mit einem Spannungsanlegeabschnitt (30a) zum Anlegen einer Ablenkspannung mit einer vorbestimmten Wellenform an die Ablenkvorrichtung (27) der Kathodenstrahlröhre, und mit einem Anlegeabschnitt (30b) für eine inverse Spannung zum Anlegen einer Spannung, die eine Wellenform mit einer zu der der Ablenkspannung inversen Polarität aufweist, an die Ausgleichselektrode (26) der Kathodenstrahlröhre.