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Diese Erfindung bezieht sich auf
einen Kathodenstrahlröhre,
die beispielsweise eine Farbkathodenstrahlröhre, und insbesondere auf den
Zustand eines leitenden Films mit hohem Widerstand, der auf der
inneren Wandoberfläche
des Halses einer Kathodenstrahlröhre
aufgebracht ist.
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Im allgemeinen umfasst eine Farbkathodenstrahlröhre eine
Hülle mit
einem Panel, einem Trichter und einem Hals, die als deren integrale
Teile ausgebildet sind. Das Panel trägt auf seiner inneren Oberfläche einen
Leuchtschirm (Ziel) mit drei streifenförmigen oder punktförmigen Leuchtschichten, die
jeweils in Blau, Grün
und Rot leuchten. Das Panel enthält
ebenfalls eine Lochmaske, die mit einer großen Anzahl von Aperturen versehen
und dem Leuchtschirm gegenüberliegend
angeordnet ist.
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Der Hals enthält eine Elektronenkanonenanordnung.
Die Elektronenkanonenanordnung ist angepasst, um drei Elektronenstrahlen
zu emittieren, die sich auf der gleichen horizontalen Ebene fortbewegen
und einen Mittelstrahl und ein Paar Seitenstrahlen umfassen. Die
drei von der Elektronenkanonenanordnung emittierte Elektronenstrahlen
werden in Richtung des Leuchtschirms konvergiert und auf den jeweiligen
Leuchtschichten, Blau, Grün
und Rot, fokussiert.
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Ein außerhalb des Trichters angeordnetes Ablenkjoch
erzeugt ein ungleichmäßiges Magnetfeld zum
Ablenken der drei von der Elektronenkanonenanordnung emittierten
Elektronenstrahlen in horizontaler und vertikaler Richtung. Somit
werden die drei von Elektronenkanonenanordnung emittierte Elektronenstrahlen
gezwungen, den Leuchtschirm sowohl horizontal als auch vertikal
durch die Lochmaske mittels des ungleichförmigen Magnetfeldes abzutasten. Als
Ergebnis wird ein Farbbild auf dem Schirm angezeigt.
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Mit Bezug auf 1 der begleitenden Zeichnungen weist
die Farbkathodenstrahlröhre
einen inneren leitenden Film 7 auf, der an der Innenoberfläche der
Hülle ausgebildet
ist und sich von dem Trichter zu dem Hals 3 erstreckt.
Der innere leitende Film 7 ist mit dem an den Trichter
angeordneten Anodenanschluss elektrisch verbunden. Andererseits
ist die Konvergenzelektrode 9 der Elektronenkanonenanordnung 8 mit
dem inneren leitenden Film 7 mittels eines Kolbenabstandshalters
(bulb spacer) 10 verbunden. Somit wird die von dem Anodenanschluss
gelieferte Anodenspannung an die Konvergenzelektrode 9 mittels
des inneren leitenden Films 7 und des Kolbenabstandshalters 10 angelegt.
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Bei einer Farbkathodenstrahlröhre mit
der oben beschriebenen Konfiguration kann sich jedoch die Konvergenzleistung
der drei Elektrodenstrahlen ändern,
wenn sich das elektrische Potential der Innenwandoberfläche des
Halses 3 mit der Zeit ändert. Dies
kann dazu führen,
dass die drei Elektronenstrahlen nicht auf den jeweiligen Leuchtschichten landen,
was zu einem Problem einer Farbabweichung in dem angezeigten Bild
führt.
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Genauer gesagt tritt das Problem
auf die folgende Art und Weise auf.
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Da der Hals beispielsweise aus einem
Isoliermaterial oder Glas hergestellt ist, neigt er dazu, sich elektrisch
aufzuladen und die akkumulierte elektrische Ladung dann zu entladen.
Daher zeigt das Potential der elektrischen Ladung der Innenwandoberfläche des
Halses, d. h. das Halspotential, unter dem Einfluss verschiedener
Komponenten – einschließlich des
inneren leitenden Films 7 und der Konvergenzelektrode 9 der
Elektronenkanonenanordnung 8 – direkt nach dem Anlegen der
Anodenspannung ein vorbestimmtes Potentialverteilungsmuster.
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Mit dem Ablauf der Zeit kollidieren
jedoch innerhalb des Halses erzeugte Streuelektroden gelegentlich
mit der Innenwandoberfläche
des Halses, was veranlasst, dass sekundäre Elektronen von der Innenwandoberfläche emittiert
werden und allmählich
das Halspotential anheben. Als Ergebnis ändert sich das Halspotential
mit der Zeit.
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Das Halspotential beeinflusst das
elektrische Feld, das als Hauptelektronenlinsenabschnitt der Elektronenkanonenanordnung
arbeitet. Wenn das Halspotential nicht auf einem konstanten Pegel
stabil gehalten wird sondern mit der Zeit ansteigt, dann dringt
es allmählich
jedoch merklich in das elektrische Feld des Hauptelektronenlinsenabschnitts
ein.
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Somit ändert im Verlauf der Zeit das
Halspotential die Verteilung des elektrischen Feldes, das als Hauptelektronenlinsenabschnitt
arbeitet. Da das Halspotential vom Rand her in den Hauptelektronenlinsenabschnitt
eindringt, ändert
es die Spuren der beiden Seitenstrahlen, die durch einen Randbereich des
Hauptelektronenlinsenabschnitts laufen.
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Somit treten aufgrund des Phänomens der zeitlichen Änderung
der Konvergenzleistung der Elektronenstrahlen Farbabweichungen in
einer Farbkathodenstrahlröhre
auf, die angepasst ist, um drei Elektronenstrahlen zu emittieren,
was als Konvergenzdrift bezeichnet wird.
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Die Japanische Patentanmeldungen
KOKAI Veröffentlichungsnummern
64-12449 und 5-205560 schlagen die Verwendung eines leitenden Films
mit hohen Widerstand 17 vor, der einen Koeffizienten der Elektronenemission
aufweist, der kleiner als eins ist, und der an der Innernoberfläche des
Halses angeordnet ist, wie es in 1 gezeigt
ist. Der leitenden Film mit hohen Widerstand 17 ist direkt
an der Innenwandoberfläche
des Halses angeordnet und wird mit dem inneren leitenden Film 7 in
Kontakt gehalten. Als Ergebnis kann er die auf der Emission von
Sekundär-Elektronen
des Halses beruhende zeitliche Änderung
des Halspotentials verhindern und Farbabweichungen aufgrund des
Konvergenzdriftes unterdrücken.
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Wenn jedoch ein leitender Film mit
hohem Widerstand an der Innenoberfläche des Halses angeordnet ist
und so in Kontakt mit dem inneren leitenden Film gehalten wird,
wie es in den japanischen Patentveröffentlichungen KOKAI Veröffentlichungsnummern
64-12449 und 5-205560 beschrieben ist, und wenn der leitende Film
mit hohem Widerstand eine gleichmäßige Filmdicke aufweist, wie
es aus 1 ersichtlich
ist, tritt ein Problem auf, wie es nachstehend beschrieben ist.
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In 1 ist,
wenn die die Achse der Röhre bildende
Mittelachse des Halses die Z-Achse ist, der Widerstand des leitenden
Films mit hohem Widerstand 17 pro Einheitslänge der
Z-Achse konstant. Da außerdem
das Halspotential verglichen mit seinem Gegenstück bei einer Kathodenstrahlröhre, die
keinen leitenden Film mit hohem Widerstand 17 aufweist,
relativ hoch ist, kann zwischen jedem Metallteil der Elektronenkanonanordnung 8,
nämlich
beispielsweise einer Elektrode, und der Innenwandoberfläche des
Halses ein Feldemissionsphänomen
auftreten, was zu dem Problem einer verringerten Spannungsfestigkeit
führt.
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Mit Blick auf das oben angegebene
Problem ist es daher die Aufgabe der Erfindung, eine Kathodenstrahlröhre bereitzustellen,
die einen leitenden Film mit hohem Widerstand aufweist, der an der
Innenwandoberfläche
des Halses angeordnet ist, um Konvergenzdrift zu unterdrücken, und
die angepasst ist, um eine Stehspannung aufzuweisen, die ausreichend
hoch ist, um eine mögliche
Feldemission zwischen einem Metallteil der Elektronenkanonenanordnung,
beispielsweise einer Elektrode, und der Innenwandoberfläche des
Halses wirksam zu unterdrücken.
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Gemäß der Erfindung wird die obige
Aufgabe durch Bereitstellen einer Kathodenstrahlröhre erreicht,
mit:
einer Elektronenkanonenanordnung zum emittieren einer
Mehrzahl von Elektronenstrahlen, die in einer Reihe angeordnet sind,
in einer gleichen horizontalen Ebene verlaufen und sich auf ein
Target fokussieren;
einem Ablenkjoch zum Erzeugen eines Ablenkmagnetfelds,
um die Mehrzahl von von der Elektronenkanonenanordnung emittierten
Elektronenstrahlen in eine horizontale Richtung und eine vertikale
Richtung abzulenken, wobei die horizontale Richtung und die vertikale
Richtung in Bezug aufeinander an dem Target rechtwinklig sind;
einem
Kolben, der einen Halsabschnitt zum Aufnehmen der Elektronenkanonenanordnung,
einem mit dem Target versehenen Panelabschnitt und einen Trichterabschnitt,
dessen Innendurchmesser von dem Halsabschnitt zu dem Panelabschnitt
hin ansteigt, aufweist;
einem inneren leitenden Film, der an
der Innenwandoberfläche
des Kolbens angeordnet ist und sich von dem Trichterabschnitt zu
dem Halsabschnitt erstreckt; und
einem leitenden Film mit hohem
Widerstand, der in dem Halsabschnitt angeordnet ist, um in Kontakt
mit einem Endabschnitt des inneren leitenden Films an der Innenwandoberfläche des
Halsabschnitts gehalten zu werden und zumindest einen Teil der Elektronenkanonenanordnung
von dem Endabschnitt zu umgeben, wobei der leitende Film mit hohem
Widerstand einen elektrischen Widerstand aufweist, der höher als
der des inneren leitenden Films ist; dadurch gekennzeichnet, dass:
der
Filmwiderstand des leitenden Films mit hohem Widerstand pro Einheitslänge der
Röhrenachse,
die senkrecht bezüglich
der horizontalen Richtung und der vertikalen Richtung läuft, niedriger
in einem Kontaktbereich bzw. einer Kontaktregion, die an einem Endabschnitt
des leitenden Films mit hohem Widerstand lokalisiert ist und im
Kontakt mit dem Endabschnitt des inneren leitenden Films gehalten
wird, als in einem an dem anderen Endabschnitt des leitenden Films
mit hohem Widerstand lokalisiertem Bereich ist.
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Bei einer erfindungsgemäßen Kathodenstrahlröhre wird
ein leitender Film mit hohem Widerstand, der einen elektrischen
Widerstand aufweist, der höher
als der des inneren leitenden Films ist, an der Innenwandoberfläche des
Halsabschnitts ausgebildet, der sich von einer Position erstreckt,
wo er einen Endabschnitts des inneren leitenden Films kontaktiert,
hin zu einem Teil des Bereichs, wo die Elektronenkanonenanordnung
angeordnet ist. Somit unterdrückt
er die Emission von Sekundär-Elektronen von
dem Halsabschnitt und verhindert jede unerwünschte zeitliche Änderung
des Halspotentials. Als Ergebnis kann die nachteilige Wirkung der Änderung des
Halspotentials auf die Spuren der Elektronenstrahl in der Kathodenstrahlröhre minimiert
werden, und alle möglichen
Farbabweichungen des angezeigten Bildes aufgrund des Phänomens der
Konvergenzdrift können
wirksam verhindert werden.
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Da zusätzlich der Filmwiderstand des
leitenden Films mit hohem Widerstand pro Einheitslänge der
Achse der Röhre
in einer Kontaktregion, die an oder nahe dem Endabschnitt des leitenden
Films mit hohem Widerstand ist, niedriger als in einer Region ist,
die an oder nahe dem anderen Endabschnitt des leitenden Films mit
hohem Widerstand lokalisiert ist, kann das elektrische Potential
der Innenwandoberfläche
des Halsabschnittes außerdem
auf einen relativ niedrigen Pegel gehalten werden. Somit kann jede Feldemission
zwischen einem Metallteil der Elektronenkanonenanordnung, beispielsweise
einer Elektrode, und der inneren Wandoberfläche des Halses auftreten kann,
wirksam unterdrückt
werden.
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Diese Zusammenfassung der Erfindung
beschreibt nicht unbedingt nur notwendige Merkmale, sodass die Erfindung
ebenfalls eine Unterkombination dieser beschriebenen Merkmale sein
kann.
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Diese Erfindung kann vollständiger aus
der folgenden ausführlichen
Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen verstanden
werden, in denen zeigen:
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1 eine
schematische Draufsicht des Halsabschnitts einer bekannten Kathodenstrahlröhre, die
ihre Struktur zeigt;
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2 eine
schematische horizontale Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Farbkathodenstrahlröhre;
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3 eine
schematische Draufsicht des Halsabschnitts der Kathodenstrahlröhre von 2, die ihre Struktur zeigt;
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4A eine
grafische Darstellung des als Ergebnis einer Betriebssimulation
erhaltenen Halspotentials;
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4B eine
teilweise schematische Querschnittsansicht der Farbkathodenstrahlröhre von 3, die zeigt, wie ein leitender
Film mit hohem Widerstand daran angebracht wird;
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4C eine
schematische Teilquerschnittsansicht der Farbkathodenstrahlröhre von 1, die ebenfalls zeigt,
wie ein leitender Film mit hohem Widerstand daran angebracht ist;
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4D eine
schematische Teilquerschnittsansicht der Farbkathodenstrahlröhre in einem,
bei oder nahe einem Ende des inneren leitenden Films lokalisierten
Bereich;
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5 ein
schematisches Schaltbild einer Schaltung, die angepasst ist, um
Feldemission zu beobachten; und
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6 ein
Diagramm der Spannung einer Anodenspannungsquelle, die beobachtet
wurde, wenn der zu dem Ampermeter A in der Schaltung aus 5 fließende Strom 0,01 μA ist.
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Nun wird die Erfindung ausführlicher
durch Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, die eine
bevorzugte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Kathodenstrahlröhre darstellt,
nämlich
einer Farbkathodenstrahlröhre.
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2 ist
eine schematische Querschnittsansicht der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kathodenstrahlröhre, nämlich einer
Farbkathodenstrahlröhre.
Mit Bezug auf 2 umfasst
die Farbkathodenstrahlröhre
eine Hülle 100 mit
einem Panelabschnitt 101, einem Trichterabschnitt 102 und
einem Halsabschnitt 105, die zusammen deren integrale Teile
bilden. Der Panelabschnitt 101 trägt an seiner Innenoberfläche einen
Leuchtschirm 103 (Ziel oder Target) mit drei streifenförmigen oder
punktförmigen Leuchtschichten,
die jeweils in Rot®, Grün (G) und Blau (B) leuchten.
Der Panelabschnitt 101 enthält ebenfalls eine Lochmaske 104,
die mit einer großen Anzahl
von Aperturen ausgestattet und dem Leuchtschirm 103 gegenüberliegend
angeordnet ist.
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Der Halsabschnitt 105 umfasst
ein hohles zylindrisches Profil und somit einen kreisförmigen Querschnitt.
Er enthält
eine Elektronenkanonenanordnung vom „In-Linetyp" 107. Wenn
die Mittelachse des Halsabschnittes 105, d. h. die Achse
der Röhre, die
Z-Achse ist, und eine horizontale Achse und eine vertikale Achse
senkrecht zu der Z-Achse H-Achsen bzw. V-Achsen sind, ist die Elektronenkanonenanordnung
vom In-Linetyp 107 angepasst, um drei Elektronenstrahlen 106B, 106G, 106R zu
emittieren, die auf einer gleichen horizontalen Ebene, d. h. der HZ-Ebene,
die durch die H-Achse und die Z-Achse definiert ist, verlaufen.
Die drei Elektronenstrahlen umfassen einen Mittelstrahl 106G und
ein Paar von Seitenstrahlen 106B, 106R die in
einer Reihe auf einer Ebene entlang der H-Achse angeordnet sind.
Die drei von der Elektronenkanonenanordnung 107 emittierten
Elektronenstrahlen 106 (R, G, B) werden in Richtung des
Leuchtschirms 103 konvergiert und auf den jeweiligen Leuchtschichten,
Blau, Grün
und Rot, fokussiert.
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Ein Ablenkjoch 108 ist außerhalb
des Trichterabschnitts 102 angeordnet und erzeugt ein ungleichförmiges Magnetfeld,
um die drei von der Elektronenkanonenanordnung 107 emittierten
Elektronenstrahlen 106 (R, G, B) in der horizontalen Richtung
H und der vertikalen Richtung V abzulenken. Das ungleichförmige Magnetfeld
umfasst ein horizontales Ablenkmagnetfeld vom Nadelkissentyp (pin cushion
type) und ein vertikales Ablenkmagnetfeld vom Fasstyp (barrel type).
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Die Farbkathodenstrahlröhre umfasst
ferner einen externen oder äußeren leitenden
Film 103, der an der Außenwandoberfläche des
Trichterabschnitts 102 ausgebildet ist, und einen inneren
leitenden Film 117, der an der sich von dem Trichterabschnitt 102 zu dem
Halsabschnitt 105 erstreckenden Innenwandoberfläche der
Hülle ausgebildet
ist. Der innere leitende Film 117 ist elektrisch mit einem
Anodenanschluss 120 verbunden, um eine Anodenspannung zu
liefern.
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Bei einer Farbkathodenstrahlröhre mit
der oben beschriebenen Konfiguration werden die drei von der Elektronenkanonenanordnung 107 emittierten
Elektronenstrahlen 106 (R, G, B) gezwungen, den Leuchtschirm 103 sowohl
horizontal als auch vertikal durch die Lochmaske 104 mittels
des von dem Ablenkjoch 108 erzeugten ungleichmäßigen Magnetfeldes
abzutasten. Als Ergebnis wird ein Farbbild auf dem Schirm 103 angezeigt.
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3 ist
eine schematische Draufsicht des Halsabschnitts der Kathodenstrahlröhre von 2, die ihre Struktur zeigt.
Es sei bemerkt, dass in 3 die
Z-Achse eine positive Richtung aufweist, die zu der Richtung, entlang
welcher die Elektronenstrahlen verlaufen, umgekehrt ist.
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Mit Bezug auf 3 umfasst die Farbkathodenstrahlröhre eine
in dem Halsabschnitt 105 angeordnete Elektronenkanonenanordnung
vom In-Linetyp 107. Die Elektronenkanonenanordnung 107 umfasst
drei Kathoden K zum Emittieren von drei Elektronenstrahlen 106B, 106G, 106R,
die in einer Reihe „In-Line" mit einer Ebene
angeordnet sind, die entlang der H-Achse läuft, und drei Heizeinrichtungen zum
unabhängigen
Erwärmen
der jeweiligen Kathoden K.
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Die Elektronenkanonenanordnung 107 umfasst
zusätzlich
erste bis sechste Gitter G1 bis G6 auf, die hintereinander mit regelmäßigen Intervallen in
einer Richtung von den Kathoden K zu dem Leuchtschirm (Ziel) bzw.
entlang der negativen Richtung der Z-Achse angeordnet sind, und
eine Konvergenzelektrode 119, die an dem Ende des nahe
an dem Leuchtschirm angebrachten sechsten Gitters G6 angebracht
ist. Jedes der ersten und zweiten Gitter G1, G2 umfasst eine plattenförmige Elektrode, wohingegen
jedes der dritten bis sechsten Gitter G3 bis G6 eine zylindrische
Elektrode umfasst.
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Die Heizeinrichtungen, die Kathoden
K und die ersten bis sechsten Gitter G1 bis G6 werden von einem
Paar von Isolator-Trägern oder
Bead-Glas-Platten 112 getragen, die einander gegenüberliegend
in der vertikalen Richtung V angeordnet sind, d. h. senkrecht zu
der horizontalen Richtung H. Die Bead-Gals-Platten 112 erstrecken sich
entlang der Richtung Z der Achse des Rohres, wie es in 3 gezeigt ist. Sowohl die
ersten als auch die zweiten Gitter G1, G2 weisen drei relativ kleine
und im wesentlichen kreisförmigen
Durchgangslöcher auf,
die in einer Reihe entlang der horizontalen Richtung H angeordnet
sind, um es Elektronenstrahlen zu ermöglichen, durchzulaufen.
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Das dritte Gitter G3 weist im wesentlichen drei
kreisförmige
Durchgangslöcher
auf, die in einer Reihe entlang der horizontalen Richtung H angeordnet
sind, um es Elektronenstrahlen zu ermöglichen, durchzulaufen. Die
Durchgangslöcher
liegen sowohl dem zweiten Gitter G2 als auf dem vierten Gitter G4 gegenüber. Die
Durchgangslöcher
des dritten Gitters G3 weisen einen Durchmesser auf, der größer als derjenige
der Durchgangslöcher
des zweiten Gitters G2 ist.
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Das vierte Gitter G4 weist drei,
im wesentlichen kreisförmige
Durchgangslöcher
auf, die in einer Reihe entlang der horizontalen Richtung H angeordnet
sind, um es Elektronenstrahlen zu ermöglichen, durchzulaufen. Die
Durchgangslöcher
liegen sowohl dem dritten Gitter G3 als auch dem fünften Gitter
G5 gegenüber.
Die Durchgangslöcher
des vierten Gitters G4 weisen einen Durchmesser auf, der größer als derjenige
der Durchgangslöcher
ist, die an jener Seite des dritten Gitters 3 ausgebildet
sind, die dem vierten Gitter G4 gegenüberliegt.
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Das fünfte Gitter G5 weist drei im
wesentlichen kreisförmige
Durchgangslöcher
auf, die in einer Reihe entlang der horizontalen Richtung H angeordnet
sind, um es Elektronenstrahlen zu ermöglichen, durchzulaufen. Die
Durchgangslöcher
liegen sowohl dem vierten Gitter G4 als auch dem Gitter G6 gegenüber. Die
Durchgangslöcher
des fünften
Gitters G5 weisen einen Durchmesser auf, der im wesentlichen gleich
demjenigen der Durchgangslöcher
ist, die an der Seite des vierten Gitters G4 ausgebildet sind, die dem
fünften
Gitter G5 gegenüberliegt.
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Das sechste Gitter G6 weist drei
im wesentlichen kreisförmige
Durchgangslöcher
auf, die in einer Reihe entlang der horizontalen Richtung H angeordnet
sind, um es Elektronenstrahlen zu ermöglichen, durchzulaufen. Die
Durchgangslöcher
liegen sowohl dem fünften
Gitter G5 als auch der Konvergenzelektrode 119 gegenüber. Die
Durchgangslöcher
des sechsten Gitters G5 weisen einen Durchmesser auf, der im wesentlichen
gleich demjenigen der Durchgangslöcher ist, die an der Seite
des fünften
Gitters G5 ausgebildet sind, die dem sechsten Gitter G6 gegenüberliegt.
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Die Konvergenzelektrode 119 weist
drei im wesentlichen kreisförmige
Durchgangslöcher
auf, die in einer entlang der horizontalen Richtung H auf dem Boden
oder auf der dem sechsten Gitter G6 gegenüberliegenden Seite angeordnet
sind, um es Elektronenstrahlen zu ermöglichen, durchzulaufen. Die Durchgangslöcher der
Konvergenzelektrode 119 weisen einen Durchmesser auf, der
im wesentlichen gleich dem der Durchgangslöcher des sechsten Gitters G6
ist. Außerdem
ist die Konvergenzelektrode 119 über einen Kolbenabstandshalter 116 mit
dem inneren leitenden Film 117 verbunden, an die die Anodenspannung
Eb geliefert wird.
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Nun werden die elektrischen Verbindungen der
Gitter der Elektronenkanonenanordnung mit Bezug auf 3 beschrieben.
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Die Kathoden K der Elektronenkanonenanordnung
sind mit einer Gleichstromleistungsquelle und einer Videosignalquelle
(nicht gezeigt) elektrisch verbunden. Eine durch hinzufügen eines
Videosignals zu einer 100 bis 200 V Gleichspannung erhaltene Spannung
wird an die Kathoden K angelegt. Das ersten Gitter G1 ist geerdet.
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Das zweite Gitter G2 und das vierte
Gitter G4 werden miteinander innerhalb der Röhre und ebenfalls mit einer
Gleichstromleistungsquelle verbunden. Eine Spannung von etwa 500
bis 1000 V wird an das zweite Gitter G2 und das vierte Gitter G4
angelegt. Das dritte Gitter G3 und das fünfte Gitter G5 sind miteinander
innerhalb der Röhre
und ebenfalls mit einer Gleichstromleistungsquelle verbunden. Eine
Gleichstromspannung Vf gleich etwa 20 bis 35% der an dem sechsten
Gitter G6 anliegenden Anodenspannung Eb, wird an das dritte Gitter
G3 und das fünfte Gitter
G5 angelegt.
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Die Anodenspannung Eb, die gleich
etwa 25 bis 35 kV ist, wird an das sechste Gitter G6 mittels des
Kolbenabstandshalters 110 und des inneren leitenden Films 117 angelegt.
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Mit der Elektronenkanonenanordnung
wird ein Elektronenstrahlgenerator GE durch die Kathoden K6 und
die ersten bis dritten Gitter G1 bis G3 gebildet, wenn die obigen
Spannungen an den jeweiligen Gittern anliegt. Der Elektronenstrahlgenerator GE
steuert die Emission von Elektronen von den Kathoden K und erzeugt
Elektronenstrahlen durch Beschleunigen und Fokussieren der emittierten
Elektronen.
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Ein Hauptelektronenlinsenabschnitt
ML wird durch die dritten bis sechsten G3 bis G6 aufgebaut. Der
Hauptelektronenlinsenabschnitt ML beschleunigt und fokussiert die
von dem Elektronenstrahlgenerator GE erzeugten Elektronenstrahlen
auf dem Leuchtschirm.
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Währenddessen
umfasst die Farbkathodenstrahlröhre
einen leitenden Film mit hohem Widerstand 114, der an der
Innenwandoberfläche
angeordnet ist, die sich von dem Trichterabschnitt 102 zu
dem Halsabschnitt erstreckt, wie es in 3 gezeigt ist. Der leitende Film mit
hohem Widerstand 114 weist einen elektrischen Widerstand
auf, der höher
als derjenige des inneren leitenden Films 117 ist. Der
leitende Film mit hohem Widerstand 114 umfasst eine Kontaktregion
bzw. einen Kontaktbereich 115 an oder nahe seinem einen
Ende, der den der an der Innenwandoberfläche des Halsabschnitts 105 angeordneten,
inneren leitenden Film 117 kontaktiert, um einen Teil der
Elektronenkanonenanordnung 107 abzudecken. Das andere Ende 116 des
leitenden Films mit hohem Widerstand 114 erreicht den Hauptelektronenlinsenabschnitt
ML der Elektronenkanonenanordnung 107.
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Der leitende Film mit hohem Widerstand 114 wird
durch Aufbringen einer Lösung,
die durch Dispergieren von mit Antimon dotiertem Zinnoxyd (antimony-doped
tin oxide; ATO), nämlich
einem elektrisch leitenden Oxyd, und eines Kopplungsagenten vom
Silantyp, wie beispielsweise Ethylsilicat, der als ein Bindemittel
arbeitet, in einem organischen Lösungsmittel,
wie beispielsweise Ethylalkohol, erstellt wird, an der Innenwandoberfläche des
Halsabschnitts 105 erzeugt, wobei diese danach getrocknet wird.
Die Lösung
wird mittels Aufbringen, Sprühen, Eintauchen
usw. aufgebracht. Ein leitender Film mit hohem Widerstand 114,
der so gebildet wird, zeigt eine sehr dünne Filmdicke, die typischerweise
weniger als 1 μm
ist.
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Der leitende Film mit hohem Widerstand 114 unterdrückt deutlich
jede Konvergenzdrift, die zeitlich die Konvergenzeigenschaft der
Elektronenstrahlen ändert.
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Genauer gesagt, sofort nach Anlegen
der Anodenspannung Eb, weist das elektrische Potential des Halsabschnittes,
d. h. das Halspotential, ein vorbestimmtes Potentialverteilungsmuster
unter dem Einfluss verschiedener Komponenten auf, die den inneren
leitenden Film 117 und die Konvergenzelektrode 9 der
Elektronenkanonenanordnung 107 umfassen. Danach werden
die Sekundär-Elektronen
von dem Halsabschnitt 105 entladen, wenn innerhalb des Halsabschnitts 105 erzeugte
Streuelektronen mit der Innenwandoberfläche des Halsabschnitts 105 kollidieren.
Das Halspotential steigt an, wenn die Sekundär-Elektronen von dem Halsabschnitt 105 freigesetzt
werden. Dann, wenn das Halspotential mit der Zeit ansteigt, dringt
es allmählich
jedoch merklich in das elektrische Feld des Hauptlinsenabschnitts
ML der Elektronenkanonenanordnung 107 von der Innenwandoberfläche des
Halsabschnitts ein, so dass das elektrische Feld beeinflusst wird,
das als der Hauptelektronenlinsenabschnitt ML arbeitet. Somit wird
im Verlauf der Zeit das Verteilungsmuster des elektrischen Feldes,
das als der Hauptelektronenlinsenabschnitt ML arbeitet, von dem
Halspotential verformt, um schließlich die zwei Seitenelektronenstrahlen
von ihren richtigen Spuren abzubringen. Als Ergebnis ändert sich
die Konvergenz der drei Elektronenstrahlen mit der Zeit, um Farbabweichungen
in dem angezeigten Bild zu verursachen.
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Außerdem weist der leitende Film
mit hohem Widerstand 114 einen Filmwiderstand pro Einheitslänge in der
Richtung der Z-Achse
auf, der in der Kontaktregion 115 höher ist, die an oder nahe dem Ende
des leitenden Films mit hohem Widerstand 114 angeordnet
ist, das den inneren leitenden Film 117 kontaktiert, als
in dem an oder nahe dem anderen Ende 116 des leitenden
Films mit hohem Widerstand 114 angeordneten Region 116.
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Der an der Innenwandoberfläche des
Halsabschnitts 114 angeordnete leitende Film mit hohem Widerstand 114 dieser Ausführungsform
kann die Entladung von Sekundär-Elektronen
wirksam unterdrücken
und alle möglichen
Farbabweichungen aufgrund der Konvergenzdrift verhindern.
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Mit anderen Worten steigt der Filmwiderstand
des leitenden Films mit hohem Widerstand 114 allmählich von
der Kontaktregion 115, die ein Ende des inneren leitenden
Films 117 kontaktiert, zu dem anderen Ende 116 des
leitenden Films mit hohem widerstand 114 an. Der Filmwiderstand
wird an dem anderen Ende 116 am höchsten. Umgekehrt fällt der Filmwiderstand
des leitenden Films mit hohem Widerstand 114 allmählich von
dem Ende 116 des leitenden Films mit hohem Widerstand 114 ab,
das fern von dem inneren leitenden Film 117 angeordnet
ist, hin zu der Kontaktregion 115. Der Filmwiderstand wird
in der Kontaktregion 115 am niedrigsten.
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Solch ein Verteilungsmuster des Filmwiderstands
kann typischerweise durch Ausbilden des leitenden Films 114 mit
einer sich veränderten
Filmdicke verwirklicht werden, wie bei dem Fall dieser Ausführungsform.
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In 3 weist
der leitende Film 114 mit hohem Widerstand eine Filmdicke
auf, die in der an oder nahe seinem den inneren leitenden Film 114 kontaktierenden
Ende angeordneten Kontaktregion 115 größer als an oder nahe dem entgegengesetzten Ende 116 ist.
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Mit anderen Worten verringert sich
die Filmdicke des leitenden Films mit hohem Widerstand 114 allmählich von
der Region 115 zu dem anderen Ende 116. Die Filmdicke
ist an dem anderen Ende 116 am kleinsten. Umgekehrt steigt
die Filmdicke des leitenden Films mit hohem Widerstand 114 allmählich von dem
anderen Ende 116 zu der Kontaktregion 115 hin an.
Die Filmdicke ist auf dem Kontaktregion 115 am größten.
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Somit kann das Halspotential durch
Erzeugen eines derartigen Filmwiderstandsverteilungsmusters relativ
niedrig gehalten werden. Es ist nun möglich, alle Feldemissionen
zu unterdrücken,
die zwischen den Metallteilen, wie beispielsweise dem Gitter G5,
an denen die Fokussierungsspannung anliegt, und dem Halsabschnitt 105 der
Ausführungsform
auftreten.
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Bei einem Experiment wurde das Halspotential
einer Farbkathodenstrahlröhre
gemäß der Erfindung
und mit einem leitenden Film mit hohem Widerstand, der ein Filmwiderstandsverteilungsmuster
aufweist, wie es oben beschrieben ist, simuliert. Außerdem wurden
bei dem Experiment das Halspotential der Farbkathodenstrahlröhre CRT1,
die das Filmwiderstandsverteilungsmuster dieser Ausführungsform aufweist,
das der Farbkathodenstrahlröhre
CRT2, die ein gleichförmiges
Filmwiderstandsverteilungsmuster aufweist, und dasjenige der Farbkathodenstrahlröhre CRT3,
die keinen leitenden Film mit hohem Widerstand aufweist, verglichen.
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4A zeigt
die simulierten Halspotentiale jeder der Farbkathodenstrahlröhren CRT1,
CRT2 und CRT3. Bei der grafischen Darstellung von 4A stellt die Achse der Abszisse die
Z-Achse der Röhre
dar, die eine positive Richtung aufweist, die umgekehrt zu der Richtung
ist, entlang der die Elektronenstrahlen laufen, und die Achse der
Ordinate stellt den relativen Wert des entlang der Z-Achse berechneten
Halspotentials dar. 4B ist
eine schematische Teilquerschnittsansicht der Farbkathodenstrahlröhre CRT1
mit einer Konfiguration, wie sie in 3 gezeigt
ist, die zeigt, wie ein leitender Film mit hohem Widerstand 114 darauf
angebracht ist. 4C ist
eine schematische Teilquerschnittsansicht der Farbkathodenstrahlröhre CRT2
mit einer Konfiguration, wie sie in 1 dargestellt
ist, die ebenfalls zeigt, wie ein leitender Film mit hohem Widerstand 118 darauf
angebracht wird.
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4D ist
eine schematische Teilquerschnittsansicht der Farbkathodenstrahlröhre CRT3
in einem an oder nahe einem Ende des inneren leitenden Films 117 angeordneten
Bereich. In 4A sind die
Verteilungskurven 18 (b), 19 (c), 20 (d)
jeweils für die
simulierten Halspotentiale der Farbkathodenstrahlröhren CRT1,
CRT2 und CRT3.
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Das Halspotential 21 des
leitenden Films mit hohem Widerstand 114, das ein Profil
aufweist, wie es in 4B gezeigt
ist, ist niedriger an oder nahe an dem anderen Ende 116 des
leitenden Films mit hohem Widerstand 114 als das Halspotential 22 der Farbkathodenstrahlröhre CRT2,
mit einem leitenden Film mit hohem Widerstand 116 mit einer
gleichförmigen
Filmdicke, wie es in C gezeigt ist,
und ungefähr
so niedrig wie das Halspotential 23 der Farbkathoden strahlröhre CRT3,
die keinen leitenden Film mit hohem Widerstand aufweist. Zudem,
wie es in 4A gezeigt
ist, kommt das Halspotential der Farbkathodenstrahlröhre CRT1
näher an
dasjenige der Farbkathodenstrahlröhre CRT3, wenn der Punkt der
Beobachtung sich von dem inneren leitenden Film 117 entlang
der Z-Achse wegbewegt.
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Somit ist die Potentialdifferenz
zwischen den Metallteilen, wie beispielsweise die in der Elektronenkanonenanordnung
angeordneten Elektroden, an denen die Fokussierspannung anliegt,
und der Region an oder nahe dem anderen Ende 116 des leitenden Films
mit hohem Widerstand niedriger bei der Farbkathodenstrahlröhre CRT1
als bei der Farbkathodenstrahlröhre
CRT2. Mit anderen Worten ist die Potentialdifferenz zwischen den
Elektroden der Elektronenkanonenanordnung, an denen die Fokussierspannung
anliegt, und dem Abschnitt des leitenden Films mit hohem Widerstand,
der nahe den Elektroden angeordnet ist, ungefähr so klein wie die entsprechende Potentialdifferenz
der Farbkathodenstrahlröhre CRT3,
die keinen leitenden Film mit hohem Widerstand aufweist.
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Daher kann der leitende Film mit
hohem Widerstand jede Konvergenzdrift und ebenfalls jede Feldemission
wirksam unterdrücken,
die zwischen den Metallteilen der Elektronenkanonenanordnung, wie
beispielsweise Elektroden, und der Innenwandoberfläche des
Halses auftreten könnte.
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Nun wird der Vorteil der Spannungsfestigkeit einer
Farbkathodenstrahlröhre
mit einer Konfiguration, wie es in 3 gezeigt
ist, mit Bezug auf die bei einem Experiment erhaltenen Daten beschrieben.
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5 ist
ein schematisches Schaltbild einer Schaltung, die angepasst ist,
um die Spannungsfestigkeit (withstand voltage) der Farbkathodenstrahlröhre CRT1
zu beobachten, die ein Filmwiderstandsverteilungsmuster aufweist,
wie es oben beschrieben ist. Die Spannungsfestigkeit wird von der
Spannung bestimmt, bei der eine Feldemission beobachtet wird.
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Die Spannung der Anodenspannungsquelle wurde
als Spannungsfestigkeit beobachtet, wenn der zu dem Ampermeter A
fließende
elektrische Strom 0,01 μA
aufgrund der Feldemission mittels der in 5 gezeigten Schaltung markierte. Der
Halsabschnitt 105 der bei diesem Experiment beobachtete Farbkathodenstrahlröhre wies
einen Außendurchmesser
von 22,5 mm auf. 6 zeigt
das erhaltene Ergebnis. Es sei bemerkt, dass die in 6 gezeigte Spannung der Mittelwert einer
Gesamtzahl von 10 Messungen ist.
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In 6 entspricht
die Bedingung A der Farbkathodenstrahlröhre CRT1 dieser Ausführungsform,
wohingegen die Bedingung B der bekannten in 1 gezeigten Farbkathodenstrahlröhre CRT2
entspricht. Wie es aus 6 ersichtlich
ist, betrug die Spannung der Anodenspannungsquelle der Farbkathodenstrahlröhre CRT1
diese Ausführungsform,
bei der eine Feldemission auftrat, 31 kV. Andererseits war die Spannung
der Anodenspannungsquelle der bekannten Farbkathodenstrahlröhre CRT2,
bei der eine Feldemission auftrat, 26 kV. Somit war die Spannung
der Farbkathodenstrahlröhre
CRT1 dieser Ausführungsform,
bei der eine Feldemission auftrat, höher als bei ihrem Gegenstück, der
bekannten Farbkathodenstrahlröhre
CRT2, wie es beobachtet wurde. Somit ist eine erfindungsgemäße Kathodenstrahlröhre mit
einer Konfiguration, wie es in 4B gezeigt ist,
hinsichtlich der Spannungsfestigkeit vorteilhafter als einen bekannte
Kathodenstrahlröhre.
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Wie es beschrieben ist, umfasst eine
erfindungsgemäße Kathodenstrahlröhre einen
inneren leitenden Film 117, der an der Innenwandoberfläche der
Hülle angeordnet
ist und sich von dem Trichterabschnitt 102 zu dem Halsabschnitt 105 erstreckt,
und einen leitenden Film mit hohem Widerstand 114, der in
dem Halsabschnitt 105 angeordnet ist, so dass er das Ende
des inneren leitenden Films 117 kontaktiert und einen Teil
der Elektronenkanonenanordnung 107 abdeckt. Der leitende
Film mit hohem Widerstand 117 weist einen elektrischen
Widerstand auf, der höher
als derjenige des inneren leitenden Films 117 ist.
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Somit wird jede Emission von Sekundär-Elektronen
von dem Halsabschnitt 105 wirksam unterdrückt, um
das Auftreten von Farbabweichungen der Konvergenzdrift zu verhindern.
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Außerdem ist bei einer erfindungsgemäßen Kathodenstrahlröhre der
elektrische Widerstand des leitenden Films mit hohem Widerstand 114 hinsichtlich
der Einheitslänge
entlang der Achse der Röhre niedriger
an oder nahe der Kontaktregion 115, die in Kontakt mit
dem Ende des inneren leitenden Films 117 gehalten wird,
als an oder nahe dem entgegengesetzten Ende 116 des leitenden
Films mit hohem Widerstand 114.
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Als Ergebnis kann das elektrische
Potential der Innenwandoberfläche
des Halsabschnitts 115 auf einem relativ niedrigen Pegel
gehalten werden, und somit kann jede mögliche Feldemission, die zwischen
den Metallteilen der Elektronenkanonenanordnung, an denen einen
hohe Spannung anliegt, und der Innenwandoberfläche des Halsabschnitts 105 auftreten
kann, wirksam unterdrückt
werden.
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Somit liefert, wie es oben ausführlich beschrieben
ist, die Erfindung eine Kathodenstrahlröhre mit einem leitenden Film
mit hohem Widerstand, der an der Innenwandoberfläche des Halsabschnitts angeordnet
ist, um jede Konvergenzdrift und ebenfalls jede Feldemission zu
unterdrücken,
die zwischen den Metallteilen der Elektronenkanonenanordnung, wie
beispielsweise Elektroden, und der Innenwandoberfläche des
Halses auftreten kann. Eine derartige Kathodenstrahlröhre zeigt
eine ausgezeichnete Spannungsfestigkeit.