DE1950964A1

DE1950964A1 - Farbbildroehre

Info

Publication number: DE1950964A1
Application number: DE19691950964
Authority: DE
Inventors: Yoshiharu Katagiri; Akio Ohgoshi
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1968-10-09
Filing date: 1969-10-09
Publication date: 1970-04-30
Also published as: US3831051A; DE1950964B2; NL6915187A; JPS4822364B1; GB1216287A; FR2020262A1

Description

It 139I

SONY CORPORATION, Tokyo

Farbbildröhre

Die Erfindung bezieht sich auf eine Farbbildröhre, insbesondere ein System zur Kompensation der durch Temperaturänderungen -in der Farbbildröhre hervorgerufenen Fehlablenkungen eines Elektronenstrahles.

Im Gehäuse einer Farbbildröhre ist eine sogenannte Schattenmaske bzw. eine Gittereinrichtung untergebracht, die aus vielen Metallstreifen besteht und das Auftreffen einer Vielzahl von Elektronenstrahlen auf vorgegebene Farbphosphorstellen gewährleistet. Während des BildemjS$an-\ ges treffen Elektronen der Strahlen auf die Schattenmaske bzw. die Gittereinrichtung und erwärmen sie; die Schattenmaske bzw. die Gittereinrichtung verformt sieh daher durch thermische Ausdehnung, Dies führt zu Veränderungen in den Abständen zwischen den öffnungen der Schattenmaske den Schlitzen der Gittereinrichtung, was -ssus». Folge daß die Elektronenstrahlen nicht auf die ?O3? Phoaphorstellen auf treffen; auf diese Weise entsteht« diet sogenannte Fehlabweiehung ("adslancllTig") de*? li©&trO2iöiifltrahlen«

Um. diesen Naeh&ell zn

an iifisra mechanischen HaltsfceiX

19509?

der Gittereinriohtung eine Halteeinrichtung vorzusehen₃ die sich temperaturabhängig verformt. Durch diese Halteeinrichtung wird die Schattenmaske bzw, die Gittereihrichtung machanisch in ihrer Lage verschoben, wodurch sich der Abstand zwischen ihr und den Farbphosphorstellen ändert. Die Halteeinrichtung besitzt jedoch einen komplizierten Aufbau und eine etwas unsichere Abstützung. Es erweist sich ferner als schwierig, die Halteeinrichtung bei stoßartigen Beanspruchungen in ihrer Lage zu sichern.-

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ₉ eine Farbbildröhre zu entwickeln, bei der das Äblenkungszentrum eines Ablenkspulenjoches für die Ablenkung der Elektronenstrahlen in Abhängigkeit von der thermischen Ausdehnung der Schattenmaske bzw-, der Gittereinriehtung so in seiner Lage verschoben wird, daß die Fehlabweiehungen der Elektronenstrahlen kompensiert werden. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß ein magnetisches Element ₉ dessen magnetische Eigenschaften, beispielsweise dessen Permeabilität, sich mit der Temperatur ändern» in Eagnefti- * sehen Ablenkfeldern angeordnet, so daß es die Lage des effektiven Ablenkzentrums in Abhängigkeit vors der Temperatur ändert, Ein solches magnetisches Element besteht aus eines*" Eisen-Nickel-,. Nickel-Kupfer-Legierasg dergleichen.,, die eine negative magnetische .fe^ss Gharskfeerigtife feasitat und im allgemeinen als ms

Issgierung bezeichnet wird«

- B©i den

siifäe i©stgsstellfc., €aS 41s GeseJ^wiMigkelt ύ

an öea? 3®hB&tmwms^^: wie at 1^.;..

BAD

1950954

.- 3 - - ■■■■■ ·-. ·;..s :,

des Ablenkspulenjoches ist. Das genannte, magnetiaoh kompensierende Legierungselement muß daher nicht *unbedingt in der Nähe der Schattenmaske bzw. der Gittereinrichtung angeordnet werden; auch die Anbringung eines solchen Legierungselementes an der oben genannten Stelle (von gleichem Temperaturverhalten) ermöglicht eine Kompensation der Fehlabweichung der Elektronenstrahlen.

Bei der* erfindungsgemäßen Farbbildröhre wird daher die Fehlabweichung der Elektronenstrahlen ohne mechanische Einrichtungen kompensiert. Das Ablenkungszentrum der erfindungsgemäßen Farbbildröhre wird dabei entsprechend dem Grad der aus der thermischen Ausdehnung einer Schattenmaske resultierenden Fehlabweiohung der Elektronenstrahlen bewegt.

Bei der erfindungsgemäßen Farbbildröhre Wird die magnetische Flußverteilung über das Ablenkungsjoch durch Verwendung eines magnetisch kompensierenden Legierungsteiles in Abhängigkeit von der Temperatur geändert, wodurch eine Farbverfälschung durch eine Fehlabweichung von Elektronenstrahlen vermieden wird.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt einer etffindungsgemäßen Farbbildröhre;

Fig. 2 einen Querschnitt ^aurch einen Hauptteil eines ersten Ausführungsbeispieles der Erfindung;

Fig. 3 ein Diagramm« das die Permeabilitäts-Temperatur-Abhängigkeit einer erfindungsgemäß ver* wendeten magnetischen Kompensationslegierung veranschaulicht;

009818/U81

1050964

Pig* JiA, 4b und 5A₁ SB SchematiiBche Ansiöhten bzw. Querschnitte zur Eri&ütterüftg 'der firJctmgsweise der irTindungj

6A und 6B Ahgiefcfc baw* Quers£|inifct.$■ a les eines Weiteren ÄußfÜhrungsbeiiiFiieles erfindungsigemäßen Farbbildröhre;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines bei der Farbbildröhre der Fig. 6 verwendeten, ringförmigen, magnetischen Kompensations-Legierungs teiles;

Fig. 8 eine schematische perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbexspieles eines ringförmigen, magnetischen Kompensierungs-Legierungsteiles (angewendet bei einer Elektronenkanone).

Anhand des in Fig. 1 schematisch dargestellten Querschnittes durch eine Farbbildröhre soll die Fehlabweichung eines Elektronenstrahles erläutert werden, die durch eine Verformung einer Maske^v bei einer Temperaturänderung verursacht wird. -

Wenn eine Maske 3₉ beispielsweise eine Schattenmaske, eine mit öffnungen versehene Maske oder dergleichen, die in einer vorgegebenen Lage relativ zu einem an der Innenfläche einer Farbbildröhre 1 angebrachten Phosphorschirm 2 vorgesehen ist, durch das Auftreffen eines Elektronenstrahles erhitzt wird und sich hierdurch thermisch ausdehnt (wie durch das Besügszeichen 3' angedeutet), so verursacht diese Verformung der Maske 3 eine Verlagerung der öffnungen 4 der Maske ("angedeutet durch 4') ₃ was eine

009818/1481

ORIGINAL

fehlerhafte Auftreffstelle des Elektronenstrahls verursacht. Diese Verlagerung der Öffnungen 4 wird umso grosser, je mehr man sieh vom Zentrum der Maske 3 dem Maskenumfang nähert. Der zentrale Punkt einer Öffnung 3a verschiebt sich beispielsweise von A nach A¹. Ein vom Ablenkungszentrum O eines Ablenkjoches 6 abgelenkter Elektronenstrahl 5, der normalerweise das Zentrum A der Öffnung 3a durchsetzt und in einer Stelle P auf den Phosphorschirm 2 auftrifft, passiert bei der erwähnten Temperaturverformung der Maske 3 einen Punkt A¹ und trifft auf den Schirm 2 an einer Stelle Q, die um den Abstand As gegenüber der normalen Stelle P versetzt ist (vgl. den gestrichelten Strahlverlauf 5¹ infolge der durch die thermische Ausdehnung der Maske 3 verursachten Verlagerung der Maskenöffnungen).

Um diese fehlerhafte Verlagerung der Auftreffstelle eines Elektronenstrahles zu kompensieren, ist es bekannt, die thermisch verformte Maske 3¹ in Richtung auf den Phosphorschirm 2 zu bewegen, d.h. den Abstand zwischen der Maske 3' und dem Schirm 2 so zu ändern, daß die Maskenöffnungen sich in Lagen befinden, bei denen der durch die Öffnungen hindurchtretende Elektronenstrahl an der richtigen Stelle auf dem Schirm auftrifft. Eine solche mechanische Bewegung der Maske erfordert jedoch eine komplizierte Einrichtung, um die Maske in einer vorbestimmten Stellung gegenüber dem Schirm zu halten; es kommt dadurch eine gewisse Instabilität in die Maskenaufhängung, so daß die Maske vor allem gegenüber stoßartigen Beanspruchungensehr anfällig ist.

Nimmt man an, daß das Ablenkungszentrum O des Elektronenstrahles in Fig. 1 nach hinten verschoben wird, so wird der Einfallwinkel des Strahles in die Öffnung 3a¹

009818/U81

1950364

kleiner als dann, wenn sich das AblenkungsZentrum O in der Anfangsstellung befindet. Wenn also das Ablenkungszentrum O des Elektronenstrahles auf der Linie X-X nacfi hinten in eine Stellung O¹¹ verschoben wird, die gegenüber der Anfangsstellung um einen vorgegebenen Abstand AL versetzt ist, so trifft der durch die Öffnung 5a" hindurchtretende Elektronenstrahl trotzdem in der normalen Stelle P auf den Phosphorschirm 2. Ein fehlerhaftes Auftreffen des Elektronenstrahles kann also durch ■k eine solche Verschiebung des Ablenkungszentrums kompensiert werden.

Erfindungsgemäß wird nun an einer Stelle, deren Temperatur eich etwa genau so wie die der Maske ändert, eine auftretende Temperaturänderung festgestellt, und es wird das Ablenkungszentrum des Ablenkspulenjoches entsprechend der ermittelten Temperaturänderung verlagert; auf diese Weise wird ein fehlerhaftes Auftreffen des Elektronenstrahls auf dem Phosphorschirm verhindert.

Bei Verwendung einer Maske, beispielsweise einer Schattenmaske, die zahlreiche Öffnungen besitzt, muß» w die Kompensation des fehlerhaften Strahlauftreffens sowohl für die horizontale wie auch für die vertikale Ablenkung erfolgen. Bei Benutzung einer Maske, beispielsweise einer Gittereinrichtung, die nur Schlitze aufweist, ist eine Kompensation nur für die horizontale Ablenkung notwendig.

Anhand von Fig. 2 sei ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im einzelnen erläutert. Soweit Bauteile deraen in Fig. 1 entsprechen, sind gleiche Bezugezeichen verwendet; insoweit wird der Kürze halber von einer Beschreibung abgesehen.

009818/1481

195096/t

Bei den der ErfiMun.g zugrunde liegenden V#r&uchen wu^de festgestellt» daß 4|er Temperaturanstieg am trichter und Ha^i} ft|f ^ildrö^f f.fti? I^ ^adm *eiij in Öea daß Ab-

4er Ma3^'feftfsprich^Ä||^|kf $^d|^»;is^ IAi filhteren «\;

Kompensations-LegierüngsteUi f angebracht, der magnetisch einen hohen negativen Temperaturkoeffizienten aufweist, dessen Permeabilität sich also bei Temperaturanstieg stark verringert. Der ringförmige, magnetische Kompensations-Legierungsteil 7 kann aus einer Legierung bestehen, die beispielsweise aus 70 % Eisen und 30 % Nickel zusammengesetzt ist. Ein Beispiel ihrer Temperatur-Permeabilitäts-Kennlinie ist in Fig. 3 dargestellt; hierbei sind in der Abszisse die Temperatur und in der Ordinate die Permeabilität aufgetragen.

Aus der graphischen Darstellung ergibt sich, daß die Permeabilität des ringförmigen, magnetischen Kompensations-Legierungsteiles 7 hoch ist, wenn die Temperatur niedrig ist, und daß sich die Permeabilität allmählich bei ansteigender Temperatur verringert. Wird der ringförmige, magnetische Kompensations-Legierungsteil 7 am hinteren Endendes Ablenkjociies 6 angebracht (vgl. Fig. 2), so ist seine Permeabilität hoch, wenn die Temperatur am Ablenkjoch-Halterungsteil der Bildröhre und infolgedessen die Temperatur des Legierungsteiles 7 niedrig ist. Dies hat zur Folge, daß ein Teil des magnetischen Fluöses 8 am hinteren Ende des Ablenkjoches den Legierungsteil 7 umgeht (vgl. Fig. H)₉ wodurch der magnetische Fluß 8, der den Hals am hinteren Ende des Ablenkjoches 6 passiert, erheblich verringert wird. Der magnetische Kompensations-Legierungsteil 7 verkleinert nämlich den magnetischen Fluß 8, der den Elektronenstrahl in diesem Bereich ablenkt;

009818/1*81

d·· Ablefik*e»tru« Cl de· Ablenkjoche· wird infolgedessen in die tage Q* nach vorn ver«ohoben.Ohne den Legierung·* teil 7 bleibt da· Aeieakientrw« in dir Steile 0. Steigt die Temperatur de» Halterungiteiles d«· Ablenktentrum» an, eo vergrößert sich daait auch die Temperatur de· ringfömigen, wagnetiechen Xoiipenlation»~Legierung«teilee 7. Die abnehmende Permeabilität vergrößert den magnetischen Widerstand des Legierungeteiles 7» so daß der magnetische Fluß im Legierungsteil 7 Verkleinert wird. Es vergrößert •ich infolgedessen der magnetische Fluß 6 am hinteren Ende des Ablenkjoche· 6 (vgl* Fig. 5). Dadurch wird das Ablenkzentru» 0 nach hinten in die Lage O" verschöben.

Die durch die Tempereturänderung bewirkte Vergrö·** •erung oder Verringerung des magnetischen Flusses iet der Querschnittsfläche des ringförmigen, magnetischen Kompensations-Legierungsteiles 7 proportional. Eine geeignete Wahl der Querschnittsfläche dieses Legierungsteiles 7 führt daher zu dem gewünschten Maß an Verlagerung des Ablenkzentrums. Wenngleich die Erfindung in Verbindung mit einem in einer Richtung verlaufenden Magnetfeld erläutert wurde, so versteht es sich doch, daß der ringförmige, magnetische Kompensations-Legierungsteil 7 die gleichen Wirkungen in Magnetfeldern anderer Richtungen ausübt und infolgedessen eine Kompensation des fehlerhaften Auftreffesn eines Elektronenstrahles sowohl für die horizontalen als auch für die vertikalen Ablenkungen ermöglicht.

Da der Temperaturanstieg der Maske etwa dem Temperaturanstieg des zur Halterung des Ablenkjoches dienenden Teiles der Bildröhre entspricht, wird das Maß der Verlagerung des Ablenkzentrums des Ablenkjoches 6 dadurch bestimmt, daß die Querschnittsfläche des ringförmigen, mag- · netischen Kopensations-Legierungsteiles 7 einen vorgege-

0098-187.U81-

benen Wert erhält. Der Legierungsteil 7 wird so an der Bildröhre angebracht, daß das Ablenkzentrum bei normalen Temperaturverhältnissen sich in der normalen Stellung befindet. Wenn sich dann die Maske bei einem Temperaturanstieg thermisch ausdehnt, so wird das Ablenkzentrum des Ablenkjoches in Abhängigkeit von der Temperaturerhöh hung nach hinten verschoben, wodurch ein fehlerhaftes Auftreffen des Strahles auf dem Schirm vermieden bzw. kompensiert wird.

Anhand der Fig. 6 und -7- sei_ der ringförmige, magnetische Kompensations-Legierungsteil 7 näher erläutert. Vorzugsweise wird aus einer magnetisch kompensierenden Legierung eine Metallar.mmatur hergestellt, die das Ablenkjoch 6 in der aus Fig. 6 ersichtlichen Weise an der Bildröhre 1 festlegt. Diese Metallarmatür wird als der oben erläuterte, ringförmige, magnetische Kompensations-Legierungsteil 7 verwendet. Die Metallarmatür (Bezugszeichen 7) kann ein ringförmiger Streifen sein (vgl. Fig. 7A), dessen abgebogene Enden beispielsweise mittels einer Schraube (9¹) zusammengespannt werden. Die. Metallarmatur 7 kann ferner die aus Fig. 7B ersichtliche Form aufweisen; sie besteht hier aus zwei halbkreisförmigen Elementen, die ringförmig verbunden und an ihren Enden durch Schrauben zusammengespannt sind. In diesem Falle ist die Metallarmatur, d.h. der ringförmige, magnetische Kompensations-Legierungsteil 7j an der Bildröhre 1 derart befestigt, daß der bzw. die SpaltQi9 parallel zur Linie Z-Z (Fig. 6A) liegen. Dadurch wird erreicht, daß-ein Teil des magnetischen Horizontalablenkungs-Feldes in gleicher Weise auf beiden Seiten des ringförmigen Legierungsteiles 7 im By-pass vorbeiläuft. In Fig.6 bezeichnet ein Bezugszeichen 10 eine horizontale Wicklung und 11 eine Abdeckung des Ablenkjoches 6.

18/1-4 81

1950984

Der ringförmige, magnetische Kompensations-Legierungsteil 7 braucht nicht unbedingt an der Außenseite der Bildröhre 1 angeordnet zu werden; man kann ihn auch innerhalb der Röhre 1 in der Nähe des hinteren Endes des Ablenkjoches vorsehen. Der Legierungsteil 7 kann beispielsweise - wie es Fig. 8 veranschaulicht - am oberen Ende einer Elektronenkanone 12 an einer Stelle vorgesehen werden, die dem hinteren Ende des Ablenkjoches entspricht. Die in Fig. 8 dargestellte Elektronenkanone 12 ist eine Einzelkanone mit einer Vielzahl von Strahlen₃ wie sie beispielsweise in der US-Patentschrift 3 ¹Ni8-beschrieben ist. Das Bezugszeichen 13 kennzeichnet den eigentlichen Hauptteil der Elektronenkanone; lU sind Ablenkplatten, mit denen die Elektronenstrahlen in vorgegebenen Richtungen abgelenkt werden; diese Elektronenstrahlen laufen durch eine Hauptelektronenlinse, die von dem dritten, vierten und fünften Gitter der Elektronenkanone 13 gebildet wird; die Elektronenstrahlen kreuzen dabei einander. Die Ablenkplatten 14 sind über einen Träger 15 mit einem Getterring 16 verbunden. Der ringförmige Legierungsteil 7 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel um die Ablenkplatten 14 herum angeordnet . Die gleichen Ergebnisse wie oben erläutert kann man selbst dann erzielen, wenn die Ablenkplatten Ik aus einer magnetisch kompensierenden Legierung hergestellt sind.

Claims

PitinttnsprUohi

Ärtiiidröhrt, «it «in·» Mtnitl, *iner BildrlSdhti oiidfiiehe al· tlbtreu« iiüfgttrü«ntn i>hoetihoräubsianzen zur Emittion von Lioht &i* Primärftrbtn, βintr Elektronenkanone xur Ereeugun$ Wenigstene einet Elektronenstrahles, einer Maske, dit den Elektronenstrahl auf vorgegebenen Phosphor*Substaneeh auftreffen l^Ät, ferner mit einer magnetischen Ablenkeinrichtung 2ür Ablenkung des Eleletronenstrahlea, dadurch gekennzeichnet , daß eine Einrichtung vorg*sehen ist, die bei einer Temperaturänderung der Maske den magnetischen FIuB der magnetischen Ablenkeinrichtung teilweise in einem. Nebenschluß führt.

t.-
2. Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Ablenkeinrichtung eine Spule zur horizontalen und/oder vertikalen Ablenkung ist.
3. Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Shunt-Einrichtung aus einer magnetisch kompensierenden Legierung besteht.
k. Farbbildröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Shunt-Einrichtung ringförmig ausgebildet ist.
5. Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Shunt-Einrichtung zue Halterung der magnetischen Ablenkeinrichtung am Mantel der Röhre dient.

00981B/U81

inspected
6. Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Shunt-Einrichtung für den magnetischen Fluß der magnetischen Ablenkeinrichtung im Inneren des Jföhrenmantels angeordnet ist, ..".-.
7· Farbbildröhre nach Anspruch 2₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Shunt-Einrichtung auf der der Bildfläche abgewandten Seite der Ablenkspule angeordnet ist.
8. Farbbildröhre nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet $ daß die magnetisch kompensierende Legierung eine Nickel-Eisen-Legierung mit 30 5 Nickel ist, -

8/1481

Le.er.s'e ι te