DE2305162A1

DE2305162A1 - Farbkathodenstrahlroehre mit temperaturempfindlicher korrektionsvorrichtung

Info

Publication number: DE2305162A1
Application number: DE2305162A
Authority: DE
Inventors: Hiromasa Machida; Noboru Yamaguchi
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1972-02-03
Filing date: 1973-02-02
Publication date: 1973-08-16
Also published as: DE2305162B2; JPS4890525U; US3899710A; FR2170277B1; JPS5150426Y2; NL7301612A; FR2170277A1; NL175769B; IT978773B; GB1415596A; CA960742A; NL175769C

Description

Farbkathodenstrahlröhre mit temperaturempfindlicher Korrektions-Vorrichtung . _L

Die Erfindung bezieht sich auf eine Farbkathodenstrahliöhre mit Farbphosphorschirm und insbesondere auf Mittel zur Kompensation des durch Temperaturvariation in der Farbkathodenstrahlröhre hervorgerufenen fehlerhaften Auftreffens der Elektronenstrahlen auf den Farbphosphorschirm.

Bei herkömmlichen Farbkathodenstrahlröhren ist eine Maske mit einer Anzahl von Schlitzen oder kleinen Öffnungen, durch die erreicht werden soll, daß der durch die Maske hiniäurchgehende Elektronenstrahl auf der richtigen Stelle des Farbphosphorschirms der Farbkathodenstrahlröhre auf dem vorbestimmten Färbphosphor auftrifft, vorgesehen. In diesem Fall wird durch das Auftreffen des Elektronenstrahls auf die Maske Hitze erzeugt, und die Maske dehnt sich als Folge davon aus oder wird deformiert, worduch sich die Position der Schlitze oder in die Maske gebohrten Öffnungen relativ zu dem Farbphosphor des Schirms verschieben. Aus diesem Grund wird die Auftreffstelle des Elektronenstrahls auf dem Farbphosphor verschoben, und der Elektronenstrahl trifft nicht genau auf, wodurch sich Farbunreinheiten ergeben. Dieses fehlerhafte Auftreffen des Elektronenstrahls

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nimmt am Rande des Schirms ziemliche Ausmaße an. Dieses fehlerhafte Auftreffen des Elektronenstrahls wird ein großes Problem bei Weitwinkel-Strahlabtaströhren, die seit kurzem verwendet werden,

Es sind einige Vorrichtungen vorgeschlagen worden zur Kompensation eines solchen fehlerhaften Auftreffens des Elektronenstrahls. Bei einem solchen herkömmlichen System^ wird die Maske durch einen Bimetallträger getragen, um die Stellung der Maske in der Röhre relativ zum Schirm derselben als Antwort auf Temperaturänderung zur Kompensation des fehlerhaften Auftreffens eines Elektronenstrahls zu verschieben. In einem anderen dieser Systeme wurde eine Hilfsstrahlablenkspule zusätzlich zur Ablenkspule für die Strahlabtastung vorgesehen, wobei der durch die Hilfsablenkspule fließende Strom als Funktion der Temperatur geändert wird, um ein falsches Auftreffen des dort hindurchgehenden Elektronenstrahls zu verhindern.

Die herkömmlichen Systeme weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie bezüglich des Aufbaus kompliziert sind und eine große Anzahl von Bauteilen benötigen, bzw. daß sie teuer sind.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einenFarbkathodenstrahlröhrenanordnung zu schaffen bei der eine hohe Farbreinheit auf dem Schirm mit einfachen Korrektionsmitteln zur Kompensation der durch die Temperatur bewirkten Verminderung der Farbreinheit erreicht wird.

Es ist ferner Aufgabe der Erfindung eine Farbkathodenstrahlröhrenanordnung zu schaffen, bei der ein falsches Auftreffen der Elektronenstrahlen auf dem Schirm der Farbkathodenstrahlröhre als Folge äon Temperaturänderungen in derselben ausgeglichen wird durch Korrektionsmittel mit einfachem Aufbau, die an einem bestimmten Teil, gewünsentenfalls an dem Trichterteil der Röhre, angebracht werden.

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Diese Aufgabe wird durch eine Farbkathodenstrahlröhrenanordnung gelöst, die sich gemäß der Erfindung dadurch kennzeichnet, daß die Farbkathodenstrahlröhre einen Farbphosphorschirm und ein nahe dem Schirm angeordnetes Strahlselektionselement, durch das die Elektronenstrahlen auf einen vorbestimmten Teil des Schirmes gelenkt werden, und auf die temperaturansprechende magnetische Mittel auf der Kathodenstrahlröhre zum Ausgleich einer Abweichung beim Auftreffen der Elektronenstrahlen auf dem Schirm infolge thermischer Ausdehnung des Strahlenselektionselementes aufweisen und daß die auf die Temperatur ansprechenden Mittel einen sich mit Temperaturvariationen in der Röhre ändernden Magnetfluß erzeugen, wodurch der Weg der auf den Schirm auftreffenden Elektronenstrahlen in Antwort auf die thermische Ausdehnung des Strahlenselektionselementes geändert und dadurch eine, große Farbreinheit aufrechterhalten wird.

Es können verschiedene Vorrichtungen als auf die Temperatur ansprechende magnetische Vorrichtungen verwendet werden. Ein Beispiel einer solchen auf die Temperatur ansprechenden Magnetvorrichtung ist ein Permanentmagnet selbst, dessen von ihm herrührender Magnetfluß sich als Funktion der Temperatur ändert. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel besteht aus einer Kombination eines normalen Permanentmagneten und einem £emperaturempfind-

/Magnetlichen Maxerial, dessen Permeabilität sich als Funktion der T_emperatur ändert,

Weitere Merkaale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Beispiel einer in der Farbkathodenstrahlröhrenanordnung verwendeten Üemperaturempfindlichen Magnetvorrichtung;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung ;

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Fig.	7
bis	10
Fig.	11

Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der temperaturbahängigen Eigenschaften der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Vorrichtung;

Fig. 4

und 5 entsprechende perspektivische Darstellungen der Farbkathodenstrahlröhrenanordnung;

Fig. 6 einen Querschnitt durch den Hauptteil der Farbkathodenstrahlröhrenariordnung, wie sie in den Figuren 4 und 5 dargestellt ist;

schematische Darstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anordnung; und

eine perspektivische, teilweise gebrochene Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Farbkathodenstrahlröhrenanordnung.

Im folgenden wird eine Ausführungsform einer auf die Temperatur ansprechenden Magnetvorrichtung, wie sie in der Erfindung verwendet wird, anhand der Figuren 1 und 2 beschrieben. Die auf die Temperatur ansprechende Magnetvorrichtung 1 besteht aus einem Permanentmagneten 2 und einem auf Temperatur ansprechenden Magnet-Material 3. Der Permanentmagnet 2 besteht beispielsweise aus Barium-Ferrit mit BaCO, und Fe₂O, in einem Verhältnis 15:85 Mol-% und ist beispielsweise in Form einer Scheibe ausgebildet, die entlang ihres Durchmessers magnetisiert ist. Das auf die Temperatur ansprechende magnetische Material 3 besteht beispielsweise aus Mangan-Zink-Ferrit und hat die Form einer Scheibe und einem ringförmigen Ansatz an der Peripherie seiner einen Seitenoberfläche, und seine magnetische Permeabilität nimmt bei hoher · Temperatur ab. Ein Beispiel des Mangan-Zink-Ferrit ist zusammengesetzt aus FepO-z, MnCO, und ZnO in einem Verhältnis von 50:27:23 MoI-Ji. Wird in diesem Fall der Permanentmagnet 2 in den vertieften Teil des auf die Temperatur ansprechenden magnetischen Materials 3 hineingesetzt, dann wird eine Seite des Permanent-

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magneten 2 land sein Randteil mit dem magnetischen Material 3 bedeckt.

Bei dieser Anordnung wird, da die Permeabilität des magnetischen Materials 3 bei niedriger Temperatur hoch ist, der von dem Permanentmagneten 2 entspringende magnetische Fluß durch das magnetische Material 3 nahezu abgeleitet mit dem Ergebnis, daß die magnetische Flußdichte des von der magnetischen Vorrichtung 1 herrührenden Magnetfeldes niedrig wird, während bei ansteigender Temperatur die Permeabilität des magnetischen Materials 3 verkleinert wird, mit dem Ergebnis, daß die Magnetflußdichte des Magnetfeldes von der magnetischen Forrichtung 1 groß wird, weil das Magnetfeld von dem Magneten 2 weniger durch das magnetische Material 3 abgeleitet wird. Daraus folgt, daß das Verhältnis zwischen den Temperatur und der Magnetflußdichte des magnetischen Feldes von der magnetischen Vorrichtung 1 so gewählt werden kann, wie es in der graphischen Darstellung in Fig. 3 gezeigt ist, in der auf der Ordinate die Magnetflußdichte in Gauss und auf der Abszisse die Temperatur in ⁰C abgetragen ist.

Es besteht keine Notwendigkeit, den Permanentmagneten 2 und das auf die Temperatur ansprechende magnetische Material 3» wie sie in der Vorrichtung 1 verwendet werden, auf die obenbeschriebene Konfiguration zu beschränken, sondern sie können beispielsweise als rechtwinklige Körper ausgebildet werden, wobei es gewünscht wird, das eine Seite des Permanentmagneten und sein Randteil von dem magnetischen Material bedeckt werden.

Es werden vier auf die Temperatur ansprechende magnetische Vorrichtungen 1, die jede den obenbeschriebenen Aufbau besitzen, an eire? Farbkathodenstrahlrohre 4 an den Ecken von deren Trichterteil 4F befestigt, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. In dem Fall, in dem eine Farbkathodenstrahlrohre mit einer Strahlselektionsmaske mit einer Anzahl von vertikalen Schlitzen und

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mit einem Phosphorschirm, auf dem einschlägige Gruppen von sich in vertikaler Richtung erstreckender Farbphosphorstreifen aufeinanderfolgen entlang der horizontalen Strahlabtastrichtung angeordnet sind, versehen ist, wird die Verschiebung ^:.der Auftreffposition des Elektronenstrahls in der horizontalen Abtastrichtung, nämlich in der linken und rechten Richtung, ein Problem. Entsprechend ist es in einem solchen Fall möglich, daß eine weitere auf die Temperatur ansprechende magnetische Vorrichtung, die in ihrem Aufbau ähnlich der Vorrichtung 1 ist, an der Röhre in dem Mittelteil der rechten und linken peripheren Seiten des Trichterteiles 4 F zusätzlich zu den an deren Ecken befestigten Vorrichtungen montiert werden, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Es ist ferner in einer Farbkathodenstrahlröhre mit einer Lochmaske möglich, daß eine auf die Temperatur ansprechende magnetische Vorrichtung, die bezüglich ihres Aufbaus ähnlich der Vorrichtung 1 ist, an der Röhre am Mittelteil der oberen und unteren peripheren Teile des Trichterteils 4F zusätzlich zu den in den vorher erörterten Fällen morfcierten befestigt werden, wie es in Fig. 5durch die gestrichelten Linien angedeutet wird.

In diesem Fall wird es bevorzugt, daß die auf die Temperatur ansprechenden magnetischen Vorrichtungen 1 an der Röhre 4 in der Weise befestigt werden, daß die Seitenoberfläche jedes Permanentmagneten 2, die nicht mit dem auf die Temperatur ansprechenden magnetischen Material 3 bedeckt ist, der Außenseite in der in Fig. 6 gezeigten Weise ausgesetzt wird.

Die Figuren 7 und 8 sind schematische Kurven, die zur Erklärung dafür verwendet werden, daß ein falsches Auf treffen von Elektronenstrahlen durch das Montieren der auf die Temperatur ansprechenden Vorrichtung 1 in der oben beschriebenen Weise verhindert wird. In dem Fall, in dem die magnetische Vorrichtung 1 Eigenschaften aufweist, wie sie in Fig. 3 gezeigt sind, wird die Vorrichtung 1 an der Röhre 4 an ihrem Trichterteil 4F in einer Weise befestigt, daß die magnetisierte Richtung des Permanent-

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magneten 2 senkrecht zur Ebene des Blattes von Fig. 7 liegt mit dem Ergebnis, daß das durch den Permanentmagneten 2 erzeugte magnetische Feld H+ von vorn von dem Blatt nach hinten von demselben in die Röhre 4 gerichtet ist. Bei einer solchen Anordnung bewegt sich ein durch eine nicht gezeigte Ablenkspule abgelenkter Elektronenstrahl 5 ohne Magnetfluß in der durch-die durchgezogene Linie in Fig. 7 dargestellten Weise fort, während der Elektronenstrahl 5 bei einem von der Vorrichtungi erzeugten Magnetfeld H+ derselbe einer Kraft unterworfen wird, die durch den ECeil F+ bezeichnet ist, und daher bezüglich seines Weges in der durch die gestrichelte Linie in der Figur dargestellten Weise abgelenkt wird. Ist keine magnetische Vorrichtung 1 an d?r Röhre 4 montiert, dann seien die vertikalen Schlitze oder Öffnungen 6a der Strahlselektionsmaske in der in Fig. 8 gezeigten Weise bei Zimmertemperatur angeordnet, und ein durch ein virtuelles Ablenkzentrum 7 auf einer Röhrenachse 8 durchgehender Elektronenstrahl bewegt sich in der durch die durchgezogene Linie 5a in der Figur gezeigten Weise fort, während die Position der vertikalen Schlitze oder Öffnungen, in die mit 6b bezeichneten verschoben werden, wenn die Temperatur anwächst, und der durch die Schlitze 6b hindurchgehende Elektronenstrahl bewegt sich entlang der durchgezogenen Linie 5b in Fig. 8. Ist eine magnetische Vorrichtung 1 an der Röhre 4 montiert, dann wird der Elektronenstrahl in der durch die gestrichelte Linie 5A gezeigten Weise bei Zimmertemperatur ein wenig abgelenkt, weil das durch die Magnetvorrichtung 1 erzeugte Magnetfeld H+ bei Zimmertemperatur wie oben beschrieben schwach ist, während das Magnetfeld H+ bei zunehmender Temperatur ansteigt, so daß der Elektronenstrahl stark abgelenkt wird, wie es durch die gestrichelte Linie 5B in der Figur gezeigt ist. Als Ergebnis davon kann die Stelle auf dem Phosphorschirm 9, auf die der Elektronenstrahl auftrifft, im wesentlichen konstant gehalten werden unabhängig von Temperaturwechsel oder thermischer Ausdehnung oder Deformation der Strahlselektionsmaske. Es ist leicht erkennbar, daß die durch andere Wege kommende Elektronen-

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strahlen auch an den festen Stellen auf den Schirm auftreffen wie in dem obenbeschriebenen Fall.

Es kann auch ein auf die Temperatur ansprechendes magnetisches Material mit anderen als den obigen Eigenschaften, bei dem mit ansteigender Temperatur die Permeabilität ansteigt, als auf die Temperatur ansprechendes magnetisches Material 3 verwendet werden. Wird ein diese Eigenschaft besitzendes Material als magnetisches Material 3 verwendet, dann besitzt die auf die Temperatur ansprechende magnetische Vorrichtung 1 mit dem Material 3 eine Abhängigkeit der magnetischen Flußdichte von der Temperatur, die umgekehrt von der in Fig. 3 gezeigten ist. Das heißt, wird die Temperatur niedrig, dann wächst die Magnetflußdichte des magnetischen Feldes der magnetischen Vorrichtung 1 an, während bei ansteigender Temperatur die Magnetflußdichte abnimmt. Auch im Fall der Verwendung einer solchen auf die Temperatur ansprechenden magnetischen Vorrichtung kann das falsche Auftreffen von Elektronenstrahlen· verhindert werden. Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Kiguren 9 und 10 ein solcher Fall beschrieben. In diesem Fall ist die auf die Temperatur ansprechende Magnetvorrichtung 1 auf der Röhre 4 in der Weise befestigt, daß das Magnetnfeld H- von der Magnet vor richtung 1 in die Röhre 4 hineingreift in Richtung von hinten von dem Zeichnungsblatt nach vorn von demselben entgegengesetzt dem Magnetfeld H+ in Fig. 7. Bei einer solchen Anordnung wird der Elektronenstrahll5 der durch den Pfeil F-bezeichneten Kraft des Magnetfeldes H- unterworfen und daher in der durch die gestrichelte Linie in Fig. 9 dargestellten Weise abgelenkt. Entsprechend wird der durch das virtuelle Ablenkungszentrum 7 auf der Röhrenachse 8 in Fig. 10 hindurchgehende Elektronenstrahl stark abgelenkt bei Zimmertemperatur, wie es . durch die gestrichelte Linie 5A in Fig. 10 gezeigt ist, da das Magnetfeld bei Zimmertemperatur stark ist« Auf der anderen Seite wird wegen des kleinen Magnetfeldes H- bei hoher Temperatur der Elektronenstrahl nur wenig abgelenkt, wie es durch die gestrichelte Linie 5B in Fig. 10 gezeigt ist.. Entsprechend wird

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in diesem Fall die Auftreffstelle des Elektronenstrahls 5 auf dem Phosphorschirm 9 der Röhre 4 stets konstant gehalten unabhängig von Temperaturänderungen oder thermischer Ausdehnung oder Deformation der Strahlselektionsmaske. Es ist auch erkennbar, daß die auf anderen Wegen verlaufenden Elektronenstrahlen auf dem Phosphorschirm auf festen Stellen auftreten wie im obigen Fall.

Die auf die Temperatur ansprechende Magnetvorrichtung 1 kann nicht nur am Trichterteil 4F der Röhre 4 befestigt werden, sondern auch am Halter für die Ablenkspule oder an einem Rahmen 10 für die Strahlselektionsmaske 6 in der Röhre 4, wodurch derselbe Effekt wie obenbeschrieben erreicht werden kann. Wird die Vorrichtung 1 an dem Rahmen 10 befestigt, dann kann die in der Strahlselektionsmaske 6 auftretende Temperaturvaritation direkt durch die Magnetvorrichtung 1 festgestellt werden.

Mit der .obenbeschriebenen Farfakathodenstrahlröhre kann das fehlerhafte Auftreffen von Elektronenstrahlen infolge thermischer Ausdehnung oder Deformation der Strahlenselektionsmaske vermieden werden und dadurch eine Farbreinheit aufrechterhalten werden.

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Claims

Patentansprüche

Jy, Farbkathodenstrahlröhrenanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbkathodenstrahlröhre einen Farbphosphorschirm und ein nahe dem Schirm angeordnetes Strahlselektionselement, durch das die Elektronenstrahlen auf einen vorbestimmten Teil des Schirmes gelenkt werden,

und auf die temperaturansprechende magnetische Mittel auf der Kathodenstrahlröhre zum Ausgleich einer Abweichung beim Auftreffen der Elektronenstrahlen auf dem Schirm infolge thermischer Ausdehnung des Strahlenselektionselementes aufweisen und daß die auf die Temperatur ansprechenden Mittel einen sich mit Temperaturvariationen in der Röhre ändernden Magnetfluß erzeugen, wodurch der Weg der auf den Schirm auftreffenden Elektronenstrahlen in Antowrt auf die thermische Ausdehnung des Strahlenselektionselementes geändert und dadurch eine große Farbreinheit aufrechterhalten wird ■,
2. Farbkathodenstrahlröhrenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Temperatur ansprechenden magnetischen Mittel einen Permanentmagneten und ein magnetisches Element, dessen Permeabilität sich als Funktion der Temperatur ändert, aufweisen und daß das magnetische Element vorgesehen ist, um einen Weg für wenigstens einen Teil des von dem Permanentmagneten herrührenden Magnetflusses'bilden.
3. Farbkathodenstrahlröhrenandrdnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Element blockförmig ausgebildet ist und eine Vertiefung auf einer seiner ,Oberflächen besitzt und der Permanentmagnet in die Vertiefung eingesetzt ist.

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4. Farbkathodenstrahlröhrenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mag magnetische Element scheibenförmig ausgebildet ist und ein Paar gegenüberliegende Oberflächen besitzt, von denen eine eine Vertiefung aufweist _f und daß der Permanentmagnet ebenfalls scheibenförmig ausgebildet ist und ein Paar gegenüberliegender flacher Oberflächen aufweist und in die Vertiefung eingesetzt ist, wobei eine der flachen Oberflächen nach außen freiliegt.
5. Farbkathodenstrahlröhrenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf .die Temperatur ansprechenden magnetischen Mittel auf der äußeren Oberfläche des Trichterteils der Farbkathodenstrahlröhre angeordnet sind.
6. Farbkathodenstrahlröhrenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Temperatur ansprechenden Mittel an dem strahlselektierenden Element in der Röhre festgemacht sind.

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