DE69821051T2

DE69821051T2 - Kathodenstrahlröhre mit Befestigungselementen für den Schattenmaskenrahmen

Info

Publication number: DE69821051T2
Application number: DE69821051T
Authority: DE
Inventors: Shinichiro Minato-ku Nakagawa; Norio Minato-ku Shimizu
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-05-12
Filing date: 1998-05-06
Publication date: 2004-11-11
Anticipated expiration: 2018-05-07
Also published as: EP0878821A2; EP0878821B1; EP0878821A3; CN1199239A; DE69821051D1; US6037709A; MY117957A; JPH10312756A; KR19980087192A; CN1144249C; TW423009B; KR100269557B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kathodenstrahlröhre mit mehreren Halterungselementen zur Aufhängung eines Maskenrahmens an einer Frontplatte.
Im allgemeinen umfasst eine Kathodenstrahlröhre eine Platte mit einem im wesentlichen rechteckigen Umfassungsabschnitt, der sich am Umfang einer im wesentlichen rechteckigen wirksamen Oberfläche befindet, einen mit dem Umfassungsabschnitt der Platte verbundenen Trichter, einen innerhalb einer wirksamen Oberfläche der Platte ausgebildeten Leuchtstoffschirm, eine Schatten- bzw. Lochmaske mit einem im wesentlichen rechteckigen Maskenkörper, in dem eine Anzahl Elektronenstrahlöffnungen ausgebildet sind, und einen im wesentlichen rechteckigen Maskenrahmen, der am Umfang des Maskenkörpers angebracht ist, sowie mehrere Halterungselemente zum elastischen Aufhängen der Lochmaske an der Platte derart, dass der Maskenkörper dem Leuchtstoffschirm gegenüberliegt, eine Elektronenkanone, die in einem Halsabschnitt des Trichters vorgesehen ist, um Elektronenstrahlen auf den Leuchtstoffschirm durch Elektronenstrahlöffnungen des Maskenkörpers zu emittieren, und einen Deflektor zur Erzeugung eines Magnetfelds, um den von der Elektronenkanone emittierten Elektronenstrahl abzulenken.
Somit wird der von der Elektronenkanone emittierte Elektronenstrahl durch den Deflektor abgelenkt und der Leuchtstoffschirm in der Horizontal- und Vertikalrichtung über die Lochmaske abgetastet, wodurch ein Farbbild über die Platte bzw. das Panel angezeigt wird.
Ein Halter 40 mit einer im wesentlichen keilartigen Form, wie er in 11 gezeigt ist, ist als Halterungselement zum Haltern der Lochmaske bekannt. Der Halter 40 hat eine Seite am Maskenrahmen 42 der Lochmaske befestigt, und die andere Seite steht in lösbarem Eingriff mit einem Stehbolzen, der so vorgesehen ist, dass er vom Umfassungsab schnitt 44 vorsteht.
Um ein Bild ohne Farbverschiebung auf dem Leuchtstoffschirm 46 anzuzeigen, muss der durch die Elektronenstrahlöffnung in der Lochmaske passierende Elektronenstrahl korrekt an einer vorbestimmten Position auf dem Leuchtstoffschirm 46 auftreffen gelassen werden. Daher muss die Positionsbeziehung zwischen der Platte bzw. dem Panel und der Lochmaske, und insbesondere der Abstand zwischen der Innenfläche des Panels, an der der Leuchtstoffschirm 46 ausgebildet ist, und dem Maskenkörper, an dem eine Anzahl Elektronenstrahlöffnungen 45 ausgebildet sind, mit hoher Präzision aufrechterhalten werden.
Falls der Maskenkörper aber aus einer dünnen Kohlenstoffstahlplatte oder dergleichen gefertigt ist, kommt es zu einer Wärmedehnung des Maskenkörpers durch die Kollision der Elektronenstrahlen während eines Langzeitbetriebs zum Leuchtstoffschirm 46 hin, das heißt es wird ein sogenanntes „Doming" verursacht. Wenn der Maskenkörper ein Doming verursacht, verändert sich somit dessen Abstand zu der Innenfläche des Panels, und das Landen des Elektronenstrahls ist fehlausgerichtet, wodurch es zu einer Farbverschiebung in dem angezeigten Bild kommt.
Daher wird die Farbverschiebung, die durch das Doming des Maskenkörpers verursacht wird, unter Verwendung des im wesentlichen keilartigen Halters 40 nach obiger Beschreibung ausgeglichen. Dies bedeutet, dass der Halter 40 bei Auftreten des Doming im Maskenkörper so verformt wird, wie es durch eine strichpunktierte Linie in der Fig. angedeutet ist, und der Maskenkörper in der Richtung zum Leuchtstoffschirm 46 hin nach oben gedrückt wird. Auf diese Weise wird die Landeposition des Elektronenstrahls ausgeglichen, so dass sich die Position vor und nach der Wärmedehnung der Lochmaske nicht ändert.
Außerdem ist es bei einer relativ großen Kathodenstrahlröhre bekannt, den Maskenkörper aus einem Invar-Material mit einem geringeren Wärmedehnungskoeffizienten als dem des Maskenrahmens auszubilden. Somit wird bei einer Farbkathoden strahlröhre, die einen Maskenkörper mit einem geringeren Wärmedehnungskoeffizienten als dem des Maskenrahmens hat, der in 12 gezeigte Halter 50 verwendet.
Bei dem Halter 50 ist ein erstes Element am Maskenrahmen 52 der Lochmaske befestigt, und ein zweites Element steht in Eingriff mit dem Stehbolzen 53, der vom Umfassungsabschnitt 54 des Panels vorsteht. Der Halter 50 ist so ausgebildet, dass er einen im wesentlichen V-förmigen Querschnitt aufweist, der in der Lateralrichtung symmetrisch ist.
Falls diese Art Kathodenstrahlröhre lange betrieben wird, erfährt der Maskenkörper nur eine geringe Wärmedehnung, und nur der Maskenrahmen 52 wird thermisch gedehnt, wie durch eine strichpunktierte Linie in der Figur angedeutet ist. Dabei wird die Lochmaske nicht in einer Richtung bewegt, in der die Lochmaske vom Leuchtstoffschirm 56 beabstandet und diesem nahe ist, da der Halter 50 in der Lateralrichtung symmetrisch ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass die Landeposition des Elektronenstrahls an einer korrekten Position gehalten werden kann, selbst wenn der Maskenrahmen eine Wärmedehnung erfährt.
Jedoch wird auch dann, wenn die Gegenmaßnahme nach obiger Beschreibung getroffen wird, in den meisten Fällen neuerer Kathodenstrahlröhren mit einem relativ großen Ablenkwinkel eine Farbverschiebung durch eine Fehlausrichtung der Landeposition des Elektronenstrahls verursacht.
Um eine solche Elektronenstrahl-Lande-Fehlausrichtung auszugleichen, muss der Maskenrahmen 52 in einer Richtung bewegt werden, in der der Rahmen 52 vom Leuchtstoffschirm 56 beabstandet ist, das heißt, zur Elektronenkanone hin. Im einzelnen muss zum Ausgleich der Wärmedehnung des Maskenkörpers zum Leuchtstoffschirm 56 hin eine Verformung des Halters aufgrund der Wärmedehnung des Maskenrahmens eine Bewegung des Maskenrahmens zur Elektronenkanone hin bewirken.
Beispielsweise offenbart die japanischen Patentanmeldung, KOKAI-Veröffentlichungsnummer 1-14851 ein Beispiel einer Technik des Bewegens des Maskenrahmens zur Elektronenkanone hin. In dieser Veröffentlichung ist ein Halter mit einem ersten Element offenbart, das an einem Umfassungsabschnitt eines Panels in Eingriff steht, und eine größere Plattendicke als ein zweites, am Maskenrahmen befestigtes Element, aufweist. Falls die Plattendicke des ersten Elements so verstärkt ist, tendiert das erste Element nicht so leicht zu einer Verformung als das zweite Element. Wenn sich der Maskenrahmen thermisch dehnt, wird infolgedessen das zweite Element mehr verformt als das ersten Element, so dass der Maskenrahmen zur Elektronenkanone hin bewegt wird.
Bei diesem Halter ist aber eine Belastung bzw. Spannung auf das zweite Element mit kleinerer Dicke als das erste Element konzentriert, wenn ein unerwünschter Schlag bzw. Stoß von außen auf die Kathodenstrahlröhre einwirkt. Infolgedessen wird das zweite Element, das relativ schwach ist, und leicht zu einer Verformung tendiert, plastisch verformt, und es kommt zu einer fehlausgerichteten Landung infolge der Verformung des zweiten Elements, falls der Stoß von außen nicht absorbiert werden kann.
Als Technik zur Verhinderung einer fehlausgerichteten Landung infolge eines externen Stoßes schlägt die japanische Patentanmeldung, KOKOKU-Veröffentlichungsnummer 64-27144, einen Halter 40 mit Krümmungsabschnitten 40a und 40b vor. Die Krümmungsabschnitte 40a und 40b funktionieren so, dass sie eine Bewegung des Maskenkörpers gegen einen Stoß von außen von einer Richtung vertikal zur Plattenoberfläche in 11 einschränken, dies ist jedoch nicht wirksam gegen einen äußeren Stoß aus der Richtung der Röhrenachse der Kathodenstrahlröhre.
Es ist auch ein Verfahren zum Verbessern der Steifigkeit der jeweiligen Komponenten des Halters erläutert, um eine plastische Verformung zu verhindern. Falls dieses Verfahren angewandt wird, ist es jedoch nicht möglich, eine Farbverschiebung ausreichend zu korrigieren, die unter Wärmeeinflüssen verursacht wird, wenn die Kathodenstrahlröhre über lange Zeit betrieben wird, wobei aber auch die Abnehmbarkeit des Halters während Herstellungsschritten verschlechtert wird.
Wie oben beschrieben wurde, ist die Form des die Lochmaske haltenden Halters wichtig für die Anzeige eines Bildes an einem Leuchtstoffschirm einer Kathodenstrahlröhre ohne Farbverschiebung. Es ist jedoch schwierig, bei herkömmlichen Techniken einen Halter bereitzustellen, der in der Lage ist, gleichzeitig sowohl eine Farbverschiebung zu korrigieren, die durch eine Änderung der Positionsbeziehung zwischen der Lochmaske und dem Panel infolge eines Stoßes von außen verursacht wird, als auch eine Farbverschiebung zu korrigieren, die infolge von Wärmeeinflüssen verursacht wird, wenn die Kathodenstrahlröhre lange Zeit betrieben wird.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben beschriebenen Aspekte getätigt, und ihre Aufgabe ist es, eine Farbkathodenstrahlröhre bereitzustellen, die gleichzeitig eine durch einen Stoß von außen verursachte Farbverschiebung sowie eine durch eine Wärmedehnung verursachte Farbverschiebung korrigieren kann, so dass ein Bild hoher Qualität stabil angezeigt werden kann.
Um die obige Aufgabe zu erfüllen, umfasst die Kathodenstrahlröhre gemäß Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung:
eine Frontplatte mit einem im wesentlichen rechteckigen wirksamen Abschnitt, einem Seitenwandabschnitt, der entlang einem Umfangsrandabschnitt des wirksamen Abschnitts steht, und mehreren Stehbolzen, die von einer Innenfläche des Seitenwandabschnitts vorstehen, einen Leuchtstoffschirm, der an einer Innenfläche des wirksamen Abschnitts der Frontplatte ausgebildet ist, eine Lochmaske mit einem im wesentlichen rechteckigen Maskenkörper und einem im wesentlichen rechteckigen Maskenrahmen, wobei der Maskenkörper innerhalb der Frontplatte vorgesehen ist und mehrere Öffnungen gegenüber dem Leuchtstoffschirm aufweist, und der Maskenrahmen einen Umfangsrandabschnitt des Maskenkörpers trägt und dem Seitenwandabschnitt der Frontplatte gegenüberliegt, mehrere Halterungselemente, die am Maskenrahmen befestigt sind und jeweils mit den Stehbolzen der Frontplatte in Eingriff stehen, wodurch sie den Maskenrahmen an der Frontplatte elastisch haltern, eine Elektronenkanone zum Emittieren eines Elektronenstrahls auf den Leuchtstoffschirm durch die mehreren Öffnungen des Maskenkörpers, und einen Deflektor zum Ablenken des von der Elektronenkanone emittierten Elektronenstrahls, wobei jedes der Halterungselemente erste und zweite Elemente aufweist, die jeweils durch Biegen eines im wesentlichen rechteckigen, plattenartigen Elements mit Elastizität geformt sind, wobei das erste Element einen mit dem Stehbolzen in Eingriff stehenden Eingriffsabschnitt, einen mit dem zweiten Element verbundenen ersten Verbindungsabschnitt und einen ersten Abschrägungsabschnitt, der abgeschrägt ist und sich von dem ersten Verbindungsabschnitt zum Eingriffsabschnitt in einer Richtung erstreckt, in der das erste Element vom zweiten Element beabstandet ist, aufweist, wobei das zweite Element einen am Maskenrahmen befestigten Befestigungsabschnitt, einen zweiten, mit dem ersten Verbindungsabschnitt des ersten Elements verbundenen Verbindungsabschnitt sowie einen zweiten Abschrägungsabschnitt, der abgeschrägt ist und sich von dem zweiten Verbindungsabschnitt zum Befestigungsabschnitt in einer Richtung erstreckt, in der das zweite Element vom ersten Element beabstandet ist, aufweist, wobei das erste Element eine Plattendicke d1 hat, die kleiner ist als eine Plattendicke d2 des zweiten Elements, und wobei der erste Abschrägungsabschnitt eine Länge L1 hat, die kleiner ist als eine Länge L2 des zweiten Abschrägungsabschnitts.
Gemäß Anspruch 2 der vorliegenden Erfindung ist der Winkel θ₁ zwischen dem ersten Abschrägungsabschnitt des ersten Elements und dem Eingriffsabschnitt größer als ein Winkel θ₂ zwischen dem zweiten Abschrägungsabschnitt des zweiten Elements und dem Befestigungsabschnitt.
Gemäß Anspruch 3 der vorliegenden Erfindung ist der Winkel ϕ₁ des ersten Abschrägungsabschnitts zur einer Röhrenachse der Kathodenstrahlröhre größer als ein Winkel ϕ₂ des zweiten Abschrägungsabschnitts zur Röhrenachse.
Gemäß Anspruch 4 erfüllen die Länge L1 und der Winkel ϕ₁ des ersten Abschrägungsabschnitts sowie die Länge L2 und der Winkel ϕ₂ des zweiten Abschrägungsabschnitts eine Beziehung L1 × cos ϕ₁ < L2 × cos ϕ₂.
Gemäß Anspruch 5 der vorliegenden Erfindung erstreckt sich der erste Verbindungsabschnitt des ersten Elements in einer Richtung, in der sich der erste Abschrägungsabschnitt erstreckt.
Gemäß Anspruch 6 der vorliegenden Erfindung umfasst die Kathodenstrahlröhre ferner vier Stehbolzen, die so vorgesehen sind, dass von den Innenflächen von vier Eckabschnitten des Seitenwandabschnitts vorstehen, einen Maskenrahmen, der einen höheren wärmedehnungskoeffizient als der Maskenkörper hat, sowie vier Halterungselemente, die jeweils an vier Eckabschnitten des Maskenrahmens befestigt sind und jeweils mit den vier Stehbolzen der Frontplatte in Eingriff stehen.
Diese Erfindung ist aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich, in denen zeigen:
1 eine Schnittansicht zur Darstellung einer Kathodenstrahlröhre gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 eine Teil-Schnittansicht zur Darstellung einer Halterungsstruktur einer Schattenmaske in der in 1 gezeigten Kathodenstrahlröhre,
3A bis 3C Ansichten zur Darstellung eines Halters gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
4 eine graphische Darstellung eines Lande-Fehlausrichtungsbetrags, wenn die Länge L1 des ersten Abschrägungsabschnitts des Halters verändert wird,
5 eine graphische Darstellung eines Lande-Fehlausrichtungsbetrags, wenn die Länge L2 des zweiten Abschrägungsabschnitts des Halters verändert wird,
6 eine graphische Darstellung eines Lande-Fehlausrichtungsbetrags, wenn der Abschrägungswinkel ϕ₁ des ersten Abschrägungsabschnitts des Halters verändert wird,
7 eine graphische Darstellung eines Lande-Fehlausrichtungsbetrags, wenn der Abschrägungswinkel ϕ₂ des zweiten Abschrägungsabschnitts des Halters verändert wird,
8 eine graphische Darstellung eines Lande-Fehlausrichtungsbetrags, wenn die Plattendicke d1 des ersten Elements des Halters verändert wird,
9 eine graphische Darstellung eines Lande-Fehlausrichtungsbetrags, wenn die Plattendicke d2 des zweiten Elements des Halters verändert wird,
10A bis 10C Ansichten zur Darstellung eines Halters gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
11 eine Schnittansicht zur Darstellung eines herkömmlichen Halters, und
12 eine Schnittansicht zur Darstellung eines herkömmlichen Halters.
Im folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die Kathodenstrahlröhre 1 gemäß der vorliegenden Erfindung eine Umhüllung bzw. einen Kolben mit einer Frontplatte 2, die nachstehend lediglich als Panel 2 bezeichnet wird. Mit einem Umfassungsabschnitt 2b, der am Umfang einer wirksamen Oberfläche 2a, die aus einer gekrümmten Oberfläche besteht, vorgesehen ist, und einem mit dem Umfassungsabschnitt 2b des Panels 2 verbundenen Trichter 4. Ein Leuchtstoffschirm 6 und eine Lochmaske 10 sind im Kolben innerhalb der Platte bzw. innerhalb des Panels 2 vorgesehen. Genauer gesagt ist der Bildschirm 6 der wirksamen Oberfläche 2a des Panels 2 gegenüberliegend positioniert. Der Bildschirm 6 besteht aus einer Anzahl von Leuchtstoffeinheiten, die jeweils aus einer blau emittierenden Schicht, einer grün emittierenden Schicht und einer Rotor emittierenden Schicht zusammengesetzt sind. Die Schatten- bzw. Lochmaske 10 liegt dem Leuchtstoffschirm 6 gegenüber.
Wie teilweise vergrößert in 2 dargestellt ist, umfasst die Lochmaske 10 einen Maskenkörper 8, der durch Anordnen einer gekrümmten Oberfläche in einer im wesentlichen rechteckigen Form ausgebildet ist, mit einer Anzahl von darin ausgebildeten Öffnungen 8a und einem im wesentlichen recht eckigen Maskenrahmen 9, der am Umfang des Maskenkörpers 8 vorgesehen ist. Der Maskenrahmen 9 ist so ausgebildet, dass er einen im wesentlichen L-förmigen Querschnitt auf weist, der zur Innenseite des Maskenkörpers 8 hin gekrümmt ist. Der Maskenkörper 8 ist aus einem Invar-Material mit einem relativ niedrigen Wärmedehnungskoeffizienten und einer geringen Plattendicke hergestellt, und der Maskenrahmen 9 ist aus einer Kohlenstoffstahlplatte mit einem höheren Wärmedehnungskoeffizienten als dem des Maskenkörpers 8 gefertigt.
Elastische Halterungselemente 12, die nachstehend lediglich als Halter 12 bezeichnet werden, sind jeweils außerhalb der Eckabschnitte des Maskenrahmens 9 befestigt. Die Halter 12 stehen jeweils lösbar mit Stehbolzen 14 in Eingriff, die innerhalb der Eckabschnitte des Umfassungsabschnitts 2b vorgesehen sind. Die Lochmaske 10 ist an dem Umfassungsabschnitt 2b des Panels 2 durch die Halter 12 aufgehängt.
Dabei ist eine Elektronenkanone 16 zum Emittieren von drei Elektronenstrahlen 15 in einem länglichen Hals 4a des Trichters 4 vorgesehen. Ein Deflektor 18, der ein Magnetfeld zum Ablenken der drei von der Elektronenkanone 16 emittierten Elektronenstrahlen 15 erzeugt, ist außerhalb des Trichters 4 vorgesehen.
Die drei von der Elektronenkanone 16 emittierten Elektronenstrahlen 15 werden durch das vom Deflektor 18 erzeugte Magnetfeld abgelenkt und auf den Leuchtstoffschirm 6 über die Öffnungen 8a der Lochmaske 10 aufgebracht. Auf diese Weise wird der Leuchtstoffschirm 6 in der Horizontal- und Vertikalrichtung durch die Elektronenstrahlen 15 abgetastet und ein Farbbild durch den Leuchtstoffschirm 6 wiedergegeben.
Dabei müssen zur Anzeige eines Bildes mit ausgezeichneter Qualität ohne Farbverschiebung auf dem Leuchtstoffschirm 6 der Kathodenstrahlröhre 1 die Elektronenstrahlen 15, welche die Elektronenstrahlöffnungen 8a passiert haben, jeweils korrekt auf den dreifarbigen Leuchtstoffschichten des Leuchtstoffschirms 6 landen. Zu diesem Zweck muss die Positionsbeziehung zwischen dem Panel 2 und der Lochmaske 10 korrekt beibehalten werden. Genauer gesagt, muss die Positionsbezie hung dazwischen in Anbetracht der Reduzierung des Abstands des Leuchtstoffschirms 6 zur Erhöhung der Auflösung mit hoher Präzision beibehalten werden.
Mit anderen Worten werden die Landepositionen der Elektronenstrahlen 15 fehlausgerichtet, wodurch eine Elektronenstrahl-Lande-Fehlausrichtung verursacht wird, falls die Positionsbeziehung zwischen dem Panel 2 und der Lochmaske 10 nicht mit hoher Präzision beibehalten werden kann. Eine Wärmedehnung des Maskenrahmens 9, ein von außen auf die Kathodenstrahlröhre einwirkender Stoß oder dergleichen sind als Hauptfaktoren anzusehen, welche eine solche fehlausgerichtete Landung bewirken.
Der Maskenrahmen 9 erfährt durch von dem Maskenkörper 8, der durch Kollisionen der Elektronenstrahlen 15 erwärmt wird, übertragene Wärme eine Wärmedehnung. Das heißt, nur ein Drittel oder weniger der von der Elektronenkanone 16 emittierten Elektronenstrahlen passieren die Elektronenstrahlöffnungen 8a des Maskenkörpers 8 und erreichen den Leuchtstoffschirm 6. Der Rest der Elektronenstrahlen kollidiert im Maskenkörper 8.
Wenn die Kathodenstrahlröhre 1 lange Zeit betrieben wird, wird daher der Maskenkörper 8 erwärmt und der Maskenrahmen 9 wird entsprechend erwärmt, so dass der Maskenrahmen 9 thermisch gedehnt wird.
Im Fall der Verwendung einer Lochmaske 10 mit einem Maskenkörper 8, die aus Invar-Material mit einem relativ niedrigen Wärmedehnungskoeffizienten hergestellt ist, wird der Maskenkörper 8 nicht wesentlich verformt, selbst wenn der Maskenrahmen 9 eine Wärmedehnung erfährt. Bei einer Kathodenstrahlröhre jedoch, bei der der Ablenkwinkel relativ groß ist, wird die Lochmaske zum Leuchtstoffschirm hin bewegt, und es kommt zu einer fehlausgerichteten Landung auch dann, wenn herkömmliche Halter gemäß 12 verwendet werden, wenn es zu einer Wärmedehnung im Maskenrahmen infolge eines Langzeitbetriebs kommt.
Dabei wird, wenn von außen auf die Kathodenstrahlröhre 1 ein Stoß einwirkt, der Eingriff der Halter 12 an den Stehbolzen 14 geändert, und die Lochmaske 10 in unerwünschter Weise bewegt, wodurch eine fehlausgerichtete Landung von Elektronenstrahlen bewirkt wird.
Aus den oben beschriebenen Gründen ist es unerläßlich, eine fehlausgerichtete Landung infolge der Wärmedehnung des Maskenrahmens 9 sowie eine fehlausgerichtete Landung infolge eines externen Stoßes auf die Kathodenstrahlröhre 1 zu verringern, um ein Bild ausgezeichneter Qualität mit hoher Auflösung anzeigen zu können.
Daher haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung einen Halter erfunden, der gleichzeitig sowohl die fehlausgerichtete Landung infolge der Wärmedehnung des Maskenrahmens 9 als auch die fehlausgerichtete Landung infolge eines auf die Kathodenstrahlröhre 1 einwirkenden äußeren Stoßes ausgleichen kann, und zwar einen Halter, mit dem die Lochmaske 10 am Panel 2 elastisch aufgehängt werden kann.
Die 3A bis 3C zeigen einen Halter 12 gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3A ist eine Aufsicht auf den Halter 12, von der Seite der Elektronenkanone 16 aus betrachtet. 3B ist eine Seitenansicht des Halters 12, von der Seite des Umfassungsabschnitts 2b des Panels 2 aus betrachtet. 3C ist eine Vorderansicht des Halters 12.
Der Halter 12 umfasst ein erstes Element 21 mit einer im wesentlichen rechteckigen, plattenartigen Form, und ein zweites Element 22 mit einer im wesentlichen rechteckigen, plattenartigen Form. Die ersten und zweiten Elemente 21 bzw. 22 haben eine Plattendicke von d1 bzw. d2. Das erste Element 21 weist einen Eingriffsabschnitt auf, an dem ein Eingriffsloch 21C ausgebildet ist, wobei das Eingriffsloch 21C mit einem Stehbolzen 14 in Eingriff steht. Das zweite Element 22 hat einen Befestigungsabschnitt, der am Maskenrahmen 9 der Lochmaske 10 zu befestigen ist. Die ersten und zweiten Elemente 21 bzw. 22 weisen jeweils Enden 21a bzw. 22a auf, die auf einer vorbestimmten Länge zusammengefügt sind, und die Elemente 21 und 22 sind am Ende des Verbindungsabschnitts in einer Richtung gekrümmt, in der die Elemente voneinander beabstandet sind, wodurch der Halter 12 im wesentlichen eine V-Form erhält.
Ferner ist das erste Element 21 zum zweiten Element 22 an einer vom Ende des Verbindungsabschnitts um eine Länge L1 entfernten Position gekrümmt. Ferner ist das erste Element 21 an einem Abschnitt nahe dem anderen Ende, das vom Ende 21a des Elements 21 beabstandet ist, geringfügig zu dem zweiten Element 22 hin gekrümmt.
Das zweite Element 22 ist zum ersten Element 21 hin an einer vom Ende des Verbindungsabschnitts um eine Länge L2 entfernten Position gekrümmt. Somit weisen die ersten und zweiten Elemente 21 bzw. 22 Abschrägungsabschnitte 21b bzw. 22b mit Längen von L1 bzw. L2 auf, und sind jeweils auch unter Winkeln θ₁ bzw. θ₂ an den Enden der Abschrägungsabschnitte in derjenigen Richtung gekrümmt, in der sich die beiden Elemente näher aneinander befinden.
In einem Zustand, bei dem der Halter 12 richtig zwischen dem Maskenrahmen 9 und dem Umfassungsabschnitt 2b angebracht ist (zum Beispiel dem in 2 gezeigten Zustand), ist der Abschrägungsabschnitt 21b des ersten Elements 21 unter einem Winkel ϕ₁ zu der zur Röhrenachse der Kathodenstrahlröhre 1 parallelen Richtung abgeschrägt (in der z-Richtung gemäß 2), und der Abschrägungsabschnitt 22b des zweiten Elements 22 ist unter einem Winkel ϕ₂ abgeschrägt.
Die fehlausgerichtete Landung, die durch eine Wärmedehnung des Maskenrahmens 9 bewirkt wird, und die fehlausgerichtete Landung, die durch einen Stoß von außen auf die Kathodenstrahlröhre 1 bewirkt wird, das heißt, die Fehlausrichtungen der Landepositionen der Elektronenstrahlen 15, die durch eine unerwünschte Bewegung der Lochmaske 10 bewirkt werden, werden so durch die Funktion der Halter 12 ausgeglichen. Der Ausgleichsbetrag und die Ausgleichsrichtung hängen von Parametern, wie zum Beispiel der Plattendicke d1 und d2 der ersten und zweiten Elemente 21 und 22, den Längen L1 und L2 der Abschrägungsabschnitte 21b und 22b, den Krümmungswinkeln θ₁ und θ₂ sowie den Abschrägungswinkeln ϕ₁ und ϕ₂ ab. Man beachte, dass die Ausgleichsrichtung der Lochmaske 10 infolge der Halter 12 im Fall der Kathodenstrahl röhre gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Minusrichtung zur Elektronenkanone 16 hin ist.
Das heißt, die Parameter des Halters 12 können Optimalwerte aufweisen, welche die fehlausgerichtete Landung minimieren, das heißt, die fehlausgerichtete Landung kann durch Einstellen von Optimalwerten bei den Parametern minimiert werden. Um die Optimalwerte zu ermitteln, wurden die Parameter zunächst auf voreingestellt Bezugswerte eingestellt, und die Bewegungsgröße der Landeposition eines Elektronenstrahls wurde dann als charakteristischer Parameter gemessen, während nur bestimmte Parameter geändert wurden.
Es wurden Messungen zu einem charakteristischen Parameter vorgenommen, der bei dem nach einem Langzeitbetrieb der Röhre 1 erreichten thermischen Gleichgewicht erhalten wurde, an einem charakteristischen Parameter, der erhalten wurde, wenn ein Stoß auf die Röhre 1 in ihrer Axialrichtung einwirkte, sowie ein charakteristischer Parameter, der erzielt wurde, wenn ein Stoß auf die Röhre 1 in einer Richtung senkrecht zur Achse der Röhre 1 einwirkte. Die Bezugswerte der Parameter des Halters 12 wurden auf d1 = 0,6 mm, d2 = 0,8 mm, L1 = 15 mm, L2 = 15 mm, θ₁ = 169°, θ₂ = 163°, ϕ₁ = 15° und ϕ₂ = 15° eingestellt. Ferner ist in den graphischen Darstellungen die Bewegungsgröße der Landepositionen des Elektronenstrahls ein Durchschnitt von Bewegungsgrößen an jeweiligen Abschnitten der Lochmaske 10. Die Messergebnisse sind diesmal in den Graphen der 4 bis 9 dargestellt.
4 zeigt Änderungen des charakteristischen Parameters (PL), wenn nur die Länge L1 des Abschrägungsabschnitts 21b des ersten Elements 21 geändert wird.
5 zeigt Änderungen des charakteristischen Parameters (PL), wenn nur die Länge L2 des Abschrägungsabschnitts 22b des zweiten Elements 22 geändert wird.
6 zeigt Änderungen des charakteristischen Parameters (Pϕ), wenn nur der Abschrägungswinkel ϕ₁ des Abschrägungsabschnitts 21b geändert wird.
7 zeigt Änderungen des charakteristischen Parameters (Pϕ), wenn nur der Abschrägungswinkel ϕ₂ des Abschrä gungsabschnitts 22b geändert wird.
8 zeigt Änderungen des charakteristischen Parameters (Pd), wenn nur die Plattendicke d1 des ersten Elements 21 geändert wird.
9 zeigt Änderungen des charakteristischen Parameters (Pd), wenn nur die Plattendicke d2 des zweiten Elements 22 geändert wird.
In jeder graphischen Darstellung kann, je kleiner die Bewegungsgröße der Landeposition ist, das heißt je kleiner der charakteristische Parameter ist, die fehlausgerichtete Landung umso kleiner sein.
Wie aus den 4, 5, 8 und 9 hervorgeht, tendiert der charakteristische Parameter während eines Langzeitbetriebs dazu, gegenüber Änderungen des charakteristischen Parameters abstoßend zu reagieren, wenn äußere Stöße, zum Beispiel ein Stoß in der Röhrenachsrichtung und ein Stoß in der Kurzseitenrichtung einwirken, wenn die Längen L1 und L2 der Abschrägungsabschnitte 21b und 22b des Halters 12 geändert werden und wenn die Plattendicke d1 und d2 der Elemente 21 und 22 geändert wird. Um die Bewegung der Landeposition des Elektronenstrahls zu reduzieren, die durch eine Wärmedehnung des Maskenrahmens während eines Langzeitbetriebs bewirkt wird, während auch die Bewegung der Landeposition des Elektronenstrahls eingeschränkt ist, die durch äußere Stöße bzw. Schläge bewirkt wird, ist es daher erwünscht, dass die Längen L1 und L2 der Abschrägungsabschnitte sowie die Plattendicke d1 und d2 auf Werte nahe an den Kreuzungspunkten in den Fig. eingestellt werden. Aus den Werten nahe den Kreuzungspunkten in den Graphen ist es bekannt, dass Beziehungen von L1 < L2 und d1 < d2 existieren. Daher kann eine fehlausgerichtete Landung durch Einstellen betreffender Parameter so reduziert werden, dass die Beziehungen L1 < L2 und d1 < d2 erfüllt sind.
Dabei kann, wie aus den 6 und 7 hervorgeht, die fehlausgerichtete Landung, die durch einen Langzeitbetrieb verursacht wird und die durch einen Stoß von außen verursacht wird, durch Vergrößern beider Abschrägungswinkel ϕ₁ und ϕ₂ der Abschrägungsabschnitte 21b und 22b der Röhrenachse der Kathodenstrahlröhre 1 reduziert werden. Falls jedoch die Abschrägungswinkel ϕ₁ und ϕ₂ zu groß sind, so behindert dies die Abnehmbarkeit des Halters 12. Außerdem bestehen Beschränkungen in der Größe des Halters 12, so dass ϕ₁ + ϕ₂ gemäß dem Abstand zwischen dem Stehbolzen 14 und dem Maskenrahmen 9 eingeschränkt wird.
Aus einem Vergleich zwischen den 6 und 7 kann ersehen werden, dass das Verhältnis der Änderung der Landeposition des Elektronenstrahls, das heißt die Neigung der charakteristischen Linie größer ist, wenn ϕ₁ geändert wird als wenn ϕ₂ geändert wird. Daher kann eine fehlausgerichtete Landung stärker verringert werden, wenn ϕ₁ vor ϕ₂ geändert wird. In Anbetracht dieser Umstände sollten die Abschrägungswinkel der Abschrägungsabschnitte 21b und 22b vorzugsweise so eingestellt werden, dass sie die Beziehung ϕ₁ > ϕ₂ erfüllen.
Da außerdem der Befestigungsabschnitt, an dem das zweite Element 22 am Maskenrahmen 9 befestigt ist, parallel zur Röhrenachse der Kathodenstrahlröhre 1 ist, muss der Eingriffsabschnitt mit dem Stehbolzen 14 des ersten Elements 21 zur Röhrenachse geneigt sein, um einen ausreichenden Federdruck zu erhalten, um mit der Lochmaske 10 in Eingriff zu kommen. Daher sollte der Krümmungswinkel erwünschterweise so eingestellt sein, dass er θ₁ > θ₂ erfüllt.
Somit kann durch Einstellen betreffender Parameter des Halters 12 derart, dass die Beziehungen L1 < L2, d1 < d2, ϕ₁ > ϕ₂ und θ₁ > θ₂ erfüllt sind, die fehlausgerichtete Landung, die durch eine Wärmedehnung des Maskenrahmens bewirkt wird, sowie die fehlausgerichtete Landung, die durch einen äußeren Stoß bewirkt wird, gleichzeitig ausgeglichen werden, so dass ein Bild hoher Qualität ohne Farbverschiebung stabil wiedergegeben bzw. angezeigt werden kann.
Wenn beispielsweise die Größen der ersten und zweiten Elemente 21 und 22 des Halters 12 auf L1 = 15,6 mm, ϕ₁ = 19,52°, θ₁ = 169,0°, d1 = 0,6 mm, L2 = 16,11 mm, ϕ₂ = 17,35°, θ₂ = 162,6° und d2 = 0,8 mm eingestellt wurden, konnte die Bewegungsgröße der Landeposition des Elektronenstrahls wie folgt im Ver gleich mit einem herkömmlichen Halter (mit d1 = 0,5 mm, d2 = 0,8 mm und L1 > L2 als Bezugsgröße) verbessert werden. Das heißt, der Abstand der Strahl-Landeposition, die sich bei dem Langzeitbetrieb der Röhre 1 bewegte, wurde von +44 μm auf +24 μm reduziert und verbesserte sich um etwa 45° im Durchschnitt für die gesamte Oberfläche der Maske 10; der Abstand der Strahl-Landeposition, die sich infolge des von außen einwirkenden Stoßes bewegte, wurde von 17 μm auf 14 μm verringert und verbesserte sich um etwa 18% im Durchschnitt für den Umfangsteil der Maske 10 und nahm von 50 μm auf 37 μm ab und verbesserte sich um maximal 26%. In diesem Beispiel erfüllten die Längen L1 und L2 der Abschrägungsabschnitte 21b und 22b des Halters 12 sowie die Abschrägungswinkel ϕ₁ und ϕ₂ derselben in Bezug auf die Röhrenachse eine Beziehung von L1 × cos ϕ₁ < L2 × cos ϕ₂. Es hat sich herausgestellt, dass die Bewegungsgröße der Landeposition des Elektronenstrahls weiter reduziert werden kann und eine fehlausgerichtete Landung verringert werden kann, wenn diese Beziehung besteht.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann verschiedenartig innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, modifiziert werden. Beispielsweise zeigen die 10A bis 10C ein Halter 30 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Der Halter 30 hat rechteckige, plattenartige erste und zweite Elemente 21' und 22. Der Verbindungsabschnitt, an dem das erste Element 21' mit dem zweiten Element 22 verbunden ist, ist so angeordnet, dass er sich in der Richtung erstreckt, in der sich der Abschrägungsabschnitt 31 erstreckt. Somit kann das Abnehmen des Halters 30 noch mehr erleichtert werden, falls der Verbindungsabschnitt des ersten Elements in der Form einer Erweiterung bzw. Verlängerung des Abschrägungsabschnitts 31 ausgebildet ist.

Claims

Kathodenstrahlröhre (1) mit: einer Frontplatte (2) mit einem im wesentlichen rechteckigen wirksamen Abschnitt (2a), einem Seitenwandabschnitt (2b), der entlang einem Umfangsrandabschnitt des wirksamen Abschnitts (2a) steht, und mehreren Stehbolzen (14), die von einer Innenfläche des Seitenwandabschnitts (2b) vorstehen, einem Leuchtstoffschirm (6), der an einer Innenfläche des wirksamen Abschnitts (2a) der Frontplatte (2) ausgebildet ist, einer Lochmaske (10) mit einem im wesentlichen rechteckigen Maskenkörper (8) und einem im wesentlichen rechteckigen Maskenrahmen (9), wobei der Maskenkörper (8) innerhalb der Frontplatte (2) vorgesehen ist und mehrere Öffnungen (8a) gegenüber dem Leuchtstoffschirm (6) aufweist, und der Maskenrahmen (9) einen Umfangsrandabschnitt des Maskenkörpers (8) trägt und dem Seitenwandabschnitt (2b) der Frontplatte (2) gegenüberliegt, mehreren Halterungselementen (12), die am Maskenrahmen (10) befestigt sind und jeweils mit den Stehbolzen (14) der Frontplatte (2) in Eingriff stehen, wodurch sie den Maskenrahmen (9) an der Frontplatte (2) elastisch haltern, einer Elektronenkanone (16) zum Emittieren eines Elektronenstrahls (15) auf den Leuchtstoffschirm (6) durch die mehreren Öffnungen (8a) des Maskenkörpers (8), und einem Deflektor (18) zum Ablenken des von der Elektronenkanone (16) emittierten Elektronenstrahls (15), wobei jedes der Halterungselemente (12) erste und zweite Elemente (21,22) aufweist, die jeweils durch Biegen eines im wesentlichen rechteckigen, plattenartigen Elements mit Elastizität geformt sind, wobei das erste Element (21) einen mit dem Stehbolzen (14) in Eingriff stehenden Eingriffsabschnitt, einen mit dem zweiten Element (22) verbundenen ersten Verbindungsabschnitt und einen ersten Abschrägungsabschnitt (21b), der abgeschrägt ist und sich von dem ersten Verbindungsabschnitt zum Eingriffsabschnitt in einer Richtung erstreckt, in der das erste Element (21) vom zweiten Element (22) beabstandet ist, aufweist, wobei das zweite Element (22) einen am Maskenrahmen (9) befestigten Befestigungsabschnitt, einen zweiten, mit dem ersten Verbindungsabschnitt des ersten Elements (21) verbundenen Verbindungsabschnitt sowie einen zweiten Abschrägungsabschnitt (22b), der abgeschrägt ist und sich von dem zweiten Verbindungsabschnitt zum Befestigungsabschnitt in einer Richtung erstreckt, in der das zweite Element (22) vom ersten Element (21) beabstandet ist, aufweist, und wobei der erste Abschrägungsabschnitt (21b) eine Länge L1 hat, die kleiner ist als eine Länge L2 des zweiten Abschrägungsabschnitts (22b), dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element (21) eine Plattendicke d1 hat, die kleiner ist als eine Plattendicke d2 des zweiten Elements (22).
Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkel θ1 zwischen dem ersten Abschrägungsabschnitt (21b) des ersten Elements (21) und dem Eingriffsabschnitt größer ist als ein Winkel θ2 zwischen dem zweiten Abschrägungsabschnitt (22b) des zweiten Elements (22) und dem Befestigungsabschnitt.
Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkel ϕ1 des ersten Abschrägungsabschnitts (21b) zu einer Röhrenachse der Kathodenstrahlröhre (1) größer ist als ein Winkel ϕ2 des zweiten Abschrägungsabschnitts (22b) zur Röhrenachse.
Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge L1 und der Winkel ϕ1 des ersten Abschrägungsabschnitts (21b) sowie die Länge L2 und der Winkel ϕ2 des zweiten Abschrägungsabschnitts (22b) eine Beziehung L1 × cos ϕ1 < L2 × cos ϕ2 erfüllt.
Kathodenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verbindungsabschnitt des ersten Elements (21) sich in einer Richtung erstreckt, in der sich der erste Abschrägungsabschnitt (21b) erstreckt.
Kathodenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass vier Stehbolzen (14) so vorgesehen sind, dass sie von den Innenflächen von vier Eckabschnitten des Seitenwandabschnitts (2b) vorstehen, der Maskenrahmen (9) einen höheren Wärmedehnungskoeffizienten als der Maskenkörper (8) hat, und vier Halterungselemente (12) jeweils an vier Eckabschnitten des Maskenrahmens (10) befestigt sind und jeweils mit den vier Stehbolzen (14) der Frontplatte (2) in Eingriff stehen.