DE1907010A1 - Gitter fuer Farbbildroehren - Google Patents

Description

7-35 Kitashinagawa 6-chome

Shinagawa-ku

Tokyo/Japan ; - " '

Patentanmeldung

Gitter für Farbbildröhren

Die Erfindung betrifft ein Gitter für Farbbildröhren.

Die bekannten Farbbild-Kathodenstrahlröhren sindzum ITachablenken und -fokussieren der Elektronenstrahlen mit einem Gitter versehen, das eine Vielzahl von Gitterelementen in Form von Gitterdrähten aufweist, die über einen im allgemeinen in Gestalt eines Parallelogrammes ausgebildeten Rahmen gespannt sind. Zur Herstellung solcher Gitter werden.die Gitterdrahte parallel zueinander mit einer bestimmten Spannung zunächst über einander gegenüberliegende Schenkel eines Grundrahmehs gespannt. Sodann wird von der Innenseite des Grundrahmens ein Gitterrahmen auf die Gitterdrähte aufgelegt, worauf diese an zwei gegen-» überliegenden Stützschenkeln des Gitterrahmens befestigt und an den Rändern desselben abgeschnitten werden. Hierbei wird der Gitterrahmen mittels einer Spannschraube nach innen vorgespannt, um den Gitterdrähten, die an dem mittleren Teil der gegenüberliegenden Stützschenkel des Gitterrahmens befestigt sind,

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eine maximale Spannung, und denjenigen Gitterdrähten, die an den Endteilen der Halteschenkel befestigt sind, eine geringere Spannung zu übermitteln mit dem Ziel, dass alle Gitterdrähte durch die Rückstellkraft des vorgespannten Gitterrahmens. nach dem Ijösen desselben von dem Grundrahmen eine im we sent- . liehen gleichmässige Spannung erhalten. .

Bei einem derartigen Gitter sind eine Vielzahl von Gitter- '. drähten mit im wesentlichen gleichmässiger Spannung auf: einen Rahmen gespannt, der so vorgespannt ist, dass er/in seinem /. mittleren Teil am stärksten gebogen ist. fern an ein solches Gitter ein bestimmtes positives Potential angelegt und von dem Elektronenstrahlsystem bzw«, der Elektronenkanone einer Kathodenstrahlröhre Elektronenstrahlen auf den fluoreszierenden ^r Schirm bzw. Leuchtschirm derselben ausgestrahlt werden, so treffen bis zu zehn Prozent und etwas meixr Elektronenstrahlen auf die Gitterdrähte auf und werden unter Erhitzung der Gitterdrähte weitergeleitet. Hierdurch wird die Temperatur der ; Gitterstäbe soweit erhöht, dass sich die Gitterstäbe- dehnerii Die Untersuchung der gedehnten Gitterdrähte zeigt, dass die / ^: infolge der Wärmedehnung auftretende längung der Gitterdrähte weil die Biegung des Rahmens in dessem Mittelteil am grössten_: ist, bei den Gitterdrähten des Mittelteiles durch die Hück— . stellkraft des vorgespannten Rahmens ausgeglichen wird, so > als wenn sie nicht gelängt worden wären. Diese Gitterdrähte weisen daher im wesentlichen noch die gleiche Sollspannung auf und hängen nicht durch» Die durch die Wärmedehnung auftretende Verlängerung der beiderseits der mittleren Gitterdrähte ange*- ordneten Gitterdrähte kann jedoch durch die Vorspannung bzw.. > die Rückstellkraft des Rahmens nicht ausgeglichen werden, xla, = die Biegung an den Endteilen des Rahmens nur gering ist_p. Dieser— Gitterdrähte verlieren daher ihre Spannung, wenn ihre Längunggrosser ist als die Durchbiegung des Rahmens. Selbst wenn dabei die Gitterdrähte nicht durcnangen, so haben sie doch: keine genügende Spannung und führen beim zufälligen Auftreten kleider Stösse leicht Schwingungen grosser Amplitude aus, durch die

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die Bildqualität verringert wird« Dies ergibt sich daraus, ! dass die durch, die Wärmedehnung verursachte Verlängerung der : Gitterdrähte, wenn alle Gitterdrähte im wesentlichen die j gleiche Länge 1 haben, gleich Δ 1 und die Grosse der Rückstellkraft des verformten Rahmens im Mittelteil ebenfalls ;

gleich Al ist, während die Grosse der Rückstellkraft des |

j Rahmens beiderseits ä„-s Mittelteiles kleiner ist als am Mittelteil

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrnnde, die Fachtelie der | bekannten Gitter dieser Art durch eine bestimmte Formgebung der Gitterelemente und des Abstandes zwischen diesen zu vermeiden und ein solches Gitter derart auszubilden, dass magnetische Einflüsse weitgehend ausgeschaltet sind und der Elektronenstrahl-ÜbertrQ.gungsfaktor im Mittelteil des Gitters am grössten-'ist," Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäss der ■Erfindung darin, dass das Gitter aus einer zum Anziehen von Elektronenstrahlen dienenden Gitterplatte und mehreren an der Platte angeordneten, langgestreckten Gitterelementen besteht, die an ihren beiden Enden verhältnismässigbreit sind und sich von beiden -^nden her allmählich auf einen schmaleren Mittelteil zu verengen«, Dabei ist bei zwischen den Gitterelementen bestehenden Längsschlitzen die Ausbildung derart, dass jeder Längsschlitz an seinen b.eiden Enden verhältnismässig schmal ausgebildet ist und sich von den beiden Enden her all- j | mählich auf einen breite'ren Mittelteil verbreitert ο Ί

Bei/einem in dieser Y/eise ausgebildeten Gitter ist der störende Einfluss magnetischer Kräfte im wesentlichen ausgeschaltet und^; zugle'ich erreicht ,/dass die mechanische Resonanz der GitfterelemehW ve^^ Formgebung der

Gi%te^elemente" tihd der zwischen ihnen bestehenden Längsschlitze wirt; "ausserdek -die Elektrönenstrahlabweiehung weitgehend vermieden''und, ein hoher Widerstand der Gitterelemente gegen durch äus'sere Krafire^ verursachte Vibrationsbewegungen gewährleistet· Sehl'iesslich wird Täei Verwendung des Gitters nach der Erfindung. .- --^z- --V:":^ /:■ .:■__ ;r ' - .-.V- ' -4 -.

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bei einer Farbbildfohre ein hoher Übertragungsfaktor für die Elektronenstrahlen im mittleren Teil des Gitters und damit eine grössere Leuchtdichte erreichte

Nachstehend ist ein Auöführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen? ■ ._

Fig. 1 die Ansicht einer Gitterplatte nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt, der die Anordnung der Gitterelemente an dem Gitterrahmen zeigt _f . - ·■-.,'.-"-

Fig. 3 eine'Teilansicht der Gitterplatte mit Einzelheiten derselben in grösserer Darstellung, und ;

Fig. 4 »eine schematisohe Darstellung, die die Weite der in der Gitterplatte gebildeten Schlitze zeigt. V

Die in Fig. 1 und 3 mit Ίο bezeichnete Gitterplatte kann durch Fotoätzen od. dgl₀ behandelt sein,, um die gewählten Flächenteile aus einer Stahlhlechplatte, die z.B. aus rostfreiem ' Stahl bestehen kann, freizulegen. Die Gitterplatte 1o kann ; parallelogranunförmig, z.B. rechteckig oder quadratisch gestaltet sein oder ;)ede andere gewünschte Form aufweisen und auch in irgendeiner bekannten Weise hergestellt sein.

Parallel zueinander und zu zwei gegenüberliegenden Seitenrändern der Platte 1o sind langgestreckte Gitterelemente 13 ange-: ordnet, die sich über den mittleren Fläehenbereich der Platte 1o erstrecken und einen bestimmten Abstand yoneinander haben. , Ferner sind an den beiden anderen: gegenüberliegenden !Rändern . der Platte 1o Sehlitze 14 angebracht, die parallel zu den ^;: ' Gitterelementen 13 verlaufen und von denenJe einer mehreren . Gitterelementen, bei der dargestellten Ausführungsform;d;rei Gitverelementen, zugeordnet ist. Schliesslich ist auf ^eder ^ " Seite des die Gitterelemente 13 enthältfriden Feldes je "ein Schlitz 15 angeordnet, der parallel zu: den Gittere-lementen 13 -

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verläuft. Die Schlitze 14 bilden jeweils eine Reihe von voneinander getrennten Zungen 16„

Der Gitterrahmen kann zwei Stützschehkel 1',8 aufweisen, wie sie in der USA-Patentanmeldung offenbart sind. ,Die durch die Schlitze 14 voneiander getrennten Zungen 16 der beiden Zungenreihen werden jeweils von gegenüberliegenden Spanngliedern 19 erfasst, die entsprechende Spanngliedergruppen bilden und von denen die eine Gruppe oder beide Gruppen unter einer der länge der Zungen und der Güte des Zungenmaterials entsprechenden gemässigten Zugspannung gehalten werden, so dass eine bestimmte Spannungsverteilung erreicht wird, die auf die Gitterelemente 13 übertragen wird ^ Gemass Pig. 2 wird jedes Spannglied durch eine Schraubenfeder 2o gespannt." Die Spanngleider 19 sind entsprechend der Gestaltung des Gitterrahmens angeordnet, so dass die Gitterplatte To, die ihrerseits der Form des Gitterrahmens entspricht, straff bzw. gestreckt gehalten wird. In dieser 'gestreckten Lage wird die Gitterplatte auf die Stützschenkel 18 aufgeschweisst, die in der aus Fig.2 ersichtlichen bestimmten Lage zueinander angeordnet sind.

ETachdem die Gitterplatte 1o auf die Stützschenkel 18 aufgeschweisst ist, wird der über die Stützschenkel nach aussen ragende Teil jeder Zunge 16 abgeschnitten. Auch kann die Gitterplatte entlang den Schlitzen 15, die das Schneiden der Platte erleichtern, beschnitten-werden. Auf -diese Weise können die GitteiELemente 13 leicht an den Stützschenke-ln 18 des Gitterrahmens mit einer bestimmt-en Zugspannungsverteilung befestigt werden. Die Schlitze 14 verhindern, dass beim Aufbringen der Zugspannung auf 'die Zungen 16 ein Durchbiegen' oder Durchknicken der Gitterplatte 1 ο erfolgt.

Ein in, der beschriebenen Weise nergestelltes-Röhrengitter bietet wegen des Einflusses des. Brdmagnetismus keine volle Gewähr dafür, dass die Elektronenstrahlen auf -die Farbbildröhre auftreffen» Dies gilt insbesondere für den oberen und den

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unteren Teil des Gitters. Auch wenn das Gitter äusseren . Kräften ausgesetzt wird und z.B. Vibrierbewegungen-ausführt, ^; geraten die Gitterelemente leicht in Schwingungy wodurch eine Abweichung der Elektronenstrahlen inrMittelteil des Gitters -■"" herbeigeführt wird, -' ..-.. ...

.Um den Einfluss des Erdmagnetismus auszuschalten, könnte die \ ■ Weite der zwischen GitteosLementen 13 bestellenden Längsschlitze 17 durch Verbreiterung der Gitterelemente 13 verringert Werden. Dies würde jedoch den Nachteil haben₉ dass „die Leuchtdichte des erzeugten Farbbildes erheblich nachlässt und dass: die breiteren Gitterelemente eine niedrigere mechanische " Resonanzfrequenz aufweisen, was wegen erhöhter Vibration der Gitterelemente zu einer vergrösserten Abweichung der Elektronenstrahlen führt. Zur Vermeidung dieser .Machteile sind die Längsschlitze 17 gemäss der Erfindung so ausgebildet, dass sie im mittleren Teil breiter sind als an ihren Enden und sich nach den Rändern der Gitterplatte Io zu allmählich verjüngeno Die Längsschlitze 17 weisen daher die aus J¹Ig.- 3 /ersichtliche spindelähnliche Form auf, der die angrenzenden Gitterelementß 13 entsprechen, indem sie in ihrem mittleren. Seil enger sind als an ihren Enden und sich nach .den gegenüberliegenden Rän"-dern der Gitterplatte 1o zu verbreitern,, Bei dieser Gitter- -_r ausbildung tritt eine Abweichung der Elektronenstrahlen selbst unter dem Einfluss der Horizontakomponente des Erdmagnetismus nicht auf. Da der mittlere Teil jedes Schlitzes 17 breiter ^ ist als die Breite des Schlitzes an seinen beiSen Enden ist der Übertragungsfaktor für den Elektronenstrahl im Mittelteil verhältnismässig hoch, wodurch die Leuchtdiciite im Mitteln teil des Parbbildes, das durch eine mit dem Gitter nach der ■■ Erfindung versehene Farbbildröhre erzeugt wird, wesentlich erhöht wird. Durch diese Erhöhung der Leuchtdichte-des erzeugten Bildes hat der Betrachter das Gefühl₉ als wenn die Leuchtdichte auf dem gesamten Bildschirm vergrössert wäre«; Er erhält damit den Eindruck eines· hell und lebensecht wiedergegebenen Bildes.

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Wie bereits erwähnt, werden die Gittarelemente 13 infolge der beschriebenen Formgebung der zwischen ihnen gebildeten Längsschlitze 17 im Mittelteil enger als an ihren Endteilen« Y/enn daher eine aus sere Kraft auf das Gitter ausgeübt-wird, indem dieses z.B_e Vibratiorisbewegungen erfährt _s so wird die Resonanzfrequenz jede- jitteisLe ment es erhöht und hierdurch eine erhebliche Verringerung der Elektronensträhl-Abweichung erreicht«, Dies kann mathematisch nachgewiesen werden. Hierzu wird angenommen, dass Gitt.prelemente von der Länge L entlang einer X-Achse gestreckt bzw. gespannt und anStellen xO und xL befestigt werden, wobei die Leitungsdichte der Gitter- elementeM*(X) beträgt. Die Bewegung der Gitterelemente rechtwinklig zur X-Achse entspricht, wenn die 'Verlagerung gleich Y(x,t) ist, folgender Gleichung?

T =

wobei T die Krümmung bzw. Kurvenform des Gitters im Augenblick der Vibration darstellt. .

Wenn y -yC/t(x)e5^wt ist,

wobei j gleich Y"—T~, w die Y/inkelgeschwindigkeit und t die Zeit ist, so gilt die Gleichungs

Es wird angenommen, dass die Leitungsdichte^c(x) im wesentliehen konstant undyt^(x) =/^_Q. +/W>j(x), wobeiyU-. kleiner als

j Ji ist. Im Hinblick auf Grenzbedingurigeri ergibt sich eine ' Losung IP°' im Zeitpunkt, in ^;dem die Leitungsdichte gleich" Us_Q ist, wie folgt: . . .

] w lässt sich hierbei durch folgende Gleichung ausdrücken:

- 8

Die Lösung der G-leichung· (2) kann, durch die PertubaAipns-,.- ,._7i theorie unter Verwendung der Gleichung (3) erreicht werden* \ Die !Frequenz eu ergibt sich hierbei annähernd durch folgende Gleichung: . . ....,..■ ^f~

/O

Aus der Gleichung (5) folgt, dass der Einfluss einer Ungleichmässigkeit der Ifeitungsdichte der Gitterelemen^e auf die Vibrationsfrequenz ein Maximum an einer Stelle ist, an der die Bewegungsamplitude der Gitterelemente, die nicht der j Pertubation unterworfen sind, ihren Grösstwert aufweist, und dass dieser Einfluss gleich Hull ist an einer Stelle, an der J die Amplitude Mull ist.

( Yienn die G-itterelemente mit einer-äusseren Kraft in lesonanz

j schwingen, so tritt die Grundsehwingung (n =1} auf und u| .(x) ergibt sich zu _:

X (ac) - --T- sin

Infolgedessen wird, wenn die Leitungsdichte in der täpe von X= ■ ■ klein gewählt wird, die Vibrationsfrequenz des Gitterelementes 13 gross, wobei sich die Vibrationsfrequenz selbst wenn die Leitungsdichte bei χ = O oder χ = L erhöht wird, sich nicht viel ändert* Es ergibt sich weiterhin, dass es für die Erhöhung der Grundsehwingungsfrequenz vorteilhaft ist, jeäen Längsschlitz 17 des Gitters so zu gestalten, dass er im mittleren Längenbereich weiter und in den beiden Endbereichen enger ist. Bei dieser Formgebung der Längsschlitze 17,wird die Hesonanzfrequenz der Gitterelemehte 12 hoch und die Abweichung der Elektronenstrahlen erheblich verringert, wobei zugleich der Übertragungsfaktor der Elektronenstrahlen im Mittelfeld des Gitters sowie die Leuchtdichte des erzeugten Bildes ebenfalls im Mittelteil wächst. Ausserdem ist die durch den Einfluss des Erdmagnetismus am oberen und unteren Bildrand verursachte'Strahlabweichung bei der erfindungsge-

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massen Gitterausbildung unbedeutend'und kann vernachlässigt werden".

Bei Versuchen mit einer zwölf Zoll-Sarbbildröhre konnten bei Anwendung von Längsschiitzen 17 gemass Eig. 4 gute Ergebnisse erzielt werden. I¹Ur die Versuche wurde ein aus rostfreiem Stahl bestehendes Blech von 0,15 Millimeter Dicke verwendet, bei dem der Abstand der Schlitze 17 sechshundert Mikron und die Breite jedes. LeuchtstoffStreifens des Leuchtsohirmes zweihundertundzehn Mikron betrugen und die Leuchtstoff streif en in der Richtung der Schlitze 17 in;der Reihenfolge rot, grün und blau angeordnet waren. Die Breite B der Schlitze 17 war an den Stellen x,y entsprechend folgender Gleichung gewählt?.

B (x,y) = 122. W&x² -ßy²
wobei<o6und ρ Konstanten darstellen.

Da die Gitterplatte Io z.B. unter Verwendung eines iOtoätzverfahrens leicht herstellbar ist, bietet die Herstellung des Gitters nach der Erfindung keinerlei Schwierigkeiten. Das Gitter kann auch durch Anordnung von Metallstreifen in bestimmten .gegenseitigem Abstand gebildet werden, wobei zwischen je. zwei benachbarten Metallstreifen Schlitze' der beschriebenen Formgebung angeordnet werden. Die Form, das Material und die Grosse der Gitterelemente sowie der Gitterplatte und die Weite der Schlitze können weitgehend variiert werden. Auch sind die Herstellung der Gitterplatte und ihre Anordnung nicht auf die beschriebene Ausführungsform be-,schränkt.

Ansprüche',

■' '- ίο ~

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Claims (1)

1. - to -\ " 1007010

   A η a ρ r it c -h e

   Gitter für Parbbildröhren, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einer zum Anziehen von Elektronenstrahlen dienenden Gitterplatte (To) und mehreren an der Platte angeordneten langgestreckten Gitterelementen (13) besteht, die an ihren, beiden Enden verhältnismässig breit sind und sich von beiden Enden her allmählich auf einen schmaleren Mittelteil zu verengen. "

   Gitter nach Anspruch 1 mit zwischen den Gitterelementen angeordneten LängsseJalitzen, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Längsschlitz (17) an seinen beiden Enden verhältnismässig schmal ausgebildet ist und sich von den beiden Enden her allaählich auf einen breiteren Mittel— _■ teil verbreitert.

   Gitter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterelememte (13) mit der Gitterplatte (to) aus einheitlichem Werkstoff bestehen.

   Gitter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterplatte (1o) parallelo^ grammförmig ausgebildet ist.

   Gitter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterplatte (ίο) an den an die Enden der längsschlitze (17) angrenzenden Rändern mit voneinander getrennten Zungen (16) zum Erfassen durch Spannglieder (19) versehen, ist.

   Der Patentanwalt

   /L

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