DD145819A5

DD145819A5 - Farbbildroehre

Info

Publication number: DD145819A5
Application number: DD79215386A
Authority: DD
Inventors: Jan Bijma; Helmut Joeres; Johannes H M Johanns
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1978-09-08
Filing date: 1979-09-06
Publication date: 1981-01-07
Also published as: FR2435808A1; DE2934993C2; JPS5537798A; GB2031221B; NL7809160A; US4291251A; CA1135766A; FR2435808B1; IT7925505A0; GB2031221A; ES483938A1; DE2934993A1; JPH0332174B2; IT1123551B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Entladungsroehre. Ziel und Aufgabe einer Erfindung bestehen darin, eine einfache Bauart fuer voneinander unabhaengig fokussierbare und konvergierbare Elektronenstrahlerzeugungssysteme mit zueinander parallelen Achsen anzugeben, bei denen eine einfache, schnelle und genaue Herstellung und Montage moeglich ist. Diese Aufgabe wird bei einer Farbbildroehre der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch geloest, dasz die Achsen aller Elektroden zur Roehrenachse parallel angeordnet sind und dasz von den zweiten Elektroden, die exzentrisch zu der Hauptachse der Roehre liegen, die auf der Seite des Bildschirmes liegenden letzten Elektroden Achsen aufweisen, die exzentrisch zu den Achsen der zugehoerigen vorhergehenden Elektroden und zu den Achsen der zugehoerigen ersten Elektroden liegen, wobei die Achsen dieser Elektroden in einem kleineren Abstand zu der Hauptachse der Roehre als die Achsen der zugehoerigen auf der Seite des Bildschirmes liegenden letzten Elektroden liegen und diese Achsen wieder in einem kleineren Abstand von der Hauptachse der Roehre als die Achsen der zugehoerigen ersten Elektroden liegen.

Description

Berlin,ά.9.11.1979 56.092/13

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Farbbildröhre

Anwendungssebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Entladungsröhre, insbesondere Farbbildröhre, bestehend aus zur Hauptachse der Röhre auf parallelen Achsen angeordneten ersten Elektroden zum Erzeugen einiger Elektronenstrahlen, einem Bildschirm, auf den diese Elektronenstrahlen konvergieren, zweiten Elektrode^ die zwischen den ersten Elektroden und dem Bildschirm angeordnet sind und die ein Linsenfeld e2?zeugen, das die Elektronenstrahlen symmetrisch fokussiert, und dritten Elektroden zwischen den ersten und den zweiten Elektroden, mit deren Hilfe, gegebenenfalls im Zusammenwirken mit den ersten Elektroden, ein asymmetrisches Linsenfeld zum Konvergieren der Elektronenstrahlen auf dem Bildschirm erzeugt wird»

Charakteristik dor bekannten technischen Lösungen

Eine derartige Farbbildröhre ist aus der US-PS 2 957 106 bekannte Derartige Bildröhren werden u. a. als Röhre zur Wiedergabe farbiger Bilder, als Oszilloskopröhre usw» verwendet. In derartigen Röhren ist es erwünscht, daß die Blektronenstrahlen in einem Punkt auf den Bildschirm konvergieren. In der genannten US-PS 2 957 106 ist eine asymmetrische Elektronenlinse in den Bahnen der Elektronenstrahlen, die nicht mit der Ha^uPtsache der Röhre zusammenfallen, zwischen dem Triodenteil des Elektronenstrahlerzeugungssystems, das durch die Kathode, das erste und das zweite Gitter gebildet wird, und der Pokussiorlin.se angeordnet, wodurch die Strahlen zueinander hin abgelenkt werden und auf den Bildschirm konvergieren. Die Fokussierlinse wird durch ein Linsenfeld zwischen zwei Elektroden gebildet. Diese Elektroden bestehen aus gekrümmten Elektrodenplatten, in denen Öffnungen angeordnet

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sind. Diese Platten sind derart gekrümmt, daß sie stets senkrecht auf den Elektronenbahnen stehen. Dadurch, daß ein Potentialunterschied zwischen den Platten angelegt wird, wird eine für die; Elektronenstrahlen symmetrische Elektronenlinse erhalten, die eine fokussierende Wirkung hat und jeden Elektronenstrahl auf den Bildschirm fokussiert. Es ist sehr schwierig, derartige besonders genau gekrümmte Elektrodenplatten herzustellen und in bezug aufeinander zu montieren» Elektroden derartiger Elektronenstranlerzeugungssysteme werden nämlich mit Hilfe von Montagestiften zusammengebaut, die einen sehr genauen Winkel miteinander einschließen müssen. Um die Elektronenstrahlerzeuger von den Montagestiften entfernen zu können, ist es erforderlich, diese Stifte lösbar in einer Lehre zu befestigen, wodurch ihr gegenseitiger Winkel durch Abnutzung, "Verschmutzung, Verbiegen und Brechen der Stifte /weniger genau wird.

Dieses Problem ist in der US-PS 3 906 279 erkannt worden, und dafür ist eine Lösung angegeben. Die in dieser Patentschrift beschriebene Farbbildröhre weist eine Bauart zum Konvergieren dreier Elektronenstrahl en aus drei zusammengebauten, aber unabhängig voneinander wirkenden Blektronenstränierzeugern auf, deren Achsen zueinander parallel sind, so daß parallele Montagestifte verwendet werden können* Diese Bauart ist dadurch gekennzeichnet, daß von jedem Elektronenstrahlerzeugungssystem, das exzentrisch zu der Hauptachse der Röhre liegt, die letzte auf der Seite des Bildschirmes liegende Elektrode eine Achse aufweist, die exzentrisch zu der Achse des betreffenden Elektronenstrahlerzeuger^ in einer Ebene durch die Hauptachse der Röhre und die Achse des Elektronenstrahlerzeugungssystems und in einem größeren Abstand von der Hauptachse der Röhre als die Achse des Elektronenstrahler zeugers ange-

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ordnet ist₉ Die letztere Elektrode v/eist außerdem einen größeren Durchmesser als die anderen Elektroden des Elektro-r nenstrahlerzeugers auf. Durch die exzentrisch angeordneten letzten Elektroden· wird auf einfache V/eise die Konvergenz der Elektronenstrahlen erhalten, und gleichzeitig können die Elektronenstrahlen jeder für sich fokussiert werden«

Ein auf analoge Weise arbeitendes integriertes System von Elektronenstrahlerzeugungssystemen ist in der US-PS 3 77.2 beschrieben. In der DE-OS 24 06 443 ist ebenfalls ein auf ano,loge Weise arbeitendes System von Elektronenstrahlerzeugungssystemen "beschrieben, bei dem die Fokussierlinsen der nicht auf der Höhrenachse liegenden Elektronenstrahlerzeuger asymmetrisch ausgebildet sind_e Diese Bauarten sind alle weniger attraktiv, weil ihnen ein sehr wesentlicher Nachteil anhaftet. Eine Änderung der Stärke der Fokussierlinse übt nämlich bei derartigen Elektronenstrahlcrzeugungssystemen gleichzeitig einen unmittelbaren Einfluß auf die Konvergenz der Elektronenstrahlen aus, was unerwünscht ist_f

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Farbbildröhre zu schaffen, bei der die vorgenannten Nachteile bekannter Systeme vermieden werden.

Darlegung- des Wesens der Erfindung,.

Die Aufgabe nach der Erfindung bestand daher darin, eine einfache Bauart für voneinander unabhängig fokussierbare und konvergierbare Elektronenstrahlerzeugungssysteme mit zueinander parallelen Achsen anzugeben₅, bei denen eine einfache, schnelle und genaue Herstellung und Hontage möglich ist«

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Diese Aufgabe wird.bei einer- Farbbildröhre der eingangs:ge-. nannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Achsen aller Elektroden zur Röhrenachse parallel angeordnet sind und daß von den -zvfeiten Elektroden, die exzentrisch zu der Hauptachse der Röhre liegen, die auf der Seite des Bildschirmes liegenden letzten Elektroden Achsen aufweisen, die exzentrisch zu den Achsen der saugehörigen vorhergehenden Elektroden und zu den Achsen der zugehörigen ersten Elektroden liegenj "Kobei die Achsen dieser Elektroden in einem kleineren Abstand zu der Hauptachse der Röhre als die Achsen der zugehörigen -auf der Seite des Bildschirmes liegenden letzten Elektroden liegen und diese Achsen wieder in einem kleineren Abstand von der Hauptachse der Röhre als die Achsen der zugehörigen ersteai Elektroden liegen«

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß, wenn ein Elektronenstrahl unter einem bestimmten v/inlcel zu der Elektronenstrahl erzeugungssystemachse in einem derartigen mechanisch asymmetrischen Elektrodensystem verläuft, dennoch eine symmetrische,.'Fokussierung des Elektronenstrahls erhalten werden kann, so daß eine Änderung der Stärke der Fokussierlinse keinen Einfluß auf die Konvergenz ausübte Dieser"bestimmte Winkel, der von den Elektronenstralilerzeugungssystemabmessungen abhängig ist, kann auf einer optischen Bank durch Versuche ermittelt werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer derartigen Farbbildröhre nach der Erfindung ist dadurch-gekennzeichnet,, daß alle genannten Achsen in derselben Ebene liegen und die Achsen einer· der ersten Elektroden und der zugehörigen zweiten Elektroden mit der Hauptachse der Röhre zusammenfallen und die Achsen zweier anderer erster und zweiter Elektroden zu der

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Hauptachse der Röhre symmetrisch angeordnet sind.

Ausführungsbeispiel

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen · .

Fig. 1: im Schnitt eine Farbbildröhre nach der Erfindung;

Pig. 2 und 3: im Schnitt Elektronenstrahlerzeugungssysteme nach dem Stand der Technik;

Fig. 4 bis 6: im Schnitt Elektronenstrahlerzeugungssysteme nach der Erfindung*

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch.eine Farbbildröhre nach der Erfindung. In einem Glaskolben 1, der aus einem Frontglas 2, einem konusförmigen Teil 3 und einem Hals 4 besteht, sind im Hals 4 drei Elektronenstrahlerzeugungssysteme 5; 6 und 7 angeordnet, die die Elektronenstrahlen 8;9 und 10 erzeugen. Die Achsen dieser Elektronenstrahlerzeugungssysteme 5; β und 7 liegen in einer Ebene, der Zeichnungsebene. (Farbbildröhre vom In-line-Typ), Die Achse des mittleren Elektronenstrahlerzeugungssystems 6 fällt mit der Hauptachse, 11 der Farbbildröhre zusammen. Die drei Elektronenstrahlerzeugungssysteme 5; 6 und 7 bestehen aus einer Anzahl entlang einer Achse angeordneter zylindrischer Elektroden« Bekanntlich ist es dabei möglich, eine oder mehr der nebeneinander liegenden Elektroden der Elektronenstrahlerzeugungssysteme als ein Ganzes auszubilden. Auf der Innenseite'des Frontglases ist eine Vielzahl von Trios von Leuchtstoffstreifen angeordnet. Jedes Trio besteht aus einem grün aufleuchtenden Leuchtstoffstreifen, einem blau aufleuchtenden Leuchtstoff streif en und einem rot aufleuchtenden Leuchtstoffstreifen. Alle Trios bilden zusam-

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men den Bildschirm 12. Die Leuchtstoffstreifen stehen senkr recht auf der Zeiclmüngsebene_o Eine Schiitamaske 13, in der eine Vielzahl langgestreckter Öffnungen 14 parallel zu den .Leuchtstoffstreifen angeordnet ist, durch die die Elektronenstrahlen 8;9 und 10 hindurchfallen, ist vor dem Bildschirm angeordnet» Dadurch, daß die Elektronenstrahlen-8;9 und 10 einen kleinen Winkel miteinander einschließen und auf den. Bildschirm 12 konvergieren, fällt jeder Elektronenstrahl über die langgestreckten Öffnungen 14 nur auf Leuchtstoff-Streifen einer bestimmten-Farbe. Bekanntlich ist es auch möglichj öle Elektronenstraiilerzeugungssysteme 5;6 und 7 in einer Dreiackkorifiguration in der Röhre -anzuordnen, wobei jedes E.lektronenstrahlerzeugungssystem an einem Eckpunkt eines gleichseitigen Dreiecks liegt„ Die Maske (Lochmaske) weist in diesem Falle runde öffnungen auf, und der Bildschirm 12 ist aus Trios von Leucht stoff punkten aufgebatit.

In Fig«, 2 ist im Schnitt ein Elektronenstrahlerzeugungssystem nach dem Stand der Technik (US-PS 3 957 106) dargestellt ο Die Mittel zum Erzeugen der Elektronenstrahlen bestehen aus je einer Kathode 15, einer Gitterelektrode 16 und einer Beschleunigungselektrode 17· Die Elektrode 18 v/eist in dem gewölbten Teil 19 Öffnungen 20 und 21 auf. Durch den gewölbten Teil 19 der Elektrode 18 entsteht ein asymmetrisches elektrostatisches Feld zwischen den Elektroden 17 und'18, wodurch die Elektronenstrahlen 22 und 23 derart su der Achse 24 hin abgelenkt v/erden, daß sie auf dem Bildschirm 12 konvergieren. Die Öffnungen 25 und 26 in der Elektrode 27 und die Öffnungen 28 und 29 in der Elektrode sind derart angeordnet, daß sie in den Bahnen der Elektronenstrahlen liegen. Die gewölbten Teile dieser Elektroden 27 und 30, iii -denen diese öffnungen angeordnet sind, sind der-

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art gewölbt, daß ihre Oberflächen atets senkrecht zu den Bahnen der Elektronenstrahlen stehen. Dadurch wird, indem ein genügend großer Potentialunterschied zwischen den Elektroden · 27 und 30 angelegt wird, ein symmetrisches Linsenfeld zwischen diesen Elektroden 27 und 30 erhalten, das eine symmetrische fokussierende Wirkung auf die Elektronenstrahlen 22 und 23 hat ο Änderungen der Stärke dieses Linsenfeldes üben dadurch, keinen Einfluß auf die Konvergenz aus. Die Herstellung von Elektroden mit derartigen genau gewölbten Oberflächen ist besonders schwierig, und die Montage ist ungenau, weil Montagestifte.benutzt werden müssen, die miteinander einen Winkel einschließen.

In Pig, 3 ist ein Elektronenstrahlerzeugungssystem ne,ch dem aus der US-PS 3 906 279 bekannten Stand der Technik dargestellt, bei dem alle Achsen 31; 32 und 33 der Elektronenstrahlerzeugungssysteme 34; "35 und 36 zueinander parallel verlaufen und in derselben Ebene liegen. Das Elektronenstrahlerzeugungssystem 34 besteht aus einer Kathode 37, einem Gitter 38, einer Anode 39 und Gittern 40 und 4I · Die entsprechenden Elektroden des Elektronenstrahlerzeugimgssystems 35 sind mit den Bezugszeichen 47 und 51» die des Elektronenstrahlerzeugungssystems 36 mit den Bezugsziffern 57 bis 61 bezeichnet.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, weisen die Gitter 41 und 61 einen größeren Durchmesser als die zugehörigen Gitter 40 und 60 auf, und die Achsen 42 und 43 liegen weiter von der Achse 32 entfernt als die Achsen der Elektronenstrahlerzetigungssysteme, Die Linsenfelder zwischen den Elektroden 40 und 4I und zwischen den Elektroden 60 und 61 sind dadurch asymmetrisch und lenken die Strahlen 44 und 45 zu dem mittleren Strahl 46 hin

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ab. Diese Linserifeider und das Linsenfeld Epischen den Gittern 50 und 51 dienen zugleich zum Fokussieren der Elektronenstrahlen Eine kleine Änderung des Spannungsunterschiedes zwischen den Elektroden 40 und 41 und zwischen den Elektroden 60 und 61 übt dadurch einen Einfluß sowohl .-auf die Konvergenz als auch auf die'Fokussierung- der Elektronenstrahlen aus. Dies ist aber unerwünscht, weil eine Änderung der Fokussierung einerseits und der Konvergens andererseits möglichst unabhängig voneinander vorgenommen werden sollte.

In Pig» 4 ist eine erste Ausführungsfonn eines Elektronenstrahlerzeugungssystems nach- der Erfindung dargestellt, in dem keine gewölbten Teile erforderlich sind, alle Achsen der Elektroden zueinander parallel verlaufen und. dennoch eine von der -Pokussierspannung (dem Spannungsunte-rBcliied- zwischen den letzten zwei Elektroden in einer Elektronenbahn) unabhängige Konvergenz möglich ist. Es besteht aus drei Elektronenstrahl« erzeugungssystemen 70; 80 und 90 mit den Kathoden 71; 81. und 91 in Gittern 72; 82'und 92 und in Elektronenstrahlrichttuig dann folgenden Elektroden 73; 83 und 93· In. diesen Elektroden verlaufen die drei Elektronenstrahlen 74; 84 und 94 parallel zueinander« In den folgenden Gittern 75 und 95 ^m^ zu den Strahlen 74 und 94 asymmetrisch liegenden Öffnungen 52 und 53 werden die Elektronenstrahlen 74 und 94 zu dem mittleren Elektronenstrahl 84 hin abgelenkt, und zwar auf die bereits in der US-PS 2 957 106 beschriebene Weise, Die Fokussierung erfolgt durch Linsenfelder zwischen den Elektroden 75 und 76; 85 und 86 und 95 und 96_e

Im Gegensatz zu der in der US-PS 3 906 279 beschriebenen Bauart übt eine Änderung der Fokussierlinsenfelder zwischen den Elektroden 75 und 76 und zwischen den Elektroden 95 und 96

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der äußeren Elektrodenstrählerzeugungssysteme gar keinen Einfluß auf die Konvergenz aus, weil die Elektronenstrahlen 74 und 94 unter einem bestimmten Winkel zu den Elektronenstrahlerzeugungssystemachsen durch diese Linsenfelder fallen. Dadurch -wird mit Hilfe einiger asymmetrisch liegender Elektroden eine symmetrisch auf den Strahl einwirkende Ppkussierlinse erhalten.

Ein Beispiel der elektrischen Spannungen (in Volt), die an die unterschiedlichen Elektroden angelegt werden, ist in Pig, 4 für das Elektronenstrahlerzeugungssystem 70 dargestellt. Einige Abmessungen der Elektroden und ihre gegenseitigen Abstände sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt:

Elektrode ITr,	Länge (mm)	Durchmesser (mm)	gegenseitiger Abstand (mm)	Durchmesser Öffnung (mm)
76	8	7,6
76-75			1
75	16,2	7,4		1,5
75-73			1,4.
73	5,4			0,75 .
73^-72			0,35 ·
72				0,75
72-71			0,12
71

Der Abstand der Achse 54 der Elektrode 76 von der Elektronen· stralilerzeugungssystemachse .62 beträgt 0,3 mm. Der Abstand der Achse 55 von der Achse 62 ist 0,4 mm, und der Abstand

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der Achse 56 von der Achse 62 beträgt 0,2 rom« Andere gegenseitige Achsenab stände sind "bei anderen Blektronenstrahlerzeugungssystemabmessungen erforderliche Diese können experimentell auf einer optischen Bank ermittelt oder berechnet werden. Die Dicke, des Werkstoffs (Cr-Ui-Stahl), aus dem die unterschiedlichen Elektroden hergestellt sind, beträgt im vorliegenden Ausführung ob ei spiel 0,13 bis 0,2 mm. Der Abstand zwischen zwei Elekironenstrahlerzeiigungssysteinachsen beträgt 10 mm_e

In 3?ig„ 5 ist im Schnitt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Elektronenstrahlerseugungssystems nach der Erfindung dargestellt. Der Deutlichkeit halber sind dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 4 verwendet«. Die Konvergenz der Elektronenotrahlen 74; 84 und 94 wird hier dadurch erhalten, daß das auf die Elektroden 73 und 93 in Elektronenstrahlrichtung gesehen folgende Ende der Elektroden 75 und 95 um etwa 87 gegen die Elektronenstralilerzeugimgssystemachse geneigt ist« Dieses Konvergierverfahren ist gleichfalls bereits in der US-PS 2 957 106 beschriebene Die unterschiedlichen Abmessungen entsprechen etwa den In Pig« 4 angegebenen Abmessungen» Die Elektronen-trahleii 74ϊ 84 und 94 konvergieren ebenfalls auf dem Bildschirm 12. Die Konvergenz ist von der Stärke der Fokussierlinse unabhängig*, Die Konvergenz der Elektronenstrahlen kann auch dadurch erhalten werden, daß die Elektroden 73 und 93 verschoben oder gekippt werden, wo durch im Zusammenwirken mit den Elektroden 75 und 95 die asymmetrischen ablenkenden Linsen erhalten werden» Darauf wird nicht näher eingegangen.

In Fige 6 ist im Schnitt ein drittes Ausfülirungsbeispiel eines Elektronenstrahlerzeugungssystems nach der Erfindung darge-

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stellt. Das Elektronenstrahlerzeugungssystem enthält eine Anzahl von Elektroden 102; 103; 105 und 106, die den drei Elektronenstrahlen 74; 84 und 94 gemeinsam zugeordnet sind« Die Fig«, 6 ist etwa im gleichen Maßstab wie die Fig. 4 und 5 gezeichnet. Der Deutlichkeit halber sind soweit wie möglich dieselben Bezugsseichen wie in den Fig, 4 und 5 verwendet. Eine der Elektroden kann in zwei Teilelektroden aufgeteilt, oder es kann eine zusätzliche Elektrode angeordnet werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen_β

Claims

,ir ^δ/ -12- Berlin,d.9.11.1979 ^{1 5} .^ό 56 092/13

β Elektrische Entladungsröhre, insbesondere Farbbildröhre, bestehend aus ztir Hauptachse der'Röhre auf parallelen Achsen angeordneten Elektroden zum Erzeugen einiger Elektronenstrahlen, einem Bildschirm, auf den diese Elektronenstrahlen konvergieren, zweiten Elektroden, die zwischen den ersten Elektroden und dem "Bildschirm angeordnet sind und die ein Linsenfeld erzeugen_s das die Elektronenstrahlen symmetrisch fokussiert j und dritten Elektroden zwischen den ersten und den. zweiten Elektroden., mit deren · Hilfe, gegebenenfalls im Zusammenwirken mit den ersten Elektroden, ein asymmetrisches Linsenfeld zum Konvergieren der Elektronenstrahlen auf dem Bildschirm erzeugt wird, gekennzeichnet dadurch, .daß die Achsen aller Elektroden zur Röhrenachse parallel angeordnet sind, und daß von den zweiten Elektroden, die exzentrisch zu der Hauptachse der Röhre liegen, die auf der Seite des Bildschirmes liegenden letzten Elektroden (76; 96; 106) Achsen (54) aufweisen," die exzentrisch zu den Achsen (55) der zugehörigen vorhergehenden Elektroden (75; 95; 105) und zu den Achsen (62) der zugehörigen ersten Elektroden liegen, wobei die'Achsen (55) dieser Elektroden (75; 95; 105) in . einem kleineren "Abstand zu der Hauptachse .der Rohre als die Achsen (54) &er zugehörigen auf der Seite des Bildschirmes liegenden letzten Elektroden (765 96; IO6) liegen und diese Achsen (54) in einem kleineren Abstand von der Hauptachse der Röhre als die Achsen (62) der zugehörigen ersten Elektroden (71; 72; 73; 91; 92; 93) liegen.

2* Elektrische Entladungsröhre nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß alle genannten Achsen in derselben Ebene liegen und die Achsen einer der ersten Elektroden und der

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zugehörigen zweiten Elektroden rait der Hauptachse der Röhre zusammenfallen und die Achsen zweier anderer erster und zweiter Elektroden zu der Hauptachse der Röhre symmetrisch angeordnet sinde

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