DD219622A5 - Farbbildwiedergaberoehre - Google Patents

Abstract

Ziel und Aufgabe der Erfindung bestehen darin, eine Farbbildwiedergaberoehre zu schaffen, die eine hoehere Qualitaet der Punkte und Ringe hinsichtlich einer groesseren Farbreinheit aufweist. Erfindungsgemaess ist eine Farbbildwiedergaberoehre vorgesehen, die einen Aussenkolben mit einer Frontplatte, Mittel zum Erzeugen eines Elektronenstrahls, einen Kanalplatten-Elektronenvervielfacher mit einer Eintritts- und einer Austrittsseite, Mittel zum Abtasten des Elektronenstrahls an der Eintrittsseite des Elektronenvervielfachers, einen im wesentlichen parallel zur Austrittsseite des Kanalvervielfachers verlaufenden Punkt-Ring-Wiedergabeschirm im Abstand von dieser Austrittsseite und Mittel zum Aendern des Abstands zwischen der Quelle des beim Wiedergabeschirm ankommenden Elektronenstrahls und dem Wiedergabeschirm auf eine vorgegebene Weise und dabei zum Aendern der Form und der Abmessung des beim Schirm ankommenden Elektronenstrahls enthaelt. Fig. 1

Description

. ' . / Berlin, 27. 9. 1984

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Farbbildwiedergaberöhre

Anwendungsgebiet der Erfindung . -

Die Erfindung bezieht sich auf eine Farbbildwiedergaberöhre, die sowohl für Bildwiedergabe als auch für Datenwiedergabe (DGD-Röhre) verwendbar ist.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Wiedergaberöhre mit einem Kanalvervielfacher und· einem Kathodolumineszenzschirm, die aus Funkten eines einzigen Leuchtstoffs gebildet ist, die von einem oder zwei Ringen anderer. Leuchtstoffe umgeben sind« Der Einfachheit halber wird dieser Schirm im weiteren mit Punkt-Ring-Wiedergabeschirm bezeichnet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Eine Wiedergaberöhre mit einem derartigen Wiedergabeschirm ist in der'-GB-PS 1 446 774 (EHB 32 330) beschrieben. In dieser bekannten Röhre enthält der Elektronenvervielfacher eine Anzahl gelochter Dynoden, die voneinander isoliert sind. Die Löcher haben eine derartig einbiegende Form, daß ihre kleinsten Querschnittsflächen an den Eingangs- und Ausgangsflächen einer jeden Dynode liegen. Eine gelochte Fokussierungselektrode ist auf der Ausgangsdynode montiert und davon isoliert. Die Löcher in der Fokussierungselektrode weiten sich .in Richtung des Punkt-Ring- ' Wiedergabeschirms auf. Im Betrieb wird zwischen der letzten Dynode und dem Schirm ein wesentlich konstanter Potentialunterschied aufrechterhalten, der ein Beschleunigungsfeld erzeugt. Eine positive Spannung Vf zwischen der letzten Dynode und der Fokussierungselektrode ist variabel und

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dient zum Entziehen der Elektronen und zum Umformen dieser Elektronen in einen Strahl. Durch Änderung der Spannung Vf können die Abmessung und die Form des Elektronenstrahls aus einem Kanal geändert werden« Insbesondere wird ein kreisförmiger, "massiver" Strahl mit einem Min- • destdurchmesser gebildet, wenn die Spannung Vf gleich UuIl , ist (0 V)· Wenn, die Spannung Vf positiver, gemacht wird,¹' hat der Elektronenstrahl einen ringförmigen Querschnitt (oder ringartig), und auch vergrößert sich der Durchines-' ser auf ein Maximum bei einer spezifischen Höchstspannung Vf oder HO V. , ..'" ^;

Eine Abwandlung dieser bekannten Röhre, ist in der GB-PS-1 452 554 (PHB 32 429) beschrieben, die eine Zusatzpatentschrift zur GB-PS 1 446 774 darstellt. In der Patentschrift 1 452 554,sind zwei Fokussierungselektroden' vorgesehen. Die erste hat sich aufweitende Löcher, die kleiner, als die Löcher in den Dynoden sind, und zur. Bildung des aus dem eigentlichen Kanalvervielfacher tretenden Elektronenstrahls dient. Die zweite Fokussierungselektrode weist. 'einbiegend geformte. .Löcher auf und wird mit einer variablen Pokussierungsspannung versorgt. . r

Ziel der Erfindung , _:,

Ziel der Erfindung ist es, Nachteile des Standes der. Technik su vermeiden. . .,

Darlegung des Wesens der'Erfindung -

Der Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, eine Farbbild- ' wiedergaberöhre zu schaffen, die eine höhere Qualität der Punkte und Ringe hinsichtlich einer größeren Farbreinheit aufweist« _p .

Erfindungsgemäß ist eine Farbbildwiedergaberöhre vorgesehen, die einen Außenkolben mit einer Frontplatte, Mittel'' zum Erzeugen eines Elektronenstrahls, einen Kanalplatten-Elektronenvervielfacher mit einer Eintritts- und einer Austrittsseite, Mittel zum Abtasten des Elektronenstrahls an der Eintrittsseite des Elektronenvervielfachers, einen im wesentlichen parallel zur Austrittsseite des Kanalvervielfacher verlaufenden Punkt*Ring-Wiedergabeschirm im Abstand von dieser Austrittsseite und Mittel- zum Ändern des Abstands zwischen der Quelle des beim Wiedergabeschirm ankommenden Elektronenstrahls und dem Wiedergabeschirm auü* eine vorgegebene Weise und dabei zum Ändern der Form und der Abmessung des beim Schirm ankommenden Elektronenstrahls enthält. ^;

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich die Anforderungen zum Erzeugen der besten Punkte von den Anforderungen zum Erzeugen der besten Ringe unterscheiden· Der Quelle-Schirm-Abstand zum Erzeugen gut definierter Punkte und Ringe ist besonders wichtig. In den bekannten Röhren ist der Quelle-Schirm-Abstand der gleiche für die die Punkte und Ringe erzeugenden Elektronen und daher können¹ sie keine gut definierten Punkte und Ringe erzeugen.

Die Mittel zum Einstellen des Abstands können Mittel zum Ändern des Feldes an der Austrittsseite des Elektronen-Vervielfachers enthalten. Beim Elektronenvervielfacher mit einem Stapel gelochter Dynoden, wobei das Loch in jeder Dynode eine einbiegende Form hat, können die Mittel zum Ändern des Feldes zusätzliche gelochte Elektroden parallel zu den Dynoden, aber im Abstand davon, enthalten·

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthal-

ten die zusätzlichen gelochten Elektroden eine erste Elektrode neben der^: letzten Dynode, aber im Abstand davon, Wobei die erste Elektrode eine Dicke hat, die 'geringer als die einer Dynode ist, und Löcher, die sich in Richtung auf den Schirm aufweiten, und eine zweite Elektrode neben der ersten Elektrode, aber im Abstand davon, wobei die zweite Elektrode eine geringere Dicke als die einer Dynode und Löcher hat, die in Richtung auf den Schirm kleiner.werden.... Nach Bedarf kann eine dritte Elektrode neben der zweiten Elektrode, aber im Abstand davon, angeordnet werden, wobei 3ich die Löcher in der dritten Elektrode in Richtung auf den Schirm aufweiten. Die dritte Elektrode kann dicker als die ersten und zweiten Elektroden sein, in welchem.Fall · die Abmessung der Löcher an der Austrittsfläche der dritten Elektrode größer als die maximale Abmessung der Löcher in den ersten und zweiten Elektroden ist«

Wenn die Dynoden aus halben Dynoden hergestellt sind, die zur Bildung der einbiegenden Löcher mit den Rücken aneinander angeordnet sind, können die ersten, zweiten und drit-. ten Elektroden aus halben Dynoden gebildet werden, wobei Kompatibilität zwischen den halben Dynoden und den Dynoden gewährleistet ist.· · ' ,

Die Oberflächen der konvergierenden Löcher in der zweiten Elektrode können sekundäre'elektronenemittierende Oberflächen sein und die wirksame Quelle des Elektronenstrahls 'zum Aufprallen auf dem (den) Leuchtstoffring(en) enthalten· Also können die ersten und zweiten Elektroden zusammen als eine weitere Dynode mit" einbiegenden Löchern ,.betrachtet werden, unter der Voraussetzung, daß die geeigneten Spannungen, angelegt y/erden·

Ausführungsbeispiel

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden jetzt nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert* Ss zeigen '..·/

Pig· 1: einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Wiedergaberöhre,

Fig. 2: eine Ansicht auf einen Punkt-Ring-Wiedergabeschirm, der in der Wiedergaberöhre nach Pig. 1 verwendbar ist,

Pig. 3: einen Querschnitt durch einen Teil eines Kanalplatten-Elektronenvervielfachers mit zusätzlichen Farbwählerelektroden in der Vergrößerung,

Pig« 4A, 4B und 4C: den Betrieb der zusätzlichen Farbwählerelektroden, wobei der Queiie-Schirm-Abstand geändert wird. .

In den verschiedenen Figuren sind die gleichen Bezugsziffern für dieselben Elemente benutzt.

Die 7/iedergaberöhre 10 nach Fig. -1 enthält einen Metallkolben 12 mit einer optisch durchsichtigen Flachglasfrcntplatte 14. Eine Quelle 16 eines IJiederstrom-Mederspannungs- elektronenstrahls 18 ist im Kolben 12 angeordnet. Der TJiederstrom/lliederspannungselektronenstrahl 18 wird auf Wunsch mit elektromagnetischen Strahlablenkern 20 an einer Eintrittsseite eines Kanalvervielfacher 22 abgetastet. Der aus dem Elektronenvervielfacher 22 austretende Elektronenstrahl wird auf einen Punkt/Ring-Kathodenlumineszenzschirm 24 beschleunigt, der auf der Frontp.latte 14 angebracht ist.

Ein Beispiel eines Punkt-Ring-Schinns 24 ist in Fig. 2

dargestellt. In FIg, 2,enthält der Schirm 24 einen Funkt 26 eines ersten Farbleuchtstoffs, einen äußeren konzentrischen Ring 28 eines zweiten Farbleuchtstoffs und einen dritten Farbleuchtstoff im Bereich 30 außerhalb der Ringe 28. Zwischen den Punkten 26 und den Ringen 28 sowie zwischen den Ringen 28 und dem Bereich 30 sind Schutsringe 32 und, 34 angeordnet. Fach Bedarf können die Schutzringe 32 ' und 34 mit einem schwarzen Matrismaterial gefüllt werden. Andere Anordnungen für Punkt-Ring-Schirme sind verwendbar, so kann z. B. der Punkt einen Penetrationsleuchtstoff enthalten, der ,in'zwei Primärfarben leuchtet, und in einem derartigen Fall enthält der umgebende Ring oder Bereich um den Punkt feinen Leuchtstoff, der in der dritten Primärfarbe leuchtet; ein derartiger Schirm ist in der GB-Patentan-. meldung 8 230 244 (PHB 32 924) beschrieben.

Der Elektronenvervielfacher 22 nach Fig. 3 ist ein laminierter Pla.tteneiektronenvervielfacher und enthält einen Dynodenstapel von beispielsweise 7 Dynoden, von denen die ersten zwei 36 und 38 und die letzte 40 dargestellt sind'. Der Auf-

'- bau des Blektronenyervielfachers 22 ist mit v/eiteren Einzelheiten nach dem Stand der Technik beschrieben, von denen die GB-PS 1 .434 053 (PHB 32 324)'und 2 023,332A (PHB 32 626) zwei Beispiele darstellen. Die zweite Dynode 38 und weitere '

ν Dynoden haben die zweifache Dicke der ersten Dynode 36. Die Dynoden können aus einem sekundär emittierenden Material hergestellt sein, aber bei großen Oberflächen werden sie ' aus Flußeisen hergestellt, das sich leichter und genau ätzen läßt als alle anderen bekannten sekundär emittierenden Materialien» Die Löcher 42 in der ersten Dynode 36 laufen von ihren Eingangsflachen aus zusammen. Jedoch haben die zweite Dynode 38 und folgende Dynoden einbiegende oder tonnenförmige Löcher 44· Da es schwierig ist, einbiegende Löcher in einer einfachen Materialplatte zu ätzen, werden auf

' · . . . 7 . .· '

vorteilhafte Weise die zweite Dynode 33 und folgende Dynoden dadurch angefertigt, daß zwei halbe Dynoden mit konvergierenden Löchern derart mit den Rücken aneinander gestellt werden, daß die Oberflächen mit dem größeren Durch-

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messer des Lochs aneinander liegen· Die erste Dynode 36 enthält vorteilhaft eine halbe Dynode. Jede Dynode liegt im Abstand von der benachbarten durch Isolierung oder durch widerstandsfähige Abstandselemente, die in Fig. 3 aus Ballotine 46 bestehen« Ein Potentialunterschied .zwischen 200 und 500 Volt Gleichspannung besteht typisch zwischen aufeinanderfolgenden Dynoden und ein Potentialuriterschied in der Größenordnung von 8 kVolt besteht zwischen der letzten Dynode 40 und dem Schirm 24.

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Im Betrieb erzeugt ein in einem Loch 42 der ersten Dynode 36 einfallendes Elektron mehrere 'Sekundärelektronen, die auf die weitere halbe Dynode der zweiten Dynode 38 aufprallen usw. Da Flußeisen kein guter Sekundäremitter ist, kann ein sekundäremittierendes Material 48, z. B. Magnesiumoxid, in Löchern der ersten Dynode 36 und in der weiteren Halbdynode der zweiten Dynode 38 und>folgender Dynoden angeordnet werden. Drei Farbwählerelektroden 50, 52 und 54, die voneinander isoliert und im Abstand liegen, sind auf der letzten Dynode 40 des Elektronenvervielfachers 22 montiert. Erste und zweite Farbwählerelektroden 50. und 52.enthalten Halbdynoden, und da die erste Elektrode 50 sich aufweitende Löcher hat, die mit konvergierenden, sekundär emittierenden Löchern in der-zweiten Elektrode 52 fluchten, können zusammengenommen als eine weitere Dynode betrachtet werden, unter der Voraussetzung,. daß die richtigen Spannungen an die Elektroden 50 und 52 gelegt werden. Die dritte Farbwählerelektrode 54 enthält zwei aneinander* grenzende Halbdynoden, von denen die zweite wiederholt geätzte Löcher hat, wodurch gewährleistet ist, daß ein Elektronen-

strahl aus dem;Elektronenvervielfacher 22 nicht .gehindert wird« Jede Elektrode 50, 52 und 54 wird auf einer vorgegebenen Spannung im Verhältnis zur "letzten Dynode 40 gehalten· Diese Spannungen halben die Bezugsziffern Vf 1, Vf2 und Vf3 und durch ihre Variation in einer vorgegebenen Weise kann der Quelle-Schirm-Abstand des Elektronenstrahls au3 dem Elektronenvervielfacher 22 geändert werden und einen gut definierten Punkt oder Ring am Schirm 24 erzeugen. Ein Beispiel der Erzeugung eines Punktes und zweier Hinge wird nachstehend' an Hand der Pig. 4A, 4B und 4C beschrieben. ': . " . -

Im nachstehenden Beispiel stehen alle Spannungen im Verhältnis zu der letzten Dynode 40, der als. 0 V angenommen wird. Der Schirm 24 führt +8k'V« Zur Bildung des austretenden Elektronenstrahls zum Aufprallen" auf einem Punkt 26, wie in Pig. 4A dargestellt, beträgt Vf1 = 20 V, Vf 2 = 160 V und Vf3 = 11.5 V. Die Quelle für den austretenden Elektronenstrahl 60 enthält die^ letzte Dynode 40 und die Spannungen an den Elektronen 50, 52 und 54 dienen zum Anziehen des Elektronenstrahls 60 aus der letzten Dynode und zum Fokussieren .des Elektronenstrahls 60 auf dem Schirm 24.

In Pig. 4B, in der der Elektronenstrahl zum Aufprallen auf dem Ring 28 ausgebildet ist, betragen Vf1 = +350 V, Vf2 =. +450 V und Vf3. = +520 V. Unter diesen Bedingungen ist die Quelle für den austretenden Elektronenstrahl 60 die zweite Elektrode 52, die sich näher beim Schirm 24 als die letzte Dynode 40 befindet. Also erfolgt dadurch eine zusätzliche Brektronenvervielfachung. Auch dadurch, daß die Löcher in -. der.Elektrode 54 sich aufweiten,, wird der Elektronenstrahl 60, der einen ringförmigen oder ringartigen Querschnitt hat, breiter. ..' -, ' . . .

Schließlich betragen in Pig. 4C Vf1- = +280 T, Vf 2 = +400 V und Vf 3 = +600 V· Die Quelle des austretenden Elektronenstrahls 60 bleibt die zweite Elektrode 52 und die angelegten Spannungen ermöglichen die weitere Ausbreitung des ringförmigen Strahls 60 und das Aufprallen im Bereich 30 außerhalb des Schutzrings 34· ;

Also wird durch das Einstellen der Spannungen Vf 1, Yf2 und Yf3j beispielsweise beim Horizontalrücklauf, der Quelle-Schirm-Ab stand geändert, und dadurch werden die Abmessung und der Querschnitt des auftretenden Elektronenstrahls ebenfalls geändert, wodurch die Erzeugung eines gut definierten· Punktes oder Ringes ermöglicht wird* '

Die Elektroden 50, 52 und 54 enthalten normalerweise HaIbdynoden, die in normalen Ätzverfahren geätzt werden, wodurch, es möglich ist, ihre Kosten mit den Kosten der Dynoden des Elektronenvervielfachers 22 vergleichbar'zu machen.

Claims (8)

x ,10 Erfindungsanspruch

1. Farbbildv/iedergaberöhre, gekennzeichnet durch einen Außenkolben mit einer Frontplatte, die Mittel zum Er-

• zeugen eines Elektronenstrahls, einen Kanalplattenelektronenvervielfacher mit einer Eintrittsseite und einer Austrittsseite, Mittel zum Abtasten des Elektronenstrahls an der Eintrittsseite des Elektronenvervielfachers, ein,en Punk.t-Ring-Kathodolumineszenzvd.eder-. gabeschirm parallel zur Austrittsseite des Kanalplattenelektrpnenvervielfachers und im Abstand davon .Mittel zum Ändern des Abstands zwischen der Quelle des auf dem ' .-. Wiedergabeschirm aufprallenden Elektronenstrahls und dem Wiedergabeschirm auf eine" vorgegebene Weise enthält und dabei die ,Form und die Abmessung des auf den Schirm'auf-,prallenden Elektronenstrahls ändert. , .

2. Farbbildwiedergaberöhre nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Abstandseinsteilmittel ,Mittel zum Einstellen des Feldes an der Austrittsseite des Elektronenvervielfachers enthält.

3· Farbbildwiedergaberöhre nach Punkt 2, gekennzeichnet da-· durch, daß der Elektronenvervielfacher einen Stapel gelochter Dynoden enthält, wobei die Löcher in einer jeden der Dynoden eine einbiegende Form haben, und daß die -Mittel ζυή Einstellen des Feldes zusätzliche, gelochte Elektroden enthalten,, die parallel zu den Dynoden angeordnet sind und im Abstand davon-liegen· ,

4« Farbbildwiedergaberöhre nach Punkt 3> gekennzeichnet da- durch, daß die zusätzlichen gelochten Elektroden eine r erste zur letzten Dynode benachbarte, jedoch im Abstand

davon liegende Elektrode .enthalten,, .wobei die erste Elektrode eine Dicke aufweist, die geringer als die . einer Dynode ist, und Löcher, die sich in Richtungauf den Schirm aufweiten, und eine zweite, zur ersten Elektrode benachbarte, jedoch im Abstand davon liegende Elektrode hat, wobei die zweite Elektrode eine geringere Dicke als die einer Dynode und Löcher hat, die in einer Richtung auf den Schirm konvergieren.,

5·'Farbbildwiedergaberöhre nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch.,. . daß sie eine dritte, zur zweiten Elektrode benachbarte, jedoch im Abstand davon liegende Elektrode enthält, wobei die Löcher in der dritten Elektrode sich in einer Richtung auf den Schirm aufweiten«

β.

Farbbildwiedergaberöhre nach Punkt 5> gekennzeichnet dadurch, daß die dritte Elektrode dicker als die ersten und zweiten Elektroden ist, und daß. die 'Abmessung der Löcher an der Austrittsseite der dritten Elektrode größer als die maximale- Abmessung der Locher in den ersten und zweiten Elektroden ist.

7. Farbbildwiedergaberöhre nach den Punkten 4, 5 oder 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Oberflächen der konvergierenden Löcher,in der zweiten .Elektrode Sekundär-

. elektronen emittierende Oberflächen sind und die-'Wirksame Quelle des Elektronenstrahls zum Aufprallen auf dem (den) Leuchtstoffring(en) enthält. .

8. Farbbildwiedergaberöhre im Aufbau und in der Anordnung zum Betrieb nach obiger Beschreibung an Hand der beigefügten Zeichnung.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen