DD241667A5 - Elektronenstrahlroehre mit fokussierungsmitteln und verfahren zum fokussieren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kathodenstrahlroehre mit einer Fokussiereinrichtung und auf ein Verfahren zum Fokussieren. Durch die Erfindung wird mit relativ einfachen Mitteln im Bereich starker Ablenkungen ein oertlich begrenztes Bremsfeld aufgebaut und dadurch ein guenstiger Auftreffwinkel des Elektronenstrahles auf den Katodolumineszenzschirm erreicht. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass eine leitfaehige Fokussiereinrichtung 28 in Form einer Metallschleife am Umfang des Bildschirmes, d. h. an den an der Frontplatte 12 befestigten Isolierstuetzpunkten 30 angebracht ist, wobei an diese Schleife 28 eine Spannung angelegt wird, die betraechtlich niedriger ist als die an den Bildschirm angelegte Spannung, so dass die Bahn des Elektronenstrahls in der Naehe des Bildschirmumfanges oertlich veraendert werden kann. Fig. 2

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Katodenstrahlröhre mit einer Fokussierungseinrichtung für die Veränderung der Bahn eines Elektronenstrahls für sein Auftreffen am Umfang eines Katodoiumineszenzschirmes, der innerhalb der Röhre angeordnet ist.

Charakteristik der bekannten technischen Losungen

Eine Standardkatodenstrahlröhre umfaßt eine Schirmträgerfrontpiatte mit einem Katodoiumineszenzschirm, einen tunnelförmigen hinteren Abschnitt mit einem herausragenden Hais und eine Fassung mit einem Elektronenstrahlerzeuger (Elektronenkanone), der so beschaffen ist, daß er einen auf dem Bildschirm auftreffenden Elektronenstrahl aussendet. Ein Ablenkjoch verändert die Bahn des Elektronenstrahls so, daß er den gesamten ,Katodoiumineszenzschirm abtastet. Der maximale Winkel, um den der Strahl zu den diagonalen Ecken des Röhrenschirmes abgelenkt wird, ist bekannt ais Ablenkungswinkel. Typische Werte für den Ablenkungswinkel sind 70'*.. 90° und 110°, die den Gesamtwinke! zwischen Ecke und Gegenecke darstellen, über den der Elektronenstrahl abgelenkt wird. Zum Beispiel bedeutetet Ablenkungswinkel von 110°, daß der Elektronenstrahl um 55° von der Mitte zur Ec;<e hin abgelenkt wird.

Bemühungen zur Verminderung der Gesamttiefe der Katodenstrahlröhren führten zu größeren Ablenkwinkein. Röhren mit einem Abienkwinkel größerai's 110°ergaben jedcch eins unzureichende Sildgröße und reduzierten den Ubertragungsstrom am Umfang des Katodoiumineszenzschirmes infolge des größeren Einfallwinkels für die Elektrcnenstrahlbahn.

Ziel der Erfindung

!Viii der Erfindung seilen die Mangel des Standes der Technik beseitigt werden.

Dariagung des Wesens dar -Erfindung

Erfindungsgemäß ist die Katodanstrahiröhr-ä mit einsr örriieh begrenzten Foi'ussieruncseinriehtung ausgestattet, durch die dis 3ann eines Strahles von Elektronen, die aus dsrr. Elektronenstrahlerzeuger der Röhre austreten und auf dem Katodolumineszenzschirm aunrsffan. am Umfanq des Biiascnirmss örtien -veränaert wird. Die ieitends Fokussierungseinrichtung ist Sm UiTifsng ass Bildschirmes angeoranet und dient der Veränderung der E!extronenstrahibahr>, wobei sich cie an die Fcxussiärungsainricntunc angelegte Spannung sehr oetracritiich von der an den Siicschirrn arigsiecr.ar, Spannunc unterscheidet.

Die vorliegende Erfindung sorgt für ein örtlich begrenztes Bremsfeld in der Nähe starker Ablenkung, damit ein günstigerer Auftreffwinkel des Elektronenstrahls auf dem Katodolumineszenzschirm erzielt wird.

Ausführungsbeispiel

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 (Blatt 1) Vorderansicht mit teilweiser Schnittdarstellung einer Katodenstrahlröhre mit einer erfindungsgemäßen leitenden Fokussierungseinrichtung.

Fig.2 eine Querschnittdarstellung längs der Linie 2-2 gemäß FIGUR 1.

Fig.3 eine Querschnittsdarstellung eines Isolierstützpunktes, der bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

Fig.4 eine schematische Darstellung eines Fokussierüngseffektes, der durch die vorliegende Erfindung erreicht wird.

Fig. 1 und Fig.2zeigen eineflache Katodenstrahlröhre 10 mit einer Schirmträgerfrontplatte 12 und einem Elektronenstrahlerzeuger 14, der so beschaffen ist, daß er Strahlen von Elektronen erzeugt, die auf einem Katodolumineszenzschirm 16 auftreffen sollen, der an der Frontplatte 12 angebracht ist.

Der Elektronenstrahlerzeuger 14 ist ein Bestandteil der Fassung 18, die an einem hinteren Abschnitt 20 der Röhre 10 angeschmolzen ist, und zwar nach einem Verfahren, das in der USA-PA 696158, die am 29. Januar 1985 eingereicht wurde, beschrieben wird. Der hintere Abschnitt 20 ist in seiner Form im wesentlichen symmetrisch zu jener der Schirmträgerfrontplatte 12, so daß eine flache Katodenstrahlröhre 10 entsteht, wie sie in der USA-PA 695885, die am 29. Januar 1985 eingereicht wurde, beschrieben wird. Eine derartige flache Röhre 10 hat einen großen Ablenkungswinkel, der 150° betragen kann. Eine Schlitzschattenmaske 22 ist nahe dem Bildschirm 16 angeordnet und an einem Maskenrahmen 24 befestigt, der von Montagezapfen 26 gehalten wird, die sich von der Schirmträgerfrontplatte 12 aus nach innen erstrecken. Eine leitende Fokussierungseinrichtung ist außen am Umfang des Katodolumineszenzschirms 16 angebracht und gegen diesen isoliert. Die leitende Fokussierungseinrichtung umfaßt vorzugsweise eine Metallschleife 28, die in der Nähe des Randes und hinter der Schattenmaske 22 montiert ist. Die Metallschleife 28 ist an den Isolierstützpunkten 30 durch Schrauben befestigt. Die Isolierstützpunkte 30 können aus einem Keramikmaterial hergestellt sein und werden am Schattenmaskenrahmen 24 durch teilweise versenkte (nicht dargestellte) Schrauben befestigt. Die Isolierstützpunkte 30 haben eine zylinderförmige Außenfläche 32 mit einer Vielzahl von parallelen kreisförmigen Rillen 34, die sich an diese anschließen, wie es in FIGUR 3 dargestellt wird. Der Zweck dieser Rillen 34 besteht darin, den in ihnen aufgebrachten Getterstoff daran zu hindern, im Anschluß an das Aufleuchten eines innerhalb der Röhre 10 angebrachten Getters 36 zwischen der Metallschleife 28 und dem Bildschirm 16, dessen Spannungspegel sich beträchtlich von dem der Schleife 28 unterscheidet, einen elektrisch leitenden Weg zu schaffen. Vorzugsweise umfaßt die Metallschleife 28 ein rechtwinklig geformtes Band mit einer Breite von etwa 12 Millimetern und einer Dicke von etwa 1 Millimeter. Das Band muß an den Isolierstützpunkten 30 in einer Weise befestigt sein, daß der größte Teil der Oberfläche des Bandes in einer Ebene positioniert ist, die aus Gründen, die nachfolgend noch erläutert werden, im wesentlichen parallel zur Bahn der Elektronenstrahlen verläuft. Die Metallschleife kann andererseits einen kreisförmigen Draht mit einem Durchmesser von etwa 1,5 Millimetern umfassen. Vorzugsweise besteht die Metailschleife 28 entweder aus einem nichtmagnetischen nichtrostenden Stahl oder aus einer nichtmagnetischen Legierung aus Nickel und Chrom. Damit eine Spannung an die Schleife 28 angelegt werden kann, wird ein leitender Anschluß 38 an die Schleife 28 angeschweißt, der sowohl durch den Rahmen 24 als auch durch die Schirmträgerfrontplatte 12 hindurchgeht. Da die Öffnung in der Frontplatte 12 um den Anschluß(draht) 38 herum abgedichtet sein muß, muß dieser Anschluß 38 aus einer Legierung bestehen, die mit dem Glasmaterial der Frontplatte 12 verträglich ist. Vorzugsweise ist der der Innenfläche der Schirmträgerfrontplatte 12 benachbarte Abschnitt des Anschlusses 38 durch ein Stück Isoiierrohr 40 umgeben, damit der Getterstoff keinen leitfähigen Weg zwischen dem Anschluß 38 und der (nicht dargestellten) Anode bilden kann, die sich auf einem beträchtlich höheren Spannungspegel befindet.

Während des Betriebs ist die an die leitfähige Schleife 28 angelegte Spannung kleiner als die an den Katodolumineszenzschirm 16 oder die Anode angelegte Spannung. Vorzugsweise beträgt die Spannungsdifferenz etwa 15kV. Bei dem vorliegenden Beispiel beträgt die an die Schleife 28 angelegte Spannung etwa 10 kV, wogegen die Spannung am Bildschirm etwa 25 kV beträgt. Dieser Spannungsunterschied schafft ein örtlich begrenztes Bremsfeld in der Nähe des Bildschirmumfangs, wo die Ablenkung besonders stark ist.

Die Bedeutung dieses Bremsfeldes wird in FIGUR 4 schematisch dargestellt. Bei der Annäherung eines Elektronenstrahls 42 an den Katodolumineszenzschirm 16 in der Nähe der leitfähigen Schleife 28 wird dieser von der Schleife 28 weg- und auf den Schirm 16 zugebogen, wodurch ein kleinerer Einfallswinkel für die Elektronenstrahlbahn in unmittelbarer Nachbarschaft des Bildschirmes 16 entsteht. Dieser günstigere Auftreffwinkel für den Elektronenstrahl 42 ergibt eine günstigere Größe des Katodolumineszenzflecks in der Nähe des Umfangs des Bildschirms 16, d. h. einen Fleck, der einen kleinen Durchmesser hat und damit besser gebündelt und schärfer abgebildet ist. Mit anderen Worten, mit Hilfe des Bremsfeides wird bei größeren . Ablenkwinkeln eine günstigere Auftrefffleckgröße erzielt. Aufgrund der unterschiedlichen Einfallswinkel ist der Durchmesser eines Strahlauftreffflecks, der durch ungebremste Elektronenstrahlen, die in FIGUR 4 mit A gekennzeichnet sind, iuminesziert wird, größer als der Durchmesser jenes Strahlauftreffflecks, der durch abgebremste Elektronenstrahien, die mit B gekennzeichnet sind, Iuminesziert wird. Bei praktischen Versuchen, bei denen die Schirmspannung etwa 25 kV und die an die leitende Schleife 28 angelegte Spannung etwa 1OkV betrug, wurde ermittelt, daß bei Anwendung der leitenden Metallschieife28 die Strahlauftrefffleckgröße von 2 mm Durchmesser auf etwa 1,3 mm reduziert werden kann, was zu einer Reduzierung der Strahlauftrefffleckgröße von annähernd 35% entspricht. Demgemäß ist ein Winke! von 150°, derzuvor nicht machbar schien, in den Bereich des Möglichen gerückt, wobei über die gesamte Bildschirmfläche günstige Strahlauftrefffleckgrößen erreicht werden.

-3- έΊΊΟΟ/

Diese Realisierung eines günstigeren Winkels für das Auftreffen des Elektronenstrahls 42 auf dem Katodolumeneszenzschirm 16 in der Nähe starker Ablenkung ist von beträchtlicher Bedeutung bei der Fertigung der flachen Katodenstrahlröhre 10, bei der der Abstand zwischen dem Elektronenstrahlerzeuger 14 und dem Bildschirm 16 begrenzt ist. Die Fokussierungsschleife 28 versetzt eine Röhre 10 mit einem Ablenkwinkel größer als 110° in die Lage, eine gute Bildgröße und einen vergrößerten Übertragungsstrom (Helligkeit) am Umfang des Bildschirms 16 zu erreichen, und zwar aufgrund der Tatsache, daß der Einfallswinkel des Elektronenstrahls 42, der durch das örtlich begrenzte Bremsfeld verursacht wird, größer ist. Bei Anwendung eines Bandes für die Metallschleife28, dessen größte Flächesich im wesentlichen parallel zur Ausbreitungsbahn des Elektronenstrahls 42 befindet, können das Bremsfeld und der damit verbundene Fokussierungseffekt auf eine Vielzahl von Strahlbahnen einwirken, die auf dem Schirm 16 in bestimmten Abständen vom Umfang desselben auftreffen, wodurch die gewünschten Fokussierungsergebnisse über eine größere Fläche des Bildschirms 16 in der Nähe des Umfangs erzielt werden. Die vorliegende Erfindung kann auch bei Katodenstrahlröhren genutzt werden, die Ablenkwinkel von 110° und kleinerhaben, damit ihre Leistungsfähigkeit durch Erhöhung der Bildauflösung und der Helligkeit an den Ecken des Bildschirms weiter verbessert wird.

Claims (12)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Katodenstrahlröhre mit einer Schirmträgerfrontpiatte und einem Elektronenstrahlerzeuger, der so beschaffen ist, daß er einen Strahl aussendet, der auf einem an der Frontplatte angebrachten Katcdolumineszsnzschirm auftritt, gekennzeichnet dadurch, daß die leitfähige Fokussierungseinrichtung (2S) am Umfang des Bildschirmes (16) angebracht, gegen diesen isoliert und für die örtliche Veränderung der Bahn des Elektronenstrahls (42) in der Nähe des Umfangs bestimmt ist.
2. 2. Katodenstrahlröhre nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die leitfähige rokussierungseinrichtung eine MetaI!schleife (28) umfaßt, die an den an der Schirmträgerfrontpiatte (12) befestigten Isoiierstützpunkten (30) angebracht ist.
3. 3. Katodenstrahlröhre nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Metaüschleife (23) einen kreisförmigen Draht umfaßt, dereinen Druchmesservon etwa 1,5 Millimeter hat.
4. 4. Katodenstrahlröhre nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Msiallschisife (28) sin rechtwinklig geformtes Sand umfaßt, das eine Breite von etwa 12 Millimeter und eine Dicke von etwa einem Millimeter hat. .«v^,
5. 5. Katodenstrahlröhre nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß oie größere Oberfläche des Bandes (28) in einer im wesentlichen parallel zur Bahn des Elektronenstrahls (42) befindlichen Ebene angeordnet ist. ,;;:
6. 6. Katodenstrahlröhre nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Metailschleife (28) aus nichtmagnetischeffi-K nichtrostendem Stahl besteht. '^W-
7. 7. Katodenstrahlröhre nach Punkt 2, gekannzeichnet dadurch, daß die Metai'schieife (23) aus einer nichtmagnetischen Nickel-Chrom-Legierung besteht.
8. 8. Katodenstrahlröhre nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß jeder der isoiierstützpunkte (30) eine zylinderförmige Außenfläche (32) mit einer Vielzahl von parallel angeordneten Rillen (34) aufweist, die sich an diese anschließen. K
9. 9. Katodenstrahlröhre nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Isoiierstützpunkte (30) an einem von der y Schirmträgerfrontpiatte (12) gehaltenen Schattenmaskenrahmen (24) befestigt sind. . :;..
10. 10. Verfahren für die Fokussierung eines Flecks durch einen Strahl von Elektronen, die aus einem Elektronenstrahlerzeuger einer Katodenstrahlröhre ausgesendet werden und auf einem Katodoiumineszenzschirm auftreffen, der an der Schirmträgerfrontpiatte der Röhre angeordnet ist, gekennzeichnet dadurch, daß an die leitfähige, außen am Umfang des Bildschirmes angeordnete Schleife eine Spannung angelegt wird, die beträchtlich niedriger ist als die an den Bildschirm angelegte Spannung, so daß die Bahn des Elektronenstrahls (42) in der Nähe des Büdschirmumfangs örtlich verändert werden kann.
11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, daß die Spannungsdifferenz zwischen der leitfähigen Schleife und dem Katodoiumineszenzschirm etwa 15kV beträgt. '
12. 12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet dadurch, daß die an die leitende Schleife angelegte Spannung etwa 1OkV und die an den Katodenlumeszenzschirrn anf elegte Spannung etwa 25kV beträgt.

    Hierzu 2 Seiten Zeichnungen