DD241667A5 - ELECTRON BEAM TUBES WITH FOCUSING AND FOCUSING METHOD - Google Patents
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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. 2The invention relates to a cathode ray tube with a focusing device and to a method for focusing. By means of the invention, a locally limited braking field is built up with relatively simple means in the region of strong deflections, thereby achieving a favorable angle of incidence of the electron beam on the cathodoluminescent screen. The essence of the invention is that a leitfehige focusing device 28 in the form of a metal loop on the circumference of the screen, d. H. is attached to the insulating support points 30 attached to the front panel 12, to which loop 28 a voltage is applied, which is significantly lower than the voltage applied to the screen, so that the path of the electron beam near the screen periphery can be changed locally. Fig. 2
Description
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
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.The invention relates to a cathode ray tube with a focusing device for changing the path of an electron beam for its impact on the circumference of a Katodoiumineszenzschirmes, which is disposed within the tube.
Charakteristik der bekannten technischen LosungenCharacteristic of the known technical solutions
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.A standard cathode ray tube includes a faceplate panel having a cathode zooming screen, a tunnel-shaped rear portion with a protruding shark, and a socket having an electron gun (electron gun) adapted to emit an electron beam incident on the screen. A deflection yoke alters the path of the electron beam to scan the entire cathode display screen. The maximum angle at which the beam is deflected to the diagonal corners of the tube screen is known as the deflection angle. Typical values for the deflection angle are 70 '* .. 90 ° and 110 °, which is the total gain! represent between corner and counter corner, over which the electron beam is deflected. For example, a deflection angle of 110 ° means that the electron beam is deflected 55 ° from the center to the corner.
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.Efforts to reduce the total depth of the cathode ray tubes resulted in larger deflection angles. However, tubes with a scan angle greater than 110 ° each gave insufficient screen size and reduced the transmission current at the periphery of the cathode screen due to the larger angle of incidence for the electron beam path.
Ziel der ErfindungObject of the invention
!Viii der Erfindung seilen die Mangel des Standes der Technik beseitigt werden.! Viii of the invention can be eliminated the shortcoming of the prior art.
Dariagung des Wesens dar -ErfindungPresentation of the essence of invention
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.According to the invention, the cathode tube is provided with a limited amount of foaming agent, through which the jet of electrons originating from dsrr. Emitting electron gun of the tube and aunrsffan on the Katodolumineszenzschirm. at the periphery of the Biascnirmss lokalien-veränert. The horizontal focusing device is adapted to the screen and is used to change the extrinsic dragging direction, with the voltage applied to the triggering device being very different from that of the strapping device arigsiecr.ar, Spannunc.
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.The present invention provides a localized brake field in the vicinity of strong deflection to achieve a more favorable angle of incidence of the electron beam on the cathodoluminescent screen.
In der Zeichnung zeigen:In the drawing show:
Fig. 1 (Blatt 1) Vorderansicht mit teilweiser Schnittdarstellung einer Katodenstrahlröhre mit einer erfindungsgemäßen leitenden Fokussierungseinrichtung.Fig. 1 (sheet 1) front view with partial sectional view of a cathode ray tube with a conductive focusing device according to the invention.
Fig.2 eine Querschnittdarstellung längs der Linie 2-2 gemäß FIGUR 1.2 shows a cross-sectional view along the line 2-2 according to FIG. 1
Fig.3 eine Querschnittsdarstellung eines Isolierstützpunktes, der bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird.Fig. 3 is a cross-sectional view of an insulating support used in a preferred embodiment of the present invention.
Fig.4 eine schematische Darstellung eines Fokussierüngseffektes, der durch die vorliegende Erfindung erreicht wird.Fig. 4 is a schematic illustration of a focusing effect achieved by the present invention.
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.1 and 2 show a flat cathode ray tube 10 having a faceplate faceplate 12 and an electron gun 14 adapted to generate beams of electrons to impinge on a cathodoluminescent screen 16 mounted on the faceplate 12.
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.The electron gun 14 is a component of the socket 18 fused to a rear portion 20 of the tube 10 according to a method described in United States PA 696158, filed January 29, 1985. The rear portion 20 is substantially symmetrical in shape to that of the faceplate faceplate 12 to form a flat cathode ray tube 10 as described in United States Patent No. 695,885 filed January 29, 1985. Such a flat tube 10 has a large deflection angle, which may be 150 °. A slit shadow mask 22 is disposed near the screen 16 and secured to a mask frame 24 which is supported by mounting posts 26 which extend inwardly from the face plate front panel 12. A conductive focusing device is mounted externally on the periphery of the Katodolumineszenzschirms 16 and insulated from it. The conductive focusing device preferably includes a metal loop 28 mounted near the edge and behind the shadow mask 22. The metal loop 28 is secured to the insulating support points 30 by screws. The insulating support points 30 may be made of a ceramic material and are secured to the shadow mask frame 24 by partially recessed screws (not shown). The insulating support points 30 have a cylindrical outer surface 32 with a plurality of parallel circular grooves 34 that connect to them, as shown in FIG. The purpose of these grooves 34 is to prevent the getter material deposited in them, following the illumination of a getter 36 mounted within the tube 10 between the metal loop 28 and the screen 16, the voltage level of which differs considerably from that of the loop 28, to create an electrically conductive path. Preferably, the metal loop 28 comprises a rectangular shaped ribbon having a width of about 12 millimeters and a thickness of about 1 millimeter. The tape must be secured to the insulating support points 30 in such a manner that most of the surface of the tape is positioned in a plane substantially parallel to the path of the electron beams for reasons to be discussed below. On the other hand, the metal loop may comprise a circular wire having a diameter of about 1.5 millimeters. Preferably, the metal loop 28 is made of either a non-magnetic stainless steel or a non-magnetic alloy of nickel and chromium. In order for a voltage to be applied to the loop 28, a conductive terminal 38 is welded to the loop 28 which passes through both the frame 24 and the faceplate front panel 12. Since the opening in the front panel 12 must be sealed around the terminal (wire) 38, this terminal 38 must be made of an alloy that is compatible with the glass material of the front panel 12. Preferably, the portion of the port 38 adjacent the inner surface of the faceplate panel 12 is surrounded by a piece of insulating tube 40, so that the getter material can not form a conductive path between the terminal 38 and the anode (not shown) which is at a significantly higher voltage level.
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.During operation, the voltage applied to the conductive loop 28 is less than the voltage applied to the cathodoluminescent screen 16 or anode. Preferably, the voltage difference is about 15kV. In the present example, the voltage applied to the loop 28 is about 10 kV whereas the voltage on the screen is about 25 kV. This voltage difference creates a localized braking field near the screen circumference, where the deflection is particularly strong.
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.The meaning of this brake field is shown schematically in FIG. As an electron beam 42 approaches the cathodoluminescent screen 16 near the conductive loop 28, it is swept away from the loop 28 and onto the screen 16, thereby forming a smaller angle of incidence for the electron beam path in the immediate vicinity of the screen 16. This more favorable angle of incidence for the electron beam 42 results in a more favorable size of the cathodoluminescent spot in the vicinity of the periphery of the screen 16, d. H. a spot that has a small diameter and is thus better bundled and sharper. In other words, with the help of Bremsfeides is larger. Deflection angles achieved a lower impact spot size. Due to the different angles of incidence, the diameter of a beam landing spot which is luminescent by unrestrained electron beams marked A in FIG. 4 is larger than the diameter of that beam spot which is luminesced by slowed electron beams marked B. In practical experiments in which the shield voltage was about 25 kV and the voltage applied to the conductive loop 28 was about 10 kV, it was determined that using the conductive metal bars 28, the jet impact spot size could be reduced from 2 mm diameter to about 1.3 mm to a reduction of the beam impact spot size of approximately 35%. Accordingly, a hint! of 150 °, which was previously not feasible, moved into the realm of the possible, over the entire screen area favorable Strahlauftrefffleckgrößen be achieved.
-3- έΊΊΟΟ/-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.This realization of a more favorable angle for the impact of the electron beam 42 on the cathodoluminescent screen 16 in the vicinity of strong deflection is of considerable importance in the fabrication of the flat cathode ray tube 10 in which the distance between the electron gun 14 and the screen 16 is limited. The focusing loop 28 enables a tube 10 having a deflection angle greater than 110 ° to achieve a good image size and an increased transmission current (brightness) at the periphery of the screen 16, due to the fact that the angle of incidence of the electron beam 42, the caused by the localized braking field is greater. Using a belt for the metal loop 28, the largest surface of which is substantially parallel to the propagation path of the electron beam 42, the braking field and the associated focusing effect can act on a plurality of beam paths impinging on the screen 16 at certain distances from the circumference thereof the desired focusing results are achieved over a larger area of the screen 16 near the periphery. The present invention can also be used with cathode ray tubes having deflection angles of 110 ° and smaller to further improve their performance by increasing the image resolution and the brightness at the corners of the screen.
Claims (12)
Applications Claiming Priority (1)
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Also Published As
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