-
Farbbildröhre mit Paralleldraht-Gitter Die Erfindung betrifft eine
Elektronenstrahlröhre zur Wiedergabe von Farbfernsehbildern. mit einem in Elektronenflugrichtung
vor dem Bildschirm angeordneten, auf einheitlichem positivem Potential befindlichen
Paralleldraht-Gitter, welches zwecks mechanischer Dämpfung mit quer zu den Gitterdrähten
verlaufenden Dämpfungselementen versehen ist, und einem an Hochspannung gelegten
Bildschirm, dessen für die einzelnen Farben unterschiedliche Leuchtstoffe entsprechend
den durch das Gitter erzeugten Fokuslinien in Längsstreifen angeordnet sind.
-
Bei diesen Röhren werden die Elektronen des Elektronenstrahls durch
die parallel zu den Farbstreifen angeordneten Gitterdrähte des in Flugrichtung der
Elektronen vor der Schirmelektrode angeordneten Gitters infolge des geringen positiven
Potentials in bezug auf die Schirmelektrode nachbeschleunigt und dabei gleichzeitig
fokussiert. Je nach ihrem unterschiedlichen für die einzelnen Farben konstanten
Eintrittswinkel in das Gitter werden zur Farbtrennung die Elektronen auf die einzelnen
nach einem elektronenoptischen Abbildungssystem angeordneten Farbstreifen fokussiert.
-
Eines der bei diesen Röhren auftretenden Probleme ist das Vibrieren
der Gitterdrähte während des Röhrenbetriebes. Solche Vibrationen können Veränderungen
des elektrostatischen Feldes verursachen, die groß genug sind, Farbfehler, z. B.
nach Art einer Farbverwaschung, auf dem Bild zu verursachen.
-
Es sind bereits Maßnahmen bekannt, solche Vibrationen der Gitterdrähte
zu unterbinden. Eine bekannte Maßnahme besteht darin, ein oder mehrere isolierende
fadenförmige Dämpfungselemente, insbesondere drei Zickzack-Dämpfungsstäb:chen von
0,075 bis 0,125 mm Durchmesser, nach Webart in das Gitter in der Weise einzubringen,
daß sie quer zu den Leitern verlaufen. Die dämpfenden Querelemente bestehen dabei,
unabhängig davon, ob benachbarte Gitterdrähte unterschiedliches oder einheitliches
Potential besitzen, aus einem Nichtleiter, um dadurch eine störende Wirkung des
elektrostatischen Feldes zu vermeiden. Diese Dämpfungselemene in Form von Dämpfungsfäden
haben jedoch die Eigenschaft, sich während des Elektronenbeschusses beim Betrieb
der Röhre auf ein bestimmtes Potential aufzuladen. Das Potential, auf welches sich
der Isolierfaden auflädt, wird von dem Sekundärelektronen-Emissionsverhältnis in
Abhängigkeit von. der Spannung bestimmt. Es hat sich gezeigt, daß ein Material,
das nach Gesichtspunkten der Herstellung und der Anbringung in dem Gitter am praktischsten
erscheint, jedoch die unerwünschte Eigenschaft besitzt, sich bei Elektronenbeschuht
auf ein, Potential aufzuladen, das merklich von dem Potential der Gitterdrähte abweicht.
Die Spannungsdifferenz zwischen den dämpfenden Fäden und den Gitterdrähten erzeugt
jedoch eine starke Verzerrung des elektrostatischen Feldes in. Gitternähe, z. B.
in der Weise, daß ein: merklicher, sehr unerwünschter Elektronenschatten der Dämpfungsfäden
auf dem Schirm entsteht.
-
Bei einer weiteren bekannten Anordnung mit einem Paralleldraht-Gitter
werden deshalb die quer verlaufenden Dämpfungselemente (D'ämpfungsfäden) aus einem
fadenförmigen Kern aus Isoliermaterial und einer äußeren Schicht, ebenfalls aus
Isoliermaterial, z. B. Kalziumfluorid oder Magnesiumfluorid, derart hergestellt,
daß die den fadenförmigen Kern bedeckende Schicht bei Beschuht durch einen beschleunigten.
Elektronenstrahl ein Sekundärelektronen-Emissionsverhältnis besitzt, das bei gittergleichem
Potential nicht kleiner ass 1 und bei gitterhöherem Potential gleich 1 ist. Der
wesentliche Nachteil dieser bekannten Anordnungen besteht darin, d'aß die Dämpfungselemente
aus einem Nichtleiter wegen ihrer geringen Festigkeit in Vergleich zu den Gitterdrähten
sehr dick gemacht werden müssen, wodurch entsprechend ihrer großen Oberfläche ihre
feldstörende Wirkung sehr beträchtlich ist. Bei dem zuletzt genannten bekannten
Verfahren beträgt die Dicke der aufgebrachten zusätzlichen, nicht zur Erhöhung der
Festigkeit beitragenden Schicht bereits 50 bis 400 [, so daß der Gesamtdurchmesser
eines derartigen Fadens erheblich mehr als eine Größenordnung größer als vom Gitterdraht
sein, muht. Bei einer anderen bekannten Farbbildröhre werden deshalb fär die Dämpfungselemente
25 bis 40 1, starke
Kerndrähte verwendet, die durch eine aufgebrachte
Isolierschicht einen Durchmesser von 0,075 bis 0,125 mm besitzen. Hinzu kommt, daß
die Herstellung derartiger Gitter, bei denen die Dämpfungsfädzn mit den Gitterdrähten
nach Wehart verflochten sind, erhebliche technische Schwierigkeiten; insbesondere
bei Verwendung von automatischen Maschinen und Vorrichtungen, verursacht. Darüber
hinaus ist es äußerst schwierig, wenn nicht unmöglich, den Sekundär-Emissionsfaktor
einer solchen Schicht über die Betriebsdauer des betreffenden Entladungsgefäßes
konstant zu halten.
-
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei einem Gitter
aus parallelen Drähten die feldstörende Wirkung des festen gleichen Potentials von
querlaufenden Drähten, (Leitern) etwa proportional der betreffenden Drahtoberfläche
und damit von sehr dünnen Drähten nur sehr gering ist und d'aß die an sich geringe
Schattenbildung solcher Drähte nicht mehr störend wirkt, sobald durch Wahl eines
genügend kleinen gegenseitigen Abstandes der Dämpfungselemente etwa gleich dem Zeilenabstand
ihre auf der Schirmelektrode hervorgerufene Struktur vom menschlichen Auge praktisch
nicht mehr auflösbar ist und außerdem dafür gesorgt wird, daß die Dämpfungselemente
zu den Zeilen nicht parallel verlaufen.
-
Auf Grund dessen ist eine im ersten Absatz beschriebeneElektronenstrahlröhre
zur Wiedergabe von Farbfernsehbildern nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet,
daß die Dämpfungselemente aus um etwa eine halbe bis eine Größenordnung dünneren,
an den Kreuzungspunkten mit den Gitterdrähten 7 mechanisch fest verbundenen Metalldrähten
8 bestehen, die zur Zeilenrichtung schräg verlaufend angeordnet sind.
-
Nähere Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand der in, den Figuren
rein schematisch dargestellten Zeichnungen erläutert werden. In Fig. 1 ist eine
Farbbildröhre der beschriebenen Art dargestellt und darin der Strahlenverlauf zur
Farbtrennung angedeutet; in Fig. 2 und 3 sind Teilausschnitte aus einem Paralleldraht-Gitter
mit sehr dünnen querverlaufenden Dämpftuagsdrähten dargestellt. In Fig. 1 ist mit
2 ein für Bildröhren allgemein übliches Entladungsgefäß bezeichnet, in desssen Halsende
das Strahlerzeugungasystem 3 angeordnet ist. Mit 1, 1' und i" ist der jeweilige
Strahlengang angedeutet, auf dem die Elektronen. zur Schirmelektrode gelangen, die
aus einer in Farbstreifen aufgeteilten Leuchtstofschicht 4. auf einer auf die Innenwandung
6 des Entladungsgefäßes aufgebrachten leitenden Unterlage 5 besteht. Im Strahlengang
befindet sich vor der Schirmelektrode ein, Gitter aus parallelen Gitterdrähten,
7, dessen C'aitterdräbte durch sehr dünne, in einer Fläche zueinander parallel verlaufende
DämpT fungsdrähta 8 mittels Löten, Schweißen oder Angalvanisieren an den Kreuzungspunkten
zu einer mechanischen Einheit fest verbunden sind. Elektronen.stralzl Erzeugungssystem,
Gitter und Schirmelektrode sind derart mit einer Spamlungsquelle 9 verF bunden,
daß die das Gitter durchsetzenden Elektroneu zwischen dem Gitter und der Schirmelektrode
beschleunigt und gleichzeitig auf die einzelnen Farbstreifen, fokussiert werden.
-
Die Farbstreifen sind so angeordnet, daß der allein durch ein bei
Bildröhren übliches Hauptablenksystem 14 abgelenkte Elektronenstrahl 1 stets auf
Farbstreifen gleicher Farbe trifft. Durch zwei weitere elektrostatische oder magnetische
Ablenksysteme 11 und 12, die in Abstand zwischen dem Strahlerzeufgssystem 3 und.
dem Hauptablenksystem 10 angeordnet sind, wird der Elektronenstrahl z. B.
während der Übertragungsdauer eines Bildpunktes vom ersten System 11 nach des einen
Richtung entsprechend 1' bzw. nach der anderen Richtung entsprechend 1" von der
Systemachse weggelenkt und vom, zweiten Ablenksystem 12, das auch als Linse oder
magnetisches Quadrupolfeld ausgebildet sein kann, wieder zur Achse hingelenkt, so
daß der Elektronenstrahl dadurch stets einen der beiden anderen Farbstreifen in
bezug auf den beim Normalgang angeregten Farbstreifen trifft.
-
In Fig. 2 ist ein Teilausschnitt aus einem Paralleldraht-Gitter wiedergegeben,
bei dem die dicken Gitterdrähte 7 das eigentliche Gitter darstellen. Diese Gitterdrähte,
die zu der Farbstreifengrundriohtung parallel verlaufen und mit Rücksicht auf das
übertragungssystem etwa senkrecht zur Zeilenrichtung angeordnet sind, sind durch
eine große Anzahl in einer Fläche zueinander parallel angeordneter sehr dünner Drähte
8 mittels Verlöten, Schweißen oder Angalvanisieren an den Kreuzungspunkten zu einer
mechanischen Einheit verbunden. Bei einer derartigen Anordnung der Drähte erzeugt
der bindürchgehende Elektronenstrahl einen Brennfleck, dessen Kontur für die zu
erfolgende Farbtrennung genügend schmal beschaffen, ist. Benachbarte derartige Brennflecke
sind in, Richtung ihrer Längsausdehnung lediglich durch einen sehr schmalen Schatten
unterbrochen. Wählt man nun die Gittorperiode (Steigung) der dünnen Dämpfungsdrähte
ähnlich wie die der eigentlichen Gitterdrähte genügend, klein, etwa gleich dem Zeilenabstand,
so entsteht auf dem betreffenden Bildschirm im Betrieb eine ganz schwache regelmäßige
Schattenstruktur, die vom menschlichen Auge entsprechend den Zeilen praktisch nicht
mehr aufgelöst wird, sondern lediglich eine sehr geringfügige Abschwächung der Lichtausbeute
bedeutet. Eventuell langperiodisch auftretende Koinzidenzen der Schatten mit den
Zeilen infolgedessen, daß Gitterperiode und Zeilenabstand etwa von gleicher Größenordnung
sind, können zu regelmäßigen Schattenstreifen führen, deren Abstand ein Vielfaches
des Zeilenabstandes ausmacht und deshalb besonders störend wirkt. Sie werden dadurch
vermieden, daß die dünnen Dämpfungsdrähte 8 einen schrägen Verlauf (Lage) zur Zeilenrichtung
erhalten. Der dabei zu wählende Neigungswinkel in bezug auf die Zeilenrichtung kann
etwa bis zu 45° betragen. Eine derartig schräge Lage der dünnen Dämpfungsdrähte
zur Zeilenrichtung wird entweder dadurch erreicht, daß gemäß Fig. 3 - in der wie
vorher die Gitterdrähte mit 7 und die Dämpfungsdrähte mit 8 bezeichnet sind - die
Gitterdrähte und Dämpfungsdrähte sich unter einem von 90° verschiedenen Winkel kreuzen.
In diesem Fall erhält man eine Brennfleckkontur 14, die sich nur wenig von der in
Fig. 2 dargestellten. Brennfleckkontur 13 unterscheidet. Das dargestellte Paralleldraht-Gitter
wird im Entladungsgefäß zu den übrigen Elektroden und den Ablenksystemen so angeordnet,
daß die dünnen Dämpfungsdrähte zur Zeilenrichtung jeweils schräg und die Gitterdrähte
selber senkrecht, nämlich parallel zur Farbstreifengrundrichtung, verlaufen. Man
kann aber auch eine Schrägstellung mit einem in
Fig.2 dargestellten
Gitter dadurch erreichen, daß man das Gitter innerhalb des Entladungsgefäßes, bezogen
auf die übrigen Elektroden, so anordnet, daß die eigentlichen Gitterdrähte entsprechend
der Schrägstellung nicht mehr senkrecht zur Zeilenrichtung, jedoch parallel zur
Farbstreifengrundrichtung verlaufen.
-
Die mit der beschriebenen Farbbildröhre bzw. dem darin benutzten Paralleldraht-Gitter
erzielten Vorteile bestehen gegenüber dem bisher Bekannten einmal in dem sehr viel
einfacheren Aufbau, insbesondere. bei Verwendung von nur cinemElektronenstrahl-Erzeugungssystem.
Hinzu kommt, daß das durch dünne Querdrähte gedämpfte Gitter infolge der in einer
Fläche angeordneten, mit den Gitterdrähten mechanisch verbundenen dünnen Metalldrähte
technisch sehr viel einfacher herstellbar ist und außerdem einen sehr stabilen Gitteraufbau
darstellt. Die eventuell auftretenden störenden Konvergenzfehler lassen sich bei
Verwendung von nur einem Elektronenstrahl-Erzeugungssystem wesentlich kleiner als
bei den bisher bekannten entsprechenden Bildröhren mit drei Erzeugungssystemen halten,
weil nämlich der Wert des Konvergenzwinkels nicht durch den Kanonendurchmesser der
Erzeugungssysteme nach unten hin begrenzt wird. Während die dynamische Korrektur
der Konvergenz bereits an dem Ablenksystem bzw. der Linse 13 erfolgt, kann die statische
Konvergenz sehr viel einfacher als z. B. bei der bekannten Maskenröhre erreicht
werden, weil nämlich die drei Teilstrahlen bei der beschriebenen Röhre in einer
Ebene liegen. Die Anodenspannung kann mit Rücksicht auf die zwischen Gitter und
Schirmelektrode erfolgende Nachbeschleunigung genügend klein, z. B. 3 kV, gewählt
werden, so daß nur eine geringe Ablenkleistung benötigt wird.
-
Das durch querverlaufende dünne Metalldrähte mechanisch gedämpfte
Paralleldraht-Gitter ist mit besonderem Erfolg in Farbbildröhren mit einem Strahlerzeugungssystem
verwendbar.