DE1564472C3

DE1564472C3 - Electron gun for a cathode ray tube

Info

Publication number: DE1564472C3
Application number: DE19661564472
Authority: DE
Inventors: Jan Eindhoven Hasker (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1965-12-03
Filing date: 1966-11-29
Publication date: 1976-02-05

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektronenstrahlerzeugungssystem für eine Elektronenstrahlröhre, das mindestens aus einer Kathode mit verhältnismäßig kleiner emittierender Oberfläche, einer gelochten Steuerelektrode, einer gelochten ersten Anode, einer ersten Beschleunigungselektrode, einer Fokussierelektrode und einer zweiten Beschleuniguhgselektrode besteht, bei dem die emittierende Oberfläche der Kathode kleiner als die Fläche der Öffnung in der Steuerelektrode ist und das sich zur Anwendung bei einem Elektronenstrahlstrom eignet, dessen Höchstwert mindestens 2 mA beträgt.The invention relates to an electron gun for a cathode ray tube that consists of at least one cathode with a relatively smaller emitting surface, a perforated control electrode, a perforated first anode, a first acceleration electrode, a focusing electrode and a second accelerating electrode which the emitting surface of the cathode is smaller than the area of the opening in the control electrode and which is suitable for use with an electron beam current whose maximum value is at least 2 mA.

Es ist bekannt, zur Erzeugung eines sehr kleinen Lichtfleckes auf dem Leuchtschirm einer Elektronenstrahlröhre eine spitzenartige Kathode anzuwenden.It is known to generate a very small light spot on the fluorescent screen of a cathode ray tube to use a pointed cathode.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die Abmessungen dieses Lichtfleckes ganz wesentlich von dem Elektronenstrahlstrom abhängig sind. Da die Elektroden der den Elektronenstrahl auf dem Schirm fokussierenden Elektronenlinse an feste Potentiale gelegt werden, werden diese derart gewählt, daß durchschnittlich die günstigsten Ergebnisse erzielt werden.It has been found, however, that the dimensions of this light spot depend to a large extent on the electron beam current are dependent. Because the electrodes focus the electron beam on the screen Electron lens are placed at fixed potentials, these are chosen such that on average the the most favorable results can be achieved.

Es zeigte sich jedoch, daß, wenn bei großem Elektronenstrahlstrom ein möglichst kleiner Lichtfleck eingestellt wurde, dieser Lichtfleck von einem Halo bzw. Lichthof umgeben war. Dieser Lichthof kann nun dadurch vermieden werden, indem die Fokussierelektrode des Elektronenstrahlerzeugungssystems weniger stark negativ oder schwach positiv gemacht wird. Dadurch werden aber die Abmessungen des Lichtfleckes größer. In der Praxis wird bei einem Kathodendurchmesser von etwa 2 mm die Fokussierkathode an ein Potential zwischen 0 und +100V gelegt. Dann wird zwar nicht der Mindestfleckdurchmesser bei großem Elektronenstrahlstrom erhalten, so daß die Auflösung des Bildes in den klaren Bildteilen weniger gut wird, aber das störende Auftreten eines die Grenze zwischen hellen und dunkleren Bildteilen verwischenden LichtIt was found, however, that when a light spot as small as possible is set with a large electron beam current was, this light spot was surrounded by a halo or atrium. This atrium can now through it can be avoided by using the focusing electrode of the electron gun less is made strongly negative or weakly positive. This, however, reduces the dimensions of the light spot greater. In practice, with a cathode diameter of about 2 mm, the focusing cathode is on Potential between 0 and + 100V. Then the minimum spot diameter will not be at large Electron beam current obtained so that the resolution of the image in the clear image parts becomes less good, but the disturbing appearance of a light blurring the line between light and darker parts of the picture

hofes wird vermieden.court is avoided.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Elektronenstrahlerzeugersystem der eingangs beschriebenen Art den Lichtfleck möglichst klein zu halten, ohne einen Lichthof zu erzeugen.The invention is based on the object, in an electron gun system of the type described at the outset Kind of keeping the light spot as small as possible without creating an atrium.

Aus vielen Untersuchungen hat sich ergeben, daß bei einem Elektronenstrahlerzeugungssystem der eingangs genannten Art diese Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß die emittierende Oberfläche der Kathode kleiner als 0,35 mm² und die Fläche der Öffnung der Steuerelektrode das 1,4- bis 2,6fache der emittierenden Oberfläche der Kathode sind und der Abstand der Ka-Many studies have shown that in an electron gun of the type mentioned at the beginning, this object can be achieved in that the emitting surface of the cathode is smaller than 0.35 mm ² and the area of the opening of the control electrode is 1.4 to 2, 6 times the emitting surface of the cathode and the distance between the cables

■■ thodenoberfläche von der Steuerelektrode etwa 100 μ beträgt. Die übrigen Elektrodenabstände können die üblichen Werte aufweisen.■■ method surface from the control electrode about 100 μ amounts to. The other electrode distances can have the usual values.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtAn embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. It shows

F i g. 1 schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Elektronenstrahlerzeugungssystems nach der Erfindung, F i g. 1 schematically shows an embodiment of an electron gun according to the invention,

F i g. 2 'eine graphische Darstellung der Abhängigkeit des Lichtfleckdurchmessers als Funktion des Potentials der Fokussierelektrode bei konstantem Strahlstrom, undF i g. 2 'shows a graph of the dependency the diameter of the light spot as a function of the potential of the focusing electrode with a constant beam current, and

F i g. 3 eine graphische Darstellung des Lichtfleckdurchmessers als Funktion der Potentiale der Fokussierelektrode bei verschiedenen Strahlstromstärken, bei denen gerade noch kein Lichthof auftritt.F i g. 3 shows a graph of the diameter of the light spot as a function of the potentials of the focusing electrode at different beam currents, where there is just no halo.

In F i g. 1 bezeichnet 1 den Kathodenträger für die emittierende Schicht 2. Die emittierende Oberfläche der Schicht 2 hat einen Durchmesser von 0,35 mm (Flächeninhalt 0,1 mm²). Da der Höchstwert des Strahlstromes 2 mA oder höher sein muß, muß die Kathode von einem Typ sein, der eine große Strombelastung aushalten kann.In Fig. 1 denotes 1 the cathode support for the emitting layer 2. The emitting surface of the layer 2 has a diameter of 0.35 mm (surface area 0.1 mm ² ). Since the maximum value of the beam current must be 2 mA or higher, the cathode must be of a type that can withstand a large current load.

Vor. der Kathode 1 ist eine Steuerelektrode 3 mit einer Öffnung 8 angeordnet, deren kreisrunde Fläche das 1,2- bis 2,6fache der emittierenden Kathodenoberfläche 2 beträgt.In front. the cathode 1 is a control electrode 3 with an opening 8 is arranged, the circular surface 1.2 to 2.6 times the emitting cathode surface 2.

Der Abstand der Steuerelektrode 3 von der Kathodenträgeroberfläche 1 ist etwa 100 μ. Die Stärke des Materials dieser Steuerelektrode 3 ist 200 μ.The distance between the control electrode 3 and the cathode support surface 1 is about 100 μ. The thickness of the material of this control electrode 3 is 200 μ.

Hinter der Steuerelektrode 3 ist eine erste Anode 4 angeordnet, hinter der sich eine aus einer ersten Beschleunigungselektrode 5, einer Fokussierelektrode 6 und einer zweiten Beschleunigungselektrode 7 bestehende Fokussiervorrichtung befindet.A first anode 4 is arranged behind the control electrode 3, behind which there is one of a first acceleration electrode 5, a focusing electrode 6 and a second accelerating electrode 7 Focusing device is located.

Der Abstand der Oberfläche des Kathodenträgers 1 von der ersten Anode 4 ist z. B. 600 μ.The distance of the surface of the cathode support 1 from the first anode 4 is, for. B. 600 µ.

Die erste Anode ist an ein Potential von 650 V gelegt, während die Elektroden 5 und 7 an ein Potential von z. B. 18 kV gelegt sind. Die Fokussierelektrode 6 wird an ein festes Potential zwischen z. B. +100 und -100 V gelegt.The first anode is connected to a potential of 650 V, while electrodes 5 and 7 are connected to a potential from Z. B. 18 kV are placed. The focusing electrode 6 is connected to a fixed potential between, for. B. +100 and -100 V applied.

In Fi g. 2 ist der Durchmesser des auf dem Leuchtschirm gebildeten Lichtfleckes als Funktion des Potentials der Fokussierelektrode bei einem bestimmten Strahlstrom dargestellt. Es zeigt sich, daß bei einem negativeren Potential der Fokussierelektrode 6 der Lichtfleckdurchmesser allmählich kleiner wird (Linie 1), aber bei der bekannten Anordnung wird der Lichtfleck bei einem unter —70V liegenden Potential von einem Lichthof umgeben (Linie II, Punkt P). In Fi g. 2 shows the diameter of the light spot formed on the luminescent screen as a function of the potential of the focusing electrode for a specific beam current. It can be seen that with a more negative potential of the focusing electrode 6, the light spot diameter gradually becomes smaller (line 1), but in the known arrangement the light spot is surrounded by an atrium at a potential below -70V (line II, point P).

In F i g. 3 ist der geometrische Ort des Punktes P für verschiedene Elektronenstrahlströme und Fokussierelektrodenspannungen dargestellt.In Fig. 3 shows the geometric location of point P for various electron beam currents and focusing electrode voltages.

Die Linie III trifft für einen Durchmesser der emittierenden Oberfläche von 1 mm und einem DurchmesserThe line III applies for a diameter of the emitting surface of 1 mm and a diameter

der Öffnung 8 der Steuerelektrode und der Öffnung 9 der ersten Anode 4 von je 0,6 mm zu. Daraus ergibt sich, daß bei einer festen Einstellung des Potentials der Fokussierelektrode von z. B. 0 V zwar kein Lichthof auftritt, aber daß der Lichtfleckdurchmesser bei 5 2000 μΑ auf mehr als 3 mm zunimmt. Wird der Durchmesser der emittierenden Schicht 2 auf 0,35 mm herabgesetzt, so wird die Kurve IV erhalten. Für die günstigste Anordnung beim Höchststrom müßte das Potential der Fokussierelektrode somit auf -700 V herabgesetzt werden, so daß das Ergebnis bei einer festen Einstellung dieses Potentials durchaus nicht optimal ist, trotz der Tatsache, daß der Lichtfleckdurchmesser kleiner als 3 mm bleibt. Wenn der Durchmesser der Öffnung 8 jedoch auf 0,5 mm herabgesetzt wird, wird die viel günstigere Kurve V erhalten (Oberfläche der Öffnung 8 ist das 2,0fache der emittierenden Oberfläche 2). Wenn der Durchmesser der Öffnung 8 nur das l,2fache des Durchmessers der emittierenden Schicht ist, wird die Kurve VI erhalten, die noch etwas günstiger ist. Der Lichtfleckdurchmesser wird bei den Ausführungsformen nach der Erfindung höchstens nur 2,6 mm, ohne daß ein Lichthof auftritt. Außerdem ist bei großem Elektronenstrahlstrom der Elektronenstrahlquerschnitt im Ablenkpunkt geringer als bei einem üblichen Elektronenstrahlerzeugungssystem, wodurch die Ablenkfehler in der Nähe der Ränder des Bildes kleiner bleiben. the opening 8 of the control electrode and the opening 9 of the first anode 4 of 0.6 mm each. From this it follows that with a fixed setting of the potential of the focusing electrode of z. B. 0 V although no halo occurs, but that the light spot diameter at 5 2000 μΑ increases to more than 3 mm. Will the diameter of the emitting layer 2 is reduced to 0.35 mm, the curve IV is obtained. For the cheapest Arrangement at the maximum current would have to reduce the potential of the focusing electrode to -700 V. so that the result with a fixed setting of this potential is by no means optimal, in spite of the fact that the light spot diameter remains smaller than 3 mm. However, if the diameter of the opening 8 is reduced to 0.5 mm, the much more favorable curve V is obtained (surface of the opening 8 is 2.0 times the emitting surface area 2). If the diameter of the opening 8 is only 1.2 times the Is the diameter of the emitting layer, the curve VI is obtained, which is even more favorable. the In the embodiments according to the invention, the light spot diameter is at most only 2.6 mm, without that a halo occurs. In addition, when the electron beam current is large, the electron beam cross section is lower at the deflection point than with a conventional electron gun, whereby the deflection errors near the edges of the image remain smaller.

Obgleich auch die Verhältnisse der anderen Abmessungen des Elektronenstrahlerzeugungssystems die günstige Wirkung beeinflussen, ist dieser Einfluß und somit auch die Anpassung dieser Abmessung an die Abmessungen der emittierenden Oberfläche und der Öffnung der Steuerelektrode an sich bekannt, wenn diese gemäß der Erfindung gewählt sind. Die emittierende Oberfläche braucht nicht kreisscheibenförmig zu sein, sie kann auch elliptisch oder oval sein.Although the proportions of the other dimensions of the electron gun Influence beneficial effect, is this influence and thus also the adaptation of this dimension to the Dimensions of the emitting surface and the opening of the control electrode known per se, if these are chosen according to the invention. The emitting surface does not need to be in the shape of a circular disk it can also be elliptical or oval.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Electron gun for a cathode ray tube, which consists of at least one cathode with a relatively small emitting surface, a perforated control electrode, a perforated first anode, a first acceleration electrode, a focusing electrode and a second acceleration electrode, in which the emitting surface of the cathode is smaller than the area ; of the opening in the control electrode. and which is suitable for use with an electron beam current whose maximum value is at least 2mA, characterized in that the emitting surface of the cathode is less than 0.35 mm ² and the area of the opening in the control electrode is 1.4 to 2.6 times emitting surface of the cathode and the distance between the cathode surface and the control electrode is about 100 μ.

2. Electron gun according to claim 1, characterized in that the diameter the emitting cathode surface 0.35 mm and that of the opening in the control electrode 0.5 mm.