DE1764027A1

DE1764027A1 - Flache Katodenstrahlroehre

Info

Publication number: DE1764027A1
Application number: DE19681764027
Authority: DE
Inventors: Havn Svend Erik; Namordi Mooshi Rahmin
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1967-03-27
Filing date: 1968-03-23
Publication date: 1971-04-08
Also published as: US3435277A; GB1205851A; ES349980A1; NL6802442A

Description

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GENERAL ELECTRIC COMPANY, Sehenectady, N.Y./USA

Flache Katodenstrahlröhre

Die Erfindung bezieht sich auf eine flache, insbesondere für Fernsehzwecke geeignete Katodenstrahlröhre mit einem verbesserten Vertikalablenkeystem.

Bildröhren der hier interessierenden Art sind bereite in der US-Patentschrift 3 177 395 beschrieben. Bei der dort gezeigten flachen Katodenstrahlröhre ist auf einer der Röhrenwände der Bildschirm bzw. eine Auffangelektrode auegebildet, während auf der gegenüberliegenden Röhrenrückwand Vorrichtungen für die Vertikalablenkung vorgesehen sind. Beim Betrieb der Katodenstrahlröhre liegen zwischen der Auffangelektrode und den Ablenkvorrichtungen geeignete Spannungen, so daß durch den zwischen beiden bestehenden Potentialgradienten der in den Raum zwischen der Auffangelektrode und den Ablenkvorrichtungen tretende Elektronenstrahl vom einen Ende bis zum anderen Ende der Auffangelektrode abgelenkt werden kann.

Die Horizontalablenkung wird mit einem Horizontalablenksystem vorgenommen, durch das der Elektronenstrahl in Bahnen abgelenkt wird, die im wesentlichen parallel zur Ebene der Auffangelektrode verlaufen. Die Ausdrücke "Horizontalablenkung¹¹ bzw. "Vertikalablenkung" werden hier natürlich aus Gründen der Bequemlichkeit nur zur Definition zweier beliebiger, senkrecht aufeinander stehender Richtungen verwendet.

Bei den bekannten Katodenstrahlröhren der beschriebenen Art sind für die Vertikalablenkung relativ hohe, in der Regel über einigen tausend Volt liegende Spannungen erforderlich. Während statische Spannungen dieser Größenordnung mittels relativ

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billiger Schaltungeanordnungen erzeugt werden können, führt die Erzeugung steuerbarer Zeitablenkspannungen dieser Größenordnung zu einem in wirtschaftlicher Hinsicht untragbaren Aufwand. Ein weiterer Nachteil ist, daß die bekannten Vertikalablenksysteme in vielen Fällen nicht die Anwendung von Halbleiterbauelementen gestatten. Aus diesem Grunde besteht der Wunsch, die erforderlichen Spitzenwerte der Zeitablenkspannungen so klein wie möglich zu halten, damit die zur Erzeugung dieser Spannungen dienenden Schaltungsanordnungen mit möglichst einfachen Mitteln hergestellt werden können. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Schwierigkeiten zu beseitigen.

Ausgehend von einer flachen Katodenstrahlröhre mit einem Elektronenstrahlerzeugungseystem, mit einem Horizontalablenksystern, durch das der Elektronenstrahl in einer zu einer Auffangelektrode parallelen Ebene ablenkbar ist, und mit einem Vertikalablenksystem, das eine mit der Auffangelektrode verbundene Ablenkelektrode und eine mit der dieser gegenüberliegenden Röhrenrückwand verbundene Ablenkelektrode enthält, die zusammen eine Einschnürung vor dem Raum zwischen der Auffangelektrode und der ihr gegenüberliegenden Röhrenrückwand bilden, besteht die Erfindung darin, daß die Mittelachse dieser Einschnürung bezüglich dem einfallenden Elektronenstrahl derart versetzt angeordnet ist, daß der Elektronenstrahl an einer Stelle durch die Einschnürung tritt, die näher an der mit der Röhrenrückwand verbundenen Ablenkelektrode liegt. Hierdurch wird erreicht, daß der kollimierte Elektronenstrahl bein Durchtritt durch die Einschnürung ohne Behinderung auf die Auffang* elektrode umgelenkt werden kann. Aus diesem Grunde kann auch die Einschnürung enger als bisher gemacht werden, so daß * j eine gegebene Ablenkspannung an den Ablenkelektroden zu beiden j Seiten der Einschnürung einen größeren Potentialgradienten ' zur Folge hat, und trotzdem die Ablenkelektroden nicht von den Elektronen des Strahls getroffen werden«

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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Einschnürung zusammen mit den Ablenkelektroden gegenüber der Auffangelektrode geneigt angeordnet sein. Hierdurch ist eine noch größere Verengung der Einschnürung möglich, ohne daß der Elektronenstrahl die der Auffangelektrode näher liegende Ablenkelektrode berührt. Bei dieser Ausführungsform ist somit die Empfindlichkeit der Vertikalablenkung besonders groß.

Die Erfindung wird nun auch anhand der beiliegenden Abbildungen näher beschrieben, wobei alle aus der Beschreibung und den Abbildungen hervorgehenden Einzelheiten zur lösung der Aufgabe im Sinne der Erfindung beitragen können und mit dem Willen zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen wurden«

Die Fig. 1 zeigt eine flache Katodenstrahlröhre, von vorn.

Die Fig. 2 ist eine Draufsicht von unten auf die Katodenstrahlröhre nach Fig. 1.

Die Fig. 3 bis 5 sind Schnitte längs der Linie A-A der Fig. 1 und zeigen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung.

In den Fig. 1 und 2 ist zum besseren Verständnis eine flache Katodenstrahlröhre dargestellt, in welcher das erfindungsgemäße Vertikalablenksystem verwendet werden kann. Gemäß der Fig. 1 kann eine solche Katodenstrahlröhre in einen Abschnitt I für den Bildschirm bzw. die Auffangelektrode, einen Abschnitt V.D. für das Vertikalablenksystem und einen Abschnitt H.D. für das Horizontablenksystem und den Kollimator unterteilt werden.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist ein Elektronenstrahlerzeugungssystem 2 vorgesehen, mit dem ein Elektronenstrahl 3 erzeugt wird, der in den Bildschirmsektor eintritt. Zwischen zwei Polplatten 4 ist ein Magnetfeld aufgebaut, das zur Horizontalablenkung des Strahls dient und in bekannter Weise mit Hilfe eines Magnetjochs 6, einer Wicklung 8 und einer Spannungsquelle, die Ablenk-

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signale liefert, gesteuert wird. Durch das Magnetfeld kann der Strahl von einer äußersten linken Bahn 3' bis zu einer äußersten rechten Bahn 3" abgelenkt werden. Angrenzend an die Außenwand des Abschnitts H.D. für das Horizontalablenksystem sind zwei Magnetpolplatten 12 zur Kollimierung des Elektronenstrahls angeordnet. Pur die Horizontalablenkung eignen sich verschiedene Systeme. Die Polplatten 12 sind an ihren rechten Enden durch einen Magneten H verbunden und außerdem derart geformt, daß der Elektronenstrahl in zueinander parallele vertikale Bahnen umgelenkt wird, die alle in einer Ebene liegen. Der auf diese Weise in horizontaler Richtung abgelenkte bzw. ablenkbare Strahl tritt durch eine Einschnürung des Vertikalablenksystems V.D. in den Raum vor einer Auffangelektrode 16 und wird auf diese umgelenkt.

Der Abschnitt I für den Bildschirm bzw. die Auffangelektrode kann in verschiedener Weise ausgebildet sein. Der in den Fig. 3-5 gezeigte Abschnitt für den Bildschirm entspricht im wesentlichen einem Vorschlag aus dem US-Patent 3 155 872. Die Hülle der Katodenstrahlröhre besteht hier aus Glas, obwohl sie ganz oder teilweise auch aus anderen geeigneten Materialien bestehen kann. Der im folgenden verwendete Ausdruck "Widerstandsschicht" bedeutet, daß es sich um eine Schicht mit so großem Widerstand handelt, daß eine an diese gelegte Spannungsquelle nicht übermäßig belastet wird, während unter dem Ausdruck "leitender Überzug" , "leitender Streifen" oder "leitende Schicht" verstanden werden soll, daß beim Anlegen von Spannungen an diese Elemente zwischen irgendwelchen Punkten von ihnen nur unbedeutende Potentialdifferenzen bestehen.

Bei dem in der Pig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Auffangelektrode 16 eine übliche Phosphorschicht 18 enthalten, die auf der Innenseite der Vorderwand aus Glae niedergeschlagen ist und auf die eine Aluminiumschicht oder eine andere für Elektronen durchlässige metallische Schicht 20 aufgebracht ist,

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Auf der Röhrenrückwand ist eine Widerstandsschicht 24 vorgesehen, die an einer Stelle 27 mit einer leitenden Schicht 26 in Berührung ist, die auf dem unteren Teil der Röhrenrückwand ausgebildet und bis in den Anschnitt V.D. für die Vertikalablenkung ausgedehnt ist, wo sie einen verlängerten Abschnitt einer Elektrode bildet und an einer Einschnürung endet. An die leitende Schicht 26 werden mittels einer Spannungsquelle 32-Ablenksignale gelegt, durch die der Elektronenstrahl auf die Auffangelektrode 16 umgelenkt.wird. Über die leitende Schicht 26 werden die Ablenksignale auch an die Widerstandaschicht 24 gelegt. Die obere Röhreninnenwand ist mit einer Widerstandsschicht 22 belegt. Länge der gesamten oberen rechten Ecke der Katodenstrahlröhre befindet sich eine Elektrode 28 sowohl mit der Widerstandsschicht 22 als auch mit der Widerstandsschicht 24 in elektrischem Kontakt. An die Elektrode kann ein Ablenkpotential gelegt werden.

Me eine Seite der Einschnürung ist durch einen leitenden Streifen 25 begrenzt, der den anderen Abschnitt der oben erwähnten Elektrode bildet und mit der leitenden Schicht 26 elektrisch verbunden ist. Der Streifen 25 ist auf einem Vorsprung 35 in der Röhrenrückwand befestigt oder niedergeschlagen und in Richtung auf die Auffangelektrode 16 geneigt.

In ähnlicher Weise ist die gegenüberliegende Seite der Einschnürung durch eine leitende Schicht 23 begrenzt, die bis in die Nähe der Auffangelektrode 16 ausgedehnt iat und deren unterer Abschnitt eine zweite Elektrode des Vertikalablenksystems bildet. Die Schicht 23 ist auf der Röhreninnenwand 36 niedergeschlagen und in Richtung auf die Auffangelektrode 16 geneigt. Die derart gebildete Einschnürung besitzt eine Breite W und ihre Mittelachse X1,X2 ist gegenüber einem leitenden Überzug auf der Innenwand der Röhrenhülle im Horizontalablenkabschnitt H.D. und gegenüber dem Elektronenstrahl 3 geneigt. Außerdem ist die Achse der Einschnürung gegenüber dem Elektronenstrahl 3 seitlich versetzt. Durch diese Anordnung wird ermöglicht, daß der Elektronenstrahl 3 durch eine Zeitablenkspannung mit kleinerer Amplitude abgelenkt werden kann, da er nahe dem Streifen

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25 in die Einschnürung mit der Breite W nicht zu einer Umlenkung auf die Schicht 23 führen wird. Außerdem sorgt die Neigung des Streifens 25 und der Schicht 23 für eine größere Bahnlänge des Elektronenstrahls innerhalb der verengten Einschnürung.

Durch die Erfindung wird außerdem noch dadurch eine größere Empfindlichkeit für die Vertikalablenkung erzielt, daß gegenüber der leitenden Schicht 26 und dem Streifen 25 innerhalb des Abschnitts V.B. für die Vertikalablenkung auf der Röhreninnenwand eine leitende Schicht 21 vorgesehen wird, die von dem verlängerten Abschnitt der Schicht 23 elektrisch isoliert ist. Bie leitende Schicht 21 erstreckt sich von der Auffangelektrode 16 in Richtung der Einschnürung und iat vorzugsweise eine Verlängerung der leitenden Schicht 20 der Auffangelektrode 16. In diesem Fall kann durch eine Leitung 21·, die durch die Glashülle geführt und mit der Schicht 21 elektrisch verbunden ist, ein geeignetes Potential an beide Schichten 20 und 21 gelegt werden. In gleicher Weise könnte natürlich die Leitung 21* mit dem oberen Ende der Schicht 20 verbunden sein. Zum Anlegen eines geeigneten Betriebspotentiale an die leitende Schicht 23t das kleiner als das Potential an der Schicht 21 ist, um die Durchgangszeit zu vergrößern, kann durch die Glaahülle eine Leitung 23' geführt und mit der leitenden Schicht 23 elektrisch verbunden werden.

Die Schicht 23 liegt auf einem niedrigeren Betriebepotential als die Schicht 21. Daher treten die Elektronen durch die Einschnürung mit der Breite W mit einer kleineren Geschwindigkeit als es sonst der Pail wäre, d.h. jedes Elektron verweilt «in· größere Zeit zwischen den leitenden Schichten 21 und 23 und den Ablenkstreifen 25 und 26. Dies ermöglicht eine Verringerung der Vertikalablenkspannung. Die kleinere Geschwindigkeit des

Elektronenstrahls dient somit zur zusätzlichen Erhöhung ..

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der Empfindlichkeit, die schon durch die Verengung der Einschnürung aufgrund der Versetzung und Neigung der Achse X1,X2 bezüglich des Elektronenstrahls 3 erreicht wird.

Das Versetzen und Neigen der Achse X1, X2 der Einschnürung bezüglich der Achse des Strahlerzeugungssystems 2 und des leitenden Überzugs 13 hat zur Folge, daß der Elektronenstrahl 3 auf der rechten Seite nahe dem Streifen 25 durch die Einschnürung tritt. Eine Ablenkung innerhalb dieser engen Zone führt sofort zu einer Umlenkung des Elektronenstrahls auf eine Bahn 311 die etwa parallel der geneigten Schicht 21 verläuft, wohingegen der unabgelenkte Strahl einer Bahn 33 folgen würde, die dicht am Streifen 25 vorbeiführt, diesen jedoch nicht streift.

Die Erfindung kann auch innerhalb einer anders aufgebauten Katodenstrahlröhre angewendet werden, obwohl hierdurch die Empfindlichkeit der Vertikalablenkung etwas verringert wird. Bei einer solchen Katodenstrahlröhre können gemäß der Fig. 4 die Schicht 26 und die Leitung 23' fehlen und die Schicht 21 kann mit dem verlängerten Abschnitt der Schicht 23 elektrisch verbunden sein, so daß beim Anlegen eines Potentials an die Leitung 21' eine Äquipotentialfläche entsteht. Wenn die Achse X1,X2 der Einschnürung mit der Breite W gegenüber der Achse des Strahlerzeugungssystems 2 und des leitenden Überzugs 13 versetzt und geneigt ist, damit der Elektronenstrahl 3 auf die rechte Seite der Einschnürung ausgerichtet ist, dann ermöglichen die geneigten Oberflächen des Streifens 25 und der Schicht 23 wiederum eine Verringerung der Breite W der Einschnürung, so daß man auch in diesem Fall eine größere Empfindlichkeit für die Vertikalablenkung erhält, weil die auf die Auffangelektrode abgelenkten Elektronen die versetzte und geneigte Schicht 23 nicht streifen.

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Auch in der Katodenstrahlröhre nach der Pig. 5 läßt sich die Erfindung anwenden. In der Katodenstrahlröhre nach der Fig. 5 ist die Achse Y1,Y2 einer verengten Einschnürung mit der Breite W¹ gegenüber den Achsen des leitenden Überzugs 13 und des Strahlerzeugungssystems 2 lediglich versetzt, jedoch nicht geneigt. Die Breite W¹ der Einschnürung ist durch einen mit der Schicht 26 verbundenen Streifen 45 auf einem Vorsprung 55 und durch eine gegenüberliegende Schicht 43 festgelegt, die einen verlängerten Abschnitt aufweist, der auf einer Schulter 56 befestigt und mit einer Leitung 23' verbunden ist. Die Empfindlichkeit für die Vertikalablenkung ist hier dadurch vergrößert, daß die Schicht 43 auf einem geringeren Potential als die Schicht 21 gehalten wird, was die Durchgangszeit der Elektronen durch den Abschnitt V.D. für die Vertikalablenkung vergrößert. Auf diese Weise kann eine beträchtliche Verkleinerung der Breite W¹ der Einschnürung erreicht werden, 'ohne daß zu befürchten ist, daß die Elektronen auf der Bahn 31 mit der Schicht 43 in Berührung kommen.

Die Erfindung ist weder auf die Verwendung einer speziellen Einrichtung zur Vergrößerung der Durchgangszeit der Elektronen durch die Vertikalablenkelektroden, d.h. die Schicht 26, die Schicht 43, die Schicht 23 oder die Schicht 21_;noch auf die Verwendung einer der hier beispielhaft gezeigten flachen Katodenstrahlröhren beschränkt. Die verwendeten Mittel zum Verringern der Breite W bzw. W' der Einschnürung zwischen den Ablenkelektroden zur Erhöhung der Empfindlichkeit der Vertikalablenkung können vielmehr in den verschiedenartigsten flachen Katodenstrahlröhren angewendet werden·

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Claims

Patentansprüche

1. Flache Katodenstrahlröhre mit einem Elektronenstrahlerzeugungssystem, mit einem Horizontalablenksystem, durch das der Elektronenstrahl in einer zu einer Auffangelektrode parallelen Ebene ablenkbar ist, und mit einem Vertikalablenksystem, das eine mit der Auffangelektrode verbundene Ablenkelektrode und eine mit der dieser gegenüberliegenden Röhrenrückwand verbundene Ablenkelektrode enthält, die zusammen eine Einschnürung vor dem Raum zwischen der Auffangelektrode und der ihr gegenüberliegenden Röhrenrückwand bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse (X1,X2 bzw. Y1,Y2) dieser Einschnürung bezüglich dem einfallenden Elektronenstrahl (3) derart versetzt angeordnet ist, daß der Elektronenstrahl an einer Stelle durch die Einschnürung tritt, die näher an der mit der Röhrenrückwand verbundenen Ablenkelektrode (25, 45) liegt.

2. Katodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Auffangelektrode verbundene Ablenkelektrode (23) in Richtung auf die Auffangelektrode (16) geneigt iet.

3. Katodenstrahlröhre nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß ein unterer Abschnitt (25) der mit der Röhrenrüekwand verbundenen Ablenkelektrode in Richtung auf die Auffangelektrode (16) geneigt iet.

4· Katodenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennnzeichnet, daß die mit der Auffangelektrode verbundene Ablenkelektrode (23, 43) einen ver längerten Anschnitt aufweist. , t

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5. Katodenstrahlröhre nach Anspruch 5_f dadurch gekennzeichnet, daß dem verlängerten Abschnitt ein zum Elektronenstrahl (3) paralleler verlängerter Abschnitt (26) der mit der Röhrenrückwand verbundenen Ablenkelektrode gegenüberliegt.

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