DE2165024A1

DE2165024A1 - Farb-Kathodenstrahlröhre mit Fokussierung und Nachbeschleunigung

Info

Publication number: DE2165024A1
Application number: DE19712165024
Authority: DE
Inventors: Eiichi Ichihara; Kanai Hiromi Hayano; Chiba Yamazaki (Japan)
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1970-12-28
Filing date: 1971-12-28
Publication date: 1972-07-06
Also published as: FR2120936A5; GB1374456A; DE2165024C3; US3789254A; DE2165024B2

Description

Farb-Kathodenstrahlröhre mit Fokussierung und Nachbeschleunigung ■

Die Erfindung bezieht sich auf eine'Farb-Kathodenstrahlröhre mit ι

Fokussierung und Nachbeschleunigung, die einen hohen Grad an FarbH

reinheit aufweist. \

Wie- in Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen schematisch dargestellt ist, enthält eine herkömmliche Farb-Kathodenstrahlröhre mit Fokussierung und Nachbeschleunigung einen evakuierten Kolben 1 mit einem Hals 3, in welchem eine Elektronenkanone 2 untergebracht ist, einem Konus 5, dessen innere Oberfläche mit einem Elektrodenfilm 4 überzogen ist, und einer Frontplatte 7, deren innere Oberfläche mit einer Leuchtstoffschicht 6 überzogen ist. Auf der zur Elektronenkanone 2 gewandten Oberfläche der Leuchtstoffschicht ist eine metallische Hinterlegungselektrode 8 aufgebracht. Eine Schattenmaske 9 ist dicht benachbart zur metallischen Hinter- .

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legungselektrode 8 angeordnet, und die Schattenmaske 9 v/ird durch einen Stützrahmen 10 gehalten. Auf der zur Elektronenkanone gewandten Seite des Stützrahmens 10 ist eine zylindrische elektrostatische Abschirmelektrode 11 befestigt. Ferner ist eine Ablenkspule 12 so vorgesehen, daß sie den Hals 3 umgibt.

Entsprechend dem bekannten Stand der Technik wird der von der Elektronenkanone 2 emittierte Elektronenstrahl 13 von der Ablenk-

j spule 12 so abgelenkt, daß er die Schattenmaske 9 abrastert. Hin

j Teil 13a des Elektronenstrahls 13 geht durch die Perforationen j der Schattenmaske 9 und erreicht die.Leuchtstoffschicht 6, wäh-

rend andere Teile 13b und 13c des Elektronenstrahls von der Oberfläche der Schattenmaske 9 reflektiert werden; diese reflektierten Teile enthalten Sekundärelektronen, die beim Auftreffen der genannten Teile auf die Oberfläche der Schattenmaske emittiert werden. Der Teil 13c des Elektronenstrahls lauft zurück zur Schattenmaske, der Teil 13b trifft jedoch auf den Elektrodenfilm 4 auf der inneren Oberfläche des Röhrenkonus auf und führt dort zur Emission von Sekundärelektronen. Bei Farb-KathodenstrahlrÖhren mit Fokussierung und Nachbeschleunigung besteht wegen der An-

Wesenheit eines intensiven elektrischen Fokussierungsfeldes zwischen der Schattenmaske 9 und der metallischen Hinterlegungs<elektrode 8 eine Tendenz dazu, daß der von der Schattenmaske reflektierte Elektronenstrahl, die durch den Aufprall des Elek- ] tronenstrahls auf der Schattenmaske emittierten Sekundärelektronen und die durch Auftreffen des Elektronenstrahls auf dem

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. Elektrodenfilm 4 emittierten Sekundärelektronen durch die Wirkung _; : des fokussierenden elektrischen Feldes durch die Perforationen _[ der Schattenmaske hindurchgetrieben werden, die Leuchtstoff- : schicht 6 erreichen und dadurch Halobildung hervorrufen, die die Farbreinheit vermindert.

Es sind verschiedene Vorschläge gemacht worden, um die durch zurückgedrückte Elektronen verursachte Halobildung auszuschalten. Einer dieser Vorschläge sah vor, die zylindrische Elektrode 11, die zur Abschirmung des Inneren des Röhrenkolbens 1 gegen äußere elektrostatische Felder vorgesehen ist, dazu zu verwenden, um die durch den Aufprall des reflektierten Elektronenstrahls 13c auf dem Elektrodenfilm 4 emittierten .Sekundärelektronen zu absorbieren und aufzusammeln. Nach einem anderen Vorschlag wird das gleiche Potential von beispielsweise 2GkV sowohl an die metallische Hinterlegungselektrode 8 als auch den Elektrodenfilm 4 angelegt, um der Schattenmaske ein Potential von 13 kV zu geben. Ein anderer Vorschlag sah vor, daß der Elektrodenfilm 4 auf ein Potential gelegt wird, das zwischen den Potentialen der metalli- ; sehen Hinterlegungselektrode und der Schattenmaske 9 liegt, so daß die von dem Elektrodenfilm 9 emittierten Sekundärelektronen

angezogen werden.

; man

j Obwohl/nach diesen früheren Vorschlägen die Erscheinung der :■ Halobildung, die von den aus dem Elektrodenfilm 4 emittierten j

j Sekundärelektronen hervorgerufen wird, im wesentlichen ausschal- j

j ten und dadurch eine Verschlechterung der Farbreinheit vermeiden '

• kann, wird die elektrische Feldverteilung zwischen der Schatten-

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Maske 9 und dem Elektrodenfilm 4 verzerrt und dadurch der Ort . des Elektronenstrahls 13 gestört, weil zwischen der Schattenmaske und der zylindrischen Elektrode 11 und dem Elektrodenfilm 4 auf der inneren Oberfläche des Röhrenkonus 5 elektrische Felder ausgebildet werden. Infolgedessen wird der Elektronenstrahl 13a veranlaßt, sich auf der Leuchtstoffschicht 6 über eine Strecke von etwa 700 bis 1000 Mikron zu verschieben, und dies steht der Erreichung des Ziels der Farbreinheit entgegen.

Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine verbesserte Farb-Kathodenstrahlröhre mit Fokussierung und Nachbeschleunigung zu schaffen, die einen hohen Grad an Farbreinheit aufweist. Insbesondere soll es mit der erfindungsgemäßen Farb-Kathodenstrahlröhre möglich sein, die Erscheinung der Halobildung zu verhindern, die von den aus dem Elektrodenfilm auf der inneren Oberfläche des Röhrenkonus emittierten Sekundärelektronen hervorrufen wird. Ferner soll es mit der erfindungsgemäßen Farb-Kathodenstrahlröhre möglich sein, die Drift des Elektronenstrahls auf ein Minimum zu reduzieren.

Nach der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe gelöst mit einer Farb-Kathodenstrahlröhre mit Fokussierung und Nachbeschleunigung, mit einer Schattenmaske, einer auf der inneren Oberfläche der Frontplatte der Röhre gebildeten Leuchtstoffschicht, einer auf der Leuchtstoffschicht gebildeten metallischen Hinterlegungselektrode zur Herstellung eines elektrischen Feldes hoher Intensität zwischen der metallischen Hinterlegungselektrode und der Schattenmaske, und einem auf der inneren

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Oberfläche des Röhrenkonus gebildeten Elektrodenfilm, wobei

diese Röhre dadurch gekennzeichnet ist, daß mittels einer zwii
} sehen den Elektrodenfilm und die Schattenmaske gelegten Span-

\ nungsquelle das Potential des Elektrodenfilms um etwa 30 bis 800Y

ι höher gemacht wird als das Potential der Schattenmaske.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben, wobei alle sich vom Stand der Technik unterscMdenden Merkmale von erfindungswesentlicher Bedeutung sein können. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine herkömmliche Farb-Kathodenstrahlröhre mit Fokussierung und Nachbeschleunigung;

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil einer erfindungsgemäß verbesserten Farb-Kathodenstrahlröhre mit Fokussierung und Nachbeschleunigung; und

der

Fig. 3 eine graphische Darstellung, aus/die Beziehung zwischen der an die Schattenmaske und die metallische Hinterlegungselektrode angelegten Potent.ialdifferenz, dem Grad der Halobildung und der Drift des Elektronenstrahls ersichtlich ist.

Fig, 2 zeigt eine bevorzugte Ausfuhrungsform der vorliegenden Faxb-Kathodenstrahlröhre mit Fokussierung und Nachbeschleunigung.

m, Q —

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Elemente der Röhre» die Elementen der in Fig. 1 gezeigten Röhre entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen wie dort bezeichnet.

Zwischen den Elektrodenfilm 4 auf der inneren Oberfläche des Röhrenkonus und die Schattenmaske 9 ist-eine veränderbare Gleichspannungsquelle 14 gelegt, so daß die Schattenmaske auf einem in Bezug auf den Elektrodenfilm 4 positiven Potential gehalten wird. Das Ausmaß der Häbbildung und die Größe der Drift des Elektronenstrahls wurden für verschiedene Potentialdifferenzen zwischen Schattenmaske 9 und Elektrodenfilm 4 gemessen, und die Ergebnisse sind in Fig. 3 aufgetragen. Wie die in Fig. 3 dargestellte Kennlinie A zeigt, nimmt beim Erhöhen der Potentialdifferenz in positiver Richtung die Halobildung allmählich ab, bis bei einer Spannung von etwa 150 V ein Zustand der Sättigung auftritt. Da- ! nach bleibt die Halobildung unabhängig von dem Anstieg der Po- :

tentialdifferenz konstant. Bei einer Potentialdifferenz von 30 V .

ist das Ausmaß der Halobildung erheblich geringer als bei kleine-j ren Potentialdifferenzen. Dementsprechend ist eine Potential- j differenz von mehr als 30V ausreichend, solange es sich nur darum handelt, die von dem reflektierten Elektronenstrahl und den Sekundärelektronen hervorgerufene Halobildung zu vermindern. Me jedoch durch die Kurve B in Fig. 3 gezeigt ist, steigt die Driftstrecke des Elektronenstrahls direkt proportional zur Erhöhung der Potentialdifferenz an. Je größer die Drift des Elektronenstrahls auf der Leuchtstoffschicht ist, umso kleiner ist das Ausmaß der Farbreinheit. Demgemäß muß die obere Grenze der zur

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Erzielung der gewünschten Farbreinheit notwendigen Potentialdifferenz unter Berücksichtigung der Elektronenstrahl-Drift und der zulässigen Einbuße an Farbreinheit bestimmt werden.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, beträgt die Elektronenstrahldrift bei der Potentialdifferenz von 80OV etwa 160 Mikron, so daß dieset Wert der Potentialdifferenz bei einer Farb-Kathodenstrahlröhre j verwendet werden kann, deren zulässige Einbuße an Farbreinheit j 80 Mikron beträgt. Ferner gilt, da der Elektronenstrahl bei j einer Potentialdifferenz von 300 V eine Drift von 60 Mikron auf- j weist, daß dieser Wert der Potentialdifferenz für eine Farb-Kathodenstrahlröhre verwendet werden kann, bei der eine zulässige Einbuße an Farbreinheit von 30 Mikron vorliegt. Da die zulässigen Einbußen an Farbreinheit üblicher Farb-Kathodenstrahlröhren zwischen 30 und 80 Mikron liegen,falls nicht die Potentialdifferenz kleiner als 800 V gemacht wird, wird die zulässige Einbuße der Farbreinheit tiberschritten und die Farbreinheit somit auch dann verschlechtert, wenn die Potentialdifferenz bei einer Farb-Kathodenstrahlröhre angewendet wird, die eine minimale zulässige ßinbuße an Farbreinheit aufweist. Es hat sich gezeigt, daß die untere Grenze der zwischen die Schattenmaske und den Elektrodenfilm gelegten Potentialdifferenz zum Zwecke der Verhinderung der Halobildung durch den reflektierten Elektronenstrahl und die Sekundärelektronen etwa 30V beträgt, und daß die obere Grenze etwa 800 V beträgt, wenn man die Elektronenstrahldrift und die zulässige Einbuße an Farbreinheit in die Betrachtung einbezieht.

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Wie man anhand der Kurve A in Fig. 3 erkennt, ist eine Poten- - ! tialdifferenz von 500 V ausreichend, um die Halobildung auf den j Minimal- oder Sättigungswert zu vermindern, und bei dieser Potentialdifferenz ist die Drift des Elektronenstrahls kleiner als ^; bei höheren Potentialdifferenzen, so daß höchst zufriedenstellendφ Farbreinheiten erhalten werden können. Es ist ferner klar, daß
die Farbreinheit durch Veränderung der Gleichspannung der Quelle . 14 auf jeden beliebigen gewünschten Wert eingestellt werden kann.,

Wie oben beschrieben, wird nach der vorliegenden Erfindung das ! Potential des Elektrodenfilms auf der inneren Oberfläche des Konus einer Färb-Kathodenstrahlröhre um 30 bis 800 V höher gemacht
als das Potential der Schattenmaske, um die durch den reflektier-] ten Elektronenstrahl und durch die Sekundärelektronen verursachte Halobildung zu verhindern und dadurch einen hohen Grad an Färb* reinheit innerhalb der zulässigen Einbuße der Farbreinheit zu
erzielen, ohne daß es notwendig ist, die Konstruktion der Färb- , Kathodenstrahlröhre mit Nachbeschleunigung und Fokussierung zu j

verändern, und ohne Störung der elektrischen Feldverteilung für ;

den Elektronenstrahl.

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Claims

Patentansprüche

1. Farb-Kähodenstrahlröhre mit Fokussierung und Nachbeschleunigung, mit einer Schattenmaske, einer, auf der inneren Oberfläche der Frontplatte der Röhre gebildeten Leuchtstoffschicht> einer auf der Leuchtstoffschicht gebildeten metallischen Hinterlegungselektrode zur Herstellung eines elektrischen Feldes hoher Intensität zwischen der metallischen Hinterlegungselektrode und der Schattenmaske, und einem auf der inneren Oberfläche des Röhrenkonus gebildeten Elektrodenfilm, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer zwischen den Elektrodenfilm (4) und die Schattenmaske (9) gelegten Spannungsquelle (14) das Potential des Elektrodenfilms (4) um etwa 30 bis 800 V höher gemacht wird als das Potential der Schattenmaske (9).

2. Farb-Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaimungsquelle (14) eine Gleichspannungsquelle mit veränderbarer Spannung ist.

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