DE2258720A1

DE2258720A1 - Kathodenstrahlroehre mit nachbeschleunigung

Info

Publication number: DE2258720A1
Application number: DE19722258720
Authority: DE
Inventors: Masayoshi Kasai
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1971-11-30
Filing date: 1972-11-30
Publication date: 1973-06-28
Also published as: FR2162065A1; FR2162065B1; CA959911A; DE2258720C3; US3846658A; DE2258720B2

Description

Patentanwälte . O O C Q "7 O Π Dr. Ing. H. Negendank 4 4 O P / 4 U

Dipl. Ing. H. Hauck - Dipl. Phys. W. Schmitz Dipl. Ing. E. Graalf s - Dipl. Ing. W. Wehnert

8 München 2, Mozartstraße 23 Hitachi Limited . Telefon 538058ο

5-1, 1-chome, 30. November 1972

Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan Anwaltsakte: M-24M-2

Kathodenstrahlröhre mit Nachbeschleunigung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kathodenstrahlröhre mit Nachbeschleunigung mit einer Frontschale, einem auf der Innenfläche Frontschale aufgebrachten fluoreszierenden Leuchtschirm, einem Kolbentrichter, einer auf der Innenfläche des Trichters angebrachten Hilfselektrode, einer auf einem Zwischenpotential gehaltenen Elektrode, die in einer dem Leuchtschirm zugewandten Lage derart angeordnet ist, daß sie einen Elektronenstrahl durchläßt, und mit einer nahe der Hilfselektrode angeordneten Sekundärelektronen-Kollektorelektrode.

In einer zum Stand der Technik gehörigen Kathodenstrahlröhre sind die auf Zwischenpotential gehaltene Elektrode, die Sekundärelektronen-Kollektorelektrode und die auf der Innenfläche des Trichter angebrachte Hilfselektrode mit einer Substanz überzogen, die die Erzeugung von Sekundärelektronen verhindern soll. Damit wird aber insbesondere bei Farbbildröhren mit Nachbeschleunigung eine ungleichförmige Lumineszenz und Farbschattierung durch Sekundärelektronen noch nicht vermieden.

Auch bei Kathodenstrahlröhren mit Nachbeschleunigung, die in

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Oszillographen verwendet werden, rufen die an der Kollektorelektro^- de erzeugten Sekundärelektronen schwerwiegendste Probleme hervor.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kathodenstrahlröhre der oben genannten Art zu schaffen, bei der das Auftreffen von Sekundärelektronen wirkungsvoll vermieden wird. Damit soll eine ungleichmäßige Lumineszenz und im Falle von Farbbildröhren Farbschattierung vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daßtiie Sekundär+ elektronen-KoHektorelektrode derart ausgelegt ist, daß die von den anderen Elektroden in der Röhre erzeugt ea Sekundärelektronen durchläßt. Der Stand der Technik und die erfindungsgemäße Kathoden-jstrahlröhre mit Nachbeschleunigung sollen nun anhand der beigefügten Figuren zum besseren Verständnis näher erläutert werden. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine zum Stand der Technik gehörige Farbbildröhre mit Nachbeschleunigung;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der inneren Schutzelektrod^ der in der Fig. 1 gezeigten Röhre;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer inneren Schutzelektrode, wie sie in einer erfindungsgemäßen Kathodenstrahlröhre mit Nachbeschleunigung verwendet wird und

Fig. 4 einen schematischen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kathodenstrahlröhre mit Nachbeschleunigung.

In der Fig. 1 ist eine zum Stand der Technik gehörige

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Farbbildröhre mit Nachbeschleunigung dargestellt. Die Röhre besteht aus einer Frontschale 1, einem Kolbentrichter 2 und einem Kolbenhals 3, die mit einander abgedichtet verbunden sind und einen evakuierten Kolben bilden. Ein fluoreszierender Leuchtschirm 4 ist auf der Innenfläche der Frontschale ausgebildet und eine Lochmaskenelektrode 5, die auf einem Zwischenpotential gehalten wird, ist im vorgegebenen Abstand vor dem Leuchtschirm 4 angeordnet. Die Schattenmaske 5 ist mit der Kolbenwand mittels Halte- !elementen 6 verbunden, für die gewöhnlich Blattfedern verwendet werden. In dem Kolbenhals 3 ist eine Elektronenstrahlkanone 7 ange·- !ordnet und auf der Innenfläche des Kolbentrichters 2 ist eine Kolbenelektrode 8 angebracht. Eine innere Schutzelektrode 9, die die in der Fig. 2 gezeigte Konstruktion besitzt, ist durch die Halteelemente 6 in konzentrischer Lage zu der Kolbentrichterelektro de 8 gehalten. In der Nähe der Verbindung zwischen Kolbentrichter j iund Kolbenhals ist ein Gettersubstanz-Vorrat 10 angeordnet. !

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Es ist die Aufgabe der inneren Schutzelektrode 9 zu verhindern, dai das aus dem Gettersubstanz-Vorrat 10 abgedampfte Gettermaterial sich auf dem Leuchtschirm 4 und der an der Frontschale befestigten Lochmasken-Elektrode niederschlägt, wodurch das elektrische Isolier vermögen zwischen diesen Bauteilen herabgesetzt wird und ein nicht stabiles Betriebsverhalten der Kathodenstrahlröhre hervorgerufen wird. Weiterhin dient die innere Schutzelektrode dem folgenden Zweck. Insbesondere in Farbbildröhren mit Nachbeschleunigung ist die Geschwindigkeit des von der Llektronenstrahlkanone 7 ^;zur Loeiijiidsken-Elektrode 5 laufenden Elektronenstrahls geringer 'dls e;s bei einer Farbbildröhre ohne Nachbeschleunigung der Fall

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ist, so daß der Elektronenstrahl leichter durch Magnetismus oder ein externes magnetisches Feld beeinflußt werden kann. Die innere Schutzelektrode 9 übernimmt die Aufgabe, einen solchen nachteiligen Einfluß des Magnetismus oder eines externen Feldes zu unterdrücken. Weiterhin verhindert die innere Schutzelektrode 9 daß ein Teil des aus der Elektronenstrahlkanone austretenden Elektronenstrahls auf die Oberfläche der Lochmasken-Elektrode 5 auftrifft welche Fläche dem Kolbenhals zugewandt ist. Ein solches Auftreffen würde zur Erzeugung von Sekundärelektronen führen. Ein Teil solcher Sekundärelektronen trifft auf die Innenwand des Kolbentrichters 2 auf, wodurch weitere Sekundärelektronen erzeugt werden Beide Arten von Sekundärelektronen treffen auf den Leuchtechirm auf so daß unerwünschte Leuchtstoffpunkte zur Lumineszenz angeregt werden, wodurch die Qualität des wiederzugebenden Bildes empfindlich leidet.

Um in der zum Stand der Technik gehörigen Farbbildröhre ...ät Nachbeschleunigung die Erzeugung von Sekundärelektronen in einer effektiveren Weise zu verhindern,sind die Oberflächen der Lochmasken-Elektrode 5 der inneren Schutzelektrode 9 und der Kolbentrichterelektrode 8 mit einem Material überzogen, das die Erzeugung von Sekundärelektronen verhindert.

In der Fig. 3 wird nun eine erfindungsgemäße innere Schutzelektrode 11 gezeigt, die mit Vorteil in einer Farbbildröhre mit Nachbeschleunigung verwendet werden kann. Die innere Schutzelektrode 11 weist im allgemeinen dieselbe Konfiguration wie die in der Fig. 2 gezeigte Schutzelektrode 9 auf, abweichend jedoch ist sie mit

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einer Vielzahl von Perforationen 12 versehen.

Wenn nun bei einer Röhre mit der verbesserten inneren Schutzelektro de durch das Auftreffen des Elektronenstrahls auf der Lochmasken-Elektrode 5 beispielsweise Sekundärelektronen erzeugt werden, wird ein Teil der Sekundärelektronen von der inneren Schutzelektrode 11 gesammelt oder absorbierti und der verbleibende Teil der Sekundäij· elektronen bewegt sich durch die Perforationen 12 hindurch, trifft auf die Kolbentrichter-Elektrode 8 auf und wird von dieser absorbiert. Damit ist der Absorptionsprozentsatz für die an der Lochmasken-Elektrode S oder an anderen Elementen der Röhre erzeugten Sekundärelektronen wesentlich höher als es bei der zum Stand der Technik gehörigen Kathodenstrahlröhre mit Nachbeschleunigung der Fall ist, bei der die Sekundärelektronen durch die innere Schutzelektrode 9 und einer darauf aufgebrachten Schicht für die Absorption von Sekundärelektronen absorbiert werden.

Wenn an der inneren Schutzelektrode 11 und der Kolbentrichterelektrode 8 dasselbe Potential liegt und wenn der Durchlassigkeitsprozentsatz der inneren Schutzelektrode 11 für Sekundärelektronen mit 1 bezeichnet wird und die Erzeugungspatβ der inneren Schutzelektrode 11 und der Kolbentrichterelektrode 8 für Sekundärelektro· nen mit d^ bzw. d2 bezeichnet.wird, so wird der scheinbare Prozent· satz für die Erzeugung von Sekundärelektronen durch diese Elektroden durch die folgende Gleichung gegeben:

(1-1) Cl₁ + l²d₂.

Unter der Annahme, daß die Erzeugungsrate für Sekundärelektronen bei den einzelnen Elektroden gleich ist, d.h. d.. = d₉, wird

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der Prozentsatz durch die Erzeugung von Sekundärelektronen bei l = 0.5 ein Minimum annehmen. Unter diesen Bedingungen wird die Anzahl der erzeugten Sekundärelektronen auf ungefähr 25% des Wertes absinken, der bei der üblicherweise ausgelegten inneren Schutzelektrode auftritt.'

Wenn das an die Kolbentrichterelektrode 8 angelegte Potential im Vergleich zu dem an der inneren Schutzelektrode angelegten Potential um einige 10 Volt höher liegt, wirkt die innere Schutzalektrode 11 als Unterdrückungsgitter. Unter diesen Bedingungen tfird der Prozentsatz an Sekundärelektronen auf einen niedrigen Λ/ert abgesenkt, der in etwa gleich Cl - 1) d., ist. Dementsprechend ist unter diesen Bedingungen die Verwendung einer inneren Schutzslektrode in Form eines Drahtgitters von Vorteil, das einen hohen Durchlässigkeitsgrad für die Sekundärelektronen hat.

En der Fig. 4 ist eine weitere Ausfuhrungsform der Kathodenstrahlröhre mit Nachbeschleunigung dargestellt, die insbesondere für die Verwendung in Oszillographen geeignet ist. Die Bauteile, die bauteilen der in der Fig. 1 gezeigten Röhre entsprechen, sind nit denselben Bezugszeichen versehen. Bei diesen Ausführungsform ist eine zylindrische perforierte Kollektorelektrode 15, eine Jetzelektrode 16, die an dem den Leuchtschirm IH zugewandten Ende ier Kollektorelektrode 15 montiert ist, und eine spiralförmige Elektrode 17 vorgesehen, welche spiralförmige Elektrode auf der [nnenflache des Kolbentrichters 2 angeordnet ist. Diese Elektroden entsprechen der inneren Schutzelektrode, der Lochmasken-Elektrode ind der Kolbentrichterd-ektrode der in der Fig. 1 beschriebenen

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Anordnung. Wie die innere Schutzelektrode 11 in Fig. 3 ist die Kollektorelektrode 15 mit einer Vielzahl von Perforationen 18 versehen. Auch hier kann die Kollektorelektrode als Drahtnetz ausgebildet sein* Bei dieser Ausführungsform werden die erzeugten Sekundärelektronen durch die Zusammenarbeit der Kollektorelektrode 15 und der spiralförmigen Elektrode 17 mit einem im Vergleich zur bekannten Kathodenstrahlröhre extrem hohen Wirkungsgrad absorbiert

Obwohl es vorgezogen wird, daß die Perforationen für den Durchlaß der Sekundärelektronen auf der gesamten Oberfläche der Sekundärelektronen-Kollektorelektrode ausgebildet sind, kann im wesentlichen dasselbe Ziel auch erreicht werden., wenn derartige Perforationen nur aus solchen Teilen der Kollektorelektrode ausgebildet werden, die der sich auf Zwischenpotential befindlichen Elektrode benachbart sind.

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Claims

Patentanwalt·

Dr. Ing. H. Negendank
PIpI Ing. H. Haudc · DIpI. Phyi. W. Schmitz MpI. Ing. E. Graalfs - Dipl. Ing. W. Wehnert Hitachi Limited Q München 2. Mozartstrafi· 21

Telefon 5 38 05 86
5-1, 1-chome 30. Novemberl972

flarunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan Anwaltsakte: M-2442

Patentansprüche

Kathodenstrahlröhre mit Nachbeschleunigung mit einer Frontschal« einem auf der Innenfläche der Frontschale aufgebrachten fluoreszierenden Leuchtschirm, einem Kolbentrichter, ejiner auf der Innenfläche des Trichters aufgebrachten Hilfselektrode, einer au[f einem Zwischenpotential gehaltenen Elektrode, die in einer dem Leuchtschirm zugewandten Lage derart angeordnet ist, daß sie einen Elektronenstrahl durchläßt, und mit einer nahe der Hilfselektrode angeordneten Sekundärelektronen-Kollektorelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärelektronen-Kollektorelektrode (Iljl5) derart ausgelegt ist, daß sie von den anderen Elektroden in der Röhre erzeugte Sekundärelektronen durchläßt.
2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärelektronen-Kollektorelektrode (11;15) Sekundärelektronen auf ihrer gesamten Fläche durchläßt.

i. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur der Teil der Sekundärelektronen-Kollektorelektrode (11; 15) durchlässig ist, der der sich auf Zwischenpotential befindlichen Elektrode (5) benachbart ist.

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