DE2406443A1

DE2406443A1 - Elektronenschleuder fuer farbbildroehren

Info

Publication number: DE2406443A1
Application number: DE19742406443
Authority: DE
Inventors: Toshio Furukawa; Hiromi Kanai; Eiichi Yamazaki
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1973-02-26
Filing date: 1974-02-11
Publication date: 1974-09-05
Also published as: FR2219519A1

Description

24064'3

Dr. Inc. H. f !-rcr-.ndi

j Dipl. Ing. H. Η=>ΰ·ν; - DI;J P-'ys. V/. Schmitt

Dipl. Ing. E. On. ai -, - Di;!. !-->g. VV. Wshnert

8 M3nchon % iu&ssftsimBe 23

Telefon 5380586

j HITACHI LIMITED

: 5-1, 1-chome, Marunouchi 8. Februar 1974

j Chiyoda-ku, Tokyo, Japan Anwaltsakte M-2979

Elektronenschleuder für Farbbildröhren

Die Erfindung betrifft eine Elektronenschleuder, insbesondere eine Elektronenschleuder zur Ausbildung oder Darstellung einer elektrostatischen Linse zur Elektronenstrahlbündelung.

Bei einer Dreistrahl-Elektronenschleuder für eine Farbbildröhre strahlen drei Elektronenschleudern Elektronenstrahlen ab, von denen jeder zur Wiedergabe des Bildes einer Ursprungsfarbe dient, und die im Dreieck oder in Deltaform angeordnet sind, so daß die einzelnen Schleudern um etwa ein Grad gegenüber der Röhrenachse geneigt sind, d.h. die Achsen der drei Elektronenschleudern fallen mit den drei Kanten einer dreiseitigen Pyramide zusammen, deren Scheitelpunkt am Mittelpunkt des Bildschirms der Röhre liegt, um dadurch eine Abschattung des wiedergegebenen Farbbildes zu verhindern. Bei einer anderen Ausführung sind die drei Elektronen schleudern in Linie mit zwei ihrer Achsen angeordnet, die mit

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ORIGINAL INSPECTED

den Seiten eines gleichseitigen Dreiecks zusammenfallen, dessen Scheitelpunkt am Mittelpunkt des Bildschirms liegt, wobei eine Achse mit der Senkrechten zusammenfällt, die vom Scheitelpunkt zur unteren Seite des Dreiecks gefällt wird. In beiden Fällen müssen die Elektroden der Elektronenschleudern große Durchmesser | ; und Längsabmessungen besitzen, wenn Bilder von hoher Qualität und ._ hoher Auflösung wiedergegeben werden sollen. Bei diesen Konstruk- '

: j

tionen verringert sich der Abstand zwischen der Innenwand des j Halses und der Elektronenschleuder zur Kathode hin, wodurch Streukapazitäten und die Möglichkeit für Lichtbogenbildung vergrößert

j werden. Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, wurde ein Elektronenschleuderaggregat vorgeschlagen, dessen einzelne Elektronenschleudern parallel zur Röhrenachse angeordnet sind, wodurch sich der Abstand zwischen der Innenwand des Halses und den Elektronenschleudern vergrößert und die mit einer Einrichtung versehen sind, um die drei Elektronenstrahlen an einem Punkt auf dem Bildschirm zusammenzuführen. Insbesondere sind die Anode und die Bündelungselektrode einer jeden Elektronenschleuder mit einer geneigten Endfläche versehen und so ausgerichtet, daß sich ihre geneigten Endflächen gegenüberstehen, damit die zwischen diesen Elektroden ausgebildete elektrostatische Linse gegenüber der Röhrenachse um einen bestimmten Winkel geneigt ist.

j Da jedoch bei dieser Konstruktion die Endflächen der sich gegenüberstehenden Elektroden, die zusammen die elektrostatische Linse ί bilden, gegenüber den Elektrodenachsen nicht symmetrisch sind,

läßt sich eine erhöhte Aberration der elektrostatischen Linse nicht vermeiden, wodurch sich auch die Neigung zum Astigmatismus oder zur Randunschärfe vergrößert. Somit weicht die Quer- _,_

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schnittfonn des von den Kathoden abgestrahlten Elektronenstrahls nach Durchwanderung der elektrostatischen Linse von der wahren Kreisform ab und ist verformt, mit dem Ergebnis, daß die Auflösung des am Bildschirm wiedergegebenen Bildes stark beeinträchtigt ist.

Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein verbessertes Elektronenschleuderaggregat für eine Farbbildröhre mit einem hohen Auflösungsgrad zu schaffen. Ferner ist erfindungsgemäß eine verbesserte Anordnung von Elektronenschleudern mit drei Elektronenschleudern vorgesehen, die parallel in Dreiecksform angeordnet sind, welche die Streukapazität zwischen ihr und der Innenwand des sie umschließenden Kolbenhalses nicht vergrößert und auch keine Lichtbogenbildung hervorruft. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung soll ein verbessertes Elektronenschleuderaggregat mit drei Elektronenschleudern geschaffen werden, die parallel auf Linie angeordnet sind, ein hohes Auflösungsvermögen ergeben, die Streukapazität zwischen ihnen und der Innenwand des sie umschließenden Kolbenhalses nicht vergrößern und auch keine Li chtbogenbildung bewi rken.

Nach einem Merkmal der Erfindung ist eine Elektronenschleuderanordnung für eine Farbbildröhre vorgesehen, die eine Anzahl von parallel in Dreiecksform angeordneten Elektronenschleudern besitzt, von denen jede einzelne mit einer Anzahl von Elektroden einschließlich einer Bündelungselektrode und einer Anode ausgestattet ist, die zusammenwirken, um eine Einrichtung zu bilden,

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mit der ein Elektronenstrahl an einem Punkt.des Bildschirms der Farbbildröhre gebündelt werden kann und die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Bündelungselektrode mit einer elliptischen Perforation zum Durchlaß des Elektronenstrahls versehen ist sowie dadurch, daß die kleine Achse der elliptischen Perforation senk- ^: recht zur Achse der Farbbildröhre steht.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist eine Elektronenstrahlvorrichtung für eine Farbbildröhre mit einer Anzahl von Elektronenschleudern vorgesehen, die parallel in einer gemeinsamen Ebene,

! angeordnet sind, wobei jede Elektronenschleuder mit einer Anzahl von Elektroden einschließlich einer Bündelungselektrode und einerj Anode bestückt ist und alle Elektronenschleudern mit Ausnahme der auf der Achse der Farbbildröhre angeordneten mit Vorrichtun-

gen zwischen der Bündelungselektrode und der Anode versehen sind, um deren Elektronenstrahl an einem Punkt des Bildschirms der Färb bildröhre zu vereinen, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Elektronenstrahlbündelungsvorrichtung versehene Bündelungselektrode einer jeden Elektronenschleuder mit einer elliptischen Perforation zum Durchlaß des Elektronenstrahls ausgestattet ist sowie dadurch, daß die Nebenachse der elliptischen Perforation senkrecht zur Achse der Farbbildröhre steht. i

ι Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Bej Schreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfin-,

! dungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen:

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Fig. 1 eine schematische Darstellung einer früheren dreistrahligen Elektronenschleuder;

Fig. 2 die schematische Darstellung einer früheren dreistrahligen Elektronenschleuder mit Bündelungsvorrichtung für den Elektronenstrahl;

Fig. 3a und Schemazeichnungen der elektrostatischen Linse, die 3b '

durch die Elektronenstrahl-Bündelungsvorrichtung der

Fig. 2 ausgebildet wird;

Fig. 4 die schematische Darstellung des Teils eines die j elektrostatische Linse der Fig. 3 durchlaufenden j Elektronenstrahls;

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Elektrode einer Elektronenschleuder, wobei Fig. 5a eine Endansicht und Fig. 5b eine Seitenansicht der Elektrode der Elektronenschleuder bietet;

ι Fig. 6 einen Querschnitt des die in Fig. 5 gezeigte Elek-

j trode der Elektronenschleuder durchlaufenden Elektronenstrahls vor und nach dem Durchlauf durch eine elek-·

trostatische Linse; j

Fig. 7 das Schemabild einer anderen Ausführungsform der er- j findungsgemäßen Elektrode der Elektronenschleuder; j

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Fig. 8 ein Schemabild wie Fig. 6 mit dem Querschnitt eines

die in Fig. 7 gezeigte Elektrode der Elektronenschleuder durchlaufenden Elektronenstrahls; j

Fig. 9 die schematische Darstellung einer früheren auf Linie; angeordneten dreistrahligen Elektronenschleuder; '

Fig. 10 die schematische Darstellung einer früheren auf Linie angeordneten dreistrahligen Elektronenschleuder mit

einer Vorrichtung zur Bündelung der Elektronenstrahl ?

I len.

Wie in Fig. 1 gezeigt umfaßt das frühere im Dreieck angeordnete

dreistrahlige Elektronenschleuderaggregat die drei einzelnen Elektronenschleudern 1, 2 und 3 die im Abstand von 120 zueinander angeordnet sind, um ein gleichseitiges Dreieck zu bilden. Die Achsen der drei Elektronenschleudern sind gegenüber der Röhrenachse um ein Grad geneigt, um eine dreieckige Pyramide zu bilden, deren Scheitelpunkt am Punkt einer Farbwahlelektrode, beispielsweise einer Lochmaske 4 liegt, wobei dieser Punkt den

ι Mittelpunkt des wiedergegebenen Bildes entspricht. Die von den entsprechenden Elektronenschleudern ausgehenden Elektronenzahlen durchlaufen ein Perforationsloch in der Lochmaske 4 und treffen auf den Bildschirm 5 auf, wobei sie ein Bild reproduzieren, um

^! jedoch die Auflösung des Bildes zu verbessern^wurde bei dieser Konstruktion gewöhnlich die axiale Länge der entsprechenden Elek-

: tronenschleudern sowie auch der Durchmesser der Elektrodenröhre des Elektronenschleuderaggregats vergrößert. Aus diesem Grunde

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liegt das Elektronenschleuderaggregat der Innenwand des Kolbenhalses sehr nahe oder berührt ihn sogar, wodurch sich die Streukapazität und die Möglichkeit für Lichtbogenbildung erhöht.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde die in Fig. 2 gezeigte Anordnung vorgeschlagen. Obwohl nicht in der Figur gezeigt, befindet sich hinter der unteren Elektronenschleuder noch eine zweite, so daß drei Elektronenschleudern im Dreieck angeordnet sind. Die von der Kathode 6 ausgesandten Elektronenstrahlen 7 durchlaufen nacheinander das erste Gitter 8, das zweite Gitter 9 und das dritte Gitter 10 (nachstehend Bündelungselektrode genannt) und werden dann durch die elektrostatische Linse 12 gebündelt, die durch das Zusammenwirken der Bündelungselektrode 10 und der Anode 11 entsteht, um auf dem Bildschirm 5 ein Bild zu ergeben. Wie nachstehend näher erläutert wird, sind die sich gegenüberstehenden Endflächen der Bündelungselektrode 10 und der Anode 11 um einen bestimmten Winkel gegenüber der Röhrenachse geneigt, so daß auch die zwischen diesen beiden Elektroden ausgeformte elektrostatische Linse gegenüber der Achse 13 der Farbbildröhre schräg steht. Da die gegenüberliegenden Endflächen der Bündelungselektrode 10 und der Anode 11 nicht senkrecht zur Röhrenachse 13 stehen wird somit der Elektronenstrahl 7 in eine Richtung ausgelenkt. Infolge dieser Ablenkung werden die drei Elektronenstrahlen 7 an einem Punkt auf dem Bildschirm zusammengeführt und ergeben somit eine statische Konvergenz.

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Fig. 3 zeigt die Arbeitsweise der durch die vorstehend beschrie- j bene Elektronenstrahlbündelungsvorrichtung geschaffenen elektro- I statischen Linse. In der Anordnung der Fig. 3a sind die Luftspalt^ zwischen den oberen und den unteren Enden der geneigten gegenüber+ liegenden Endflächen der Bündelungselektrode 10 und der Anode 11 i nicht gleich, während in der in Fig. 3b gezeigten Anordnung die beiden Endflächen zueinander parallel stehen und um den gleichen : Winkel gegenüber der Röhrenachse 13 geneigt sind. In beiden Fällen wird der Elektronenstrahl 7 nach unten abgelenkt. Da die elektrostatische Linse 12 gegenüber der Röhrenachse 13 geneigt ist,differiert bei diesen Anordnungen die Bündelung des Strahls in Abhängigkeit von der Lage und dem Durchmesser des auf die elektrostatische Linse auftreffenden Elektronenstrahls 7. Dies verursacht den sogenannten Artigmatismus (Randunschärfe). Aus diesem Grunde besitzt der Querschnitt des Strahls vor dem Durchlaufen der elektrostatischen Linse die wahre Kreisform 14, jedoch eine elliptische Form 15 _r nachdem er die Linse durchlaufen hat.

Anhand der Fign. 5 und 6 wird nun der Aufbau und die Arbeitsweise eines Ausführungsbeispiels der Erfindung näher erläutert. Erfindungsgemäß besitzt nach Fig. 5a die Bodenplatte der Bünde- ! lungselektrode 10 die elliptische öffnung 16 zum Durchlaß des Elektronenstrahls anstatt einer kreisförmigen Perforation. Vor allem liegt die Hauptachse des elliptischen Perforationsloches JL6 rechtwinklig zur Hauptachse eines elliptischen Strahls, der auf dem Bildschirm auftritt (s. Ellipse 15 in Fig. 4). Infolge der elliptischen öffnung 16 ist bei dieser Konstruktion der Quer-

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schnitt des Elektronenstrahls elliptisch (17), bevor er die elektrostatische Linse 12 durchläuft. Während der Elektronenstrahl die elektrostatische Linse durchläuft, wird er astigma- : tisch verformt, mit dem Ergebnis, daß sich die Wirkung des elliptischen Perforationsloches und die des Astigmatismus gegenseitig aufheben, wodurch der auf den Phosphorpunkt am Bildschirm auftreffende Elektronenstrahl eine im wesentlichen wahre Kreis- ! form annimmt und damit die Güte des wiedergegebenen Bildes erhöht.

Fig. 7 zeigt ein anderes Äusführungsbeispiel der erfindungsge- j mäßen Elektrode der Elektronenschleuder. Bei diesem Ausführungs- j beispiel besitzt der zylinderförmige Teil 21 der Bündelungselektrode 10 einen im wesentlichen elliptischen Querschnitt, dessen Ebene senkrecht zur Elektrodenachse verläuft und der damit eine Feldverteilung erzeugt, die gegenüber der Elektrodenachse asymmetrisch ist. Damit wird der Elektronenstrahl in einer Richtung ver formt, die senkrecht zur Richtung der durch den Astigmatismus der elektrostatischen Linse hervorgerufenen Verformung liegt. Fig. 8 zeigt die Beziehung zwischen der Bündungselektrode, dem Elektronenstrahl und der elektrostatischen Linse. Danach wird der Elektronenstrahl 7 in der Bündelungselektrode 10 zur Ellipse 19 verformt, so daß er nach dem Durchlaufen der elektrostatischen Linse 12 einen wahren kreisförmigen Querschnitt besitzt und damit das gewünschte Auflösungsvermögen erreicht.

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Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Fig. 5, bei welchem eine ziemlich kleine elliptische Öffnung.in der Bodenplatte der Bündelungselektrode ausgeformt war, besitzt das Ausführungsbeispiel der Fig. 7 dadurch Vorteile, daß der verhältnismäßig große zylinderförmige Teil 21 leichter hergestellt werden kann.

;)ie Fign. 9 und 10 sind schematische Darstellungen von auf Linie angeordneten Elektronenschleuderaggregaten des bisherigen Standes der Technik. Fig. 10 bietet einen Grundriß, und die mittlere elektrostatische Elektronenschleuder 2 braucht nicht mit der Bündelungsvorrichtung 22 zur Ausbildung einer geneigten elektro-

i
statischen Linse wie die äußeren Elektronenschleudern 1 und 3 zur

Bündelung eines Elektronenstrahls an einem Punkt des Bildschirms \ versehen zu sein. Ferner braucht auch die Bündelungselektrode 10 ι keine elliptische Öffnung zu besitzen. Es ist offensichtlich, daß die Ausführungsbeispiele der Fign. 5 und 7 auch auf die Elektro-

j nenschleudern 1 und 3 des linearen Elektronenschleuderaggregats angewandt werden können. Das Längenverhältnis zwischen der Hauptachse und der Nebenachse der elliptischen Öffnung für den Durchlaß des Elektronenstrahls wird durch den Neigungswinkel der elek-

itrostatischen Linse gegenüber der Achse der Bündelungselektrode

j bestimmt.

;Obwohl in der vorstehenden Beschreibung die Elektronenschleuder mit einer einzigen elektrostatischen Linse als Hauptlinsenanord- ;

nunggezeigt wurde, ist es offensichtlich, daß die Hauptlinsenanordnung auch durch eine Anzahl von elektrostatischen Linsen gebildet werden kann.

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Da es erfindungsgemäß auch möglich ist, eine Anzahl von Elektronenschleudern parallel anzuordnen, läßt sich auch die Länge der

Elektroden ohne Annäherung oder Berührung der Innenwand des HaI-j

ses des Röhrenkolbens erhöhen, selbstwenn der Durchmesser der

ι Elektroden der Elektronenschleuder vergrößert wird. Außerdem kann bewirkt werden, daß sich der Querschnitt der Elektronenstrahlen einem wahren Kreis annähert, wenn sie auf den Bildschirm auftreffen, wodurch die Güte des wiedergegebenen Bildes verbessert werden kann.

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Claims

Patentansprüche

ilJ Elektronenschleuderaggregat für eine Farbbildröhre mit einer Anzahl von parallel im Dreieck zuetender angeordneten Elektronenschleudern die jeweils mit einer Anzahl von Elektroden einschließlich einer Bündelungselektrode und einer Anode versehen sind, welche so zusammenwirken, daß sie eine Vorrichtung zur Bündelung eines Elektronenstrahls auf einen Punkt am Bildschirm der Farbbildröhre formen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bündelungselektrode (10) mit einem elliptischen Perforationsloch (16) zum Durchlaß des Elektronenstrahls versehen ist sowie dadurch, daß die Nebenachse des elliptischen Perforationsloches (16) senkrecht zur Achse (13) der Farbbildröhre liegt.
2. Elektronenschleuderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elliptische Perforationsloch (16) am Boden der Bündelungselektrode (10) ausgeformt ist.

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3. Elektronenschleuderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylinder£rmige Teil (21) der Bündelungselektrode (10) einen elliptischen Querschnitt (17) besitzt.
! 4. Elektronenschleuderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Längenverhältnis der Hauptachse zu dem der Nebenachse des elliptischen Perforationsloches (16) im wesentlichen durch den Neigungswinkel einer elektrostatischen Linse (12) bestimmt wird, die zwischen der Bündelungselektrode (10) und der Anode (11) gegenüber der Achse (13) der Bündelungs- j elektrode (10) ausgeformt ist.
5. Elektronenschleuderaggregat für eine Farbbildröhre mit einer Anzahl von Elektronenschleudern, die parallel in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, wobei jede Elektronenschleuder mit einer Anzahl von Elektroden einschließlich einer Bündelungselektrode und einer Anode versehen ist und alle Elektronenschleudern mit Ausnahme der auf der Achse der Farbbildröhre angeordneten mit einer zwischen der Bündelungselektrode und der Anode ausgeformten Vorrichtung versehen sind, um ihren Elektronenstrahl an einem Punkt auf dem Bildschirm der Farbbildröhre zu bündeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Bündelungselektrode (10) der mit der Elektronenstrahlbündelungsvorrichtung (22) versehenen Elektronenschleudern (1,3) mit einem elliptischen Perforationsloch (16) zum Durchlaß des Elektronenstrahls versehen ist sowie dadurch, daß die Nebenachse des elliptischen Perforationsloches (16) senkrecht zur Achse (13) der Farbbildröhre liegt.

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6. Elektronenschleuderaggregat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das elliptische Perforationsloch (16) am Boden der Bündelungselektroden (10) der mit der Bündelungsvorrichtung (22) versehenen Elektronenschleudern (1,3) ausgeformt ist.
7. Elektronenschleuderaggregat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zylinderförmige Teil (21) der Bündelungselektrode (10) der mit der Bündelungsvorrichtung (22) versehenen Elektronenschleudern (1,3) einen elliptischen Querschnitt (17) besitzt.
8. Elektronenschleuderaggregat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Längenverhältnis der Hauptachse zur Nebenachse des elliptischen Perforationsloches (16) im wesentlichen durch den Neigungswinkel zwischen der Achse (13) der Bündelungselektrode (10) und der elektrostatischen Linse (12) bestimmt wird, die zwischen der Bündelungselektrode (1O) und der Anode (11) der mit der Bündelungsvorrichtung (22) versehenen Elektronenschleudern (1,3) ausgeformt ist.

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