DE2412349A1

DE2412349A1 - Elektronenstrahlkanonen-baugruppe fuer farbbildroehren

Info

Publication number: DE2412349A1
Application number: DE2412349A
Authority: DE
Inventors: Yukihiro Izumida; Kihachiro Koizumi; Yoshihiko Miyata
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1973-08-29
Filing date: 1974-03-14
Publication date: 1975-03-27
Also published as: FR2242774B1; GB1454568A; US3889146A; JPS5046263A; FR2242774A1

Description

Patentanwälte Dr. Ing. H. Negendank

DIpI. Ing. H. Haudc - Dipl. Phys. W. Schmitz

DIpI. Ing. E- Graalfs - Dipl. Ing. W. Wehnert

8 München 2, Mozartstraße 23

Telefon 5380586
hitachi Limited

5-1 ,1-anome, i-larunouchi

Chiyoda-ku, Tokyo 13. Märzl97H

Japan Anwaltsakte M-3ol5

Elektronenstrahlkanonen-Baugruppe für Farbbildröhren

Jie Erfindung bezieht sich auf eine Elektronenstrahlkanonen-Baugruppe für eine Farbbildröhre und insbesondere auf den Aufbau der Gitterelektroden-Einrichtung in einer Elektronenstrahlkanonen-Baugruppe in Lireiecksanordnung.

Bei einer Elektronenstrahlkanonen-Baugruppe in Dreiecksanordnung

ist es üblich, gegenüber der Kathode eine erste Gitterelektrode _; anzuordnen. Die erste Gitterelektrode weist eine kleine öffnung mit einem Durchmesser von 0,6 bis 1 mm in ihrer Mitte auf und liegt gegenüber der Kathode auf negativem Potential. Nach der ersten Gitterelektrode folgt ihr gegenüberliegend eine zweite Gitterelektrode, die auf einem Potential von 200 bis 400 V liegt, um die ^: Elektronen in einem Strahl von der Kathode abzuziehen. Nach der ' zweiten Gitterelektrode folgt eine dritte Gitterelektrode,- wobei ein Ende der dritten Gitterelektrode von der zweiten Gitterelektrodje

aufgenommen wird, während das andere Ende einer vierten Gitterelek-I trode gegenüberliegt. Um den Elektronenstrahl auf eine Schattenmaske zu fokussieren, liegt die dritte Gitterelektrode auf einem

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Potential von 4 bis 5 kV, während die vierte Gitterelektrode auf einem Potential von 2ο bis 2 7 kV liegt.

Damit keine elektrischen Entladungserscheinungen infolge aer hohen Spannungen auftreten, sind die Enden der zweiten, dritten und vierten Gitterelektrode mit Randwülsten versehen, wobei diese Gitterelektroden an stegartigen Glashalterungen befestigt sind, die ihrerseits auf einer Glasplatte zum Abstützen der Elektronenstrahl-

kanonen-Baugruppe angeordnet sind. Jede der drei Elektronenstranlkanorien ist um etwa 1 gegenüber der Röhrenachse geneigt, sodaß 'die drei von den Kanonen stammenden Elektronenstrahlen an einem ;Punkt der Schattenmaske konvergieren.

,Da die Anordnung der Elektroden für jede Kanone und die Abstützung der jeweiligen Elektronenstrahlkanoneh auf den Glashalterungen derart, daß jede Kanone um 1 gegenüber der Röhrenachse geneigt

ist, sehr genau sein müssen, muß der Zusammenbau der Elektronenstrahlkanonen-Baugruppe mit einer beachtlich hohen Genauigkeit erfolgen, sodaß der Zusammenbau mit Schwierigkeiten verounaen ist.

Bei einer derartigen Elektronenstranlkanonen-Baugruppe für eine Farbbildröhre treten bezüglich der Auflösung des empfangenen Bildes Probleme auf. ümdie Auflösung zu verbessern, wurdengewöhnlicn axe Vergrößerungsleistung (magnifying power) der Röhre und die spnärische Aberration der durch die dritten und vierten Gitterelektroden gebildeten Hauptelektronenlinse verkleinert. Obwohl dies aurch Vergrößerung des Durchmessers der liauptelektronenlinse erreicht werden kann , so ist doch der Durchmesser der Hauptelektronenlinse

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durch die Randwülste an den Enden der Elektroden begrenzt, sowie durch den Neigungswinkel der Elektronenstrahlkanonen und durch die , Abmessung der ülashalterung. Dies ist auch im Zusammenhang mit dem Durchmesser des Röhrenhalses zu sehen. Z. B. ist bei einer Farbbildröhre mit einem Ablenkwinkel von 110 und einem HaIsdurchmess er· von 2 9 nun der Durchmesser der Elektronenlinse auf 7o% des Durchmessers bei einer Röhre mit einem Ablenkwinkel von So und einem halsdurchmesser von 36 mm verkleinert, weil der Halsdurchmesser

Wenn
der ersten Röhre schmaler ist. der Linsendurchmesser übermäßig angehoben wird, wird sich der Abstand zwischen der Röhrenachse j und den Achsen der Elektronenstrahlkanonen vergrößern, wodurch der Konvergenzfehler der Elektronenstrahlen am Rand des Bildschirms zu nimmt.

Daher kann bei einer Elektronenstrahlkanonen-Baugruppe bekannter bauart der Durchmesser der Elektroden und damit der Elektronenlin- j se nicht vergrößert werden, sodaß es schwierig ist, die Auflösung ; zu verbessern. \

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Elektronenstrahlkanonen-Baugruppe'für eine Farbbildröhre so auszubilden, daß! sich eine bessere Auflösung des reproduzierten Bildes ergibt.

Weiterhin soll die Elektronenstrahlkanonen-Baugruppe mit hoher Genauigkeit leicht zusammengebaut werden können.

sollen axe sphärische aberration der Elektronenlinse ,die

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Ortsänderungen des Llektronenstrahlflecks auf dem Bildschirm sowie die Schwankungen in der Rasterverschiebung und im anfänglichen Konvergenz-Drift kleinergemacht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen im Hauptanspruch gelöst.

Pie Erfindung wird nun an einem Ausführungsbeispiel und anhand der eiliegenden Figuren näher beschrieben. Ls zeigen:

(Fig. 1 eine Seitenansicht einer teilweise offenen, bekanten Llek-

tronenstrahlkanonen-Baugruppe in Dreiecksanordnung, cig. 2 eine Draufsicht auf die Elektronenstrahlanonen-Baugruppe in

^" ig- 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Llektronenstrahl-

kanonen-Baugruppe,
Fig. 4 eine Draufsicht auf die Llektronenstrahlkanonen-Baugruppe in Fig. 3,

Fig. a einen Teil des Schnittes entlang der Linie V-V in Fig. 4 und Fig. 6 einen Teil des Schnittes entlang der uinie VI-VI in Fig. 4.

Wie in den Fign. 1 und 2 dargestellt ist, sind bekanntlich für jede Llektronenstrahlkanone 3 in einer Llektronenstrahlkanonen-Baugruppe mit 12o Konfiguration eine Kathode d, eine erste Gitterelektrode Io, eine zweite Gitterelektrode 11, eine dritte Gitterelektrode 12 und eine vierte Gitterelektrode 13 vorgesehen, die auf einer Glasplatte Ib mittels Glashalterungen 15 angeordnet sind. Die Lnden der zweiten, dritten und vierten Gitterelektrode sina mit

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.Randwülsten 14 versehen, um bei hohen Spannungen Entladungserscheit nungen zu verhindern. Bei einer deratigen Elektronenstrahlkanonen-S Baugruppe für eine Farbbildröhre mit einem Ablenkwinkel von 110 ;

und einem HaIsdurchmesser von 29 mm wird gewöhnlich ein Verhältnis zwischen dem Durchmesser D des Elektronenkanonengxtters, ge- j messen an dem dem Leuchtschirm gegenüberstehenden Ende des vierten ;

i Gitters , und dem Abstand S_n zwischen der Röhrenachse und der dies- ; bezüglicnen Elektronenstrahlkanonenachse bis hinauf zu D/S_Q = 1,35
verwendet. Insbesondere wird für S_n = 4,72 mm der Durchmesser D

von der dritten und vierten Gitterelektrode 12 und 13 auf 6,35 mm

ι μηά lür s_Q = 5,6 mm D auf 7,6 mm festgesetzt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektro-· henstrahlkanonen-Baugruppe, die in den Fign. 3 bis 6 gezeigt ist,
Bind drei erste Gitterelektroden Io in dreiecksförmiger Anordnung

Vorgesehen, sowie drei zweite, ebenfalls dreiecksförmig angeordnete)

und den ersten Gittefelektroden gegenüberliegende Gitterelektroden ; 11 und eine dritte hohle Gitterelektrode 12 , die im Querschnitt
die Form eines gleichseitigen . Dreiecks aufweist. Drei an den
Ecken eines gleichseitigen Dreiecks angeordnete, axiale Vorsprünge sind an dem einen Ende der dritten Gitterelektrode 12 ausgebildet und stehen den diesbezüglichen zweiten Gitterelektroden
11 gegenüber. Jeder Vorsprung 17 ist mit einer mittleren öffnung
für den Durchgang des Elektronenstrahls versehen. Drei Löcher 2o j sind an den den öffnungen eier Vorsprünge 17 entsprechenden Stellen j

in der der vierten Gitterelektrode 13 gegenüberstehenden Endwand !

der dritten Gitterelektrode 12 ausgebildet. Die dritte Gitterelek- : trode 12 wird durch das Aneinanderfügen zweier Hälften von halb-

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kreisförmigen Metallplatten gebildet. Die vierte Gitterelektrode 13 ist ebenfalls von zylindrischer Gestalt, wobei sie im Querschnitt die Form eines gleichseitigen Dreiecks aufweist, und ihre der dritten Gitterelektrode 12 gegenüberstehende Endwand ist ebenfalls

; entsprechend den drei Löchern 2o der dritten Gitterelektrode 12 mit drei Löchern 21 versehen. Die Konvergenz der Elektronenstrahlen wird durch eine versetzt angeordnete Elektronenlinse erreicht,

lindem die Löcher 21 der vierten Gitterelektrode 13 um 0,1 bis 0,2

I mm gegenüber denLöchern 2o der dritten Gitterelektrode 12 nach außen versetzt sind . Aber auch durch ein geeignetes, nicht gezeigtes Konvergenzjodi kann für die Konvergenz der Elektronenstrahlen gesorgt werden. Wie in Fig. 6 gezeigt, sind die Kanten 18 una 19 an den Rändern der Löcher 2o bzw.21 in den einander gegenüberliegenden Wänden der dritten und vierten Gitterelektrode 12 bzw. nach innen gekrümmt und erstrecken sich axial. Wie gezeigt ist,

!sind die dritte und vierte Gitterelektrode 12 und 13 im wesent-

ilichen koaxial zueinander angeordnet. Wie aus den Fign. 5 und 6

izu sehen ist, kann bei diesem Aufbau, selbst wenn der Abstand S_Q 'zwischen der Achse des jeweiligen Lochs 2o und der Röhrenachse wie in bekannten Einrichtungen 4,72 mm beträgt, der Innendurchmesser ]D des Gitterlochs 7,0 bis 7,7 mm gemacht werden, also größer als j die 6,35 mm des Elektronenstrahlkanonen-Gitterdurchmessers in den bekannten Einrichtungen, wodurch das Verhältnis ^/S₀ auf einen Wert von 1,48 bis 1,6 3 steigt. Dies wird folgendem Grund zugeschrieben. Da der Abstand & zwischen zwei benachbarten Löchern 2o in der dritten Steuergitterelektrode 12 durcbtiie nach innen gekrümmte una sich axial erstreckende Kante Id bestimmt wird, durch die aas

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Loch 2o definiert wird (s. Fig. 6), kann der Durchmesser D größer als in bekannten Einrichtungen gemacht werden, in denen am Außenumfang der Gitterelektrode 12 der Wulst 14 gebildet ist.

i Da für eine korrekte Konvergenz der Elektronenstrahlen mit Hilfe \

einer versetzten Elektronenlinse gesorgt werden kann, die, anstatt j der Achse jeder Elektronens.trahlkanone gegenüber der Röhrenachse ' zu neigen, durchdie Differenz in den an der dritten und vierten

hervorgerufen Gitterelektrode liegenden Hochspannungen / wird, ist es darüberhinaus möglich, unerwünschte Effekte wie elektrische Entladung und Anstieg in der Streukapazität zu vermeiden, die durch die Abnahme des Äbstandes zwischen dem hinteren Ende der Elektronenstrahlkanonen-Baugruppe, also dem der Kathode zugewandten Ende, und der Innenwand der Röhrenhalses bewirkt werden.

Wie oben beschrieben worden ist, ist es beim erfindungsgemäßen Auf4 bau möglich, das Verhältnis D/S_Q über 1,45 hinaus zu erhöhen, wo- ; durch die sphärische Aberration der Hauptelektronenlinse abnimmt. ! Da die dritte Gitterelektrode als ein einzelnes , ganzes Bauteil mit großer Länge ausgebildet werden kann, ist es darüberhinaus möglichj üie auflösung um 2o bis 3o% gegenüber bekannten Einrichtungen zu verbessern. Da weiterhin die an gleichem Potential liegenden Gitterelektroden zu einem Ganzen vereinigt sind und die einzelnen

Elektronenstrahlkanonen im wesentlichen^koaxial zur Röhrenachse angeordnet sind, kann die Elektronenstr«hlkanonen-Baugruppe leicht mit höheren Genauigkeiten gefertigt werden. Durch die verbesserte Genauigkeit in der Herstellung nehmen auch die Ortsänderungen des Elektronenstrahllecks auf dem Leuchtschirm ab, so-

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wie die Schwankungen in der Rasterverschiebung und in der anfänglichen Konvergenz-Versetzung.

Obwohl in der vorhergehenden Ausführungsform nur die drittenmd vierten Gitterelektroden jeweils als ein einzelnes, ganzes Bauteil gezeigt wurden, können ebensogut auch die anderen Gitterelektroden (also die ersten und zweiten Gitterelektroden) in derselben Weise

[ausgebildet werden.

mich wenn oben eine mit zwei Potentialen arbeitende Llektronenstrahlkanonen-Baugruppe beschrieben worden ist, kann selbstverständlich auch die Erfindung für eine mit einem Potential arbeitende tlektronenstrahlkanonen-Baugruppe angewendet werden.

.Ebenso muß das Dreieck, an dessen Ecken die drei Elektronenstrahlkanonen angeordnet sind, bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform nicht unbedingt gleichseitig sein.

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Claims

Patentansprüche

Elektronenstrahlkanonen-Baugruppe für eine Farbbildröhre mit drei in einem Dreieck angeordneten Kathoden und mit einer Gitter elektroden-Einrichtung, die eine Elektronenlinse zur Fokussierung der von den Kathoden stammenden Elektronenstrahlen bildet, dadurch kennzeichnet, daß eine hohle zylinderartige Gitterelektrode (12;13) den Kathoden (a) gegenüberliegt und sich im wesentlichen koaxial mit der Röhre in Richtung der Elektronenstrahlbahnen erstreckt, daß die Gitterelektrode an einer ihrer Endwände mit drei Löchern (2o;21) für den Durchgang der drei Elektronenstrahlen versehen ist und daß die drei Löcher ebenfalls in einem entsprechenden Dreieck angeordnet sind.

2. Elektronenstrahlkanonen-Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der hohlen zylinderartigen Gitterelektrode (12;13) im wesentlichen die Form eines Dreiecks! aufweist.

3. Elektronenstrahlkanonen-Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, da- ,

. durch gekennzeichnet, daß die Löcher (2o) für den Durchgang der!

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Elektronenstrahlen kreisförmig ausgebildet und derart dimensioniert sind, daß eine Beziehung u/S_Q^ 1.45 erfüllt wird, wobei ΰ den Innendurchmesser dieser Löcher bedeutet und S_n den Abstand zwischen den Mittelpunkten der Löcher und der köhrenachse.

4. Elektronenstrahlkanonen-Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante (19^18) am Rand

I eines jeden Lochs (2ο^21) nach innen gekrümmt ist und sicn axial

: zur Kathode (9) erstreckt.

i
!
ί
!δ. Elektronenstrahlkanonen-Baugruppe nach einem der Ansprüche 1

! bis U, dadurch gekennzeichnet, daß die hohle zylinderartige ! Gitterelektrode (12) auf der der ersten Endwand gegenüberliegenden zweiten Endwand mit drei durchlöcherten zylindriscnen Vorsprüngen (17) versehen ist und daß die drei Vorsprünge ent- ! sprechend den Löchern (2o) für den Durchgang der. Elektronen-I strahlen in der ersten Endwand ebenfalls in einem Dreieck ange- '■ ordnet sind.

6. Elektronenstrahlkanonen-Baugruppe nach einem der Ansprücne 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwiscnen den Kathoden (9) und der zylinderartigen Gitterelektrode (12) erste und zweite

ι Steuergitterelektroden (lo,ll) angeordnet sind und daß die zylinderartige Gitterelektrode dritte und vierte Steuergitterelektroden (12,13) aufbaut.

7. Elektronenstrahlkanonen-Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte und vierte

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Steuergitter-elektrode (12,13) mit gegenüberliegenden Löchern (2o, 21) für den Durchgang der Elektronenstrahl len versehen sind, und
daß die Löcher (21) der vierten Steuergitterelektrode gegenüber, den Löchern (2o) der dritten Steuergitterelektrode nach außen , versetzt sind.

8. Elektronenstrahlkanonen-Baugruppe nach einem der Ansprüche 1

bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Dreieck für die Anordnung der Elektronenstrahl lkanonen und damit deren Einzelbauteile bzw.
Strahldurchlässe ein gleichseitiges ist.

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