DE2519650C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Farbbildwiedergabeanordnung nach dem Hauptpatent.

Das Hauptpatent beschreibt eine Farbbildwiedergabeanordnung mit folgenden Merkmalen:

• a) es ist eine Kathode vorgesehen, die einen Elektronenstrahl emittiert, der auf einen aus mehreren Leuchtstoffen be­ stehenden Leuchtstoffschirm gelangt,
• b) vor dem Leuchtstoffschirm ist eine zum Leuchtstoffschirm parallele Kanalplattenstruktur angeordnet,
• c) die Kanalplattenstruktur besteht aus einem Satz einzelner, voneinander getrennter Kanalplatten (M (1), M (2), . . ., M(n)), deren Öffnungen jeweils als einzelne Dynoden wirken,
• d) die Öffnungen in den einzelnen Kanalplatten (M (1), M (2), . . ., M(n)) sind so ausgebildet, daß sich senkrecht zu den Kanalplatten (M (1), M (2), . . ., M(n)) verlaufende Dynodenkanäle ergeben, in denen die von den einzelnen Dynoden emittierten Sekundär­ elektronen einen Hohlstrahl mit ringförmigem Querschnitt bil­ den,
• e) zwischen Kanalplattenstruktur und Leuchtstoffschirm ist eine den Durchmesser des Hohlstrahls steuernde Fokussierungselek­ trode vorgesehen, die mit den Dynodenkanälen fluchtende Öff­ nungen aufweist,
• f) der Leuchtschirm ist mit einem mit den Öffnungen der Fo­ kussierungselektrode fluchtenden Muster von Leuchtstoff­ gebieten versehen, wobei jedes Leuchtstoffgebiet aus mehre­ ren konzentrischen Teilgebieten unterschiedlicher Leucht­ stoffe besteht.

Bei der Anwendung einer solchen Anordnung hat sich aber gezeigt, daß manche Elektronen, die an der Eingangsseite der Kanalplatten­ struktur erzeugt werden, den Schirm direkt treffen und auf diese Weise unerwünschte mehrfache Ringe bewirken.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Farbbildwieder­ gabeanordnung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die Hohlstrahlen der einzelnen Dynodenkanäle möglichst homogen fokussiert und damit mehrfache Ringe auf dem Leuchtschirm weit­ gehend vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs genannten Merkmale gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen.

Die zusätzliche Fokussierungselektrode sammelt nicht nur Elektronen, die an der Eingangsseite der Kanalplattenstruktur erzeugt worden sind, sondern schützt gleichfalls die Fokussierungs- und Steuer­ elektrode vor Elektronen, die an den Enden der Kanäle erzeugt werden. Diese Elektrode kann darüber hinaus die Schärfe des Ring- oder Punktmusters der auf den Schirm landenden Elektronen ver­ bessern.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Farbwiedergabe­ anordnung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläu­ tert. Es zeigt

Fig. 1 die Kanalplattenstruktur und die Fokussierungselektroden, und

Fig. 2 eine Kathodenstrahlröhre mit einer Anordnung nach Fig. 1.

Fig. 1 zeigt, daß die Dynodenöffnungen eines Kanals symmetrische Konfigurationen besitzen, die nahezu sphärisch sind, wobei der Eingangsquerschnitt und der Ausgangsquerschnitt einander gleich oder nahezu gleich und gleich der Dicke der Dynode sind.

Die meisten Ausgangselektronen von M(n) schneiden die Achse des Kanals beim Passieren vom Mf 1-Mf 2, bilden einen Hohlstrahl und landen so auf dem Schirm S, daß sie einen Leuchtring bilden (der Schirm S ist auf einem Träger W gebildet, der aus einer ge­ sonderten Platte oder aus dem Fenster einer Kathodenstrahlröhre bestehen kann).

Wie bei der Anordnung nach dem Hauptpatent dient eine Elektrode Mf 2 als Fokussierungs- und Steuerelektrode. Änderung der Spannung Vf 2 zwischen dieser Elektrode und der Ausgangsdynode ermöglicht die Änderung der Größe dieses Ringes und seine Verkleinerung bis zu einem Punkt.

In Fig. 1 gleicht die Steuerelektrode Mf 2 den Dynoden M(n) und M(n - 1) hinsichtlich Form und Abmessungen. Der einzige Unterschied besteht darin, daß dieser Elektrode ein variables Fokussierungs­ potential Vf 2 für Steuerzwecke zugeführt wird.

Durch Aufbau des Schirmes S als ein Muster von vor jedem Kanal liegender konzentrischer Leuchtstoffbereiche dreier verschie­ dener Farben (wobei die Innenfarbe ein Punkt ist) kann die Farbe der Wiedergabe durch derartige Änderung der Spannung Vf 2 geändert werden, daß die Fokussierungs- und Steuerelektrode Mf 2 wie eine Farbauswahlelektrode arbeitet.

Bei der in Fig. 1 im axialen Querschnitt dargestellten Anordnung sind die Metallplatten M (1) bis M(n) (die als diskrete Dynoden ar­ beiten) entsprechend dem Hauptpatent mit konkaven Öffnungen mit einem maximalen Durchmesser d 1 und einem minimalen Durchmesser d 2 versehen. Die sphärische Form der Dynoden ist nicht zwingend. Wenn die Dynoden aus zwei symmetrischen Hälften bestehen, kann die erste Dynode M (1) durch eine einzige derartige halbe Platte gebildet werden.

Die Kanalplatte kann zum Beispiel mit zehn Dynoden betrieben wer­ den. Die letzten drei Stufen der Kanalplatte sind mit Metalldy­ noden M(n - 2), M(n - 1) und M(n) versehen, und alle Dynoden sind durch isolierende Trennschichten D voneinander getrennt. Da die Platte M(n) die letzte der Reihe ist, nimmt sie den Platz der Aus­ gangselektrode der Kanalplattenstruktur ein. Auf gleiche Weise nimmt die erste Platte M (1) den Platz der Eingangselektrode ein.

Beim Betrieb werden alle M-Platten oder Dynoden, wie in Fig. 1 dargestellt, mit ansteigenden Potentialen von einer Gleichspan­ nungsquelle aus gespeist, die schematisch in Form einer mit Ab­ zweigungen versehenen Einheit Bm dargestellt ist.

Der Kanalplattenstruktur folgt eine zusätzliche Fokussierungs­ elektrode Mf 1, die mit Öffnungen versehen ist, die vorzugsweise geringere Durchmesser (d 3 bzw. d 4) haben, wobei diese Elektrode von M(n) durch eine isolierende Schicht Df 1 getrennt wird. Diese Elek­ trode darf nicht als Dynode arbeiten, d. h. sie darf nicht zum Vervielfachungsprozeß beitragen. Dieser Elektrode wird ein kon­ stantes Potential Vf 1 zugeführt, das kleiner ist als das Potential Vf 2.

Der Elektrode Mf 1 folgt eine weitere isolierende Schicht Df 2, die die Fokussierungs- und Steuerelektrode Mf 2 trägt. Diese Elektrode hat in diesem Beispiel die gleiche Form und die gleichen Abmessun­ gen wie die Dynode M(n).

Auf diese Weise hat die Elektrode die gleiche Dicke und die Abmessungen d 5 bis d 7 sind gleich den entsprechenden Durch­ messern d 1-d 2 einer Dynode. Es können Maßnahmen zur Vermeidung unerwünschter Sekundäremission der Elektrode Mf 2 erforderlich werden, das heißt, es kann wünschenswert sein, die Ausgangs­ ränder der Elektrode zu reduzieren, so daß d 7 größer wird als d 5.

Praktische Werte für die Abmessungen der Anordnung nach Fig. 1 werden nachstehend für den Fall gegeben, daß der maximale Durch­ messer (d 1) der Dynodenöffnungen etwas größer ist als im Falle sphärischer Öffnungen (in nachstehender Tabelle haben die Durch­ messer d 3 und d 4 des Gitters Mf 1 unterschiedliche Werte, um dem trom­ petenförmigen Verlauf in Fig. 1 zu entsprechen. Obgleich diese Form bequem ist, weil sie leicht durch Ätzen erreicht werden kann, ist sie keineswegs erforderlich; es können auch Löcher verwendet werden, bei denen der Durchmesser d 4 gleich d 3 ist):

Tabelle

Durchmesser d 1= 0,53 mm Durchmesser d 2= 0,32 mm Durchmesser d 3= 0,15 mm Durchmesser d 4= 0,27 mm Durchmesser d 5= 0,32 mm Durchmesser d 6= 0,53 mm Durchmesser d 7= 0,32 mm Dicke von M (1)= 0,15 mm Dicke von M (2) bis M(n)= 0,30 mm Dicke von Mf 1= 0,07 mm Dicke von Mf 2= 0,30 mm Dicke einer Schicht D= 0,10 mm Dicke der Schicht Df 1= 0,20 mm Dicke der Schicht Df 2= 0,10 mm Abstand zwischen Mf 2
und dem Schirm= ungefähr 6,00 mm Potential Vf 1= 30 V Potential Vs= ungefähr 4000 V Potential Vf 2= auf 0 V, 60 V und
140 V für drei
Farben einstellbar

Hinsichtlich der Form des Leuchtschirms ist zu bemerken, daß, solange jedes Phosphormuster konzentrisch und mit einem Kanal der Kanalplattenstruktur ausgerichtet ist, der Schirm verschie­ dene Formen annehmen kann, wie sie zum Beispiel im Hauptpatent beschrieben worden sind.

Fig. 2 zeigt eine Kathodenstrahlröhre mit einem Elektronenstrahl­ erzeugungssystem (mit einer Kathode K) zum Erzeugen eines Strah­ les b, der durch Ablenkmittel d abgelenkt wird, um die Eingangs­ fläche einer Kanalplattenstruktur I abzutasten. Diese kann ent­ sprechend Fig. 1 aufgebaut sein, so daß die Einzelheiten des Auf­ baus und der Speisung hier nicht wiederholt zu werden brauchen. Wie zuvor wird ein Mehrfarbenleuchtschirm S auf einem Träger W angeordnet, der aus einer gesonderten Glasplatte bestehen kann (wie dargestellt), aber auch die Frontplatte der Röhre bilden kann. Die Fokussierungselektroden sind mit Mf 1 und Mf 2 bezeichnet.

In den anhand der Fig. 1 und 2 dargestellten Beispielen können die hohlen Elektronenstrahlen durch die Wirkung der Fokussierungs- und Steuerelektroden eingeengt werden, bis sie nicht länger hohl sind (wenigstens am Schirm) und dadurch am Schirm geschlossene Punkte statt Ringe bilden. Wie bereits im Hauptpatent dargelegt wurde, ist dies für die Erfindung nicht wesentlich und kann es Umstände geben, unter denen es wünschenswert ist, mit Leuchtschirm­ mustern zu arbeiten, die beispielsweise zwei konzentrische Leucht­ stoffringe ohne einen zentralen Phosphorpunkt enthalten. Wenn die beiden Leuchtstoffe rot und grün sind (z. B. bei Datenwiedergabe­ anwendung) kann eine dritte Farbe (gelb) durch Fokussierung des Hohlstrahles auf eine Zwischenbreite und damit den Anregen von Teilen beider Leuchtstoffringe erhalten werden.

Claims (4)

1. Farbbildwiedergabeanordnung mit folgenden Merkmalen:

• a) es ist eine Kathode (K) vorgesehen, die einen Elektronenstrahl (b) emittiert, der auf einen aus mehreren Leuchtstoffen bestehenden Leuchtstoffschirm (S) gelangt,
• b) vor dem Leuchtstoffschirm (S) ist eine zum Leucht­ stoffschirm (S) parallele Kanalplattenstruktur (I) angeordnet,
• c) die Kanalplattenstruktur (I) besteht aus einem Satz einzelner, voneinander getrennter Kanalplatten (M (1), M (2), . . ., M(n)), deren Öffnungen jeweils als ein­ zelne Dynoden wirken,
• d) die Öffnungen in den einzelnen Kanalplatten (M (1), M (2), . . ., M(n)) sind so ausgebildet, daß sich senkrecht zu den Kanalplatten (M (1), M (2), . . ., M(n)) ver­ laufende Dynodenkanäle ergeben, in denen die von den einzelnen Dynoden emittierten Sekundärelektronen einen Hohlstrahl mit ringförmigen Querschnitt bilden,
• e) zwischen Kanalplattenstruktur (I) und Leuchtstoffschirm (S) ist eine den Durchmesser des Hohlstrahls steuernde Fokussierungselektrode (Mf 2) vorgesehen, die mit den Dynodenkanälen fluchtende Öffnungen aufweist,
• f) der Leuchtschirm (S) ist mit einem mit den Öffnungen der Fokussierungselektrode (Mf 2) fluchtenden Muster von Leuchtstoffgebieten versehen, wobei jedes Leucht­ stoffgebiet aus mehreren konzentrischen Teilgebieten unterschiedlicher Leuchtstoffe besteht, nach Patent 24 18 199,

dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der letzten Kanalplatte (M(n)) der Kanal­ plattenstruktur (I) und der Fokussierungselektrode (Mf 2) eine zusätzliche Fokussierungselektrode (Mf 1) zum homogenen Fokussieren der Hohlstrahlen der einzelnen Dynodenkanäle angeordnet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte der Öffnungen senkrecht zur Öffnungs­ achse in der zusätzlichen Fokussierungselektrode (Mf 1) kleiner sind, als die Querschnitte senkrecht zur Öffnungs­ achse der Öffnungen in der Kanalplattenstruktur (I).

3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Fokussierungselektrode (Mf 1) dünner ist als die Fokussierungselektrode (Mf 2) und mit Öffnun­ gen versehen ist, die kleiner sind als die der Fokussie­ rungselektrode (Mf 2).