DE2913162C2

DE2913162C2 - In-line-Elektronenstrahlerzeugersystem für eine Farbbildröhre

Info

Publication number: DE2913162C2
Application number: DE2913162A
Authority: DE
Inventors: Masaaki Tougane Chiba Yamauchi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-04-07
Filing date: 1979-04-02
Publication date: 1982-12-16
Also published as: JPS54133070A; GB2019082B; GB2019082A; US4241275A; JPH0125183B2; DE2913162A1

Description

Die Erfindung betrifft ein In-line- ilektronenstrahlerzeugersystem für eine Farbbildröhre gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein Elektronenstrahlerzeugersystem dieser Art ist Gegenstand einer älteren Anmeldung, welche zur DE-OS 28 50369 geführt hat Durch die unrunde, quadratische Elektronenstrahl-Durchtrittsöffnung in wenigstens einer der Linsenelektroden wird der Lichthof (Halo) um den Auftrefffleck des Elektronenstrahls auf dem Bildschirm vermindert Auf diese Weise ist ein Nachteil ausgeräumt, der den schon seit Ϊ972 bekannten Farbbildröhren mit Schattenmaske anhaftet Derartige Farbbildröhren mit einem integralen In-line-Elektronenstrahlerzeugersystem sind selbstkonvergierend und haben verglichen mit noch älteren Farbbildröhren eine erhebliche Vereinfachung des Herstellungs-Verfahrens ermöglicht Sie haben jedoch den Nachteil, daß die Fokussiereigenschaften gegenüber diesen noch älteren Farbbildröhren verschlechtert sind, da die drei Elektronenstrahlerzeuger integral in einer Linie angeordnet sind, ohne daß der Innendurchmesser des

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Strahlerzeugersystems verwendeten Halses modifiziert wurde, d. h. der Innendurchmesser des Halses, der für die Aufnahme der drei in Delta-Konfiguration angeordneten Elektronenstrahlerzeuger ausgelegt war. wurde beibehalten. Damit wurde der Durchmesser der die Elektronenlinsen bildenden Elektrodenbaugruppe wesentlich kleiner, und automatisch wurde so die sphärische Aberration der durch die Elektroden gebildeten Elektronenlinse vergrößert.

Selbstkonvergierende Farbbildröhren mit Schattenmaske haben in Richtung des horizontalen Ablenkfeldes eine ausgeprägte kissenförmige Verzeichnung und in Richtung des vertikalen magnetischen Ablenkfeldes eine sehr starke tonnenförmige Verzeichnung.

Es wurde versucht, die sphärische Aberration bei derartigen Farbbildröhren über die Hauptlinse zu kompensieren, und zwar über die Anzahl der die Hauptlinse bildenden Elektroden und über die Größe der Potentialunterschiede zwischen den verschiedenen Elektroden der Haoptlinse. Auf diese Weise kann zwar eine verbesserte Fokussierung der Elektronenstrahlen in dem mittleren Bereich des Bildschirmes t/zielt werden; in den äußeren Bildschirmbereichen hat man jedoch weiterhin eine nicht zufriedenstellende Fokussierung der Elektronenstrahlen auf dem Leuchtschirm. Dies ist auf die magnetischen Ablenkfelder von ⁵elbstkonvergierenden Farbbildöhren mit Schattenmaske zurückzuführen, welche zu dem obenstehend behandelten Verzeichnungen führen. Anders gesagt: Da der Durchmesser des Elektronenstrahles in der Hauptlinse vergrößert wird, wächst auch der Winkel des Elektronenstrahls bezüglich des magnetischen Ablenkfeldes an, wenn die Elektronen des Elektronenstrahls das magnetische Ablenkfeld durchlaufen. Aus diesen Gründen ist der Elektronenstrahl von einem ovalen Kern in Richtung der Horizontal-Ablenkungsachse und einem Lichthof in Richtung der Vertikal-Ablenkungsachse der Farbbildröhre begleitet, wenn er beispielsweise zu einem Eckbereich des Bildschirmes gerichtet ist

Es ist die Aufgabe ter vorliegenden Erfindung, ein In-Iine-EIektronenstrahlerzeugersystem für eine Farbbildröhre gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so auszugestalten, daß in den Randbereichen des Bildschirmes eine noch bessere Fokussierung der Elektronenstrahlen erhalten wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale.

Die mit dem In-line-Elektronenstrahlerzeugersvstem nach Anspruch 1 erhaltene verbesserte Fokussierung der Elektronenstrahlen in Randbereichen des Bildschirmes bringt praktisch keinerlei Mehrkosten mit sich, da Elektronenstrahl-Durchtrittsöffnungen in jedem Falle in die erste bis dritte Elektrode eingearbeitet werden müssen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen nun im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Figuren genauer beschrieben werden. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines In-Iine-Elektronenstrahlerzeugersystems mit hohem Bi-Potential;

F i g. 2 Elektronenstrahl-Durchtrittsöffnungen der eine Vorfokussierlinse bildenden Elektroden des Systems nach F i g. 1;

F i g. 3a und 3b Brennflecke des Elektronenstrahls im Mitten- bzw. Randbereich des Leuchtschirms bei einem -*«irr» CttnA Ae*r Tanhni\s crt*hi\ricran Flolftrrmflnctrahl/»!"-

zeugersystem mit runden Öffnungen und mit zwei hohen Potentialen (Immersionslinsentyp);

F i g. 3c einen Leuchtschirm zur Angabe der Lage der Bereiche gemäß F i g. 3a bzw. 3b;

Fig.4a und 4b den Fig.3a und 3b vergleichbare Ansichten bei Verwendung eines Elektronenstrahlerzeugersystems nach F i g. 1;

Fig.5 eine Seitenansicht eines In-Iine-Elektronenstrahlerzeugersystems vom Uni-Potentialtyp (Einzellinsentyp);

Fig.6a und 6b Brennfleckformen im Mittenbereich und in den Ecken eines Leuchtschirms im Falle eines

Elektronenstrahlerzeuger mit runden Öffnungen vom Uni-Potentialtyp (Einzellinsentyp);

Fig.7a und 7b den Fig.6a bzw. 6b vergleichbare Ansichten bei Verwendung eines Eiektronenstrahlerzeugersystems nach F i g. 5;

F i g. 8 eine Seitenansicht eines weiteren In-Iine-EIektronenstrahlerzeugersystems, bei dem eine Hilfselektrode für die Brennpunkteinstellung vorhanden ist

Bei dem in der F i g. 1 gezeigten Elektronenstrahlerzeugersystem 1 vom Bi-Potentialtyp {Immersionslinsen-Typ) sind auf einem Träger 2 die Strahlerzeuger für rot blau und grün in-line unabhängig voneinander angeordnet Der Träger 2 wird mit dem nicht gezeigten Hals der Farbbildröhre verbunden und trägt das gesamte Elektronenstrahlerzeugersystem. jeder S*i «..!erzeuger besteht aus einer Heizeinrichtung .·*, eine> Elektronen emittierenden Kathode 4, einer ersten Elektrode (G 1) 5 zur Steuerung des Elektrcw-'rahls, einer zweiten Elektrode (G 2) 6 zur Besch!^s ^.ii^ung des Elektronenstrahls und einer drittet -;nd einer vierten Elektrode (G 3, G 4) 7 bzw. 8, die bei Amegen einer vorgegebenen Spannung eine Hauptlinse bilden. Diese Bauteile sind hintereinander in vorgegebenem Abstand angeordnet und auf einem gläsernen Träger 9 befestigt um das In-Iine-Elektronenstrahlerzeugersystem aufzubauen.

In der ersten Elektrode (G 1) 5, der zweiten Elektrode (G 2) 6 und der dritten Elektrode (G 3) 7 sind öffnungen 5a, 6a bzw. 7a ausgebildet die die Elektronenstrahlen hindurchlassen. Die öffnungen 5a der Elektronenstrahlerzeuger sind ebenso wie die Öffnungen 6a und 7a jeweils in einer Ebene angeordnet Die Enden der ersten und der dritten Elektroden 5 bzw. 7, an denen Hie öffnungen ausgebildet sind, sind tassenartig ausgebildet, während die zweite Elektrode 6 im wesentlichen "ach ist

Vorgegebene Spannungen werden jeweils an die erste bis dritte Elektrode angelegt, um eine Vorfokussierlinse aufzubauen.

Die Öffnungen 5a, 6a und 7a sind quadratisch mit Ecken JQ in Richtung der x- und y-Achsen der Farbbildröhre, wie dies für die öffnungen 5a in der F i g. 2 dargestellt ist. Die Darstellung gemäß F i g. 2 gilt entsprechend für die Öffnungen 6a und 7a. Die Diagonalrichtung x-x' durch die Ecken iö der rechteckigen öffnung Sa fällt mit der Richtung des vertikalen Ablenkmagnetfeldes zusammen, während die Richtung y-y' mit der Richtung des horizontalen Ablenkmagnetfelds zusammenfällt

Die Seitenlängen /1 und h der Öffnung 5a bestimmen die Größe der Öffnung und sind ein wenig größer als der Durchmesser der üblichen kreisrunden Öffnungen. Die quadratischen Öffnungen 5a, 6a und 7a, die jeweils in der ersten Elektrode (G 1) 5, der zweiten Elektrode (G 2) 6 bzw. der dritten Elektrode (G3) 7 ausgebildet sind, weisen voneinander unterschiedliche Maße auf.

Zum Beispiel gilt für die Öffnungen 5a. 6a und 7a /ι = /2. wobei die Seitenlänge 0,67 mm, 0,67 mm b2w. 1,5 mm beträgt Die aus der F ί g. 2 ersichtlichen Winkel θι und Θ2 zwischen einer Seite der Öffnungen und der x- bzw. y-Achse können folgendes Maß aufweisen: 8, = B₂ = 45°. Der Absland S zwischen den in-line angeordneten Elektronenstrahlerzeugern beträgt ungefähr 6,6 mm, während der Radius R der Ecken der Öffnungen 5a, 6a und 7a zwischen 0,02 und 0,05 mm liegen kann.

Das oben beschriebene In-Iine-Elektronenstrahlerzeugersystem wird >n eine Farbbildröhre eingebaut. Unter diesen Umständen betragen die Abstände zwischen der ersten Elektrode 5 und der zweiten Elektrode 6 und zwischen der zweiten Elektrode 6 und der dritten Elektrode 7 03 bzw. 1 mm. Beim Betrieb der Farbbildröhre wurden die Spannungen 0 V, 300—700 V, 7000 V bzw. 25 kV an die erste bis vierte Elektrode 5,6, 7 bzw. 8 angelegt · Auf die Kathode 4 wurde ein Videosignal in einer Größe von 140 bis 170 V angelegt und der Kathode wurde ein Strom von 4 mA zugeführt Die Verzerrung in dem Elektronenstrahlbrennfleck wird infolge der verzerrten Magnetfelder für die Seibstkonvergenz in großem Maße in x- und y-Richtung bezüglich der Röhrenachse beeinflußt Der einzelne Elektronenstrahl, der jedoch durch die öffnungen 5a, 6a oder 7a in eine im wesentlichen quadratische Form mit einer Neigung von 45° relativ zur x- und y-Achse vor Eintreten in das Ablenkmagnetfeld verzerrt worden ist wird durch das Ablenkmagnetfeld in seiner Verzerrung abgeschwächt, so daß auf dem Leuchtschirm eine ausgezeichnete Brennfleckform erzielt wird.

Die durch kreisförmige Öffnungen in der ersten (G \), der zweiten (G 2) und der dritten (G 3) Elektrode ausgebildeten Brennfleckformen in i g. 3a werden mit den Brennfleckformeri in Fig.4b verglichen, die mit Hilfe der quadratischen Öffnungen 5a, 6? und 7a erhalten werden. Die Fig.3c zeigt die Lage der Elektronenstrahlbrennflecke gemäß Fig.3a und 3b bzw. 4-Λ und 4b auf dem Leuchtschirm.

In der F i g. 3a begrenzt die gestrichelte Linie einen Brennfleck, wie er im mittleren Bereich des Leuchtschirms durch einen Elektronenstrahl hervorgerufen wird, der durch übliche kreisförmige öffnungen hindurchgelaufen ist Gemäß F i g. 3a zeigt der Brennfleck im Mittenbereich eine ausgezeichnete Rundheit und einen kleinen Brennfleckdurchmesser. Wie aus der F i g. 3b ersichtlich ist ist die Brennfleckform in der Ecke des Leuchtschirms nicht mehr exakt rand und der Durchmesser ist stark vergrößert

Die Fig.4a und 4b zeigen die Brennfleckformen eines durch quadratische Öffnungen hindir hgetretenen Elektronenstrahles im mittleren Be.-ich eines Leuchtschirms bzw. in der Ecke des Leuchtschirms. Bei den Darstellungen gemäß F i g. 3a, 3b, 4a und 4b ist eine Fokussierspannung zur Verringerung des Brennfleckdurchmessers auf ein Minimum angelegt, das nicht von einem Halo im mittleren Be. eich <ies Leuchtschirms begleitet ist. Bei Vergleich der Elektronenstrahlbrennflecke gemäß Fig.3a und 3b (runde öffnungen) und gemäß Fig.4a und 4b (quadratische Öffnungen) wird deutlich, daß kaum Unterschiede in den Brennflecken irn Mittenbereich des Leuchtschirms festzustellen sind, während die Brennfleckform gemäß Fig.4 deutlich zeigt daß Verbesserungen sowohl hinsichtlich der Rundheit des Brennflecks als auch hinsichtlich d^s Br-ännfleckdurchmessen, erzielt worden sind.

Bei dsm in der F i g. 5 gezeigten Elektronenstrahlerzeugersystem 1 vom Uni-Potentialtyn (Einzeüinsentyn) sind" zur Kennzeichnung vergleichbarer Bauteile die Bezugbzeichen aus der F i g. 1 herangezogen worden. Die Ausführunpsform gemäß F i g. 5 unterscheidet sich von der Ausfühaingsform gemäß F i g. 1 dadurch, daß eine fünfte Elektrode (G5) W unter Ausrichtung auf dieselbe Achse auf dem Träger 9 in vorgegebenem Abstand von der vierten Elektrode (G 4) 8 angeordnet ist. Die zweite Elektrode (G 2) 6 ist ebenfalls tassenförmig ausjebildet, während die Öffnungen 5a, 6a und 7a die gleiche Form haben wie die in der F i g. 2 gezeigten öffnungen der ersten Elektrode (G S) 5, der zweiten Elektrode (G 3) 6 bzw. der dritten Elektrode

(G 3) 7. Das Elektronenstrahlerzeugersystem vom Einzellinseiityp mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird in eine Farbbildröhre eingebaut, wobei Abstände Von 03 mm und 2ß mm zwischen der ersten Elektrode % und der zweiten Elektrode 6 bzw. zwischen der zweiten Elektrode 6 und der dritten Elektrode 7 eingehalten werden. Spannungen von OV, 300—700 V, 25 kV, 93 kV bzw. 25 kV werden an die erste bis fünfte Elektrode 5,6,7,8 bzw, 1 1 angelegt An die Kathode 4 wird ein Videosignal von 14Ό bis 170 V angelegt, und der Kathode wird ein Strom von 4 mA zugeführt Die erreichbaren Effekte sind mit den Effekten vergleichbar, wie sie mit der vorstehend beschriebenen Ausführungsform erreichbar sind.

Die Fig.6a und 6b zeigen Brennfleckformen im Mittenbereich und in der Ecke eines Leuchtschirms, die von einem durch runde Öffnungen geführten Elektronenstrahl herrühren, während die Fig.7a Und 7b Brennflecke in entsprechender Lage auf dem Leuchtschirm zeigen, die von einem durch die quadratischen Öffnungen 5a, 6a, la hindurchgeführten Elektronenstrahl herrühren. Durch Vei-gleich der beiden Darstellungen wird wiederum deutlich, daß die Brennfleckform in den Ecken in einem Maße stark verbessert wird, während im Mittelbereich die Brennfleckform unverändert bleibt Im Fall der runden Öffnungen war die Fokussierspannung, die dem Randbereich des Leuchtschirms zugeordnet war, größer als die dem Mittelbereich zugeordnete Fokussierspannung, da eine längere Fokussierstrecke vorlag. Im vorliegenden Fall werden die im wesentlichen quadratischen Verzerrungen an den Öffnungen 5a, 6a und Ta eingestellt, um den durch die Differenzen der Fokussierspannung hervorgerufenen Korrektureffekt zu bewirken, so daß eine Differenz in der Fokussierspannung zwischen dem Mittenbereich und dem Randbereich des Leuchtschirms nicht benötigt wird.

Bei der in der Fi g. 8 gezeigten Ausführungsform des ElektronenstrahlerzeUgersystems ist eine Hilfselektrode 15 zur Einstellung des Brennpunktes zwischen der zweiten Elektrode 6 und der dritten Elektrode 7 eingeschaltet Mit quadratischen Durchtrittsöffnungen kann auch bei einem Elektronenstrahlerzeugersystem dieser Bauart derselbe Effekt wie bei den beiden vorhur beschriebenen Ausführungsformen erreicht werden

Obwohl die vorliegende Erfindung bisher an Ausführungsformen beschrieben worden ist, bei denen quadratische Öffnungen in der ersten Elektrode (G 1) 5, der zweiten Elektrode (G 2) 6 und der dritten Elektrode (G 3) 7 vorgesehen sind, können auch rautenförmige öffnungen verwendet werden.

Wenn quadratische oder rautenförmige Durchtrittsöffnungen in wenigstens einem Satz der vorstehend beschriebenen Elektroden vorgesehen ist, wird sich die angegebene Wirkung zeigen, wobei jedoch das Ausmaß der Wirkung verschieden sein kann. Weiterhin ist festzuhalten, daß der erreichbare Effekt um so größer ist, je kleiner der Radius R an den Ecken 10 der Durchtrittsöffnung ist Die Wirkung hängt auch von der Größe der Ndgungs'*inkE' 3, bzff. Q₂ ab.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

29 Patentansprüche:

1. In-line-Elektronenstrahlerzeugersystem für eine Farbbildröhre, bei dem jeder Elektronenstrahlerzeuger aus einer Kathode, einer ersten bis dritten Elektrode und weiteren Elektroden besteht, die nacheinander in Ausfluchtung mit der Kathode bei Anlegung einer vorgegebenen Spannung eine Vorfokussierlrase und die dritte Elektrode und die weiteren Elektroden bes Anlegung einer vorgegebenen Spannung eine Hauptlinse bilden, und bei dem wenigstens eine der ersten bis dritten Elektrode der Elektrodenstrahlerzeuger jeweils in derselben Ebene angeordnete rautenförmige oder quadratische Öffnungen für den Durchtritt des zugeordneten Elektronenstrahls aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagonalen dieser rautenförmigen oder quadratischen öffnungen (5a, 6a, 7a) in Richtung der horizontalen und vertikalen Ablenkmagnetfelder liegen.

2. System na-Ji Anspruch 1, dadurch gekennzeiV net, daß die Hauptlinse vom Bi-Potentialtyp üi (Immersionslinse).

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptlinse vom Uni-Potentialtyp ist (Einzellinse).

4. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zweiten Elektrode (6) und der dritten Elektrode (7) eine Hilfselektrode (15) zur Brennpunkteinstellung angeordnet ist.