DE3043048A1

DE3043048A1 - Inline-farbbildroehre

Info

Publication number: DE3043048A1
Application number: DE19803043048
Authority: DE
Inventors: Roger Casanova Princeton Junction N.J. Alig
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1979-11-15
Filing date: 1980-11-14
Publication date: 1981-09-03
Also published as: FR2469796B1; DE3043048C2; IT1133691B; JPS5693250A; IT8025404A0; FR2469796A1; US4634923A; CA1138513A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Farbbildröhre gemHß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Farbbildröhre mit einem verbesserten Inline-Elektronanstrahlerzeugungssystem, bei dem eine nichtlineare Korrektur der Rastergrößen (die auch als nichtlineare Komakorrekt.ur bezeichnet werden kann) in der Röhre vorgesehen ist.

Unter einem Inline-Elektronenstrahlerzeugungssystem versteht man

ein Elektronenstrahlerzeugungssystem, das vorzugsweise drei

in einer gemeinsamen Ebene verlaufende Elektronenstrahlen liefert, die längs Wegen, die in dieser Ebene konvergieren, auf einen Punkt oder einen kleinen Konvergenzbereich in der Nähe des Röhrenbildschirms

konvergieren.

Ein Problem, das bei einer Farbbildröhre mit einem Inline-Strahlerzeugungssystem besteht, ist die Komaverzeichnung, infolge derer die

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Größen der drei Raster, die durch die drei Elektronenstrahlen mit Hilfe einer externen magnetischen Ablenkeinheit auf dem Bildschirm geschrieben werden, wegen der Exzentrizität der beiden äußeren Strahlen bezüglich der Mitte der Ablenkeinheit verschieben sind.

Es ist aus der US-PS 31 64 737 (Messineo) bekannt, daß eine ähnliche Komaverzeichnung, die durch die Verwendung verschiedener Strahlgeschwindigkeiten verursacht wird, durch eine magnetische Abschirmung um den Weg eines oder mehrerer Strahlen in'einem Drei strahl system korrigiert werden kann. Aus der US-PS 31 96 305 (Barkow) ist es bekannt, in einem Delta-Strahlerzeugungssystem zum selben Zwecke magnetische Verstärkungselemente neben dem Weg eines oder mehrerer Strahlen anzuordnen. Aus der US-PS 35 34 208 (Krackhardt et al) ist es bekannt, den mittleren von drei in einer Ebene verlaufenden Elektronenstrahlen zur Komakorrektur mit einer magnetischen Abschirmung zu umgeben. Aus der US-PS 35 48 249 (Yoshida) ist die Verwendung von C-förmigen Elementen, die zwischen dem Mittel strahl und dem äußeren Strahl angeordnet sind, bekannt, um die Wirkung des Vertikalablenkfeldes auf den Mittelstrahl zu verstärken. Aus der US-PS 35 94 600 (Murata et al) ist es bekannt, die äußeren Strahlen mit C-förmigen Abschirmungen zu umgeben, deren offene Seiten einander gegenüberliegen. Diese Abschirmungen scheinen das Vertikalablenkfeld um alle drei Strahlen herumzuleiten. Aus der US-PS 38 60 850 (Takenaka et al) ist es bekannt, V-förmige Versärkungselemente, die oberhalb und unterhalb von drei Inline-Elektronenstrahlen angeordnet sind, und C-fömrige Abschirmungen, die die beiden äußeren Strahlen umgeben, zu verwenden. Aus der US-PS 38 73 879 (Hughes) ist es bekannt, kleine, scheibenförmige Verstärkungselemente oberhalb und unterhalb des Mittel strahl es und ringförmige Abschirmungen um die beiden äußeren Strahlen zu verwenden.

Es wurde festegestellt, daß die Komahöhe bei manchen Röhren mit der Strahlablenkung auf dem Bildschirm nichtlinear wächst. Die obenerwähnten bekannten Komakorektureinrichtungen korrigieren jedoch nur eine linear anwachsende Koma.

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Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, eine Farbbildröhre mit einer Komakorrektureinrichtung anzugeben, die eine nichtlineare Korrektur für eine nichtlinear wachsende Komabewirkt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Farbbildröhre mit den kennzeichneden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Eine verbesserte Farbbildröhre gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält also ein Inline-Elektronenstrahlerzeugungssystem zum Erzeugen von drei Elektronenstrahlen, eines Mittelstrahls und zweier äußerer Strahlen, und richten diese Strahlen längs coplanarer Wege auf einen Bildschirm der Röhre . Die drei Strahlen gehen durch eine Ablenkzone, in der magnetische Vertikal- und Horizontalablenkfelder erzeugt werden können. Gemäß der Erfindung sind Mittel vorgesehen, um die Wirkung des magnetischen Vertikal ab!enkfel des auf dem Mittelstrahl mit zunehmendem Winkel der Vertikalablenkung der Strahlen nichtlinear zu erhöhen.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fitur 1 eine teilweise axial geschnittene Draufsicht einer Schattenmasken-Farbbildröhre gemäß einer AusfUhrungsform der vorliegenden Erfindung;

Figur 2 einen Axialschnitt des in Fig. 1 nur durch ein gestricheltes Rechteck angedeuteten Elektronenstrahlerzeugungssystems;

Figur 3 eine Draufsicht auf das Ausgangsende eines bekannten Elektronenstrahl erzeugungssystems, das überbrückungs- und Verstärkungselemente zur Komakorrektur enthält;

Figur 4 eine Draufsicht auf das Ausgangsende eines bekannten Elektronenstrahl erzeugungssystems, das C-förmige Komakorrekturelemente enthält;

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Figur 5 eine Draufsicht in Richtung der Pfeile 5-5 der Fig. 2 des Elektronenstrahlerzeugungssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und

Figur 6 eine Darstellung der nichtlinearen Wirkung, die die neuen Komakorrekturelemente des neuen Elektronenstrahlerzeugungssystems gemäß Fig. 2 und 5 auf das magnetische Vertikalablenkfeld haben.

Figur 1 ist eine Draufsicht auf eine Rechteck-Farbfernsehbildröhre 10 mit einem Kolben aus Glas, der ein im wesentlichen rechteckiges Frontplattenpanel 12 und einen rohrförmigen Hals 14 aufweist, die durch einen im Querschnitt im wesentlichen rechteckigen Konus 16 verbunden sind. Das Frontplattenpanel 12 enthält eine Frontplatte 18 und einen Umfangsflansch oder eine Seitenwand 2G_S die mit dem Konus verschmolzen ist. Auf der Innenseite der Frontpa|ltte 18 befindet sich ein Dreifarben-Mosaikleuchtstoffschirm 22. Bei dem Leuchtstoffschirm handelt es sich vorzugsweise um einen Streifenrasterschirm mit Leuchtstoffstreifen, die im wesentlichen parallel zur kleinen Achse Y-Y der Röhre (senkrecht zur Zeichenebene in Fig. 1) verlaufen. Eine viele Löcher aufweisende Farbwahl elektrode oder Schattenmaske 24 ist durch konventionelle Mittel lösbar in vorgegebenem Abstand vom Bildschirm 22 montiert. In der Mitte des Halses 14 ist ein verbessertes Inline-Elektronenstrahlerzeugungssystem 26 angeordnet, das in Fig. 1 nur durch gestrichelte Linien angedeutet ist und drei Elektronenstrahlen 28 erzeugt sowie längs koplanarer, konvergierender Wege durch die Maske 24 auf den Bildschirm 22 richtet.

Die Röhre 10 gemäß Fig. 1 ist für die Verwendung mit einer externen magnetischen Ablenkeinheit konstruiert, wie der schematisch dargestellten Ablenkeinheit 30, die den Hals 14 und den Konus 12 in der Nähe ihrer Verbindung umgibt, um die drei Strahlen 28 einem vertikalen und einem horizontalen Magnetfluß auszusetzen, so daß die Strahlen horizontal bzw. vertikal in einem rechteckigen Raster über den Bildschirm 22 abgelenkt werden. Die anfängliche Ablenkebene (bei der Ablenkung Null) ist durch eine Linie P-P in Fig. 1 dargestellt, die durch die Mitte der Ablenkeinheit

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verläuft. Infolge von Randfeldern reicht die Ablenkzone der Röhre von der Ablenkeinheit 30 axial in den Bereich des Strahlerzeugungssystems 26. Der Einfachheit halber ist die tatsächliche Krümmung der abgelenkten Strahlen in der Ablenkzone in Fig. 1 nicht dargestellt.

Fig. 2 zeigt Einzelheiten des Elektronenstrahlerzeugungssystems 26. Das System enthält zwei Halterungsstäbe 32 aus Glas, an denen die verschiedenen Elektroden montiert sind. Zu diesen Elektroden gehören drei gleichmäßig beabstandete coplanare Kathoden 34 (eine für jeden Strahl), eine Steuergitterelektrode 36, eine Schirmgitter-Elektrode 38, eine erste ßeschlein igungs und Fokussierelektrode 40, eine zweite Beschleunigungsund Fokussierelektrode 42 und ein nichtmagnetisch permeabler elektrischer Abschirmbecher 44. Die Elektroden sind längs der Glasstäbe 32 in der aufgezählten Reihenfolge mit /bständen voneinander angeordnet. An der Rückwand 54 des Abschirmbechers 44 sind vier magnetisch permeable Komakorrekturelemente 46, 48, 50 und 52 angeordnet. In Fig. 2 sind nur die unteren beiden Elemente 50 und 52 zu sehen, da die beiden oberen Elemente 46 und 48 weggeschnitten sind. Von der Ablenkeinheit 30 erstrecken sich Randlinien des magnetischen Flusses bis hinter den Abschirmbecher 44 und bewirken dadurch eine gewisse Elektronenstrahlablenkung kurz bevor die Strahlen an den Komakorrekturelementen vorbeilaufen. Die Form, Größe, Position und Funktion der Elemente 46, 48, und 52 wird weiter unten noch im einzelnen diskutiert.

Weitere Einzelheiten eines Elektronenstrahlerzeugungssystems des Typs des Systems 26 gemäß Fig. 2 sind in der US-PS 37 772 554 enthalten.

In den Figuren 3 und 4 sind die Abschirmbecher zweier bekannter Elektronenstrahl erzeugungssystem 56 und 58 und die zugehörigen Komakorrekturelemente dargestellt. Bei dem ersten, in Fig. 3 dargestellten System, das aus der eingangs erwähnten US-PS 38 73 879 bekannt ist, werden die beiden äußeren Strahlen B und R durch zwei kleine ringscheibenförmige Elemente 60 und 62 überbrückt und zwei scheibenförmige Verstärkungseiemente 64 und 66 sind oberhalb und unterhalb des Mittelstrahls G angeordnet. Die überbrückungselemente ("Shunts") 60 und 62 und die Verstärkungselemente 64 und 66 verzerren Teile der beiden Ablenkfelder, so daß sich eine

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verstä'rkte Vertikal- und Horizontalablenkung des Mittelstrahls und eine verringerte Vertikal- und Horizontalablenkung der beiden äußeren Strahlen ergeben.

Bei dem zweiten, in Fig. 4 dargestellten System 58, das aus der US-PS 41 42 131 (Ando et al) bekannt ist, sind magnetische Polsttickplatten 68, 70, 72, und 74 oberhalb und unterhalb der äußeren Strahlen B und R angeordnet und zwei weitere parallele Platten 76 und 78 sind zwischen den äußeren Strahlen B und R einerseits und dem Mittelstrahl G anderer seits angeordnet. Das vorherrschende, resultierende Ergebnis ist eine Vergrößerung des vertikalen magnetischen Ablenkfeldes, das auf den Mittel-Strahl einwirkt und eine Verringerung desselben Feldes, das auf die äußeren Strahlen einwirkt.

Figur 5 zeigt eine Stirnansicht des Systems 26, das neuartige Komakorrekturelemente 46, 48, 50 und 52 hat. Diese Elemente 46, 48, 50 und 52 sind aus einem Material hoher magnetischer Permeabilität hergestellt, z.B. aus einer Legierung aus 52 % Nickel und 48 % Eisen, die als "52-Metair¹ bekannt ist. Die Elemente 46, 48 50 und 52 sind gerade, stab- oder schienenförmige Elemente, die wesentlich länger als breit oder dick sind. Im folgenden sollen diese Elemente als "Schienen" bezeichnet werden. Die Schienen 46, 48, 50 und 52 sind in parallelen Paaren oberhalb und unterhalb jedes äußeren Strahles so angeordnet, daß die längeren Dimensionen der Schienen horizontal verlaufen. Das Schienenpaar 46, 48 gabelt den äußeren Strahl R ein,und das Schienen_j5aar 48 und 50 gabelt den äußeren Strahl D ein.Die beiden oberen Schienen 46 und 48 fluchten axial miteinander und auch die beiden unteren Schienen 50 und 52 fluchten axial miteinander. Die horizontalen Abstände zwischen den beiden oberen Schienen 46 und 48 und zwischen den beiden unteren Schienen 50 und 52 sind genügend klein, um zu bewirken, daß die horizontal verlaufenden magnetischen Flußlinien sich zwischen ihnen genügend biegen, um die Konzentration der magnetischen Flußlinien am Mittelstrahl zu beeinflussen. Bei dem dargestellten speziellen Ausführungsbeispiel ist der horizontale Abstand zwischen den Schienen kleiner als der Durchmesser der Mittel öffnung des Abschirmbechers 44. Der Biegeeffekt ist aus der Dirstellung in Fig. 6 ersichtlich. An den äußeren Enden der Schienen 46,

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48, 50 und 52 werden die horizontal verlaufenden magnetischen Flußlinien, die einen Teil des magnetischen Vertikalablenkfeldes bilden, angezogen, wodurch etwas von dem Feld von den beiden äußeren Strahlen B und R abgeleitet wird. Bei der dargestellten Ausführungsform erstrecken sich die Schienen geringfügig über die beiden äußeren Strahlöffnungen nach außen, bei anderen Ausführungsformen können sie sogar bis zu den Seiten des Abschirmbechers 44 reichen. In der Nähe des Mittel strahls G biegen sich die Flußlinien jedoch im Zwischenraum zwischen den Schienen nach außen. Die Wirkung dieser Biegung auf die magnetischen Flußlinien in der Nähe des Mittel Strahls besteht darin, daß sie etwas zu ihrem ungestörten Zustand zusammengedrückt werden. Wegen dieser Wirkung, die durch die Schienen verursacht wird, ist der Einfluß des magnetischen Vertikalablenkfeldes auf die beiden äußeren Strahlen geringer und der relative Effekt auf den Mittelstrahl ist erhöht. Wenn jedoch die drei Strahlen zunehmend vertikal abgelenkt werden, geht der Mittel strahl durch eine zunehmend größere Anzahl von magnetischen Flußlinien, wodurch die Wirkung des magnetischen Vertikalablenkfeldes auf den Mittel strahl erhöht wird. Wenn die äußeren Strahlen zunehmend vertikal abgelenkt werden, gehen diese Strahlen jedoch durch eine immer kleiner werdende Anzahl von magnetischen Flußlinien, wodurch die Wirkung des magnetischen Vertikalablenkfeldes auf die äußeren Strahlen nichtlinear herabgesetzt wird. Das resultierende Ergebnis besteht dann darin, daß das Mittelstrahlraster bezüglich der von den äußeren Strahlen geschriebenen Raster mit zunehmendem Winkel der magnetischen Vertikalablenkung der Strahlen nichtlinear vergrößert wird.

Die Schienen 46, 48, 50 und 52 haben verhältnismäßig wenig Wirkung auf das magnetische Horizontalablenkfeld. Die Wirkung besteht darin, daß der Einfluß des magnetischen Horizontalablenkfeldes auf die äußeren Strahlen etwas erhöht und der Einfluß des·Horizontalablenkfeldes auf den Mittel strahl etwas herabgesetzt wird. Diese Einflüsse treten auf, da die Schienen eine größere Konzentration von magnetischen Flußlinien anziehen und dadurch diejenigen verringern, die in der Nähe des Mittel Strahles verlaufen, während die Flußlinien, die in der Nähe der

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äußeren Strahlen verlaufen, verstärkt werden.

Typische Abmessungen für eine Bildröhre mit 67 cm Bildschirmdiagonale und 110 Grad Ablenkwinkel, die das Strahlerzeugungssystem gemäß Fig. und 5 enthält, sind:

Abstand zwischen den Wegen des Mittel strahl es und

der äußeren Strahl en 6,60 mm

Länge der Elemente 46, 48, 50 und 52 (horizontal gemessen) 7,60 mm

Breite der Elemente 46, 48, 50 und 52 (vertikal gemessen) 1,02mm

Dicke der Elemente 46, 48, 50 und 52 (gemessen

längs der Strahl erzeugungssystemachse) 0,25 mm

Vertikaler Abstand zwischen den Elementen

46 bis 50 und 48 bis 52 - 4,06 mm

Horizontaler Abstand zwischen den Elementen

46 und 48 bzw. 50 und 52 2,54 mm

Verhältnis des horizontalen Abstandes zwischen
den Schienen zum horizontalen Abstand zwischen
den äußeren Strahlen 0,19 mm

Verhältnis des vertikalen Abstandes zwischen den
Schienen zum horizontalen Abstand zwischen einem
Außenstrahl und dem Mittel strahl 0,61 mm

Die vorliegende Erfindung wurde am Beispiel einer Röhre mit einem
vereinheitlichten InIine-Strahlerzeugungssystem mit kleinen Abständen zwischen den Strahlwegen erläutert, selbstverständlich läßt sich die

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Erfindung auch auf andere Röhren mit anderen Typen von InIine-Elektronenstrahlerzeugungssystemen anwenden, z.B. mit Systemen die größere Strahlwegabstände und/oder nichtvereinheiflichte Konstruktionen oder eigene Elektroden für die verschiedenen Strahlen aufweisen und auf Systeme mit anderen Typen von Fokussierung, z.B. Unipotential-, Tripotential- oder Doppel-Bipotential-Fokussiersysteme.

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Claims

Patentansprüche

M JFarbbildröhre mit einem Inline-Elektronenstrahlerzeugungssystem zum Erzeugen und Richten von drei Elektronenstrahlen, einem Mittelstrahl und zwei äußeren Strahlen, längs coplanarer Wege auf einen Bildschirm der Röhre, wobei die Elektronenstrahlen durch eine Ablenkzone laufen, in der magnetische Vertikal- und Horizontal-Ablenkfelder erzeugbar sind, gekennzeichnet durch magnetisch permeable Bauteile (46, 48, 50, 52) am Eltktronenstrahlerzeugungssystem (26) zum nichtlinearen Erhöhen der Wirkung des magnetischen Vertikalablenkfeldes auf den Mittelstrahl (6) mit zunehmendem Winkel der Vertikalablenkung der Strahlen (28).

-if-

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ORIGINAL INSPECTED
2. Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennz e i c h η e t, daß die Bauteile die Wirkung des magnetischen Vertikal ab!enkfel des auf den Mittel strahl relativ zu den äußeren Strahlen mit zunehmendem Winkel der Vertikalablenkung der Strahlen nichtlinear erhöhen.
3. Farbbildröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile Paare gerader horizontaler Schienen (46,50; 48,52) enthalten, die oberhalb und unterhalb jedes der äußeren Strahlen (B, R) angeordnet sind und sich bis in die Nähe des Mittelstrahles (G) erstrecken.
4. Farbbildröhre nach Anspruch 3, dadurc h gekennzeichnet, daß das Elektronenstrahlerzeugungssystem (26) einen Abschirmbecher (44) mit einer Basis oder Bodenfläche (54) enthält, die drei Löcher entsprechend den drei Elektronenstrahlwegen enthält und daß der horizontale Abstand zwischen den Schienen kleiner als der Durchmesser der Mittel Öffnungen des Abschirmbechers ist.
5. Farbbildröhre nach Ansporuch 3, dadurch gekennz e i c h η e t, daß der horizontale Abstand zwischen den Schienen ungefähr das 0,19-fache des horizontalen Abstandes zwischen den beiden äußeren Strahlen beträgt.
6. Farbbildröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzei chnet, daß der vertikale Abstand zwischen den Schienen (46,50; 48,52) ungefähr das 0,61-fache des horizontalen Abstandes zwischen einem äußeren Strahl und dem Mittel strahl beträgt.
7. Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chn e t, daß der Mittel strahl (G) im Streufeld eines Luftspaltes einer Anordnung aus magnetisch weichen Bauteilen (46, 48, 50, 52) liegt, die sich mit Unterbrechung durch den Luftspalt beidseits der Ebene der unabgelenkten Strahlen (28) in Richtung des Vertikalablenkfeldes erstreckt.

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