DE3102183C2

DE3102183C2 - Elektronenstrahlsystem für Fernsehbildröhren

Info

Publication number: DE3102183C2
Application number: DE3102183A
Authority: DE
Inventors: Vincent Michael Mercerville N.J. Cannuli; Leon Joseph Princeton N.J. Vieland
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1980-01-23
Filing date: 1981-01-23
Publication date: 1984-05-10
Also published as: FR2474239A1; FR2474239B1; GB2068165B; IT8119097A0; US4323813A; PL133061B1; PL229300A1; JPS56109438A; GB2068165A; CA1159876A; DD157131A5; FI810119L; IT1135007B; DE3102183A1

Abstract

Es wird ein Elektronenstrahlsystem beschrieben, das eine elektronische Linsenanordnung mit einem Paar Endelektroden aufweist, die längs eines Paares gläserner Tragstäbe fest montiert sind. Zwischen den Endelektroden befindet sich ein Widerstandslinsenstapel, in dem mit Öffnungen versehene Elektrodenplatten mit Widerstandsabstandsblocks abwechseln. Die Elektrodenplatten und die Widerstandsabstandsblocks werden durch eine Mehrzahl von Blattfedern in guten elektrischen Kontakt miteinander und mit den Endelektroden gedrückt. Die Elektrodenplatten werden vorzugsweise leicht durch die gläsernen Tragstäbe berührt, um eine seitliche Verschiebung der Platten ohne Behinderung ihres Federbelastungskontaktes mit den Widerstandsblocks zu vermeiden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektronenstrahlsysiem. wie es im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzt ist.

Es ist bekannt, daß die sphärische Aberration bei einer Eleklronenlin.se dadurch verringert werden kann, daß man das Feld der Linse schwächer macht und über eine größere lunge entlang dem Strahlweg ausdehnt. Es Ist ferner bekannt, daß ein Linsentyp für diesen Zweck die Widerstandslinse Ist, bei der eine Mehrzahl metallischer Elektrodenplatten in einer Reihenanordnung vorgesehen ist und ein Spannungsgradient entlang der Linse ausgebildet wird, indem unterschiedliche Spannungen an die verschiedenen Platten mit Hilfe eines Widerstandsspannungsteilers angelegt werden, der innerhalb des Vakuumkolbens der Elektronenröhre selbst angeordnet ist.
Zum Stand der Technik, in welchem verschiedene

ίο Bauformen von Mehrplaiten-Widerstandslinsen beschrieben sind, gehören die US-PS 2143 390, die US-PS

39 32 786 und die US-PS 40 91 144.

Während in der US-PS 21 43 390 ein Spannungsteilerwiderstand nur schematisch gezeigt ist, läßt die US-PS

is 39 32 786 eine praktische Ausführungsform eines Spannungsteilerwiderstandes erkennen, der auf einer gläsernen Tragstange des Elektronenstrahlsystemautbaus angeordnet ist, und in der US-PS 40 91 144 ist schließlich eine praktische Ausführungsform eines Stapels abwechselnder Metallelektroden und Isolierblocks gezeigt, bei dem entlang einer Kante des Stapels eine Widerstandsspannungsteilerschicht aufgebracht ist. In der Praxis benötigt der Aufbau nach der US-PS 39 32 786 viele Anschlüsse für die Kontaktherstellung zwischen der Reihe mit Öffnungen versehener Elektroden und dem Spannungsteilerwiderstand, und außerdem erhöht sich dabei die Wahrscheinlichkeit von Brüchen der Tragstäbe bei der Herstellung wegen der großen Anzahl der in die gläsernen Tragstäbe eingebetteten Elektroden. Schließlich hängt bei den Linsenanordnungen gemäß den US-PS 39 32 786 und

40 91 144 die Feldgenauigkeit von der Gleichförmigkeit der Widerstandsspannungsteilerschicht ab, die in ihrer· Herstellung sehr schwierig kontrollierbar ist.

Eine Verbesserung gegenüber der US-PS 40 91 144 ist in der DE-OS 30 23 853 (ältere Anmeldung) beschrieben, aus der ein Elektronenstrahlsysiem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt ist. Danach weist der Linsenaulbau eine Mehrzahl mit Öffnungen versehener Elektroden und Widerstandsabstandsblocks auf, die abwech-

ίο selnd gestapelt sind und zur Bildung einer elektrisch kontinuierlichen Struktur verlötet sind. Die Widerstandsabstandsblocks weisen Isolatorblocks auf, die vor der Vereinigung zu einem einheitlichen Stapel mit den Öffnungen aulweisenden Platten jeweils längs mindestens eines Teils einer Oberfläche mit einem geeigneten Widerstandsmaterial überzogen lind. Ein solches vorheriges Überziehen (also ein Überziehen vor dem Zusammenbau) der Blocks erlaubt es, daß sie vor dem Zusammenbau getestet und nach ihren Widerstandseigenschaften sortiert werden können. Diese Konstruktion hat sich als elektrisch und mechanisch befriedigend erwiesen, jedoch Ist sie mit relativ hohen Kosten verbunden, die aus dem Zusammenlöten der Blocks und Platten resultieren.

Die Aufgabe der Erfindung besteht In der Schaffung eines Eleklronenstrahlsystems der eingangs genannten Art mit einer kostengünstig montierbaren Widerstandslinse.

Diese Aufgabe wird durch die Im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst, während Weiterbildungen der Erfindung In den Unteransprüchen gekennzeichnet sind.

Das erfindungsgemäße Strahlsystem benutzt separate vorbeschichtete Widerstantlsabstandsblocks, die abwechselnd mit Öffnungen aufweisenden Elektroden zusam-

^b5 mengcstapeit werden, wie Im Falle der DE-OS 30 23 853. Anstatt daß die Widerstandsabstandsblocks und Platten jedoch zusammengelötet werden. werden sie In gegenseitigem elektrischen Kontakt zwischen zwei festen End-

elektroden durch Federn zusammengedrückt, die axial längs des Stapels wirken. Um sicherzustellen, daß die Ausrichtung, in den Betriebszyklen aufrechterhalten bleibt, werden die Elektrodenplatten sehr leicht von einem Paar gläserner Tragstangen berührt, in welchen die -, Anschlußelektroden befestigt sind, um jegliche seitliche Bewegung der Elektrodenplatten auszuschließen. Diese Berührung soll nicht so stark sein, daß die Elektrodenplatten so weit in die Glasstäbe eingebettet sind, daß die Platten gegen das axiale Zusammendrücken durch die m Federn starr festgelegt wären. Das würde nämlich die Aufrechterhaltung der elektrischen Kontinuität entlang des Linsenstapels beeinträchtigen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels im ein- π zelnen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 und 2 Seitenansichten eines Ausführungsbeispiels des Elektronenstrahlsystems gemäß Anspruch 1 aus zwei rechtwinklig aufeinanderstellenden Ebenen gesehen, wobei in Fig. 2 Teile zum Einbück in innere Details weggebrochen sind,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Elektrodenplatte für das Strahlsystem gemäß den Fig. 1 und 2 zur Veranschaulichung von Details zweier alternativer Ausfüh- ,. rungsformen eines typischen Elektrodenkontaktes mit gläsernen Tragstäben und

Fig. 4 einen vergrößerten Teilschnitt durch einen Teil der Elektronenlinse des Strahlsystems gemäß den Fig. I und 2 zur Veranschaulichung von Details der Feder und _J() der Elektrodenplatten und Widerstandsblocks des Elektronenlinsenaufbaus.

Das Ausführungsbeispiel der Erfindung wird hier anhand eines Drelstrahl-Inllne-Elektronenstrahlsystems erläutert, welches ähnlich dem in der US-PS 37 72 554 « beschriebenen ist, jedoch eine zusätzliche Linsenelektrode für einen Betrieb mit drei Potentialen enthält. Die Erfindung kann jedoch auch in anderen Strahlsystemtypen Anwendung linden.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, enthält das Elektronen- ^4Ü Strahlsystem 10 zwei parallele gläserne Tragstäbe 12, an denen verschiedene Elemente des Strahlsystems montiert sind. An einem Ende der Tragstäbe 12 sind drei becherförmige Kathoden 14 montiert, die auf ihren Endwänden emittierende Oberflächen haben. Im Abstand von den ⁴*> Kathoden 14 ist eine Steuergitterelektrode 16 montiert, lerner eine Schirmgitterelektrode 18 und eine erste, zweite und dritte Linsenelektrode 20. 22 bzw. 23. Die drei Elektronenstrahlcn wvden von den drei Kathoden 14 längs dreier in einer Ebene liegender Strahlwege 24 '" durch Öffnungen In den Elektroden projiziert. Am jenseitigen Ende der dritten Linsenelektrode 23 ist ein Abschirmbecher 26 befestigt.

Die SteuergltterelefUrode 16 und die Schirmgitterelektrode 18 weisen praktisch Hache Metallteile auf, die je '" drei in einer Linie angeordnete Öffnungen enthalten, die mit den Strahlwegen 24 ausgerichtet sind.

Die erste Linsenelektroden 20 hat zwei etwas rechtekkig geformte Becher 30 und 32, die an ihren offenen Enden zusammengefügt sind. Die geschlossenen Enden ^b0 der Becher 30 und 32 sind mit drei In einer Ebene liegenden Öffnungen ausgebildet, von denen jede mit einem gesonderten Strahlweg 24 ausgerichtet ist. Die zweite Linsenelektrode 22 weist zwei etwas rechteckige Becher 34 und 36 auf. die ebenfalls an Ihren offenen Enden ^bi zusammengefügt sind. Die Becher 34 und 36 sind ähnlich mit Öffnungen versehen wie die Becher 30 und 32 der ersten Elektrode. Die dritte Linsenelektrode 23 weist einen einzigen, in ähnlicher Weise mit Öffnungen versehenen, rechteckigen Becher auf, der mit seinem offenen Ende den Kathoden gegenüberliegt. Der Abschirmbecher 26 ist kreisförmig und mit seiner Grundfläche an dem geschlossenen Ende der dritten Linsenelektrode 23 befestigt. Der Abschirmbecher 26 hat in seiner Grundfläche auch drei in einer Linie liegende Öffnungen, deren jede mit einem der Strahlwege 24 ausgerichtet ist.

Für den Betrieb ist das Elektronenstrahlsystem 10 so entworfen, daß sein Hauptfokussierfeld zwischen der zweiten und dritten Linsenelektrode 22 und 23 ausgebildet wird. Zu diesem Zweck ist zwischen diesen Elektroden, und diese enthaltend, ein Widerstandslinsenstapel 42 angeordnet.

Die zweite und dritte Linsenelektrode 22 und 23, die als Endelekiroden des Widerstandslinsenstapels 42 dienen, sind fest mit den Tragstäben 12 verbunden. Diese Befestigung erfolgt durch Um fangs vorsprünge 44 und 46 an den Endolektroden 22 bzw. 23, die tief in die gläsernen isolierenden Tragstäbe 12 eingebettet sind. Für die Endelektrode 23 sind die Umfangsvorsjrünge 26 Teil einer mit Öffnungen versehenen Platte 48, die am offenen Ende des rechteckförmigen Bechers angebracht ist. Die Widerstandslinsenstruktur 42 enthält auch ein Paar Öffnungen aufweisende Elektrodenplatten 50 (siehe Fig. 3), die abwechselnd gestapelt sind mit einer Mehrzahl rechteckiger, parallelepipedförmiger Abstandsblocks

52. Ein Paar der Abstandsblocks 52 ist jeweils zwischen zwei benachbarten Elektrodenplatten 50 angeordnet. Die Abstandsblocks 52 liegen auf gegenüberliegenden Seiten der mittleren der drei in einer Linie liegenden Öffnungen

53, die in der Elektrodenplatte 50 vorgesehen sind, und neben einer Außenkante der Elektrodenplatten. Mindestens ein Block jedes Paares von Abslandsblöcken 52 ist ein Widerstandsabstandsblock 54 oder kurz: Widerstandsblock der nachbeschriebenen Art. Der andere Block des Paares von Abstandsbiöcken 52 kann entweder ein Widerstandsblock 54 oder ein Isolatorblock 5b sein. Wenn nur ein Widerstandsblock zwischen einem Paar von Elektrodenplatten 50 gewünscht wird, dann kann noch ein Isolatorblock 56 für die mechanische Festlegung eingefügt werden.

In den Zeichnungen sind die WiderstandsNocks 54 zum Unterschied von den Isolatorblocks 56 gepunktet dargestellt. Die Isolatorblocks 56 können aus irgendeinem Isolationsmaterial bestehen, das sich zum Zusammenbau mit den Elektrodenplatten eignet und die thermische und Vakuumbehandlung, die für Elektronenröhren üblich ist, verträgt. Übliche Keramikmaterialien, wie hochreines Aluminiumoxid, sind zu bevorzugen.

Wie Flg. 4 zeigt, enthalten die Widerstandsblocks 54 vorzugsweise Isola'orblocKs mit einem Paar gegenüberliegender Oberflächen, die mit zweien der Elektrodenplatten 50 in Berührung stehen und mit elektrisch voneinander getrennten metallischen leitenden Filmen 57 beschichtet sind. Eine Oberfläche, welche die beiden lilmbeschichteten Oberflächen miteinander verbindet, Ist mit einer Schicht 5" eines geeigneten Materials hohen Widerstandes überzogen, welche Teile der Oberflächen der beiden Metallfilme 57 überlappt, um einen guten elektrischen Kontakt mit ihnen zu bilden.

Die Elektrodenplatten 50 und die Abstandsblocks 52 (die Widerstandsblocks 54 und Isolatorblocks 56) sind abwechselnd lose gest/pelt und befinden sich zwischen den Endelektroden 22 und 23. Die Elektrodenplatten 50 und die Blocks 52 werden durch zwei Paare von Federn 60 in Ihre Stellung und in elektrischem Kontakt miteinander gehalten, die an den Endelektroden 22 und 23 im

J 1 \J L 1 OO

wesentlichen In Ausrichtung mit den gestapelten Reihen der Abstandsblocks 52 befestigt sind und den Stapel der Elektrodenplatten 50 und Blocks 52 In einer zu den Strahlwegen 24 parallelen axialen Richtung zusammendrücken.

Wie In den Fig. 3 und 4 gezeigt Ist, haben die Elektrodenplatten 50 auf gegenüberliegenden Selten Ihrer Mittelöffnungen 53 ein Paar rechteckig geprägter Vertiefungen 62, In welchen die Widerstandsblocks 54 lose sitzen. In der Platte ist an der Stelle der eingeprägten Vertiefung eine rechteckige Öffnung 64 vorgesehen, damit das Metall der Elektrodenplatten 50 bei dem Elnprilgevorgang besser Hießen kann. Die genaue Ausrichtung der Elektrodenplatten erfolgt mit Dornen, die beim Festlegen, also beim Einbetten der Sirahlsysiemelektroden in die gläsernen Tragstäbc 12, durch die Öffnungen 53 ragen.

Auch FlK- 4 Ia¹IIt am besten die Anordnung und Funktionsweise der Federn 61) erkennen. Die in Flg. 4 gezeigte Feder 61) lsi eine von zweien, die an Ihrer Mitte an die F.ndelektrode 22 angeschweißt sind. Die Feder 60 umlaßt einen Blattstrellen aus Federmaterial, beispielsweise Inconel-I.egicrung. und ragt mil ihren beiden Enden von der Elektrode 22 weg und drückt gegen die erste Elektrodenplatte 50. Die Federn 60 drücken somit die Elektrodenplatten 50 und die Widerstandsblocks 54 in guten elektrischen Kontakt in Richtung der Achse A-A in Fig. 4, die parallel zu den Strahlwegen 24 gemäß Fig. 2 verlaufen. Jede der Federn 60 kann ein Hand von 5.08 mm Länge (von links nach rechts in Flg. 4), 1.27 mm Breite (senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 4) und 0.254 mm Dicke sein. Typischerweise haben die Enden der Feder 60 von der Elektrode 22 einen Absland von etwa 0.508 mm.

Flg. 3 läßt erkennen, daß die Elektrodenplatten 50 an J5 Ihren langen Seiten Belesilgungsklauen 66 haben, welche die gläsernen Tragstäbe leicht berühren oder leicht in sie eingebettet sind. Der Zweck der Berührung zwischen den Klauen 66 und den gläsernen Tragstangen 12 liegt in der Verhinderung seitlicher Bewegung (In der Zeichenebene der Fig. 3) der Elektrodenplatte, ohne jedoch das Zusammendrücken der Elektrodenplatten 50 und Widerstandsblocks 54 in guten elektrischen Kontakt durch die Federn in Axialrichtung senkrecht zur Plattenrichtung zu behindern. Deshalb sollte diese Berührung nicht zu kräftlg sein. Speziell sollten die Klausen 66 nicht so tief in den Tragstab 12 eingebettet sein wie die Vorsprünge 44 und 46 der Endelektrodcn 22 und 26, wo eine starre Befestigung erwünscht ist. Im Optimalfall sind die Klauen 66 genO^snd weit in die Glasstäbe eingebettet, ^x um sicherzustellen, daß bei den gegebenen Herstellungstoleranzen die Spitzen der Klauen in allen Fällen in genügendem Kontakt mit den Stäben stehen, um eine seitliche Bewegung irgendwelcher Elektroden 50 beim Herstellungsprozeß der Strahlsysteme zu verhindern. ^5:>

Typischerweise ragen die Klauen 66 etwa 1,27 mm von der Kante 68 der Elektrodenplatte 50 weg. Bei üblichen Fabrikationstechniken kann ein optimaler Kontakt bzw. Einbettung etwa 0,508 mm betragen, wie dies auf der rechten Seite der Elektrodenplatte 50 gemäß Fig. 3 für ^ den Stab 12 gezeigt ist. Eine typische Toleranz von plus oder minus 0,318 mm stellt dann einen Einbettungskontakt von 0,127 mm sicher. Im Maximum sollte die Einbettung 1,27 mm nicht übersteigen, also die gesamte Länge der Klauen 66, wie dies auf der linken Seite der ^6S Elektrodenplatte 50 in Fig. 3 beim Tragstab 12 gezeigt ist. Wird dieses Maximum nennenswert überschritten, dann kann der axiale Federdruck auf die Elektrodenplatte 50 gestört werden. Weiterhin kann der Ausschuß Infolge gebrochener Stäbe 12 und gebrochener Widerslandsblocks 54 zu groß werden. Das Auftreten gebrochener Tragstäbe, wobei das ganze Strahlsystem zu Ausschuß wird. Ist last direkt proportional zur Zahl der Einbettungen Im Tragstab und nimmt auch mit zunehmender Einbettungstiele zu. Well das Strahlsystcm mehrere Elektrodenplatten 50 enthält, könnte das Auftreten gebrochener Tragstäbe untragbar groß werden, wenn jede dieser Elektroden tief In den Tragstab eingebettet wäre, um fest mit Ihm verbunden zu sein. Wegen des nur leichten Kontaktes zwischen den Elektrodenplatten 50 und den Glasstäben 12 wird bei dem Strahlsystem das andernfalls hohe Auftreten gebrochener Stäbe vermieden, ohne daß die Stabilität der seitlichen Ausrichtung beeinträchtigt würde.

Erfahrungen bei der Herstellung der neuen Elektronenstrahlsysteme zeigen auch, daß die Widerstandsblocks 54 \ leicht brechen können und die elektrische Kontinuität dadurch gestört wird, wenn geschmolzenes Glas vom liefen Einbetten In Berührung mit den Blocks kommt.

Als Variante des Widerstandslinsenstapels 42 könnte man daran denken, die Elektrodenplatten 50 tiefer In die Tragstäbe 12 einzubetten und die Federn 60 stärker zu machen, um den gewünschten Axialkontakt zwischen den Elektrodenplatters 50 und den Widerstandsblocks 54 sicherstellen, jedoch Ist dies nicht zu bevorzugen, well dabei das Problem gebrochener Tragstäbe gravierender wird. Außerdem machen stärkere Federn 60 den Zusammenbau schwieriger.

Das Elektronenstrahlsystem 10 ist zwar mit zwei Paaren von Federn 60 dargestellt, von denen je ein Paar auf jeder Seite des Linsenstapels angeordnet ist, jedoch kann die neue Linse auch unter Verwendung nur eines Federpaares hergestellt werden. Bei zwei Federpaaren wird jedoch besser sichergestellt, daß die Elektrodenplatten und die Widerstandsblocks axial vollständig durch den Stapel in Kontakt miteinander gedrückt werden. Verwendet man nur ein Federpaar 60, dann kann es erwünscht sein, die Federn nahe der Mitte des Linsenstapels anzuordnen, um eine gleichmäßigere Federkraft entlang des gesamten Stapels zu erreichen im Vergleich zu der Anordnung des einzigen Federpaars an einem Ende des Stapels. Jedoch würde eine solche mittlere Lage der Federn das Potentialprolll längs des Linsenstapels stören, was unerwünscht sein kann. Dies hängt jedoch davon ab, wie die Linse und ihre elektrische Potentialverteilung entworfen werden.

Man kann zwar die Federn 60 unmittelbar auf ein Paar Abstandsblocks 52 drücken lassen, jedoch ist el:. .· solche Anordnung nicht zu bevorzugen wegen der weniger gleichmäßigen Verteilung der Federkraft Im Stapel und wegen der Möglichkeit einer schwierigeren Montierbarkeit der Teile.

Die relativen Größen der Elektrodenplatten 50, Widerstandsblocks 54 und Glasstäbe 12 sind nicht kritisch. Andere Elektroden des Strahlsystems 10 und Tragstäbe 12, welche das Einbetten dieser Elektroden in Ihnen aushalten, bestimmen die maximale Größe der Elektrodenplatten 50. Da jedoch die Elektrodenplatten 50 nicht tief in die Stäbe 12 eingebettet werden, kann die Größe der Stäbe entlang des Linsenstapels 12 herabgesetzt werden, wie dies Fig. 1 zeigt. Dadurch können die Elektrodenplatten 50 maximal groß gemacht werden, so daß man eine bessere Elektronenoptik und eine bessere Hochspannungsstabilität erhält.

Gemäß einem speziellen Beispiel erfolgt die Herstellung der Widerstandsblocks 54, indem zuerst eine Al₂Oj-

.!„„ Wl.l«„

Platte guter Qualität zunächst von einem etwas dickeren Rohling auf Abmessungen von 50,8 χ 50,8 χ 1,016 mm geläppt wird. Die großen einander gegenüberliegenden Flächen dieser Platte werden dann mit den Metallfllmen 57 überzogen. Indem zuerst eine dünne Schicht Titan und dann eine Schicht aus Wolfram auf die AljOi-Platte aufstäubt wird (.Spulter-Verfahren). Die Platte wird dann mit einer Diamantsäge In 5,08 mm breite Stücke zerschnitten, und diese Stücke werden In einen Halter eingesetzt, der eine der 50,8 mm me«3enden freien AljOi-Flächen und etwa ein Drittel der mit Titan und Wolfram bedeckten Flächen frei läßt. Dann wird ein W-AljOi-Cermei auf die so freiliegenden Flächen des Teiles aulgesprüht, um die Wlderslandsschichl 58 auszubilden, die Flg. 4 zeigt. Die Überlappung der Wider-Standsschicht 58 über dem Metallfilm 57 sorgt für einen guten elektrischen Kontakt.

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auf bequeme Werte (etwa 10* bis 10¹⁰Sl für die fertigen Blöcke) zu bringen. Man kann zwar durch selektives bzw. gezieltes Glühen bestimmte spezifische Widerstände erreichen, jedoch Ist es nicht möglich, den spezifischen Widerstand zu überwachen, während sich die Blocks in dem Glühofen befinden, well bei Temperaturen oberhalb 400" das Keramikmaterial eine beträchtliche Leitfähigkeit hai. Troizdem Ist es möglich, mit nur wenigen Messungen an aus dem Ofen herausgenommenen Stücken eine gewünschte Widerstandsverteilung für eine gegebene Glühcharge gut zu reproduzieren. Nach dem GlU,icn werden die Stücke In Blocks von 5,08 mm χ ίο 1,016 mm χ 1,016 mm zerschnitten, bei denen eine der 1.016 χ 1,016 mm messenden Flächen mit der Widerstandschicht 58 überzogen 1st.

Die folgende Tabelle gibt eine Auflistung typischer Aulsiäubungswerte und Schichtdicken bei einem bevor- » Zügien Beispie! der Herstellung von Widerstandsblocks.

Materia!

Zeit (Minuten)

Dicke (μ)

Ti W
W-AI₂Oj

240

0,1 0,2 0,7

40

45

Es lassen sich verschiedene Abmessungsbeziehungen und Widerstandswerte und Materialien bei der Herstellung des Widerstandsllnsenstapels 42 verwenden. Die Wahl dieser Parameter hängt ab vom jeweiligen Aulbau des Elektronenstrahlsystems und der Apparatur, für welche es gedacht Ist. Üblicherwelse betreibt man einen Spannungsteller, der durch hochohmlge Schichten 58 gebildet Ist, mit einem Querstrom von 5 bis 10 Mikroampere und einer Verlustleistung von 0,5 Watt oder weniger. Typische Spannungsgradienten, wie sie üblicherweise entlang der Widerstandsschichten 58 auftreten, Hegen im Bereich von 2,5 bis 4,0 χ 10⁴ Volt pro Zentimeter.

Als geeignete Materialien für die Elektrodenplatten 50 haben sich Molybdän, nichtrostender Stahl und andere Metalle erwiesen, welche mit den angewandten Herstellungstechniken kompatibel sind. Für die Abstandsblocks sind Aluminiumoxidkeramikmaterialien vorzuziehen.

50

60 Alumlniunioxld-Abstandsblocks 52 werden geelgneterwelse mit Molybdän metallisiert, das durch bekannte Anstrelchverlahren oder durch Aufstäuben auf Tltan-Wolfram-Metalllslerungsüberzüge aufgebracht wird.

Die Form der Abstandsblocks 52 ist nicht kritisch. Einfache rechteckige Blocks werden bevorzugt. Auch die Positionierung der Blocks 52 auf den Elektrodenplatten 50 Ist nicht kritisch. Jedoch werden die Blocks vorzugsweise in einem Abstand von mindestens der Blockdicke von den Elektrodenöffnungen 53 gehalten, um übermäßige Störungen mit den Llnsenleldern In den Öffnungen zu vermelden, und sie werden auch von den Kanten der Elektrodenplatten etwas zurückversetzt, beispielsweise 0,381 mm, um eine Funkenbildung zwischen Ihnen und anderen Teilen der Elektronenröhre zu vermelden.

Aufgestäubte Cermet-Materlallen, wie sie In der US-PS 40 10 312 beschrieben sind, werden für die Verwendung der hochohnilgen Schicht 58 bevorzug! Dc *n*»7itlschi; Widerstand kann so eingestellt werden, daß der gewünschte Gesamtwiderstand für das spezielle Elektronenstrahlsystem erhalten wird, In welches die Wlderstandsllnsenstruktur eingebaut werden soll. Die Dicke solcher Überzüge kann bedeutend verändert werden, und der gewünschte spezifische Widerstand kann durch geeignetes Glühen erhalten werden, wie es In der soeben erwähnten Patentschrift erläutert ist. Geeignete Schichten oder Überzüge sind von 0,35 bis 0,7 Mikron Dicke hergestellt worden, jedoch sind diese Werte nur als bevorzugter Bereich und nicht als Begrenzung schlechthin zu verstehen.

Andererseits kann man auch Widerstandslacke für die Überzüge 58 benutzen, wenn sie den gewünschten hohen Widerstand besitzen. Allgemein kann jegliches Widerstandsmaterial verwendet werden, das geeignet hohe Widerstandswerte ergibt und sich mit den Fabrlkatlonsverlahren für die Linsen- und Elektronenröhrenherstellung verträgt.

In einem Beispiel der neuen Widerstanclsllnsenstruklur 42 sind die Elektrodenplatten 50 aus 0,254 mm dickem nichtrostendem Stahl hergestellt worden. Es wurden drei In einer Linie liegende Öffnungen 53 mit Durchmessern von 4,064 mm und einem gegenseitigen Abstand von 5,08 mm vorgesehen. Die Abstandsblocks 52 bestanden aus Aluminiumoxid und waren 1,016 mm dick und 5,08 mm lang und mit Tltan-Wolfram-MetalllslerungsfU-men 57 überzogen. Sieben Elektrodenplatten 50 und sechs Paare von Abstandsblocks 52 wurden verwendet. Die Abstandsblocks bestanden aus zwei Widerstandsblocks 54 in jeder der ersten beiden Stufen der Linse, einem Widerstandsblock 54 und einem Isolatorblock 56 In jeder der letzten vier Stufen der Linse. Die Wlder-Elandsschichten oder Überzüge 58 für diese Linsenstruktur wurden durch Aufstäuben mittels eines Sputter-Prozesses einer 0,7 Mikron dicken Cermet-Schicht mit einem Widerstand von Platte zu Platte von etwa 10 Ohm abgelagert.

Die Linse wurde mit einer Fokusspannung von 5300 Volt an der zweiten Linsenelektrode 22 und einer Endanodenspannung von 2S000 Volt an der dritten Linsenelektrode 23 betrieben. Die erste Linsenelektrode 20 war an die mittlere Elektrodenplatte 50 angeschlossen und lag damit an einem Potential von 13 180 Volt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronenstrahlsystem für Fernsehbildröhren mit einer Kathode (14) und zwei mit Öffnungen versehenen Linsenelektroden, die in fester Beziehung axial entlang einer Mehrzahl von Glastragstäben (12) montiert sind, ferner mit einem Widerstandslinsenstapel (42), der zwischen den Linsenelektroden als Endelektroden (22, 23) angeordnet und mechanisch und elektrisch mit ihnen verbundert ist und eine Mehrzahl von Öffnungen (53) aufweisende Elektrodenplatten (50) umfaßt, die abwechselnd mit einer Mehrzahl von Widerstandsabstandsblocks (54) gestapelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß Federn (60) den Widerstandslinsenstapel (42) berühren und die Elektrodenplatten (50) und die Widerstandsabstandsblocks (54) axial in gegenseitigen elektrischen Kontakt miteinander ιιεΊ mit den Endelektroden (22, 23) drücken, derart, daß Ar Widerstandslinsenstapel (42) von einer der Endelektroden (22) zur anderen Endelektrode (23) eine hochohmige Widerstandskontinuität aufweist.

2. Elektronenstrahlsysiem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elekirodenplatien (50) von den Glasiragstäben (12) leicht berührt werden, jedoch nicht tief in diese eingebettet sind, derart, daß die Elektrodenplatien (50) gegen seilliche Bewegung festgelegt sind, jedoch axial relativ frei durch die Federn (60) in guten elektrischen Koniakt mit den benachbarten Widerstandsabstandsblocks (54) gedrückt werden können.

3. Elektronenstrahlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine jeden Widerstandsabstandsblock (54) jerührende Elektrodenplatte (50) mit einer Vertiefung (62) zur Aufnahme und Positionierung der Widerstandsabstandsblocks (54) ausgebildet Ist.

4. Elektronenstrahlsystem nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandslinsenstapel (42) zwei Abstandsblocks (52) zwischen je zwei benachbarten Elektrodenplatten (50) enthalt, wobei mindestens einer der Abstandsblocks ein Widerstandsabstandsblock (54) Ist und die Abstandsbiocks in zwei parallelen Axialstapeln angeordnet sind, und daß die Feder (60) ein Paar Blattledern enthalt, von denen jede mit einem der Axialstapel ausgerichtet angeordnet ist.

5. Elektronenstrahlsystem nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandslinsenstapel (42) zwei Abstandsbiocks (52) zwischen je zwei benachbarten Elektrodenplatten (50) enthält, wobei mindestens einer der Abstandsbiocks ein Widerstanclsabstandsblock (54) Ist und die Abstandsbiocks In zwei parallelen Axialstapeln angeordnet sind, und daß die Feder (60) zwei Paare von Blattfedern aufweist, von denen eines an jedem Ende des Widerstandslinsenstapels (42) angeordnet ist.