DE3106750A1 - "FLAT CATHODE RAY TUBES" - Google Patents

"FLAT CATHODE RAY TUBES"

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DE3106750A1
DE3106750A1 DE19813106750 DE3106750A DE3106750A1 DE 3106750 A1 DE3106750 A1 DE 3106750A1 DE 19813106750 DE19813106750 DE 19813106750 DE 3106750 A DE3106750 A DE 3106750A DE 3106750 A1 DE3106750 A1 DE 3106750A1
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cathode ray
electron
ray tube
electron lens
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DE19813106750
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German (de)
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Daphne Louise Church Hill Caterham Surrey Lamport
James Horley Surrey Smith
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Koninklijke Philips NV
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Philips Gloeilampenfabrieken NV
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    • H01J29/72Arrangements for deflecting ray or beam along one straight line or along two perpendicular straight lines
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  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)

Description

PHB 32.699 * 15.1.1981PHB 32.699 * January 15, 1981

"Flache Kathodenstrahlröhre"."Flat cathode ray tube".

Die Erfindung bezieht sich auf eine flache Kathodenstrahlröhre, die ein Elektronenstrahlerzeugungssystem zum Erzeugen eines Elektronenstrahls mit niedriger Energie, erste Mittel zur Ablenkung des Strahles mit niedriger Energie in einer ersten Richtung, Mittel zur Beschleunigung des in der ersten Richtung abgelenkten Strahles zu einem Strahl mit hoher Energie, zweite Mittel zur Ablenkung des Strahles mit hoher Energie in einer zweiten Richtung und einen Bahnregelraum enthält, der durch einen Schirm und eine in einiger Entfernung von dem Schirm angeordnete Reflexionselektrode gebildet wird. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine flache Kathodenstrahlröhre mit einem Schirm dessen Diagonale etwa 12,5 cm ist. Unter einer flachen Kathodenstrahlröhre ist eine Röhre zu verstehen, in der entweder das Elektronenstrahlerzeugungssystem seitlich des Schirmes angeordnet ist (diese Röhre wird der Einfachheit halber als ein in einer Ebene liegendes flaches Röhren gebildet bezeichnet) oder das Elektronenstrahlerzeugungssystem derart hinter dem Schirm angeordnet ist, dass der Elektronenstrahl über 1800C abgebogen wird, bevor er zu dem Schirm hin abgelenkt wird.The invention relates to a flat cathode ray tube having an electron gun for generating a low energy electron beam, first means for deflecting the low energy beam in a first direction, means for accelerating the beam deflected in the first direction into a high energy beam second means for deflecting the high energy beam in a second direction and a trajectory control space formed by a screen and a reflective electrode located some distance from the screen. The invention relates in particular to a flat cathode ray tube having a screen the diagonal of which is about 12.5 cm. A flat cathode ray tube is a tube in which either the electron gun is arranged to the side of the screen (for the sake of simplicity, this tube is called a flat tube lying in one plane) or the electron gun is arranged behind the screen in such a way that the Electron beam is bent over 180 0 C before it is deflected towards the screen.

Eine derartige flache Kathodenstrahlröhre istOne such flat cathode ray tube is

aus der britischen Patentschrift 865667 bekannt.known from British patent specification 865667.

In dieser Patentschrift sind Ausführungsformen flacher Kathodenstrahlröhren mit verschiedenen Abmessungen (z.B.In this patent, embodiments are flatter Cathode ray tubes with different dimensions (e.g.

mit einer Schirmdiagonale von 50 cm) beschrieben, bei denen ein Eelektronenstrahl von einem Elektronenstrahlerzeugungssystem erzeugt wird,dessen Achse zu der Ebene des Leuchtschirmes geneigt oder parallel liegt. Fig. 1 ^- der vorgenannten Patentschrift zeigt eiaa Au^führungsform eines in einer Ebene liegenden flachen Kathodenstrahlröhrengebildes mit einem Elektronenstrahlerzeugungssystem, dessen Achse einen spitzen Winkel mit dem Rand eines Bahnregelraumeswith a screen diagonal of 50 cm), where an electron beam is generated by an electron gun, the axis of which is to the plane of the phosphor screen inclined or parallel. Fig. 1 ^ - the aforementioned Patent specification shows an embodiment of an in a plane lying flat cathode ray tube structure with an electron gun, whose axis an acute angle with the edge of an orbital space

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einschliesst, der durch einen Leuchtschirm und eine Re=- flexionselektrode gebildet wird, Der Elektronenstrahl, der das Elektronenstrahlerzeugungssystem verlässt, wird bei Ablenkung in einer ersten horizontalen Richtung über den genannten spitzen Winkel abgelenkt, beschleunigt und in einer zweiten vertikalen Richtung abgelenkt, wenn er in den Bahnregelraum eindringt. Die Mittel für die horizontale Ablenkung des Elektronenstrahls enthalten eine Elektrode mit einer schlitzförmigen Öffnung und eine zu dieser parallel angeordnete Reflexionselektrode, die einen zusätzlichen Bahnregelraum bilden, während die Elektroden zu der Achse des Elektronenstrahlerzeugungssystems und dem Rand des vorgenannten Bahnregelraumes geneigt angeordnet sind. Dadurch, dass zwischen diesen Elektroden ein Potentialunterschied aufrechterhalten wird, wird der von dem Elektronenstrahlerzeugtingssystem- stammende Strahl in den zusätzlichen Bahnregelraum eingeführt und folgt einer parabolischen Bahn, wenn er die Elektrode mit schlitzförmiger Öffnung durchläuft, wobei er einer Bahn folgt, die im wesentlichen zu dem Rande des vorgenannten Bahnregelraumes senkrecht ist. Die Horizontalablenkung wird dadurch erhalten, dass das Potential der Elektrode mit schlitzförmiger Öffnung konstant auf 5 kV gehalten und das Potential der Reflexionselektrode zeilenfrequenzmässig zwischen 1,2 und 4,3 kV geändert wird, wobei alle Spannungen in bezug auf die der Kathode des Elektr onens trahlerzeugungs systems ge-rmessen wird, die annahmeweise O V beträgt.includes, which is represented by a fluorescent screen and a Re = - flexion electrode is formed, the electron beam leaving the electron gun is deflected, accelerated and deflected upon deflection in a first horizontal direction over said acute angle deflected in a second vertical direction as it enters the orbit control space. The funds for the horizontal Deflection of the electron beam contain an electrode with a slot-shaped opening and one to this reflection electrode arranged in parallel, which has an additional Form path control space while the electrodes to the axis of the electron gun and the Edge of the aforementioned path control room are arranged inclined. Because there is a potential difference between these electrodes is maintained, the beam originating from the electron gun is in the additional Orbit control space is introduced and follows a parabolic orbit when it has the electrode with slot-shaped Opening passes through, following a path which essentially leads to the edge of the aforementioned path control space is perpendicular. The horizontal deflection is obtained in that the potential of the electrode is slit-shaped Opening kept constant at 5 kV and the potential of the Reflection electrode line frequency between 1.2 and 4.3 kV is changed, with all voltages in relation to that of the cathode of the electron beam generation system was measured which is assumed to be O V.

Nachdem der Strahl die Elektrode mit schlitzförmiger Öffnung durchlaufen hat, wird er von einer anderen Elektrode mir schlitzförmiger Öffnung beschleunigt, die zu der zuerst genannten Elektrode parallel liegt und auf einem Potential von 15 kV gehalten wird. Der beschleunigte Elektronenstrahl durchläuft einen dreieckigen feldlosen Raum und wird dann zwischen zwei vertikal ablenkende Elektroden hindurchgeführt, die den Einfallswinkel des Elektronenstrahls in dem vorgenannten Bahnregelraum ändern, in dem der Strahl einer parabolischen Bahn folgt und dann auf den Leuchtschirm aufpx'allt. Der Leuchtschirm weist typisch einAfter the beam has passed through the electrode with a slit-shaped opening, it is from another Electrode with a slit-shaped opening accelerates that too is parallel to the first-mentioned electrode and is held at a potential of 15 kV. The accelerated electron beam passes through a triangular fieldless space and is then placed between two vertically deflecting electrodes passed through which is the angle of incidence of the electron beam change in the aforementioned orbit control space in which the beam follows a parabolic path and then on the The screen pops up. The luminescent screen typically shows

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konstantes Potential von 15 kV auf, während das Potential der zugehörigen Reflexionselektrode einen niedrigeren Spannungswert hat.constant potential of 15 kV while the potential of the associated reflection electrode a lower one Has voltage value.

Die in der britischen Patentschrift 865667 beschriebene Kathodenstrahlröhre ist tatsächlich eine Hochspannung sr öhre und kann in Umständen benutzt werden, in denen die Leistungsaufnahme nicht von wesentlicher Bedeutung ist. Es wird ein Strahl mit hoher Energie dem Elektronenstrahlerzeugungssystem entzogen, wobei, um den Strahl über den genannten spitzen Winkel abzulenken, während zu gleicher Zeit die Spannung zwischen 1,2 und k;3 kV variiert, eine zuverlässige HochspannungsSteuerstufe erforderlich ist, die kostspielig ist. Da die bekannte Kathodenstrahlröhre einen verhältnismässig grossen Umfang besitzt, ist es ausserdom möglich, den Elektronenstrahl über einen verhältnismässig grossen Abstand, z.B. 10 kV über 7>5 bis 10 cm zu beschleunigen, ohne dass die Abmessung des Elektronenflecks beeinträchtigt wird.The cathode ray tube described in British Patent 865667 is actually a high voltage tube and can be used in circumstances where power consumption is not an essential concern. A beam of high energy is withdrawn from the electron gun, and in order to deflect the beam over said acute angle while at the same time the voltage varies between 1.2 and 3 kV, a reliable high voltage control stage is required, which is expensive. Since the known cathode ray tube has a relatively large circumference, it is also possible to accelerate the electron beam over a relatively large distance, for example 10 kV over 7> 5 to 10 cm, without the dimensions of the electron spot being impaired.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine kleine Kathodenstrahlröhre mit einer niedrigeren Leistungsaufnahme und einer befriedigenden Auflösung zu schaffen. Diese Aufgabe wird bei einer flachen Kathodenstrahlröhre eingangs genannter Art nach der Erfindung dadurch gelöst, dass die Mittel zur Beschleunigung des Strahles eine erste und eine zweite Elektronenlinse enthalten, wobei diese erste Elektronenlinse den Strahl beschleunigt und konvergiert, um das Objekt der zweiten Elektronenlinse zu bilden, die den Strahl gleichfalls beschleunigt und konvergiert .It is an object of the present invention to provide a small cathode ray tube with a lower power consumption and a satisfactory resolution. This object is achieved in a flat cathode ray tube of the type mentioned at the outset according to the invention solved that means to accelerate the beam contain first and second electron lenses, said first electron lens accelerating the beam and converges to form the object of the second electron lens which also accelerates and converges the beam .

Der Erfindung liegt folgende Erkenntnis zugrunde.The invention is based on the following knowledge.

Bei der Kathodenstrahlröhre nach der Erfindung wird der vom Elektronenstrahlerzeugungssystem stammende Elektronenstrahl zun"ä chst z.B. einer Vertikalablenkung unterworfen und weist eine Energie von z.B. 263 eV auf. Daher kann die erforderliche Steuerstufe in bezug auf den Energieverbrauch wirtschaftlich sein. Da die folgende Ablenkung (in der vorliegenden Ausführungsform die Horizontalablenkung) am besten bei einem Potential erfolgen kann, das dem Schirm-In the cathode ray tube according to the invention, the electron beam from the electron gun becomes initially subjected to a vertical deflection, for example, and has an energy of, for example, 263 eV Be economical in terms of energy consumption. Since the following distraction (in the present Embodiment the horizontal deflection) on can best take place at a potential that corresponds to the shielding

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potential von 5 kV nahe kommt, ist es notwendig, die Strahlenergie über einen möglichst kurzen Abstand zu vergrössern, damit der Umfang der Röhre auf ein Mindestmass beschränkt, aber zu gleicher Zeit eine annehmbare Abmessung des Elektronenflecks auf dem Schirm behalten wird. Eine einfache Beschleunigungselektrode von dem in der britischen Patentschrift 865667 beschriebenen Typ würde ein starkes Feld erzeugen, was zu einer starken Konvergenz und einer unannehmbar grossen Abmessung des Elektronenflecks auf dem Schirm führen würde. Durch die Anbringung einer doppelten Elektronenlinse hat es sich als möglich erwiesen, die Anforderungen in bezug auf die Beschränkung des Umfangs der Röhre auf ein Mindestmass zu erfüllen, während die Energie des Strahles vergrössert und die Abmessung des Elektronenflecks auf dem Schirm innerhalb annehmbarer Grenzen gehalten wird. Die doppelte Linse enthält eine erste und eine zweite Elektronenlinse, die je die Strahlenergie um einen bestimmten Faktor, z.B. h, vergrössern. Beim Betrieb erzeugt die erste Elektronenlinse ein Bild, das als ein Objekt für die zweite Elektronenlinse dient.potential of 5 kV, it is necessary to increase the beam energy over the shortest possible distance so that the circumference of the tube is kept to a minimum, but at the same time the electron spot on the screen is kept within acceptable dimensions. A simple accelerating electrode of the type described in British Patent 865667 would create a strong field which would result in strong convergence and an unacceptably large size of the electron spot on the screen. By adding a double electron lens it has been found possible to meet the requirement of minimizing the circumference of the tube while increasing the energy of the beam and keeping the size of the electron spot on the screen within acceptable limits. The double lens contains a first and a second electron lens, each of which increases the beam energy by a certain factor, for example h . In operation, the first electron lens creates an image that serves as an object for the second electron lens.

Eine Ausführungsform einer flachen Kathodenstrahlröhre nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Elektronenlinse durch je eine erste und eine zweite Elektrode mit einer schlitzförmigen Öffnung gebildet werden. Mit Rücksicht auf Raumeinsparung können nach einer Weiterbildung die zweite Elektrode der ersten Elektrodenlinse und die erste Elektrode der zweiten Elektronenlinse eine gemeinsame Elektrode bilden. Weiter kann die zweite Elektrode der zweiten Elektrodenlinse einen Teil der Mittel zur Ablenkung des Strahles mit hoher Energie in einer zweiten Richtung bilden. Die sich ändernde Spannung, die an die Mittel zur Ablenkung in einer zweiten Richtung angelegt wird, darf die zweite Elektronenlinse jedoch nicht zu stark stören.Im letzteren Falle soll die zweite Elektrode der zweiten Elektrodenlinse als eine gesonderte Elektrode ausgebildet werden. Bei einer weiteren Ausführungsform bildet die erste Elektrode der ersten Elektronenlinse einen Teil der Mittel zur Ablenkung desOne embodiment of a flat cathode ray tube according to the invention is characterized in that the first and the second electron lens by one each first and second electrodes with a slot-shaped one Opening are formed. With a view to saving space, according to a further development, the second electrode can first electrode lens and the first electrode of the second electron lens form a common electrode. Further the second electrode of the second electrode lens may be part of the means for deflecting the high energy beam form in a second direction. The changing voltage applied to the means of distraction in a second Direction is applied, the second electron lens must not interfere too much. In the latter case, the second electrode of the second electrode lens as a separate one Electrode are formed. In a further embodiment, the first electrode forms the first Electron lens part of the means for deflecting the

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Strahles mit niedriger Energie in einer ersten Richtung, wodurch ebenfalls Raum eingespart wird.Low energy beam in a first direction, which also saves space.

Wenn die Längsachse des Elektronenstrahlerzeugungssystems zu der Bahn des Elektronenstrahls, der in die erste Elektronenlinse eindringt, geneigt ist, ist eine Ausführungsform nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Mittein zur Ablenkung des Strahles in einer ersten Richtung und der ersten Elektronenlinse eine feldfreie Dose angebracht ist, und das die erste Elektrode der ersten Elektronenlinse einen Teil der feldfreien Dose bildet. Bei einer flachen Kathodenstrahlröhre, beider dde Mittel zur Ablenkung des Strahles in einer ersten Richtung eine Reflexionselektrode und eine erste Elektrode mit einer schlitzförmigen Öffnung enthalten, kann weiter dadurch Raun eingespart werden, dass dafür gesorgt wird, dass die eine schlitzförmige Öffnung aufweisende Elektrode einen Teil der feldfreien Dose bildet.When the longitudinal axis of the electron gun is inclined to the path of the electron beam entering the first electron lens is one embodiment according to the invention characterized in that between the Mittein for deflecting the beam in a field-free can is attached to a first direction and the first electron lens, and that the first electrode of the first electron lens forms part of the field-free can. With a flat cathode ray tube, both dde means for deflecting the beam in a first Direction of a reflection electrode and a first electrode with a slit-shaped opening can be further thereby Raun be saved, that it is ensured that the electrode having a slit-shaped opening Forms part of the field-free box.

Erwünschtenfalls kann mindestens eine Zwischenelektrode mit schlitzförmiger Öffnung zwischen der ersten Elektrode mit schlitzförmiger Öffnung und der Reflexionselektrode angeordnet werden, wobei diese Zwischenelektrode beim Betrieb der Röhre ein derartiges Potential führt, dass ein gleichmässjges Feld zwischen der ersten Elektrode mit schlitzförmiger Öffnung und der Reflexionselektrode vorhanden ist. Dadurch, dass ein derartiges gleichmässiges Feld zwischen der vorderen und der hinteren Oberfläche des Kolbens hervorgerufen wird, werden Randeffekte und Aufladung des Kolbens, die den Strahl verzerren können, herabgesetzt .If desired, at least one intermediate electrode can be used with a slit-shaped opening between the first Electrode with a slit-shaped opening and the reflection electrode are arranged, this intermediate electrode during operation of the tube leads to such a potential that a uniform field between the first electrode Slit-shaped opening and the reflection electrode present is. Because such a uniform field between the front and rear surfaces of the Piston is caused, edge effects and charging of the piston, which can distort the jet, are reduced .

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:One embodiment of the invention is in Drawing shown and is described in more detail below. Show it:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Ausführungsform einer gemäss der Erfindung hergestellten Kathodenstrahlröhre, Fig. 1 is a front view of an embodiment a cathode ray tube manufactured according to the invention,

Fig. 2 perspektivisch die Kathodenstrahlröhre nach Fig. 1 mit entferntem Kolben,FIG. 2 is a perspective view of the cathode ray tube according to FIG. 1 with the bulb removed,

Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch3 shows a schematic cross section through

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eine doppelte Elektronenlinse zur Anwendung inder Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2,a double electron lens for use in the embodiment according to Figures 1 and 2,

Fig. k mit gestrichelten Linien die Äquipotentiallinien für die doppelte Elektronenlinse und die horizontalen Abtastzonen der Kathodenstrahlröhre und mit punktierten Linien die Bahn des Elektronenstrahls für die kürzeste Strecke, undFIG. K shows with dashed lines the equipotential lines for the double electron lens and the horizontal scanning zones of the cathode ray tube and with dotted lines the path of the electron beam for the shortest distance, and FIG

Fig. 5 ein dem nach Fig. k entsprechendes Diagramm nun jedoch für die längste Strecke.5 shows a diagram corresponding to that of FIG. K , but for the longest route.

Nach den Figuren 1 und 2 enthält die flache Kathodenstrahlröhre einen vakuumgepumpten Kolben 10, der die Form eines gekrümmten Teiles aufweisen kann, der mit einer flachen Glasplatte verschlossen ist, auf der ein Schirm 12 angebracht ist. Innerhalb des Kolbens 10 wird ein Elektronenstrahl 14 von einem Elektronenstrahlerzeugungssystem 16 erzeugt, dessen Längsachse zu einem Rand des Schirmes 12 parallel ist. Nachdem der Elektronenstrahl 14 eine Endanode 18 des Elektonenstrahlerzeugungssystems verlassen hat, wird er über 90°abgebogen und gleicher Zeit vertikal abgelenkt. Diese Bearbeitungen werden in' einem zusätzlichen Bahnregelraum 20 durchgeführt, der zwischen einer Reflexionselektrode 22 und einer zu dieser parallel angebrachten Elektrode 24 gebildet ist, die eine Öffnung durch die der Elektronenstrahl Ik in den zusätzlichen Bahnregelraum 20 gelangt, und eine lange schlitzförmige Öffnung 2.6 aufweist, über die der abgelenkte Strahl den Raum 20 verlässt und zu dem Schirm 12 wandert, der im wesentlichen zu dem Rand 11 senkrecht ist. Wie aus der britischen Patentschrift 865667 ersichtlich ist, wird der Elektronenstrahl 1 k einer parabolischen Bahn durch den Raum 20 folgen, vorausgesetzt, dass das an die Elektrode 22 angelegte Potential kleiner als das an die Elektrode 2k angelegte Potential ist. Ausserdem sind die spitzen Winkel, die der Elektronenstrahl Ik mit der Elektrode 2k einschliesst, beim Eintreten in den Raum 20 und beim Verlassen dieses Raumes gleich; daher liegen die Elektroden 22 und 2k in der dargestellten Ausführungsform unter einem Winkel von 45° zu der Längsachse 14 des Elektronenstrahlerzeugungs-According to Figures 1 and 2, the flat cathode ray tube includes a vacuum-pumped piston 10 which may be in the form of a curved portion closed with a flat glass plate on which a screen 12 is attached. An electron beam 14 is generated inside the bulb 10 by an electron gun 16, the longitudinal axis of which is parallel to an edge of the screen 12. After the electron beam 14 has left an end anode 18 of the electron gun, it is bent over 90 ° and deflected vertically at the same time. These processes are carried out in an additional path control room 20, which is formed between a reflection electrode 22 and an electrode 24 attached parallel to this, which has an opening through which the electron beam Ik passes into the additional path control room 20, and a long slot-shaped opening 2.6 , Via which the deflected beam leaves the space 20 and travels to the screen 12 which is essentially perpendicular to the edge 11. As is apparent from the British Patent Specification 865,667, the electron beam 1 k a parabolic path will be followed by the space 20, provided that the potential applied to the electrode 22 is less than the potential applied to the electrode 2k. In addition, the acute angles which the electron beam Ik forms with the electrode 2k are the same when entering the space 20 and when leaving this space; therefore, in the embodiment shown, the electrodes 22 and 2k are at an angle of 45 ° to the longitudinal axis 14 of the electron gun

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systems 16. Die Vertikalabtastung erfolgt dadurch, dass die Spannung an der Elektrode 22 bei Teilbildfrequenz geändert wird, während die Spannung an der Elektrode 2k konstant gehalten wird. Indem auf diese Weise Verfahren wird, kann die Bahn des Elektronenstrahls Ik derart abgeändert werden, dass er den Schlitz 26 über seine Länge abtastet, und je kleiner der Potentialunterschied zwischen den Elektroden 22 und 2k ist, je länger ist die Bahn. Der abgelenkte Strahl geht dann durch eine dreieckige feldfreie Dose 28, die das gleiche Potential wie die Elektrode 2k mit schlitzförmiger Öffnung aufweist, die ihrerseits wieder das gleiche Potential wie die Endanode 18 des Elektronenstrahlerzeugungssysterns Ik aufweist, so dass es also vorteilhaft ist, die Anode 18, die Elektrode 2k und die Dose 28 einstückig herzustellen. Bis zu diesem Punkt der Bahn weist der Elektronenstrahl eine niedrige Energie, und zwar die durch die Endanode 18 bestimmte Energie, auf. Es stellte sich heraus, dass eine befriedigende elektrostatische Horizontalablenkung des Elektronenstrahls 1k und ein fokussierter Strahl auf dem Schirm 12 am besten bei einem Potential nahezu gleich dem des Schirmes 12 verwirklicht werden konnten. Demzufolge ist es notwendig, die Energie des Strahles über einen kurzen Abstand zu erhöhen, wobei dafür gesorgt wird, dass der Elektronenfleck auf dem Schirm nicht unzulässig gross ist.systems 16. The vertical scanning takes place in that the voltage on the electrode 22 is changed at the field frequency while the voltage on the electrode 2k is kept constant. By operating in this way, the path of the electron beam Ik can be modified such that it scans the slit 26 along its length, and the smaller the potential difference between the electrodes 22 and 2k , the longer the path. The deflected beam then goes through a triangular field-free can 28, which has the same potential as the electrode 2k with a slot-shaped opening, which in turn has the same potential as the end anode 18 of the electron beam generation system Ik , so that it is therefore advantageous to use the anode 18 to manufacture the electrode 2k and the can 28 in one piece. Up to this point in the path, the electron beam has a low energy, namely the energy determined by the end anode 18. It turned out that a satisfactory electrostatic horizontal deflection of the electron beam 1 k and a focused beam on the screen 12 could best be realized at a potential almost equal to that of the screen 12. Accordingly, it is necessary to increase the energy of the beam over a short distance, taking care that the electron spot on the screen is not impermissibly large.

In der dargestellten Ausführungsform wird die Energie des Elektronenstrahls Ik mit Hilfe einer doppelten Elektronenlinse 30 erhöht, die eine erste Elektronenlinse enthält, die durch die erste und die zweite Elektrode bzw. 3k, die je eine schlitzförmige Öffnung aufweisen, gebildet wird. Mit Rücksicht auf die Gedrängtheit bildet die Elektrode 33 einen Teil der feldfreien Dose 28. Die doppelte Elektronenlinse 30 enthält weiter eine zweite Elektronenlinse 36, die durch die erste und die zweite Elektrode 37 bzw. 38, die je eine schlitzförmige Öffnung aufweisen, gebildet wird. Da die zweite Elektrode 3k der ersten Linse 32 und die erste Elektrode 37 der zweiten Linse das gleiche Potential aufweisen, ist es wünschenswert undIn the embodiment shown, the energy of the electron beam Ik is increased with the aid of a double electron lens 30 which contains a first electron lens which is formed by the first and the second electrode or 3k, which each have a slit-shaped opening. In view of the compactness, the electrode 33 forms part of the field-free can 28. The double electron lens 30 further contains a second electron lens 36, which is formed by the first and second electrodes 37 and 38, each having a slot-shaped opening. Since the second electrode 3k of the first lens 32 and the first electrode 37 of the second lens have the same potential, it is desirable and

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PHB 32.699 # ^O 15.1.1981PHB 32.699 # ^ O January 15, 1981

wird eine grössere Gedrängtheit erzielt, wenn sie in einer dosenförmigen Struktur mit Schlitzen in den einander gegenüber liegenden vorstehenden Wänden kombiniert werden. Da die ¥irkung der Kathodenstrahlröhre nachstehend noch beschrieben werden wird, genügt es hier, festzustellen, dass die erste Elektronenlinse 32 dafür sorgt, dass der Elektronenstrahl Ik derart konvergiert, dass sein Abbild das Objekt der zweiten Elektronenlinse 36 bildet, die den Strahl 14 ebenfalls konvergiert. Diese doppelte Konvergenz ist in Fig. 3 veranschaulich, in der der Abstand zwischen den Mittelpunkten jeder Linse in der Grössenordnung von 9>5 mm liegt.greater compactness is achieved when they are combined in a can-shaped structure with slots in the opposing protruding walls. Since the action of the cathode ray tube will be described below, it suffices here to state that the first electron lens 32 ensures that the electron beam Ik converges in such a way that its image forms the object of the second electron lens 36, which also converges the beam 14 . This double convergence is illustrated in FIG. 3, in which the distance between the centers of each lens is on the order of 9> 5 mm.

Der Elektronenstrahl Ik, der die zweite Elektronenlinse 36 verlässt, wird einer Horizontalablenkung durch einen Horizontalablenker kO unterworfen, der durch zwei in einiger Entfernung voneinander angeordnete Elektroden kl und kZ gebildet wird, die in einer Richtung zu dem ¥iedergabeteil der Röhre hin divergieren. Erwünschtenfalls können vorstehende Wandteile k3 auf den Rändern der Elektroden ^1 und kZ neben der Elektrode 38 angebracht werden. Beim Betrieb wird zwischen den Elektroden 4i und kZ ein sich ändernder Potentialunterschied aufrechterhalten, so dass der Einfallswinkel des Elektronenstrahls Ik in den Wiedergabeteil der Röhre geändert wird. Dieser Wiedergabeteil enthält den Schirm 12 und eine in einiger Entfernung von und parallel zu diesem Schirm angebrachte ReflexJonselektrode..44, die zusammen einen Bahnregelraum k6 begrenzen. Zwischen dem Schirm 12 und der Reflexionselektrode kk wird ein im wesentlichen konstanter Potentialunterschied aufrechterhalten. Wenn also der Einfallswinkel des Elektronenstrahls \k in den Bahnregelraum k6 bei Zeilenfrequenz geändert wird, wird eine Horizontalabtastung des Schirmes stattfinden. The electron beam Ik leaving the second electron lens 36 is subjected to a horizontal deflection by a horizontal deflector kO which is formed by two electrodes kl and kZ which are arranged at some distance from one another and which diverge in a direction towards the output part of the tube. If desired, protruding wall parts k3 can be attached to the edges of the electrodes ^ 1 and kZ next to the electrode 38. In operation, a changing potential difference is maintained between the electrodes 4i and kZ , so that the angle of incidence of the electron beam Ik in the display part of the tube is changed. This reproducing part containing the S c ld and 12 which together define a path control chamber k6 at some distance from and mounted parallel to this screen ReflexJonselektrode..44. A substantially constant potential difference is maintained between the screen 12 and the reflection electrode kk. So if the angle of incidence of the electron beam \ k in the orbit control space k6 is changed at line frequency, a horizontal scan of the screen will take place.

In der dargestellten Ausführungsform wurden dieIn the illustrated embodiment, the

3^ folgenden Spannungen an die Elektroden angelegt, wobei diese Spannungen in bezug auf die Kathode des Elektronenstrahlerzeugungssystems 16, die auf O V gesetzt ist, gemessen sind: 3 ^ the following voltages are applied to the electrodes, these voltages being measured with respect to the cathode of the electron gun 16, which is set to OV:

130063/0669130063/0669

PHB 32.699PHB 32.699

15.1.1981January 15, 1981

Elektroden 3k und Elektrode 38 Horizontalablenker kO Elektrode k\ Electrodes 3k and electrode 38 horizontal deflector kO electrode k \

Elektrode 42Electrode 42

Endanode 18, Elektrode 24,End anode 18, electrode 24,

feldfreie Dose 28 undfield-free box 28 and

Elektrode 33 - feste Spannung von 263 V.Electrode 33 - fixed voltage of 263 V.

Reflexionselektrode 22 - Spannung variierend zwischenReflection electrode 22 - voltage varying between

11k V (Oberseite des Schirmes 12, wie in Fig. 1 dargestellt) und -109 V (Unterseite) bei Teilbildfrequenz.11 k V (top of the screen 12, as shown in Fig. 1) and -109 V (bottom) at field frequency.

- feste Spannung von IO5O V- fixed voltage of IO50 V

- feste Spannung von 4200 V- fixed voltage of 4200 V

- mittlere Spannung von 4200 V- medium voltage of 4200 V

- Spannung ändert sich bei Zeilenfrequenz zwischen 4450 V (linke Seite des Schirmes, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt) und 4iOO V (rechte Seite)- Voltage changes at line frequency between 4450 V. (left side of the screen, as shown in Fig. 1 and 2) and 4iOO V (right side)

- Spannung ändert sich bei Zeilenfrequenz zwischen 3950 V (linke Seite des Schirmes) und 43OO V (rechte Seite)- Voltage changes at line frequency between 3950 V (left side of the screen) and 43OO V (right side)

- feste Spannung von 5000 V- fixed voltage of 5000 V

- feste Spannung von 3400 V. Aus den vorhergehenden Figuren lässt sich erkennen, dass das Transformationsverhältnis der ersten so-- fixed voltage of 3400 V. From the previous figures it can be seen that the transformation ratio of the first so-

25 wie der zweiten Elektronenlinse 32 bzw. 36 gleich Xk ist, so dass ihre Leistungen gleich sind. 25, like the second electron lens 32 or 36, is equal to Xk, so that their performances are the same.

Fig. k zeigt schematisch die doppelte Elektronenlinse 30, den Horizontalablenker kO, den Schirm 12, die Reflexionselektrode kk und den Bahnregelraum 46 für denFig. K shows schematically the double electron lens 30, the horizontal deflector kO , the screen 12, the reflection electrode kk and the path control room 46 for the

30 Fall, in dem die Strecke des Elektronenstrahls zu dem Schirm 12 minimal ist. Die Äquipotentiallinien zwischen der Reflexionselektrode kk und dem Schirm 12 werden durch das Potential der Zeile identifiziert. Die Elektroden kl und k2 weisen ihre maximale bzw. minimale Spannung auf, so dass30 Case in which the distance of the electron beam to the screen 12 is minimal. The equipotential lines between the reflection electrode kk and the screen 12 are identified by the potential of the line. The electrodes kl and k2 have their maximum and minimum voltage, so that

35 der Einfallswinkel des Elektronenstrahls 14 in den Bahnregelraum maximal. ist und der Elektronenstrahl auf den Schirm 12 an dessen linkem Rande 11 aufprallt (Fig. i). Fig. 5 zeigt den Fall, in dem die an die Elek-35 the angle of incidence of the electron beam 14 into the orbit control space maximum. and the electron beam strikes the screen 12 at its left edge 11 (Fig. i). Fig. 5 shows the case in which the elec-

Schirm 12 Refelxionselektrode kk Screen 12 reflection electrode kk

13 0063/0 66913 0063/0 669

■til■ til

PHB 32.699 Κ* 15.1.1981PHB 32.699 Κ * January 15, 1981

troden 41 und 42 angelegten Spannungen ihren Mindest- bzw. Höchstwert aufweisen und das Potential der Elektrode 42 das der Elektrode 4i übersteigt. Demzufolge wird der Elektronenstrahl 14 von dem Schirm 12 ab gebogen, wenn er in den Bahnregelraum 46 eindringt, wonach er unter der Einwirkung des elektrischen Feldes im Raum 46 zu dem Schirm 12 hin gebogen wird und dann auf den Schirm 12 an dessen rechter Seite auf prallt. Dadurch, dass die an die Elektroden 41 und 42 bei Zeilenfrequenz angelegten Potentiale geändert werden, tastet der Elektronenstrahl 14 den Schirm 12 ab. Eine Vertikalabtastung findet durch Synchronisation der Vertikal- und Horizontalabtastung statt, wie dies in einem üblichen Fernsehempfänger geschieht.The voltages applied to electrodes 41 and 42 have their minimum and maximum values and the potential of the electrode 42 that of the electrode 4i. As a result, the electron beam becomes 14 bent from the screen 12 when it penetrates the path control space 46, after which it is under the action of the electric field in the space 46 is bent towards the screen 12 and then onto the screen 12 at it right side bounces on. By having the potentials applied to electrodes 41 and 42 at line frequency are changed, the electron beam 14 scans the screen 12 from. Vertical scanning takes place by synchronizing the vertical and horizontal scanning as shown in FIG happens to a standard television receiver.

Es sind unterschiedliche Abänderungen und Anpassungen der Struktur und der Wirkung der dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemässen Kathodenstrahlröhre möglich.There are different changes and adjustments the structure and the effect of the illustrated embodiment of the cathode ray tube according to the invention possible.

So können die Elektroden 22, Zh z.B. für Horizontalabtastung und die Elektroden hl, 42 für Vertikalabtastung benutzt werden. Einer der dabei auftretenden Effekte ist aber, dass der Schirm 12 dann aufs neue angeordnet werden muss, derart, dass seine längste Seite vertikal statt horizontal ist, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Für ein befriedigendes Bild muss den auch die Röhre im allgemeinen vertikal statt im allgemeinen horizontal angeordnet werden.For example, the electrodes 22, Zh can be used for horizontal scanning and the electrodes hl , 42 for vertical scanning. However, one of the effects occurring in this case is that the screen 12 then has to be arranged anew, in such a way that its longest side is vertical instead of horizontal, as shown in FIG. 1. For a satisfactory image, the tube must also be placed generally vertically rather than generally horizontally.

Es können zusätzliche Elektroden 48, 50, die je eine schlitzförmige Öffnung aufweisen, in dem zusätzlichen Bahnregelraum 20 zwischen den Elektroden 22 und Zh angebracht werden. Die an die Elektroden 48, 50 angelegten Potentiale sind derart, dass ein gleichmässiges elektrisches Feld für die in gleichen gegenseitigen Abständen angeordneten Elektroden 22, 48, 50 und 24 erzeugt wird. Ein Vorteil der Anbringung der zusätzlichen Elektroden ist der, dassAdditional electrodes 48, 50, each having a slot-shaped opening, can be attached in the additional path control space 20 between the electrodes 22 and Zh. The potentials applied to the electrodes 48, 50 are such that a uniform electric field is generated for the electrodes 22, 48, 50 and 24, which are arranged at the same mutual spacing. An advantage of adding the additional electrodes is that

das gleichmässige elektrische Feld verhindert, dass Randeffekte erzeugt werden, die zu einer Aufladung des Kolbens 10 und gegebenenfalls zu einer Verzerrung des Elektronenstrahls 14 führen würden. Venn diese Elektroden für die the uniform electric field prevents edge effects from being generated which would lead to a charging of the piston 10 and possibly to a distortion of the electron beam 14. Venn these electrodes for the

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f ft f f ft f

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Vertikalablenkung benutzt werden, ändern sich die an die Elektroden 48, 50 angelegten Potentiale proportional zu dem an die Reflexionselektrode 22 angelegten Potential, wobei alle Potentiale auf das an die Elektrode 24 angelegte Potential bezogen sind.If vertical deflection are used, the potentials applied to electrodes 48, 50 change proportionally to the potential applied to reflection electrode 22 , all potentials being related to the potential applied to electrode 24.

Im Falle der doppelten Elektronenlinse 30 können die Abänderungen darin bestehen, dass die Elektrode 48 weggelassen wird und dass die vorstehenden Wände 43 des Horizontalablenkers 4θ als die zweite Elektrode der zweiten Elektronenlinse "}6 benutzt werden, während die mittlere Spannung, die an die Wände 43 angelegt wird, dann 4200 V beträgt. Obgleich diese Abänderung eine Raumeinsparung zur Folge haben wird, besteht die Gefahr, dass eine asymmetrische Feldverteilung in der zweiten Elektronenlinse 36 infolge der Änderung in den an die Elektroden 41, 42 angelegten Ablenkspannungen erhalten wird.In the case of the double electron lens 30, the modifications may be that the electrode 48 is omitted and that the protruding walls 43 of the horizontal deflector 4θ are used as the second electrode of the second electron lens "} 6 , while the mean voltage applied to the walls 43 is applied, then is 4200 V. Although this modification will result in space saving, there is a risk that an asymmetrical field distribution will be obtained in the second electron lens 36 due to the change in the deflection voltages applied to the electrodes 41, 42.

Erwünschtenfalls kann die Elektrode 33 der ersten Elektronenlinse 32 von der feldfreien Dose 28 getrejoixt werden, um die Gefahr der Feldeindringung in den feldlosen Raum der Dose 28 zu vermeiden. Die Anbringung einer zusätzlichen Elektrode wird aber auch zusätzlichen Raum beanspruchen.If desired, the electrode 33 of the first electron lens 32 can be rejoined by the field-free can 28 in order to avoid the risk of the field penetrating into the field-free space of the can 28. Attaching an additional electrode will, however, also take up additional space.

Eine andere nicht dargestellte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine flache Kathodenstrahlröhre, in der das Elektronenstrahlerzeugungssystem hinter dem Schirm angeordnet ist und der von ihm emittierte Elektronenstrahl über 18O° abgebogen werden muss, bevor er einer Beschleunigung und Horizontalablenkung unterworfen wird, dadurch dass sein Einfallswinkel in den Bahnregelraum zwischen einer Reflexionselektrode und dem Schirm geändert wird, wie an Hand der Figuren 4 und 5 beschrieben ist. Die Vertikalablenkung des Elektronenstrahls erfolgt, bevor der Elektronenstrahl über 180° abgebogen wird.Another embodiment not shown The present invention includes a flat cathode ray tube in which the electron gun is arranged behind the screen and the electron beam emitted by it must be bent over 180 ° before it subject to acceleration and horizontal deflection becomes, in that its angle of incidence in the orbit control space is changed between a reflection electrode and the screen, as described with reference to FIGS is. The electron beam is deflected vertically before the electron beam is bent over 180 °.

Die bisher beschriebenen Ausführungsformen sind y The embodiments described so far are y

3^ Schwarz-Weiss-Kathodenstrahlröhren. Sie können jedoch für Farbfernsehzwecke dadurch angepasst werden, dass eine Git- j terelektrode neben, aber in einiger Entfernung von dem Schirm angeordnet wird, auf dem parallele Leuchtstoff- 3 ^ black and white cathode ray tubes. However, they can be adapted for color television purposes in that a lattice j terelektrode next to, but is located at some distance from the screen on which parallel fluorescent

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4M4M

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streifen angebracht sind. Die Gitterelektrode enthält eine Vielzahl im wesentlichen paralleler Leiter, die gegenseitige Abstände aufweisen, die der Breite eines Leuchtstoff streif ens entsprechen. Die Gitterelektrode wird auf einem festen Potential gehalten, so dass ein Bahnregelraum zwischen der Reflexionselektrode und der Gitterelektrode gebildet wird. Zwischen dem Schirm und der Gitterelektrode wird ein veränderlicher Potentialunterschied erzeugt, so dass der Elektronenstrahl, der durch die Gitterelektrode hindurchgeht, abgelenkt und auf eine Leuchtstofflinie fokussiert wird.strips are attached. The grid electrode contains a plurality of substantially parallel conductors, the mutual Have distances that are the width of a phosphor stripes correspond. The grid electrode is kept at a fixed potential, so that a path control space is formed between the reflection electrode and the grid electrode. Between the screen and the grid electrode a variable potential difference is generated, so that the electron beam passing through the grid electrode passes through it, is deflected and focused on a fluorescent line.

\ Für weitere Information über diese Art von Farbauswahl sei auf die deutsche Patentanmeldung P 30 verwiesen.\ For more information on this type of color choice reference is made to the German patent application P 30.

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Claims (8)

PHB 32.699 yi 15-1.1981PHB 32.699 yi 15-1.1981 PATENiANSPRUCHE:PATENT CLAIMS: 1/ Flache Kathodenstrahlröhre, die ein Elektronenstrahlerzeugungssystem zum Erzeugen eines Elektronenstrahls rait niedriger Energie, erste Mittel zur Ablenkung des Strahles mit niedriger Energie in einer ersten Richtung, Mittel zur Beschleunigung des in der ersten Richtung abgelenkten Strahles zu einem Strahl mib hoher Energie, zweite Mittel zur Ablenkung des Strahles mit hoher Energie in einer zweiten Richtung und einen Bahnregelraum enthält, der durch einen Schirm und eine in einiger Entfernung von dem Schirm angeordnete Reflexionselektrode gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Beschleunigung des Strahles eine erste und eine zweite Elektronenlinse enthalten, wobei diese erste Elektronenlinse den Strahl beschleunigt und konvergiert, um dass Objekt der zweiten Elektronenlinse zu bilden, die den Strahl gleichfalls beschleunigt und konvergiert.1 / Flat cathode ray tube which is an electron gun to generate an electron beam rait low energy, first means for deflecting the Low energy beam in a first direction, means for accelerating that deflected in the first direction Beam to a beam with high energy, second means for deflecting the beam with high energy in a second direction and an orbital control room defined by a screen and one at some distance from The reflection electrode arranged on the screen is formed, characterized in that the means for acceleration of the beam contain a first and a second electron lens, this first electron lens comprising the beam accelerates and converges to form the object of the second electron lens, which also accelerates the beam and converges. 2. Flache Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Elektronenlinse dux'ch je eine erste und eine zweite Elektrode mit einer schlitzförmigen Öffnung gebildet werden.2. Flat cathode ray tube according to claim 1, characterized in that the first and the second electron lens dux'ch each a first and a second electrode can be formed with a slot-shaped opening. 3· Flache Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Elektrode der ersten Elektronenlinse und dde erste Elektrode der zweiten Elektronenlinse eine gemeinsame Elektrode bilden.3 · Flat cathode ray tube according to claim 2, characterized in that the second electrode of the first electron lens and the first electrode of the second electron lens form a common electrode. h. Flache Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Elektrode der zweiten Elektronenlinse einen Teil der Mittel zur Ablenkung der Strahles mit hoher Energie in einer zweiten Richtung bildet. H. Flat cathode ray tube according to claim 2 or 3> characterized in that the second electrode of the second electron lens forms part of the means for deflecting the high energy beam in a second direction. 5· Flache Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 2, 3 oder h, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode der ersten Elektronenlinse einen Teil der Mittel zur Ablenkung des Strahles mit niedriger Energie in einer ersten5. Flat cathode ray tube according to claim 2, 3 or h, characterized in that the first electrode of the first electron lens forms part of the means for deflecting the low-energy beam in a first 130063/0669130063/0669 PHB 32.699 1-* 15.1 -1981PHB 32.699 1- * 15.1 -1981 Richtung bildet.Direction forms. 6. Flache Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 2, 3 oder k, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Mitteln zur Ablenkung des Strahles in einer ersten Richtung und der ersten Elektronenlinse eine feldfreie Dose angebracht ist, und dass die erste Elektrode der ersten Elektronenlinse einen Teil der i'eldfreien Dose bildet. 6. Flat cathode ray tube according to claim 2, 3 or k, characterized in that a field-free can is attached between the means for deflecting the beam in a first direction and the first electron lens, and that the first electrode of the first electron lens forms part of the i ' Eldless box forms. 7· Flache Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 6, bei der die Mittel zur Ablenkung des Strahles in einer ersten Richtung eine Reflexionselektrode und eine erste Elektrode mit einer schlitzförmigen Öffnung enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode mit schlitzförmiger Öffnung einen Teil der feldfreien Dose bildet. 7 · Flat cathode ray tube according to claim 6, wherein the means for deflecting the beam in a first direction includes a reflection electrode and a first electrode with a slit-shaped opening, thereby characterized in that the first electrode with a slot-shaped opening forms part of the field-free can. 8. Flache Kathodenstrahlröhre nach einemcfer vorhergehenden Ansprüche, bei der die Mittel zur Ablenkung des Strahles in einer ersten Richtung eine Reflexionselektrode und eine erste Elektrode mit einer schlitzförmigen Öffnung enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Reflexionselektrode und der ersten Elektrode mit schlitzförmiger Öffnung mindestens eine Zwischenelektrode mit einer schlitzförmigen Öffnung angebracht ist, die beim Betrieb der Röhre ein derartiges Potential führt, dass zwischen der Reflexionselektrode und der ersten Elektrode mit "schlitzförmiger Öffnung ein gleichmässiges elektrisches Feld vorhanden ist.8. Flat cathode ray tube according to the previous one Claims, wherein the means for deflecting the beam in a first direction is a reflective electrode and a first electrode with a slit-shaped opening included, characterized in that between the Reflection electrode and the first electrode with a slot-shaped Opening at least one intermediate electrode with a slot-shaped opening is attached, which during operation the tube carries such a potential that between the reflection electrode and the first electrode with a "slot-shaped opening a uniform electric field is present. 130063/0669130063/0669
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