DE3304209C2 - Inline-Elektronenstrahlerzeugungssystem einer Farbbildröhre - Google Patents

Abstract

Eine Verbesserung des Inline-Elektronenstrahlerzeugungssystems (26) einer Farbbildröhre (10) wird durch zwei zusätzliche schlitzförmige Löcher (60, 62) erreicht, die in dem dem Schirmgitter (38) zugewandten Teil der Fokussierungselektrode (40) an der Außenseite der beiden, äußeren Löcher (53, 55) und so nahe bei diesen vorgesehen sind, daß sie am Ort der beiden äußeren Löcher (53, 55) eine Verzerrung des elektrostatischen Feldes (66) zwischen diesen beiden Elektroden (38, 40) bewirken. Die Verzerrung des elektrostatischen Feldes bewirkt, daß beide äußeren Elektronenstrahlen (28) zum zentralen Elektronenstrahl (28) konvergieren.

Description

Schirm 22 zu richten.

Die Bildgröße gemäß F i g. 1 ist für die Verwendung mit einer externen magnetischen Ablenkeinheit 30 ausgelegt, die den Röhrenhals 14 und den Röhrenkonus 12 in der Nähe von deren Verbindungsstelle umgibt Bei Erregung werden die drei Strahlen 28 lurch den vertikalen und horizontalen magnetischen Fluß der Ablenkeinheit 30 horizontal und vertikal, d. h. also in einem rechtwinkligen Raster, über den Schirm 22 tbgelenkt Die ursprüngSche Ablenkebene der Elektronenstrahlen (bei der Ablenkung Null) ist in F i g. 1 durch die Linie P-P ungefähr in der Mitte der Ablenkeinheit 30 dargestellt. Der Einfachheit halber ist die tatsächliche Krümmung der Strahlbahnen in der Ablenkzone in Fig. 1 nicht gezeigt

Einzelheiten des Elektronenstrahlerzeugungssystems 26 sind in F i g. 2 dargestellt. Die verschiedenen Elektroden sind auf zwei Glasträgerstäben 32, von denen einer gezeigt ist, montiert Zu diesen Elektroden gehören drei gleich beabstandete, koplanare Kathodenanordnungen 34 (eine für jeden Strahl), eine Steuergitterelektrode 36 (G \\ eine Schirmgitterelektrode 38 (G 2), eine erste Fokussierelektrode 40 (G 3) und eine zweite Fokussierelektrode 42 (GA), diese Elektroden sind in der genannten Reihenfolge längs des Glasträgers 32 angeordnet Jede der auf die Kathoden folgenden Elektroden hat mindestens drei »Inline«-Öffnungen, die den Durchgang der drei koplanaren Elektronenstrahlen erlauben. Die elektrostatische Haupt-Fokussierlinse des Elektronenstrahlerzeugungssystems 26 wird zwischen dir G 3-Elektrode 40 und der G 4-Elektrode 42 gebildet Die G 3-Elektrode 40 enthält zwei becherförmige Teile 44 und 46, die mit ihren offenen Enden verbunden sind. Die G 4-Elektrode 42 ist ebenfalls becherförmig ausgebildet, aber ihr offenes Ende wird durch einen Abschirmbecher 48 abgeschlossen. Der der G 3-Elektrode 40 zugewandte Teil der G 4-Elektrode 42 ist mit drei öffnungen 50 versehen, deren beide äußeren bezüglich der Öffnungen 52 in der G 3-Elektrode 40 leicht nach außen versetzt sind, um die äußeren Elektronenstrahlen mit dem zentralen Elektronenstrahl zur Konvergenz zu bringen. Die der G 2-Elektrode 38 zugewandten Seite der G 3-Elektrode 40 ist mit drei öffnungen 53,54 und 55 versehen, die mit den öffnungen 56 in der G 1-Elektrode 36 und den öffnungen 58 der G 2-Elektrode 38 fluchten.

Das Elektronenstrahlerzeugungssystem 26 wird durch zwei zusätzliche, rechteckige und schlkzförmige öffnungen 60 und 62 verbessert, die, wie F i g. 3 zeigt, in der G 3-EIektrode 40 außerhalb und im Abstand von den äußeren Öffnungen 53 und 55 vorgesehen sind. Die dargestellten schlitzförmigen Öffnungen 60 und 62 haben zwar eine rechteckige Form, das ist jedoch nur eine mögliche Ausführungsform: selbstverständlich sind auch anders geformte zusätzliche öffnungen, z. B. ovale, elliptische oder kreisförmige möglich. Der Zweck und die Funktion der zusätzlichen öffnungen 60 und 62 soll nun in bezug auf die F i g. 4 und 5 erläutert werden.

F i g. 4 zeigt die elektrostatischen Äquipotentiallinien 64 zwischen einer G 2-Schirmgitterelektrode 38' und einer G 3-Fokussierelektrode 40' eines herkömmlichen Elektroncnstrahlerzeugungssystem (US-PS 38 73 879). Teile, die solchen des Elektronenstrahlerzeugungssystem 26 gem. F i g. 2 entsprechen, sind mit den entsprechenden Bezugsziffern mit Strich bezeichnet. Die Äquipotentiallinien 64 an den beiden äußeren öffnungen 53' und an der mittleren öffnung 54' der G 3-Elektrode 40' sind symmetrisch in bezug auf die Mittellinie der öff-

nungen. Elektronenstrahlen, die durch die Mitte der öffnungen laufen, werden daher symmetrische Kräfte erfahren und daher auf ihren geraden Bahnen weiterlaufen.

F i g. 5 zeigt die elektrostatischen Äquipotentiallinien 66 zwischen der G 2-Schirmgitterelektrode 38 und der G 3-Fokussierelektrode 40 Jes Elektronenstrahlerzeugungssystems 26 gem. F i g. 2. Durch die zusätzlich vorgesehene schlitzförmige Öffnung 60 im äußeren Nahbe-

reich der öffnung 53 werden die Äquipotentiallinien 66 an der äußeren öffnung 53 der G 3-Elektrode 40 verzerrt Diese Feldverzerrung hat eine Verschiebung der Ausbuchtung oder des Maximums der Äquipotentiallinien an der öffnung 53 in F i g. 5 gesehen nach links zur Folge. Wegen dieser Verschiebung trifft der Elektronenstrahl, der durch die Mitte der Öffnung 53 geht, auf geneigte Äquipotentiallinien, die den äußeren Strahl auf den zentralen Elektronenstrahl hin, der durch die öffnung 54 läuft konvergierend zulaufen lassen.

Die Konvergenz der beiden äußeren Elektronen-Strahlen bewirkt daß die Elektronenstrahlen nicht mehr gerade sondern unter einem kleinen Winkel in die Hauptfokussierlinse eintreten. Es hat sich gezeigt daß die Empfindlichkeit der horizontalen Bewegung der äu-

ßeren Elektronenstrahlen auf Änderungen der Fokussierungsspannung durch die Einführung dieses schrägen Einfalls in die Fokussierlinse verringert wird.

Diese Empfindlichkeit von Farbbildröhren wurde durch Änderung der Fokussierungsspannung von minus 1000 bis plus 1000 Volt relativ zum Betriebssollwert der Fokussierungsspannung der Röhre (z. B. 7000 Volt) und Messung der daraus resultierenden horizontalen Abweichungen der äußeren Elektronenstrahlen auf dem Bildschirm geprüft Bei einer solchen Prüfung von Faibbildröhren, die mit einem Standard-Elektronenstrahlerzeugungssystem ausgerüstet waren, ergab sich eine durchschnittliche Horizontalabweichung von 0,812 mm. Bei der Prüfung einer Farbbildröhre der gleichen Größe, die mit dem gleichen, aber durch Hinzufügung der

schlitzförmigen Öffnungen in der G 3-Elektrode modifizierten Elektronenstrahlerzeugungssystem ausgerüstet war, ergab sich eine durchschnittliche Horizontalabweichung von nur 0,137 mm. Die Hinzufügung der schlitzförmigen öffnungen in der G 3-Elektrode bewirkte also eine erheblich Verringerung der Empfindlichkeit der Röhre auf Änderungen der Fokussierungsspannung. In diesem speziellen, modifizierten Elektronenstrahlerzeugungssystem hatten die schlitzförmigen öffnungen eine horizontale Weite von 2 mm und eine vertikale Weite von 1,524 mm und waren nach außen hin in einem Abstand von 0,762 mm (Rand zu Rand) zu den äußeren öffnungen, die einen Durchmesser von 1,524 mm hatten, angeordnet.
Es sollten verschiedene, allgemeine Gesichtspunkte beachtet werden. Zunächst müssen, wie schon erwähnt, die schlitzförmigen öffnungen hinreichend nahe an den äußeren Löchern für die Elektronenstrahleii in der G 3-Elektrode angebracht sein, so daß die elektrostatischen Linsen in den äußeren öffnungen verzerrt weirden. Der größte Abstand zwischen einer Strahlöffnung und einer Schlitzöffnung, der zum Erzeugen einer signifikanten Verzerrung der elektrostatischen Linse in einem gängigen Elektronenstrahlerzeugungssystem benutzt werden kann, ist im allgemeinen ungefähr 1,5 mim.

Größere Abstände haben eine vernachlässigbare Wirkung. So ist es z. B. üblich, Löcher zur Ausrichtung in der G 3-Elektrode des Elektronenstrahlerzeugungssystems vorzusehen, die ebenfalls außerhalb der Strahlöff-

nungen angeordnet sind. In einem bekannten Elektronenstrahlerzeugungss > stern hatten diese Ausrichtungsöffnungen einen Durclimesser von 1,27 mm und waren von den äußeren Strahlöffnungen 1,643 mm entfernt. Diese Ausrichtungsöfinungen haben jedoch eine vernachlässigbare Wirkung auf die elektrostatischen Linsen der äußeren Strahtöffnungen. Weiterhin muß beachtet werden, daß der Abstand zwischen einer Strahlöffnung und einer Schlitzöffnung groß genug sein sollte, so daß noch genug Material zum Sperren von Streuelektronen zur Verfügung steht und die Elektrodenstruktur genügend stabil bleibt so daß sich die Strahlöffnungsformen während des betriebs der Röhre nicht ändern. Es wurde festgestellt daß die untere Grenze des Abstandes für gängige Elektronenstrahlerzeugungssysteme bei ungefähr 0,60 mm liegt Zur Erreichung einer zufriedenstellenden Strahlkonvergenz ist schließlich zu beachten, daß der Absland zwischen Schlitzöffnung und Strahlöffnung sowie die Größe und die Form der schlitzförmigen Öffnungen, die erforderlich sind, um eine gewünschte Strahlkonvergenz zu erreichen, vom Abstand zwischen der G -!-Elektrode und der G 3-Elektrode abhängen. Die vorhin erwähnten Abmessungen gelten für einen GM-G 3-Elektrodenabstand von 1,22 mm.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

35

40

45

60

Claims (2)

1 2 anliegenden Fokussierungsspannung. Patentansprüche: Um die Konvergenz von der Fokussierungsspannung unabhängig zu machen, sind bei dem aus der DE-OS

1. Iniine-Eiektronenstrahlerzeugungssystem einer 28 32 687 bekannten Inline-Elektronenstrahlerzeu-Farbbüdröhre, welches eine Schirmgitterelektrode 3 gungssystem die eingangsseitigen öffnungen der ersten sowie eine erste und eine zweite Fokussierelektrode Fokussierelektrode gegenüber der Strahlachse nach auenthält, die in einander gegenüberliegenden Teilen Ben versetzt, wodurch eine Asymmetrie des Linsenfelje drei auf einer Geraden nebeneinanderliegende des bewirkt wird. Solche Versetzungen bringen jedoch öffnungen zum Durchtritt der Elektronenstrahlen Probleme bei der Justierung der Elektroden während aufweisen, wobei die erste Fokussierelektrode an io des Zusammenbaus mit sich.

den äußeren öffnungen so ausgebildet ist, daß eine Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, bei einem

Asymmetrie des sich zwischen der Fokussierelektro- Inline-Strahlerzeugungssystem gemäß dem Oberbegriff

de und der Schirmgitterelektrode ausbildenden elek- des Anspruchs 1 diese Empfindlichkeit der Konvergenz

trostatischen Feldes am Ort der äußeren öffnungen auf Änderungen der Fokussierungsspannung zu beseiti-

eine Konvergenz der beiden äußeren Elektronen- ts gen, zumindest jedoch zu verringern, ohne daß der Zu-

strahlen auf den zentralen Elektronenstrahl hin be- sammenbau des Systems erschwert wird. Diese Aufgabe

wirkt, und wobei die äußeren öffnungen in der zwei- wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 an-

ten Fokussierelektrode, ebenfalls zur Konvergenz- gegebener Merkmale gelöst

erzeugung, nach außen versetzt sind, dadurch Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfingekennzeichnet, daß zu der genannten Asym- 20 dung sind die beiden zusätzlichen öffnungen schlitzförmetrie des elektronenstatischen Feldes der der mig ausgebildet, die nach außen zu hinreichend nahe bei Schirmgitterelektrode (38) gegenüberliegende Teil den beiden äußeren öffnungen des dem Schirmgitter (44) der ersten Fokussierelektrode (40) mit zwei zu- zugewandten Teils der Fokussierelektrode angebracht sätzlichen Öffnungen (60,62) versehen ist, die außen sind, um die Asymmetrie des zwischen der ersten Fokusnahe bei den äußeren (53,55) der auf einer Geraden 25 sierelektrode und dem Schirmgitter am Ort der beiden nebeneinanderliegenden öffnungen (53, 54, 55) an- öffnungen gebildeten elektrostatischen Feldes hervorgeordnet sind, zurufen. Diese Asymmetrie bewirkt eine Konvergenz

2. Inline-Elektronenstrahlerzeugungssystem nach der beiden äußeren Elektronenstrahlen mit dem zentra-Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ab- len Elektronenstrahl.

stand zwischen jeder zusätzlichen öffnung (60, 62) 30 Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfin-

und der angrenzenden äußeren öffnung (53, 55) im dung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert,

ungefähren Bereich von 0,6 mm bis 1,5 mm liegt Es zeigt

F i g. 1 einen Grundriß, teilweise als Axialschnitt, ei-

ner Ausführungsform einer Lochmasken-Farbbildröhre,

35 F i g. 2 im Axialschnitt das in F i g. 1 gestrichelt gezeichnete Inline-EIektronenstrahlerzeugungssystems

Die Erfindung betrifft ein Inline-Elektronenstrahler- als Ausführungsbeispiel der Erfindung,

zeugungssystem, wie es im Oberbegriff des Anspruchs 1 F i g. 3 einen Aufriß einer G 3-Elektrode gemäß dem

vorausgesetzt und aus der DE-OS 28 32 687 bekannt ist Schnitt 3-3 in F i g. 2,

Ein Inline-Elektronenstrahlerzeugungssystem soll 40 F i g. 4 eine vergrößerte geschnittene Draufsicht von vorzugsweise drei in einer gemeinsamen Ebene liegen- Teilen der G 2- und G 3-Elektroden eines bekannten den Elektronenstrahlen liefern, die entlang konvergen- Elektronenstrahlerzeugungssystems und die zugehöriter Bahnen in dieser Ebene auf einen Konvergenzpunkt gen elektrostatischen Äquipotentialflächen,
oder kleinen Konvergenzbereich nahe des Bildschirms F i g. 5 eine vergrößerte Querschnittsansicht von Teizulaufen. Bei einem aus der US-PS 38 73 879 bekannten 45 len der G 2- und G 3-Elektroden des Elektronenstrahl-Inline-Elektronenstrahlerzeugungssystem bilden zwei erzeugungssystems der Fig.2 mit den zugehörigen Elektroden, die als erste und zweite Fokussierelektrode elektrostatischen Äquipotentialflächen,
bezeichnet werden, die wichtigste elektrostatisch fokus- Die in F i g. 1 im Grundriß gezeigte rechteckige Farbsierende Linse für die Elektronenstrahlführung. Diese bildröhre 10 enthält einen Glaskolben 11 mit einer Elektroden enthalten zwei becherförmig ausgebildete 50 rechteckigen Frontplatte 12 und einem mit diesem über Elektrodenteile, die sich mit ihren Bodenflächen gegen- einen rechteckigen Röhrenkonus 16 verbundenen rohrüberüegen. Die Bodenflächen enthalten jeweils drei Lö- förmigen Röhrenhals 14. Die Frontplatte enthält einen eher, um den Durchgang der drei Elektronenstrahlen zu Bildschirm 18 und einen Randflansch 20, der mit dem gestatten und drei getrennte Hauptfokussierlinsen zu Konus 16 dicht verschmolzen ist. Die Innenfläche des bilden, eine jeweils für jeden Elektronenstrahl. In sol- 55 Bildschirmes 18 trägt einen mosaikartigen Dreifarbenchen Elektronenstrahlerzeugungssystemen wird eine Leuchtstoffschirm 22, bevorzugt einen Linienrasterstatische Konvergenz der äußeren Strahlen bezüglich schirm mit Leuchtstoffstreifen, die senkrecht zur höherdes zentralen Strahles durch eine Versetzung der äuße- frequenten Rasterzeilenablenkung der Elektronenren öffnungen in der zweiten Fokussierungselektrode strahlen verlaufen (senkrecht zur Ebene der Fig. 1). Einach außen in bezug auf die äußeren Löcher in der 60 ne mit einer Vielzahl von öffnungen versehene Farbersten Fokussierungselektrode erreicht. Dadurch ent- auswahlelektrode oder Lochmaske 24 ist in einem vorsteht zwischen den beiden Fokussierelektroden für die gegebenen Abstandsverhältnis zum Schirm 22 durch eiäußeren Elektronenstrahlen eine Asymmetrie, welche ne konventionelle Vorrichtung lösbar montiert. Zentral diese Strahlen konvergieren läßt. innerhalb des Röhrenhalses 14 ist ein Inline-Elektronen-

Bei Farbbildröhren mit einem solchen Elektronen- 65 Strahlerzeugungssystem 26, wie in F i g. 1 durch gestri-

strahlerzeugungssystem ändern sich jedoch die horizon- chelte Linien angedeutet ist, montiert, um drei Elektro-

talen Auftreffpositionen der äußeren Elektronenstrah- nenstrahlen 28 zu erzeugen und längs koplanarer, kon-

len mit der an dem Elektronenstrahlerzeugungssystem vergenter Bahnen durch die Lochmaske 24 auf den