DE3505112C2 - Kathodenstrahlröhre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kathodenstrahlröhre nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die insbesondere in Verbindung mit einer elektro­ statisch fokussierenden/elektrostatisch ablenkenden Bildaufnahmeröhre als Anwendungsbeispiel Verwendung finden kann.

Die Anmelderin der vorliegenden Erfindung hat kürz­ lich eine Bildaufnahmeröhre vom elektrostatisch fokussierenden/elektrostatisch ablenkenden Typ (S.S.-Typ) vorgeschlagen, die sie in Fig. 1 darge­ stellt ist (Japanische Patentanmeldung Nr. 156167/83), dazu korrespondierend GB 21 45 874 A).

In dieser Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Glaskolben, Bezugszeichen 2 eine Frontplatte, Bezugszahl 3 eine Targetoberfläche (eine photoelek­ trische Konversionsoberfläche), Bezugszeichen 4 Indium zur kalten Abdichtung, Bezugszeichen 5 einen metallischen Ring und Bezugszeichen 6 eine signal­ aufnehmende metallische Elektrode, die durch die Frontplatte 2 hindurchsteht und die Targetober­ fläche 3 kontaktiert. Eine Netzelektrode G₆ ist an einem Netzhalter 7 befestigt. Die Netzelektrode G₆ ist mit dem metallischen Ring 5 über den Netzhalter 7 und das Indium 4 verbunden. Eine vorgeschriebene Spannung, beispielsweise +1200 V wird an die Netz­ elektrode G₆ über den metallischen Ring 5 angelegt.

Weiterhin bezeichnen in Fig. 1 die Symbole K, G₁ und G₂ eine Kathode zur Bildung einer Elektronen­ kanone, eine erste und eine zweite Gitterelek­ trode.

Bezugszeichen 8 bezeichnet einen Glaswulst, um diese Elektroden zu haltern. Das Symbol LA bezeich­ net eine Strahlbegrenzungsöffnung.

Die Symbole G₃, G₄ und G₅ bezeichnen dritte, vierte und fünfte Gitterelektroden. Diese Elektroden G₃-G₅ sind so hergestellt, daß Metalle wie Chrom oder Aluminium auf die innere Oberfläche des Glaskolbens aufgedampft oder in sonstiger Weise flächig aufge­ bracht werden und dann vorgeschriebene Muster mit einem Laser durch Photoätzen oder einen ähnlichen Prozeß eingeschnitten werden. Diese Elektroden G₃, G₄ und G₅ bilden das Fokussierungselektrodensystem, die Elektrode G₄ dient außerdem als Ablenkungselek­ trode.

Ein keramischer Ring 11 mit einem an seine Ober­ fläche angeformten, leitfähigen Teil 10 ist mittels Glasschmelzmasse 9 an einem Ende des Glaskolbens 1 abdichtend befestigt, die Elektrode G₅ ist mit dem leitfähigen Teil 10 elektrisch verbunden. Das leit­ fähige Teil 10 ist beispielsweise durch Sinterung von Silberpaste ausgebildet. Eine vorgeschriebene Spannung, z. B. +500 V wird über den keramischen Ring 11 an die Elektrode G₅ angelegt.

Die Elektroden G₃ und G₄ sind in der in Fig. 2 gezeigten Weise ausge­ bildet. Zur Vereinfachung der Zeichnung ist ein Teil, das nicht mit Metall überzogen ist, durch eine schwarze Linie in Fig. 2 dargestellt. Das heißt, die Elektrode G₄ ist als sog. Pfeilanordnung ausgebildet, bei der vier Elektrodenabschnitte H₋, V® und V₋, jeder Abschnitt isoliert und zick­ zackförmig ausgebildet, angeordnet sind. In diesem Fall ist jeder Elektrodenabschnitt so ausgebildet, daß er sich über einen ringförmigen Bereich von beispielsweise 270° erstreckt. Zuleitungsabschnitte (12H®), (12H₋), (12V®) und (12V₋) von den Elektro­ denabschnitten H®, H₋, V® und V₋ sind auf der inne­ ren Oberfläche des Glaskolbens simultan mit der Formation der Elektroden G₃-G₅ in ähnlicher Weise ausgebildet. Die Zuleitungen (12H®)-(12V₋) sind isoliert von der Elektrode G₃ ausgebildet und über der Elektrode G₃ parallel zur Hüllenachse angeord­ net. Großflächige Kontaktflächen sind an den Endabschnitten der Zuleitungen (12H®)-(12V₋) vorge­ sehen.

In Fig. 1 bezeichnet ferner Bezugszeichen 13 eine Kontaktierungsfeder. Ein Ende dieser Kontaktie­ rungsfeder 13 ist mit einem stielförmigen Stift 14 verbunden, ihr anderes Ende steht in Kontakt mit der Kontaktfläche CT der vorstehend erwähnten Zu­ leitungen (12H®)-(12V₋). Die Feder 13 und der Stift 14 sind für jede der Zuleitungen (12H®)- (12V₋) vorgesehen. Die Elektrodenabschnitte H® und H₋, die die Elektrode G₄ bilden, sind durch die Stifte 14, die Federn und die Zuleitungen (12H®), (12H₋) und (12V®) sowie (12V₋) mit vorbestimmter Spannung versorgt, beispielsweise der horizontalen Ablenkungsspannung, die sich in Bezug auf eine Spannung von 0 V symmetrisch ändert. Auch die Elek­ trodenabschnitte V® und V₋ werden mit vorgeschrie­ bener Spannung versorgt, beispielsweise der verti­ kalen Ablenkungsspannung, die sich ebenfalls sym­ metrisch zu einer Spannung von 0 V ändert.

Weiterhin bezeichnet in Fig. 1 das Bezugszeichen 15 eine weitere Kontaktfeder. Ein Ende dieser Kontakt­ feder 15 ist mit einem weiteren Anschlußstift 16 verbunden, ihr anderes Ende kontaktiert die vor­ stehend erwähnte Elektrode G₃. Eine vorgeschriebene Spannung, beispielsweise +500 V wird über den An­ schlußstift 16 und die Kontaktfeder 15 an die Elek­ trode angelegt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 werden die Äquipoten­ tialflächen der elektrostatischen Linsen, die durch die Elektroden G₃ - G₆ gebildet werden, durch ge­ strichelte Linien dargestellt, ein Elektronenstrahl Bm wird durch derart gebildete elektrostatische Linsen fokussiert. Der Auftreff-Fehler wird durch die elektrostatische Linse korrigiert, die zwischen den Elektroden G₅ und G₆ gebildet wird. Das in Fig. 3 durch gestrichelte Linien dargestellte Potential berücksichtigt nicht das elektrische Ablenkungsfeld .

Eine Ablenkung des Elektronenstrahles B_m wird durch das elektrische Ablenkungsfeld entsprechend der Elektrode G₄ bewirkt.

In Fig. 1 ist der keramische Ring 11 mit dem leit­ fähigen Teil 10 an seiner Oberfläche mittels der Glasschmelzmasse 9 an einem Ende des Glaskolbens abdichtend befestigt, um die vorgeschriebene Span­ nung an die Elektrode G₅ anzulegen. Da in diesem Falle eine Bearbeitung des Glaskolbens nötig ist, bringt eine solche bauliche Ausgestaltung Probleme bezüglich Betriebssicherheit und Kosten mit sich.

Wie in Fig. 4 dargestellt ist, kann ein keramischer Ring 17 mit einem leitfähigen Teil an seiner Ober­ fläche mittels Glasschmelzmasse 18 im Mittelab­ schnitt des Glaskolbens verschmolzen werden, um die vorgeschriebene Spannung an die Elektrode G₅ anzu­ legen. Oder - was allerdings in der Zeichnungsfigur nicht dargestellt ist - der Glaskolben kann auf andere Weise angebohrt werden und in die Bohrung ein Metallstift eingesetzt und mit Schmelzmasse verschmolzen werden, um auf diese Weise die Span­ nung an die Elektrode G₅ zu bringen. Da eine der­ artige bauliche Ausgestaltung ebenfalls ein Arbei­ ten in/an dem Glaskolben benötigt, bestehen ähn­ liche Nachteile wie bei der Ausbildung gemäß Fig. 1.

Ferner ist es möglich, - was allerdings ebenfalls nicht in einer Zeichnungsfigur dargestellt ist - eine Zuleitung von der Elektrode G₃ ausgehend an die innere Oberfläche des Glaskolbens über der Elektrode G₄ anzubringen, so daß die vorgeschrie­ bene Spannung an die Elektrode G₅ über einen An­ schlußstift, die Kontaktfeder und die Zuleitung erfolgt oder aber man sieht einen zwischen den Elektroden G₄ und G₅ bzw. zwischen den Elektroden G₅ und G₆ verlaufenden Widerstandsfilm vor, so daß die vorgeschriebene Spannung an die Elektrode G₅ durch eine Art von Spannungsteiler angelegt wird. Wie auch immer, solch eine Anordnung ist schwierig herzustellen und bringt Probleme bezüglich einer genauen Ausbildung mit sich.

Der Erfindung liegt im Hinblick auf die Nachteile beim Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine Kathodenstrahlröhre so auszubilden, daß sie bezüg­ lich ihrer Betriebssicherheit verbessert ist, die Herstellungskosten gesenkt werden und die Herstel­ lung einfacher gestaltet werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die eingangs genannte Kathodenstrahlröhre derart ausgebildet ist, daß Erweiterungen oder Ausdehnungen an der ersten und zweiten Elektrode vorgesehen sind, die miteinander zick-zack-förmig in einem Zwischenbereich zwischen der ersten und der zweiten Elektrode ineinandergreifend angeordnet sind, wodurch in dem Zwischenbereich ein Mittelpotential zwischen dem niedrigen und dem hohen Potential aufgebaut wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.

Bei der vorstehend erwähnten Bildempfangsröhre vom S.S.-Typ wird, wenn die Elektroden G₄ und G₆ im Bereich der Elektrode G₅ zick-zack-förmig ineinandergreifen, dieser Bereich mit einem geeigneten Potential versorgt, ohne daß eine Zuleitung für dieses Potential vorgesehen werden muß.

Der Glaskolben muß beim Stand der Technik in besonderer Art und Weise bearbeitet werden oder eine Leitung oder ein Widerstandsfilm vorgesehen werden, um das vorgeschriebene Potential an eine Elektrode G₅ zu legen; Durch die vorliegende Erfindung erübrigt sich die Notwendigkeit eines solchen Prozesses zur Gänze, wobei alle Probleme bezüglich Betriebs­ sicherheit, Genauigkeit und Kosten, die mit einem solchen Prozeß einhergehen, ausgeschlossen werden können und darüber hinaus die gesamte Herstellung einfach wird.

Die Erfindung ist anhand einiger Ausführungsbei­ spiele in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Beispiels einer Bildempfangsröhre nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 eine flächige Entfaltung des wesentlichen Teils der Röhre gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung der Poten­ tialverteilung in der Röhre entsprechend Fig. 1,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung einer teilweisen Modifizierung der Röhre gemäß Fig. 1,

Fig. 5 eine Schnittdarstellung durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 6 eine flächenhafte Entfaltung des wesent­ lichen Teils des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 5,

Fig. 7 eine flächenhafte Entfaltung des wesent­ lichen Teiles einer weiteren Ausführungs­ form der Erfindung,

Fig. 8 eine flächenhafte Entfaltung des wesent­ lichen Teiles eines dritten Ausführungs­ beispieles der Erfindung,

Fig. 9 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Aus­ führungsbeispiele gemäß Fig. 7 und 8,

Fig. 10 eine flächenhafte Entfaltung des wesent­ lichen Abschnittes eines vierten Ausfüh­ rungsbeispieles der Erfindung.

Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 beschrieben. In Fig. 5 und 6 sind Teile, die solchen in Fig. 1 und 2 entsprechen, durch gleiche Bezugszahlen gekennzeichnet, weswegen auf eine ausführliche Beschreibung solcher Teile verzichtet werden kann.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwi­ schen den Elektroden G₄ und G₆ keine gesonderte Elektrode G₅ mehr ausgebildet. Vorsprünge oder Verzweigungen der Elektroden G₄ und G₆ sind mit­ einander in einem Bereich 1 _G5 in Zick-Zack-Form kombiniert, wo an sich eine Elektrode G₅ vorgesehen ist, wobei der Bereich 1 _G5 mit einem Potential versorgt wird, als ob tatsächlich eine Elektrode G₅ an diesem Ort existieren würde.

In Fig. 5 bezeichnet Bezugszeichen 19 eine Elektro­ de, die mit der Maschenelektrode G₆ in elektrisch leitender Verbindung steht. Symbol g₄ bezeichnet eine kammähnliche Erweiterung der Elektrode G₄, Symbol g₆ bezeichnet eine kammähnliche Erweiterung oder Ausdehnung der Elektrode 19. Die Erweiterungen g₄ und g₆ sind miteinander in Zick-Zack-Form im Be­ reich 1G₅ kombiniert, d. h. sie greifen in dem Bereich ineinander, in welchem die Elektrode G₅ an sich vorzusehen wäre. Die Elektrode 19 sowie die Erweiterungen g₄ und g₆ werden durch einen ähnlichen Prozeß wie die Elektroden G₃ und G₄ hergestellt insofern, als Metalle wie beispielsweise Chrom oder Aluminium aufgedampft oder in sonstiger Weise flächig auf die innere Oberfläche des Glaskolbens 1 aufgebracht werden und dann vorgeschriebene Muster durch Ein­ schneiden mit einem Laser, durch Photoätzen oder einen ähnlichen Prozeß ausgeformt werden.

Fig. 6 zeigt als flächige Entfaltung die Elektroden G₃, G₄ und 19. In diesem Fall, wenn die Gesamt­ fläche der Ausdehnungen g₄ der Elektrode G₄ durch a₄ und die Gesamtfläche der Ausdehnung g₆ der Elek­ trode 19 durch a₆ ausgedrückt wird, sind die Gebie­ te a₄ und a₆ so ausgebildet, daß sie der folgenden Formel genügen:

In dieser Formel 1 drücken aus:
E_G4 : das Mittenpotential der Elektrode G₄,
E_G6 : das Potential der Elektrode G₆ sowie
E_G5 : das Potential, das im Gebiet 1 _G5 angelegt werden soll.

Wenn beispielsweise E_G4 0 V, E_G6 1200 V beträgt sowie E_G5 den Wert 500 V einnehmen soll, dann ist ein Flächenverhältnis von a₄ = 58% und a₆ von 42% im Bereich 1 _G5 auszubilden.

Da die Ablenkungsspannung an jede der Elektroden­ teile (12H®)-(12V₋) der Elektrode G₄ angelegt wird, werden die Ausdehnungen g₄ ebenfalls mit der Ablenkungsspannung versorgt. Da das Potential E_G5 des Bereiches 1 _G5 hoch ist und die Geschwindigkeit des Elektronenstrahls Bm im Bereich 1 _G5 ebenfalls einen hohen Wert einnimmt, ist der Einfluß der Ablenkungsspannung in diesem Bereich zu vernachlässigen.

Das Ausführungsbeispiel ist in ähnlicher Weise wie das in Fig. 1 dargestellte ausgebildet, ausgenommen die vorstehend beschriebenen Änderungen. Auch wenn beim Ausführungsbeispiel die Elektrode G₅ als sol­ che nicht ausgeformt ist, so wird doch der Bereich 1 _G5 in welchem die Elektrode G₅ an sich vorhanden sein sollte, mit einem Potential versorgt, als ob die Elektrode tatsächlich vorhanden wäre. Infolge­ dessen arbeitet das in Fig. 5 und Fig. 6 darge­ stellte Ausführungsbeispiel auf ähnliche Weise wie das in Fig. 1 dargestellte.

Da bei dem Ausführungsbeispiel nach der Erfindung eine Ausformung der Elektrode G₅ nicht notwendig ist, erübrigt sich auch die Notwendigkeit, eine Spannung an eine Elektrode G₅ anzulegen. Wenn also der Glaskolben beim Stand der Technik zu bearbeiten ist oder eine Leitung oder ein Widerstandfilm aus­ geformt werden muß, um die vorgeschriebene Spannung an die dort vorhandene Elektrode G₅ anzulegen, so kann ein derartiger aufwendiger Prozeß bei der Erfindung vollständig entfallen, die Probleme be­ treffend Betriebssicherheit, Genauigkeit und hohe Kosten, die mit einem solchen Prozeß einhergehen, können vernachlässigt werden und darüber hinaus wird die Gesamtherstellung einfach.

Fig. 7 und 8 zeigen weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung. Die Erweiterungen g₄ der Elektrode G₄, die zu den Elektrodenabschnitten (12H®)-(12V₋) der Elektrode G₄ gehören, sind als rhom­ bische fortlaufende Muster bzw. (Fig. 8) als blattähnliche Muster ausgebildet. Da die Erweiterungen g₄ als Muster gemäß Fig. 7 und 8 ausgebildet sind, kann das von der an die Erweite­ rungen g₄ angelegten Ablenkungsspannung abhängige elektrische Ablenkungsfeld von dem in Fig. 9a) dargestellten Feld in das in Fig. 9b) dargestellte Feld abgeändert werden, bei welch letzterem ein gleichförmiges Feld ohne Verzerrungen gebildet wird. Demzufolge kann die Ausformung der Muster gemäß Fig. 7 und 8 den Einfluß der die Erweiterung g₄ angelegten Ablenkungsspannung reduzieren, d. h. eine Verschlechterung der Röhrencharakteristik vermeiden. Auch in diesem Falle sind die Flächen a₄ und a₆ der Erweiterungen g₄ und g₆ so gewählt, daß sie der vorstehend bezeichneten Formel 1 genügen.

Fig. 10 zeigt noch eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der die Erweiterungen g₄ der Elek­ trode G₄ als sog. pfeilförmige Muster ausgebildet sind. Wenn die Erweiterungen g₄ als solche Muster ausgebildet sind, so wird das Ablenkungsfeld, das an die Erweiterungen g₄ angelegt ist, gleichförmig und ist ohne Verzerrung in ähnlicher Weise, wie bei den in Fig. 7 und 8 dargestellten Beispielen. Auch in diesem Fall sind die Flächen a₄ und a₆ der Er­ weiterungen g₄ und g₆ so ausgebildet, daß sie der Formel 1 genügen.

Wenn auch die Elektroden G₃, G₄ und 19 bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen auf der inneren Oberfläche des Glaskolbens 1 aufge­ bracht und ausgeformt sind, so kann die Erfindung auch auf Elektroden angewendet werden, die bei­ spielsweise als Metallplatte ausgebildet sind. Wenn außerdem die beschriebenen Ausführungsbeispiele eine Anwendung der Erfindung zu einer Bildempfangs­ röhre des S.S-Typs offenbaren, so kann die Er­ findung auch auf andere Arten von Kathodenstrahl­ röhren, beispielsweise Speicherröhren oder sog. Scankonverter-Röhren angewendet werden.

Claims (6)

1. Kathodenstrahlröhre mit:

• - einem Hüllkörper (Glaskolben 1),
• - einer an einem Ende des Hüllkörpers (1) angeord­ neten Elektronenstrahlquelle (Kathode K),
• - einem am anderen Ende des Hüllkörpers (1) gegen­ über der Elektronenstrahlquelle (K) angeordneten Target (3),
• - einer ersten Elektrode (G4) die mit niedrigem Potential versorgt und zwischen der Elektro­ nenstrahlquelle (K) besagtem Target (3) angeordnet ist sowie
• - einer zweiten Elektrode (G6, 19) die mit hohem Po­ tential versorgt und zwischen der Elektro­ nenstrahlquelle (K) und besagtem Target (3) angeord­ net ist,

dadurch gekennzeichnet, daß
Erweiterungen oder Ausdehnungen (g₄, g₆) an der ersten (G₄), und zweiten Elektrode (G₆, 19) vorgesehen sind, die miteinander zick­ zack-förmig in einem Zwischenbereich (l_G5) zwi­ schen der ersten (G₄) und der zweiten Elektrode (G₆, 19) ineinandergreifend angeordnet sind, wodurch ein Mittelpotential zwischen dem niedrigem und dem hohen Potential in dem Zwischenbereich (l_G5) aufgebaut wird.

2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode (G₄), die zweite Elek­ trode (G₆, 19) sowie die Erweiterungen oder Ausdeh­ nungen (g₄, g₆) beider, Elektroden an der inne­ ren Oberfläche besagten Hüllkörpers (Glaskolben 1) angeordnet sind.

3. Kathodenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterungen oder Ausdehnungen (g₄) der ersten Elektrode (G₄) eine Mehrzahl von geraden Flächenabschnitten aufweisen, die parallel zur Hauptachse besagten Hüllkörpers (Glaskolben 1) verlaufen.

4. Kathodenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterungen oder Ausdehnungen (g₄) der ersten Elektrode (G₄) rhombisch oder blatt­ förmig ausgebildet sind.

5. Kathodenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterungen oder Ausdehnungen (g₄) der ersten Elektrode (G₄) pfeilförmig ausgebildet sind.