DE3839389A1

DE3839389A1 - Elektronenkanone fuer eine farbbildroehre

Info

Publication number: DE3839389A1
Application number: DE3839389A
Authority: DE
Inventors: Shoji Shirai; Yoshiaki Takahashi; Masaaki Yamauchi; Masayoshi Furuyama; Kazunari Noguchi; Sakae Ishii
Original assignee: Hitachi Device Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd; Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Consumer Electronics Co Ltd; Japan Display Inc
Priority date: 1987-11-25
Filing date: 1988-11-22
Publication date: 1989-06-08
Also published as: KR890008899A; US4851741A; DE3839389C2; KR920001833B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektronenkanone bzw. ein Elektronenstrahlerzeugersystem für eine Farbbildröhre gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung die Form einer Elektrode innerhalb einer Hauptlinse einer Elektronenkanone für eine Farbbildröhre.

Die Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt einer Farbbildröhre mit einer Elektronenkanone, die einen konventionellen Aufbau aufweist. Ein Phosphorschirm 3, der alternierend mit drei streifenförmigen Farbphosphoren bedeckt ist, liegt auf der Innenwand eines vorderen plattenförmigen Teils 2 eines Glasgehäuses bzw. Glaskolbens 1. Jeweilige Zentralachsen 15, 16 und 17 von Kathoden 6, 7 und 8 koinzidieren mit Zentralachsen von Aperturen bzw. Blendenöffnungen einer G1-Kathode 9, einer G2-Elektrode 10, einer eine Hauptlinse bildenden Fokussierelektrode 11 und eines Abschirmbechers 13, wobei die Aperturen den jeweiligen Kathoden 6, 7 und 8 zugeordnet sind und wobei die Zentralachsen 15, 16 und 17 so angeordnet sind, daß sie innerhalb einer gemeinsamen Ebene parallel zueinander zu liegen kommen. Die Zentralachsen einer Apertur bzw. Blendenöffnung im Zentrum einer Beschleunigungselektrode 12, die die andere Elektrode der Hauptlinse bildet, koinzidiert mit der oben beschriebenen Zentralachse 16. Dagegen koinzidieren die Zentralachsen 18 und 19 der beiden außenliegenden Aperturen bzw. Blendenöffnungen nicht mit den ihnen jeweils zugeordneten Zentralachsen 15 und 17, sondern sind gegenüber diesen leicht nach außen versetzt. Drei Elektronenstrahlen, die von den jeweiligen Kathoden emittiert werden, laufen entlang der Zentralachsen 15, 16 und 17 durch die Hauptlinse hindurch. Die Fokussierelektrode 11 wird mit einer Fokussierspannung von etwa 5 bis 10 kV versorgt, während die Beschleunigungselektrode 12 mit einer Beschleunigungsspannung von etwa 20 bis 30 kV versorgt wird. Die Beschleunigungselektrode 12 weist dasselbe Potential auf wie der Abschirmbecher 13 und eine leitfähige Schicht 5 auf der Innenseite des Glaskolbens 1.

Da die im jeweiligen Zentrum von Fokussierelektrode und Beschleunigungselektrode liegenden Aperturen koaxial zueinander sind, ist die Hauptlinse im Zentrum axialsymmetrisch. Nachdem durch die Hauptlinse eine konvergierende Wirkung auf den Zentralstrahl ausgeübt worden ist, verläuft seine Flugbahn geradeaus weiter bzw. entlang der Zentralachse. Andererseits sind die äußeren Aperturen der Fokussierelektrode und der Beschleunigungselektrode gegeneinander versetzt, so daß ihre Achsen gegeneinander verschoben sind. An den Außenseiten sind daher die Hauptlinsen nichtaxialsymmetrisch ausgebildet. In einem Divergenzlinsenbereich an der Beschleunigungselektrodenseite des Hauptlinsenbereichs verläuft daher jeder der äußeren Strahlen durch einen Bereich hindurch, der bezüglich der Zentralachse der Linse näher am Zentralstrahl liegt, so daß er einer konvergierenden Kraft unterliegt, die in Richtung des Zentralstrahls wirkt. Gleichzeitig wird mittels der Hauptlinse ein fokussierender Effekt auf den Strahl ausgeübt. Drei Elektronenstrahlen dienen zur Erzeugung eines Bildes auf einer Lochmaske 4. Dabei laufen sie derart konvergent zueinander, daß sie sich gegenseitig überlappen. Diese Art der Überlagerung der Strahlen wird nachfolgend als statische Konvergenz (abgekürzt STC) bezeichnet. Die jeweiligen Elektronenstrahlen unterliegen weiterhin einer Farbauswahl in der Lochmaske 4. Nur Komponenten, die Phosphore anregen, welche Farben entsprechend den jeweiligen Strahlen zur Lichtemission aufweisen, laufen durch die Öffnungen der Lochmaske 4 hindurch und erreichen den Phosphorschirm 3. Um den Phosphorschirm 3 mit dem Elektronenstrahl abtasten zu können, ist ein externes magnetisches Ablenkjoch 14 vorhanden.

Wenn eine "In-line"-Elektronenkanone mit drei Elektronenstrahlwegen in einer Horizontalebene mit einem sogenannten "selbstkonvergierenden Ablenkjoch" zur Bildung einer speziellen, ungleichförmigen Magnetfeldverteilung kombiniert wird, so wird bei einer statischen Konvergenz STC im Zentrum des Schirms auch eine Konvergenz in den verbleibenden Bereichen des Schirms erhalten. Bei einem typischen selbstkonvergierenden Ablenkjoch ist jedoch die Ablenkdefokussierung aufgrund der Ungleichförmigkeit des magnetischen Feldes groß, was zu einem verminderten Auflösungsvermögen in den Randbereichen des Schirms führt. Die Fig. 3 zeigt schematisch die Deformation eines Elektronenstrahlpunkts infolge der Ablenkdefokussierung. In den Randbereichen des Schirms dehnt sich der jeweils helle Teil (Kern) des Elektronenstrahls in Horizontalrichtung aus. Dieser Kern ist schraffiert dargestellt. Dagegen dehnt sich der jeweils dunkle Teil (Halo) des Elektronenstrahls in Vertikalrichtung aus.

Eine Möglichkeit zur Lösung dieses Problems ist in der JP- A-61-99249 beschrieben. Die Fig. 4A bis 4C zeigen den Aufbau einer Elektronenkanone gemäß diesem Stand der Technik. Die Fokussierelektrode ist in Richtung von der Kathode zum Phosphorschirm in ein erstes Element 114 und in ein zweites Element 115 unterteilt. An einer Endfläche des ersten Elements 114 gegenüber dem zweiten Element 115 befinden sich Schlitze, die sich in Longitudinalrichtung erstrecken, wie die Fig. 4B zeigt. Die Schlitze verlaufen also in Vertikalrichtung in Fig. 4B. Dagegen befinden sich an einer Endfläche des zweiten Elements 115 gegenüber dem ersten Element 114 schlitzförmige Öffnungen, die sich in Horizontalrichtung erstrecken, wie die Fig. 4C zeigt, und an denen eine Spannung anliegt, die sich dynamisch und in Synchronisation mit dem zum Ablenkjoch gelieferten Ablenkstrom ändert. Die dynamische Spannung wird somit der Fokussierspannung Vf überlagert. Ist der Betrag der Ablenkung groß, so wird auch die Potentialdifferenz zwischen dem ersten Element 114 und dem zweiten Element 115 groß. Daher nimmt auch die Brechkraft einer Quadrupollinse, die durch die Schlitze gebildet wird, einen hohen Wert an, so daß ein großer Astigmatismus im Elektronenstrahlpunkt erhalten wird. Ist das Potential des zweiten Elements 115 höher als das Potential des ersten Elements 114 und des dritten Elements, so bewirkt der im Elektronenstrahl hervorgerufene Astigmatismus eine Verlängerung des Kerns in Vertikalrichtung sowie eine Verlängerung des Halo in Horizontalrichtung. Es ist daher möglich, den in Fig. 3 infolge der Elektronenstrahlablenkung hervorgerufenen Astigmatismus auszulöschen und das Auflösungsvermögen in den Randbereichen des Schirms zu vergrößern. Andererseits verschlechtert sich das Auflösungsvermögen nicht, wenn der Elektronenstrahl nicht abgelenkt wird. Aufgrund dieser Tatsache läßt sich ein Zustand, bei dem in den Zentralbereichen des Schirms kein Astigmatismus erzeugt wird, durch Eliminierung der Potentialdifferenz zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element einstellen, um die Bildung einer unsymmetrischen Linse zu verhindern.

In Farbbildröhren ist der Abstand von der Hauptlinse zu den Randbereichen des Schirms größer als der Abstand von der Hauptlinse zum Zentralbereich des Schirms. Die Bedingungen für eine Elektronenstrahlfokussierung im Zentralbereich und in den Randbereichen unterscheiden sich daher voneinander. Ist der Elektronenstrahl im Zentralbereich fokussiert, so ist er nicht in den Randbereichen fokussiert, was eine Verschlechterung des Auflösungsvermögens mit sich bringt. Bei dem konventionellen Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 wird das Potential des zweiten Elements 114 angehoben, wenn der Elektronenstrahl in Richtung zum Randbereich des Schirms abgelenkt werden soll. Die Potentialdifferenz zwischen dem Potential des zweiten Elements 114 und der Beschleunigungsspannung der Beschleunigungselektrode 12 vermindert sich daher, so daß die Brechkraft der Hauptlinse abgeschwächt wird. Demzufolge dehnt sich der Fokussierungspunkt des Elektronenstrahls in Schirmrichtung aus, so daß der Elektronenstrahl auf dem Schirm fokussiert werden kann, auch wenn der Fokusbereich im Randbereich des Schirms liegt. Es ist daher möglich, auf diese Weise eine Verschlechterung des Auflösungsvermögens im Randbereich des Schirms zu verhindern. Mit anderen Worten ist es möglich, gleichzeitig für eine dynamische Astigmatismuskorrektur und für eine dynamische Fokussierung zu sorgen.

Die Fig. 5A bis 5C zeigen ein anderes und in der JP-A-61- 2 50 933 diskutiertes Beispiel. In derselben Weise wie beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4A bis 4C ist die Fokussierelektrode in zwei Elemente 116 und 117 unterteilt. Wie den Fig. 5B und 5C zu entnehmen ist, sind vertikale und horizontale Korrekturelektroden, die eine plattenartige Form aufweisen, an einander gegenüberliegenden Flächen der jeweiligen Elemente 116 und 117 derart angeordnet und miteinander kombiniert, daß durch sie eine Quadrupollinse gebildet wird. An das zweite Element 117 wird eine dynamische Spannung Vd angelegt, die der Fokussierspannung Vf überlagert ist, um gleichzeitig eine dynamische Astigmatismuskorrektur und eine dynamische Fokussierung zu verwirklichen.

In der JP-A-62-58 549 sind weitere Maßnahmen zur Lösung eines Problems bei dem oben beschriebenen konventionellen Beispiel beschrieben, das darin besteht, daß die Anwendung der dynamischen Spannung die Brechkraft der Hauptlinse und die auf die äußere Strahlen wirkende Konvergenzkraft infolge nichtaxialsymmetrischer Komponenten der Linse vermindert, so daß letzlich eine nicht zufriedenstellende Konvergenz erhalten wird.

Die Fig. 6A bis 6C zeigen den Aufbau einer Elektronenkanone gemäß diesem konventionellen Beispiel. An gegenüberliegenden Endflächen des ersten Elements 130 und des zweiten Elements 140 der Fokussierelektrode sind, wie die Fig. 6B und 6C erkennen lassen, sich longitudinal erstreckende Aperturöffnungen mit sich lateral erstreckenden Aperturöffnungen derart kombiniert, daß eine Quadrupollinse gebildet wird, und zwar in derselben Weise wie beim konventionellen Ausführungsbeispiel nach Fig. 4. Im folgenden sei angenommen, daß äußere Strahldurchgangsöffnungen einer G1-Elektrode 110 und einer G2-Elektrode 120, äußere Strahldurchgangsöffnungen an der G2-Elektrodenseite des ersten Elements 130 der Fokussierelektrode, äußere Strahldurchgangsöffnungen innerhalb der einander gegenüberliegenden Flächen von erstem Element 130 und zweitem Element 140 und äußere Strahldurchgangsöffnungen innerhalb einander gegenüberliegender Flächen von zweitem Element 140 und Beschleunigungselektrode 150 jeweils unter Abständen S 1, S 2, S 2 und S 4 von der Zentralachse der Elektronenkanone liegen, wobei diese Abstandswerte folgende Beziehung zueinander aufweisen:

S 1 < S 2 < S 3 < S 4.

Bei diesem Beispiel ist die Hauptlinse axialsymmetrisch ausgebildet, während nichtaxialsymmetrische Linsen zur Lieferung der Konvergenzkraft für die äußeren Strahlen an gegenüberliegenden Flächen der G2-Elektrode und des ersten Elements vorhanden sind. Im Ergebnis wird keine Konvergenzwirkung erzielt, auch wenn die Brechkraft der Hauptlinse infolge der Änderung der dynamischen Spannung vermindert wird.

Beim bisher beschriebenen Stand der Technik tritt das Problem auf, daß die Herstellung der Komponenten der Elektronenkanone und die Herstellung der Elektronenkanone selbst extrem genau ausgeführt werden müssen. Bei der Kombination der longitudinalen Schlitze mit den lateralen Schlitzen oder bei der Kombination der longitudinalen, plattenartigen Korrekturelektroden mit den lateralen Korrekturelektroden entsprechend den Beispielen nach den Fig. 4A bis 4C und 5A bis 5C führen selbst geringste gegenseitige Verschiebungen bzw. Abweichungen von der gewünschten Position zu ungleichförmigen Kräften, die während der Astigmatismuskorrektur auf den Elektronenstrahl wirken, so daß sich der Elektronenstrahlpunkt auf dem Schirm deformiert.

Andererseits gestaltet sich die Herstellung der Elektronenkanone nach den Fig. 6A bis 6C außerordentlich schwierig, da die Abstände S 1, S 2, S 3 und S 4 der Elektronenstrahl- Durchgangsöffnungen untereinander verschieden sind. Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 6A bis 6C tritt weiterhin das Problem auf, daß eine comatische Aberration erhalten wird, da die äußeren Elektronenstrahlen die Linse schräg durchlaufen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektronenkanonenstruktur zu schaffen, die es erlaubt, gleichzeitig eine dynamische Astigmatismuskorrektur und eine dynamische Fokussierung vorzunehmen, ohne daß es, wie beim Stand der Technik, erforderlich ist, die Komponenten der Elektronenstrahlkanone und die Elektronenstrahlkanone selbst mit hoher Präzision herstellen zu müssen.

Beim Stand der Technik müssen die Komponenten und die Elektronenstrahlkanone selbst mit hoher Genauigkeit hergestellt werden, da zwei Arten von Elektroden mit unterschiedlichem Aufbau genau miteinander kombiniert werden müssen. Das erste Element der G3-Elektrode weist daher nur eine einzige große Aperturöffnung bzw. Blendenöffnung an ihrer dem zweiten Element gegenüberliegenden Seite auf. Die Struktur zur Bildung der Quadrupollinse enthält ferner nur eine Korrekturelektrode in Form einer flachen Platte, die oberhalb und unterhalb von Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen an einer Seite des zweiten Elements angeordnet ist, die dem ersten Element gegenüberliegt, wobei sich die flache Platte ins Innere des ersten Elements durch die oben beschriebene Öffnung hindurch erstreckt.

Bei der Elektrodenstruktur nach der Erfindung ist kein zum ersten Element gehörender Elektrodenteil vorhanden, der in der Nachbarschaft des Elektronenstrahls in der Nähe der einander gegenüberliegenden Flächen von erstem und zweitem Element angeordnet ist. Bei Kombination des ersten Elements mit dem zweiten Element ist es daher nicht erforderlich, diese Elemente untereinander hochgenau positionieren zu müssen.

Ziel der Erfindung ist es weiterhin, einen Elektronenkanonenaufbau zu schaffen, bei dem sich keine Probleme bezüglich der Strahlkonvergenz ergeben, auch wenn eine dynamische bzw. sich verändernde Spannung angelegt wird.

Probleme bezüglich der Strahlkonvergenz werden dadurch beseitigt, daß zusätzlich zur oben beschriebenen Elektrodenstruktur nach der Erfindung innerhalb des ersten Elements eine Elektrodenplatte mit Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen angeordnet wird, oder eine zweite plattenförmige Korrekturelektrode, die sich von der oben beschriebenen Elektrodenplatte in Richtung zum zweiten Element erstreckt, wobei die zweite plattenförmige Korrekturelektrode der zuerst genannten plattenförmigen Korrekturelektrode im Abstand gegenüberliegt. Die Platten der zweiten plattenförmigen Korrekturelektrode liegen senkrecht zu der zuerstgenannten plattenförmigen Korrekturelektrode.

Bei der oben beschriebenen Elektrodenstruktur nach der Erfindung befinden sich koaxiale, kreisförmige Blendenöffnungen mit gleichen Durchmessern in einander gegenüberliegenden Flächen des ersten und des zweiten Elements, wobei zwischen diesen Flächen die plattenförmige Korrekturelektrode liegt. Anders als bei dem Aufbau nach den Fig. 4A bis 4C können daher das erste Element und das zweite Element mit extrem hoher Positionsgenauigkeit zueinander angeordnet werden, und zwar mit Hilfe einer zylindrischen Ausrichthilfe, wie sie konventionell bei der Montage von Elektronenkanonen verwendet wird. Die zylindrische Ausrichthilfe kann z. B. ein zylindrischer Stab sein, der die Durchgangsöffnungen durchragt.

Da sich der Abstand zwischen den jeweiligen Elektronenstrahl- Durchgangsöffnungen von der Fokussierelektrode bis zur G1-Elektrode nicht ändert, braucht keine Verschlechterung der Montagegenauigkeit befürchtet zu werden. Eine Massenproduktion kann daher problemlos durchgeführt werden.

Die Zeichnung stellt neben dem Stand der Technik Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigen:

Fig. 1A und 1B einen Längsschnitt und einen Querschnitt durch eine Elektronenkanone nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Farbbildröhre mit einer konventionellen Elektronenkanone,

Fig. 3 Formen von Elektronenstrahlpunkten auf verschiedenen Bereichen eines Schirms einer Farbbildröhre mit einer konventionellen Elektronenkanone,

Fig. 4A, 5A und 6A Längsschnitte von konventionellen Elektronenkanonen,

Fig. 4B und 4C, 5B und 5C sowie 6B und 6C Draufsichten auf wesentliche Teile der Elektronenkanonen nach den Fig. 4A, 5A und 6A,

Fig. 7 eine graphische Darstellung mit analytischen Ergebnissen von Eigenschaften einer Elektronenkanone nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 8 eine Draufsicht auf einen wesentlichen Teil einer Elektronenkanone nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 9A und 9B eine Seitenansicht und eine Draufsicht auf einen Hauptteil eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Elektronenkanone nach der Erfindung,

Fig. 10A bis 10C einen Vertikalschnitt durch eine weitere Elektronenkanone nach der Erfindung sowie Draufsichten auf wesentliche Teile dieser Elektronenkanone,

Fig. 11 und 13 graphische Darstellungen mit analytischen Ergebnissen von weiteren Eigenschaften einer Elektronenkanone nach der Erfindung,

Fig. 12 einen Vertikalschnitt durch das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 mit eingezeichneter Verteilung der Äquipotentiallinien innerhalb der Elektronenkanone,

Fig. 14 und 15 Draufsichten auf wesentliche Teile des anderen Ausführungsbeispiels nach der Erfindung,

Fig. 16A bis 16C Darstellungen zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels einer Elektronenkanone für eine Farbbildröhre nach der Erfindung, und

Fig. 17A und 17B Diagramme zur Erläuterung der elektrischen Feldwirkung einer Quadrupollinse, hervorgerufen durch eine erste Fokussierelektrode und eine zweite Fokussierelektrode der in Fig. 16 gezeigten Elektronenkanone.

Die Fig. 1A und 1B zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Fokussierelektrode ist in ein erstes Element 111 und ein zweites Element 112 unterteilt. Eine einzelne laterale, längliche Aperturöffnung ist im ersten Element 111 gebildet. Drei kreisförmige Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen befinden sich in einer Endfläche des zweiten Elements 112, die dem ersten Element 111 gegenüberliegt. Oberhalb und unterhalb der Durchgangsöffnungen liegen plattenähnliche Korrekturelektroden (horizontale Platten) 113, die sich in Richtung des ersten Elements 111 erstrecken. Diese Korrekturelektroden 113 sind mit dem zweiten Element 112 verbunden.

Eine konstante Fokussierspannung Vf wird an das erste Element 111 angelegt, während eine dynamische Spannung Vd, die die Fokussierspannung Vf überlagert, an das zweite Element 112 angelegt wird. Wird der Elektronenstrahl abgelenkt, so wird Vd erhöht, wenn sich die Größe der Ablenkung erhöht. Steigt Vd an, so vergrößert sich auch die Brechkraft einer Quadrupollinse, die an einander gegenüberliegenden Flächen von erstem Element 111 und zweitem Element 112 gebildet ist, so daß der Astigmatismus korrigiert werden kann, der durch die Elektronenstrahlablenkung hervorgerufen wird. Zur selben Zeit wird die Brechkraft der Hauptlinse vermindert, und zwar aufgrund der Verminderung der Spannungsdifferenz zwischen der Beschleunigungsspannung Eb einer Beschleunigungselektrode 12 und der an das zweite Element 112 angelegten Spannung. Da der Abstand zwischen der Hauptlinse und dem Fokuspunkt des Elektronenstrahls sehr lang wird, läßt sich der Elektronenstrahl fokussieren, und zwar auch in Randbereichen des Schirms.

Es lassen sich somit die dynamische Astigmatismuskorrektur und die dynamische Fokussierung gleichzeitig durchführen.

Bei der Elektrodenstruktur nach Fig. 1 befindet sich das erste Element 111 bzw. sein Teil, der dem zweiten Element 112 gegenüberliegt, nicht in der Nachbarschaft zum Elektronenstrahlweg in der Nähe des Quadrupollinsenbereichs. Selbst wenn daher die Position des ersten Elements 111 gegenüber der gewünschten Position bezüglich des zweiten Elements ein wenig versetzt ist, werden die Eigenschaften der Quadrupollinse hierdurch nicht wesentlich beeinflußt. Eine hohe Genauigkeit ist daher bei der Montage der Elektrode nicht erforderlich.

Die Fig. 7 zeigt Ergebnisse einer Analyse der Eigenschaften des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels im Hinblick auf die Astigmatismuskorrektur und die dynamische Fokussierung. Folgende Bedingungen wurden eingestellt:

Beschleunigungsspannung Eb:\|25 kV
Fokussierspannung Vf:	6 kV
Abstand zwischen der Hauptlinse und dem Zentralteil des Schirms:	340 mm
Größe ℓ der Ausdehnung der Horizontalplatte 113 in Richtung des ersten Elements 111:	2,0 mm, 3,0 mm

Die Eigenschaften hinsichtlich der Astigmatismuskorrektur werden durch den Wert der Astigmatismus-Spannung Δ Vf repräsentiert und durch eine durchgezogene Linie in Fig. 7 dargestellt. Der Wert Δ Vf wird dadurch erhalten, daß der Wert der Fokussierspannung, bei dem der Halo des Elektronenstrahlpunkts in Horizontalrichtung im Zentrum des Schirms der Bildröhre gelöscht wird, vom Wert der Fokussierspannung subtrahiert wird, bei der der Halo in Vertikalrichtung gerade gelöscht wird. Ist die dynamische Spannung Vd Null, so wird keine Quadrupollinse gebildet, was dazu führt, daß ein Astigmatismus im Zentrum des Schirms nicht auftritt. Der Wert Δ Vf ist daher Null. Steigt Vd an, so nimmt auch die Brechkraft der Quadrupollinse zu, was dazu führt, daß starker Astigmatismus erhalten wird. Weist Δ Vf eine positiven Wert auf, so tritt ein solcher Astigmatismus auf, daß der Kern des Elektronenstrahls in Longitudinalrichtung ausgedehnt wird. Daher löschen sich der Astigmatismus und der infolge der Ablenkung erzeugte Astigmatismus, der in Fig. 3 veranschaulicht ist, einander aus. Wird eine dynamische Spannung von 1 kV angelegt, so läßt sich Astigmatismus mit einem Wert Δ Vf von etwa -3 kV korrigieren, wenn ℓ = 3,0 mm ist. Astigmatismus mit Δ Vf von -1,9 kV kann korrigiert werden, wenn ℓ = 2,0 mm ist.

Eigenschaften hinsichtlich der dynamischen Fokussierung werden durch einen Wert der dynamischen Fokussierungsspannung Vdf repräsentiert und sind durch gestrichelte Linien in Fig. 7 dargestellt. Es sei darauf hingewiesen, daß die dynamische Fokussierung gleichzeitig mit der Astigmatismuskorrektur ausgeführt werden kann, da Vdf gleichzeitig mit der dynamischen Spannung Vd (nahezu proportional) ansteigt.

Die Fig. 8 und 9A, 9B zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1A und 1B weist das nachfolgend beschriebene Problem auf. Da die Quadrupollinse unterschiedliche Effekte auf einen Zentralstrahl-Seitenbereich des äußeren Elektronenstrahls und auf seinen gegenüberliegenden Bereich an der Elektrodenseite und der Wandseite ausübt, besteht die Gefahr, daß Verzerrungen im Elektronenstrahlpunkt auf dem Schirm entstehen. Dies liegt daran, daß derjenige Teil des äußeren Elektronenstrahls, der an der Elektrodenseite und Wandseite liegt, sehr stark durch die Seitenwand des ersten Elements 111 beeinflußt wird, während sein Zentralstrahl-Seitenbereich nicht in so starkem Maße beeinflußt wird.

Das oben beschriebene Problem wird dadurch gelöst, daß die Form der Horizontalplatte 113 so gewählt wird, daß sie den Einfluß der Seitenwand des ersten Elements 111 abschirmt. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 sind beide Enden einer Horizontalplatte 113′ so abgebogen, daß dadurch der Einfluß des Seitenwandbereichs des ersten Elements 111 gemindert wird. Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 sind oberhalb und unterhalb der Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen liegende Teile einer Horizontalplatte 113″ über Verbindungsteile miteinander verbunden, um eine einstückige Komponente zu bilden. Die Verbindungsteile weisen jeweils eine konkave Ausnehmung auf, wie die Fig. 9A erkennen läßt. In der gleichen Weise wie auch beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 wird hier der Einfluß der Seitenwand des ersten Elements 111 verringert.

Entsprechend der Erfindung können in einer Farbbildröhre gleichzeitig der Astigmatismus, der infolge der Elektronenstrahlablenkung entsteht, korrigiert und die dynamische Fokussierung durchgeführt werden. Die Auflösung in Randbereichen des Schirms läßt sich erheblich verbessern. Im Gegensatz zur herkömmlichen Elektronenkanone braucht die Elektronenkanone nach der Erfindung nicht mit hoher Genauigkeit hergestellt zu werden, um den Astigmatismus zu korrigieren, so daß ihre Herstellungskosten niedrig gehalten werden können.

Die Fig. 10A bis 10C zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Fokussierelektrode ist in ein erstes Element 111 und ein zweites Element 112 unterteilt. Eine einzige, laterale und länglich ausgebildete Aperturöffnung befindet sich im ersten Element 111. Eine Elektrodenplatte 114 mit drei kreisförmigen Elektronenstrahl- Durchgangsöffnungen befindet sich im Inneren des ersten Elements. Drei kreisförmige Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen sind ebenfalls in einer Endfläche des zweiten Elements 112 gebildet, die gegenüber dem ersten Element 111 liegt. Oberhalb und unterhalb der Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen sind plattenartige Korrekturelektroden 113 (horizontale Platte) angeordnet, die sich in Richtung des ersten Elements 111 erstrecken. Die Korrekturelektroden 113 sind mit dem zweiten Element 112 verbunden. Die oben beschriebenen Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen in der Elektrodenplatte 114 und im zweiten Element 112, die jeweiligen Elektronenstrahlen zugeordnet sind, liegen koaxial zueinander und weisen gleiche Durchmesser auf.

Eine konstante Fokussierspannung Vf wird an das erste Element 111 angelegt, während eine dynamische Spannung Vd, die der Fokussierspannung Vf überlagert wird, an das zweite Element 112 angelegt wird. Wird der Elektronenstrahl abgelenkt, so steigt Vd an, wenn sich der Betrag der Ablenkung erhöht. Erhöht sich Vd, so verstärkt sich auch die Brechkraft einer Quadrupollinse, die an gegenüberliegenden Flächen des ersten Elements 111 und des zweiten Elements 112 gebildet ist. Der durch die Elektronenstrahlablenkung hervorgerufene Astigmatismus läßt sich somit korrigieren. Zur selben Zeit wird die Brechkraft der Hauptlinse herabgesetzt, und zwar aufgrund der Verringerung der Spannungsdifferenz zwischen der Beschleunigungsspannung Eb, die an einer Beschleunigungselektrode 12 liegt, und derjenigen Spannung, die an das zweite Element 112 angelegt wird. Da der Abstand zwischen der Hauptlinse und dem Fokuspunkt des Elektrodenstrahls lang wird, läßt sich der Elektronenstrahl auch in Randbereichen des Schirms fokussieren.

Auf diese Weise können die dynamische Astigmatismuskorrektur und die dynamische Fokussierung gleichzeitig durchgeführt werden.

Bei der Elektrodenstruktur nach den Fig. 10A bis 10C sind die kreisförmigen Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen in der Elektrodenplatte 114 und die kreisförmigen Elektronenstrahl- Durchgangsöffnungen im zweiten Element 112, die an der Seite des ersten Elements 111 liegen, koaxial zueinander angeordnet, wobei alle kreisförmigen Elektronenstrahl- Durchgangsöffnungen denselben Durchmesser aufweisen. Durch Einführung einer zylindrischen Montagehilfe in die jeweiligen Öffnungen, wie sie konventionell bei der Montage von Elektronenkanonen verwendet wird, läßt sich eine extrem hohe Positionsgenauigkeit der einzelnen Elemente erzielen.

Die Fig. 11 zeigt ermittelte Eigenschaften bezüglich der Astigmatismuskorrektur beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 10. Folgende Grundabmessungen der Elektronenkanone wurden eingestellt:

Gesamtlänge der Fokussierelektrode:\|26,33 mm
Abstand zwischen dem ersten Element 111 der Fokussierelektrode und dem zweiten Element 112:	0,5 mm
Durchmesser D der kreisförmigen Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen in der Elektrodenplatte 114 und in der Elektrodenfläche des zweiten Elements 112 an der Seite des ersten Elements 111 sowie Abstand D zwischen oberen und unteren Elektroden der Horizontalplatte 113:	4 mm

Ferner werden die Länge der Horizontalplatte 113 mit ℓ, der Abstand zwischen der Horizontalplatte 113 und der Elektrodenplatte 114 mit g und die Länge des zweiten Elements 112 mit ℓG _3-2 bezeichnet. Die Länge ℓ (Tiefe) und die anderen Abmessungen sind in Fig. 10A gezeigt.

Die Eigenschaften bezüglich des Astigmatismus wurden mit Hilfe des nachfolgend beschriebenen Verfahrens analysiert. Die Fokussierspannung Vf wird auf einem konstanten Wert gehalten (7,4 kV bei der vorliegenden Untersuchung), während die dynamische Spannung Vd dem ersten Element 112 überlagert wird. Für jeweils eine Spannung Vd wird Eb geändert. Spannungswerte Ebv und Ebh, die jeweils die Elektronenstrahldurchmesser im Zentralbereich des Schirms in Vertikalrichtung und in Horizontalrichtung minimieren, werden bestimmt. Sodann wird die Spannungsdifferenz Eb zwischen der Vertikalrichtung und der Horizontalrichtung gemäß nachfolgender Gleichung

Δ Eb = Ebv - Ebh

berechnet. Weist Vd einen positiven Wert auf und ist die Brechkraft der Quadrupollinse erhöht, wo wird Ebv größer als Ebh, was zu einem positiven Wert von Δ Eb führt. Das bedeutet, daß bei einer Fokussierung des Elektronenstrahls in Vertikalrichtung die Brechkraft der zwischen dem zweiten Element 112 der Fokussierelektrode und der Beschleunigungselektrode 13 liegenden Hauptlinse größer gewählt werden muß als in dem Fall, bei dem der Elektronenstrahl in Horizontalrichtung fokussiert werden soll. Es gibt sich ebenfalls, daß bei konstantem Eb der Kern des Elektronenstrahlpunkts in Vertikalrichtung ausgedehnt ist, während der Halo in Horizontalrichtung ausgedehnt ist. Dieser durch die statische Quadrupollinse hervorgerufene Astigmatismus führt zur Auslöschung des durch die Elektronenstrahlablenkung hervorgerufenen Astigmatismus, der in Fig. 3 gezeigt ist. Ist der Wert von Δ Eb groß gegenüber dem Wert Vd, so folgt daraus, daß die Empfindlichkeit der Astigmatismuskorrektur durch die Quadrupollinse hoch ist. Die Fig. 11 zeigt Werte von Δ Eb als Funktion von g für verschiedene Werte von ℓ und ℓG _3-2 unter der Bedingung, daß die dynamische Spannung Vd gleich 1 kV ist. Wie anhand der Fig. 11 zu erkennen ist, hängt die Empfindlichkeit der Astigmatismuskorrektur kaum von der Länge ℓ (Tiefe) der Horizontalplatte 113 und in sehr starkem Maße vom Abstand g zwischen der Horizontalplatte 113 und der Elektrodenplatte 114 ab. Die Elektrodenplatte 114 bewirkt, daß sich die Empfindlichkeit der Astigmatismuskorrektur erhöht. Je kleiner der Wert von g wird, um so höher wird die Empfindlichkeit. Anhand der Fig. 11 läßt sich ferner der Zusammenhang zwischen der Position der Quadrupollinse und der Astigmatismuskorrekturempfindlichkeit erkennen. Je kürzer die Gesamtlänge ℓG _3-2 des zweiten Elements 112 wird, je kürzer also der Abstand zwischen der Position der Quadrupollinse und der Position der durch das zweite Element 112 und die Beschleunigungselektrode 113 gebildeten Hauptlinse wird, desto höher wird die Empfindlichkeit der Astigmatismuskorrektur.

Mit dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 10A bis 10C läßt sich ebenfalls das Problem der Strahlkonvergenz lösen.

Steigt die dynamische Spannung Vd an, so verringert sich ebenfalls die im Hauptlinsenbereich vorhandene Potentialdifferenz zwischen der Beschleunigungsspannung Ed und der Spannung des zweiten Elements 112, so daß das elektrische Feld schwach wird. Nichtaxialsymmetrische Komponenten des elektrischen Feldes, die bei der Strahlkonvergenz den äußeren Strahl in Richtung des Zentralstrahls ablenken, werden gleichzeitig abgeschwächt, so daß der Anteil der Ablenkung des äußeren Strahls fällt. Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 10A bis 10C erhöht sich jedoch der Anteil der Ablenkung des äußeren Strahls im Quadrupolbereich, wenn die dynamische Spannung Vd erhöht wird. Es ist daher möglich, den oben genannten Abfall zu kompensieren und eine einwandfreie Konvergenz zu erhalten, auch wenn sich Vd ändert.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 12 wird nachfolgend beschrieben, wie der Strahl im Quadrupollinsenbereich abgelenkt wird. Die Fig. 12 zeigt schematisch die Verteilung von Äquipotentiallinien in einem Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 10A. Wie zu erkennen ist, verlaufen Äquipotentiallinien 701 auch im Bereich zwischen zwei Horizontalplatten 113. Da das Potential des ersten Elements 111 kleiner ist als das der Horizontalplatte 113, werden elektrische Felder in Richtung der Pfeile 702 in Fig. 12 erzeugt. Der äußere Strahl unterliegt somit einer Kraft entgegengesetzt zur Richtung des elektrischen Feldes, so daß er in Richtung zum Zentralstrahl abgelenkt wird. Erhöht sich die dynamische Spannung Vd, so wird dieses elektrische Feld noch verstärkt, was zu einer noch stärkeren Ablenkung des äußeren Strahls nach innen führt.

In der Fig. 13 sind Untersuchungsergebnisse bezüglich der Größe der Konvergenzänderung als Funktion von g für verschiedene Werte von ℓ und ℓG _3-2 dargestellt. Entsprechend der Fig. 13 repräsentiert Δ x der Koordinatenachse den in Horizontalrichtung liegenden Abstand zwischen zwei äußeren Strahlen im Zentralbereich des Schirms, der dann erhalten wird, wenn die dynamische Spannung Vd um 1 kV erhöht wird. Ist Δ x gleich 0, so wird die Konvergenz nicht durch Vd verändert. Weist Δ x einen positiven Wert auf, so wird eine extrem hohe Strahlablenkung erhalten, wenn Vd erhöht wird. Die drei Strahlen konvergieren miteinander, bevor sie den Schirm erreichen. Weist dagegen Δ x einen negativen Wert auf, so wird dagegen nur eine unzureichende Strahlablenkung erhalten, wenn Vd erhöht wird. Die Strahlen konvergieren nicht, auch wenn sie bereits den Schirm erreicht haben.

Durch geeignete Wahl von ℓ, g und ℓG _3-2 ist es möglich, den Wert von Δ x gleich 0 zu wählen und damit das Problem der Strahlkonvergenz zu lösen. Wird insbesondere ℓ geändert, so läßt sich die Konvergenz allein und ohne Beeinflussung der Astigmatismuskorrekturempfindlichkeit einstellen, was zu einem einfachen Elektrodenaufbau führt.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 10A bis 10C sind die Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen in der Elektrodenplatte 114 kreisförmig ausgebildet. Andere Formen mit gleichen Durchmessern der Löcher in Horizontalrichtung und Vertikalrichtung, beispielsweise die in Fig. 14 gezeigten quadratischen Öffnungen, weisen einen ähnlichen Effekt wie die beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 10A bis 10C gezeigten Öffnungen auf, da auch im Fall der Fig. 14 die einzelnen Elektroden mit Hilfe einer zylindrischen Elektrodenmontagehilfe mit hoher Genauigkeit zusammengestellt werden können.

Die Fig. 15 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die in der Elektrodenplatte 114 vorhandenen Elektronenstrahl- Durchgangsöffnungen rechteckförmig ausgebildet sind. In diesem Fall kann die Elektrodenplatte 114 nur ungenau in Vertikalrichtung positioniert werden, wenn eine kreisförmige Montage- bzw. Elektrodenpositionierhilfe verwendet wird, beispielsweise ein Stab mit kreisförmigem Querschnitt. Ist der Durchmesser der Elektronenstrahl-Durchgangsöffnung in Vertikalrichtung hinreichend größer als der Abstand zwischen den oberen und unteren, plattenähnlichen Korrekturelektroden 113, so kann der Einfluß der Positionsverschiebung in Vertikalrichtung durch die Horizontalplatten 113 vermindert bzw. abgeschirmt werden. Das Problem ist damit beseitigt. Bei einer Form der Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen entsprechend Fig. 15 läßt sich die Empfindlichkeit bei der Korrektur des Astigmatismus ebenfalls verbessern.

Ist der Durchmesser der Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen in Horizontalrichtung größer als der in Vertikalrichtung, so kann das Problem der Strahlkonvergenz gelöst werden. Derartige Durchgangsöffnungen sind jedoch nicht erwünscht, da in einem solchen Fall die Empfindlichkeit bei der Astigmatismuskorrektur und die Elektrodenmontagegenauigkeit vermindert werden.

Die Fig. 16A bis 16C zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind plattenartige Korrekturelektroden 118 (vertikale Platten) vorhanden, die mit einer Elektrodenplatte 114 verbunden sind, die am ersten Element 111 angeordnet ist und Elektronenstrahl- Durchgangsöffnungen aufweist. Die plattenartigen Korrekturelektroden 118 erstrecken sich in Richtung des zweiten Elements 112 und liegen senkrecht zur Horizontalplatte 113 und der Horizontalplatte 113 in einem Abstand g gegenüber, um das Problem hinsichtlich der Konvergenz zu lösen und um die Empfindlichkeit bei der Astigmatismuskorrektur zu erhöhen. Auch in diesem Fall ist es möglich, die Konvergenz durch eine geeignete Länge ℓ (bzw. Tiefe) der Horizontalplatte 113 einzustellen, die die Quadrupollinse bildet, wobei die Empfindlichkeit bei der Astigmatismuskorrektur durch Einstellung des Spalts g und der Länge ℓG _3-2 des zweiten Elements 112 erfolgt, und zwar in derselben Weise wie beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 10A bis 10C.

Die Fig. 17A und 17B erläutern die elektrische Feldwirkung der Quadrupollinse, die durch das erste Element und das zweite Element der in den Fig. 16A bis 16C gezeigten Elektronenkanone erhalten wird. Die Fig. 17A zeigt eine Teilfrontansicht auf das erste Element. Dagegen zeigt die Fig. 17B einen Teilschnitt durch das zweite Element.

In den Fig. 17A und 17B repräsentieren Fh, Fu und Fv durch das elektrische Feld hervorgerufene Kräfte, die auf die Elektronenstrahlen wirken, wobei gleiche Teile wie in den Fig. 16A bis 16C mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Das durch die innerhalb des ersten Elements 111 vorhandenen vertikalen Platten 118, 118′, 118′′ und 118′′′ sowie durch die horizontalen Platten 113 und 113′ gebildete elektrische Feld ist ein sogenanntes elektrisches Quadrupollinsenfeld. In jedem der innerhalb des ersten Elements 111 nach Fig. 17A gebildeten Abschnitte zwischen den vertikalen Platten 118 und 118′, zwischen den vertikalen Platten 118′ und 118″ und zwischen den vertikalen Platten 118′′ und 118′′′ wird ein fokussierendes elektrisches Feld aufgebaut, das in vertikaler Richtung schwach und in horizontaler Richtung stark ist. Ein Elektronenstrahl wird daher in Horizontalrichtung durch die Kraft Fh-Fu (mit Fh < Fu) stark fokussiert. Zwischen den Horizontalplatten 113 und 113′, die mit dem zweiten Element 112 verbunden sind, wie in Fig. 17B zu erkennen ist, wird eine Divergenzlinse bzw. Linse mit divergierender Wirkung, erhalten, die stark in Vertikalrichtung ist und nur einen kleinen Einfluß in Horizontalrichtung ausübt. Durch sie wird ein Elektronenstrahl in Vertikalrichtung durch die Kraft Fv efokussiert bzw. auseinandergezogen.

Zwischen dem ersten Element 111 und dem zweiten Element 112 weist daher der Elektronenstrahl einen longitudinalen, verlängerten Abschnitt in Vertikalrichtung auf. Auf diese Weise läßt sich die Deformierung des Elektronenstrahls beim Durchlaufen des magnetischen Ablenkfeldes, bei dem er eine lateral ausgedehnte Querschnittsform in Horizontalrichtung erhält, kompensieren, so daß verhindert werden kann, daß ein Elektronenstrahl erhalten wird, der lateral verlängert und abgeflacht ist.

Steigt ferner die Größe der Ablenkung des Elektronenstrahls an, so wird ebenfalls der Abstand zwischen der Hauptlinse und dem Phosphorschirm länger. Demzufolge wird auch der Grad der Überfokussierung des Elektronenstrahls mit vergrößerter Ablenkung auf dem Phosphorschirm angehoben. Es ist möglich, auf diese Weise den Elektronenstrahl nicht nur im Zentralbereich, sondern auch in den Randbereichen des Phosphorschirms optimal zu fokussieren. Dabei wird ein nahezu perfekt kreisförmiger Strahlpunkt erhalten.

Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen erstrecken sich die mit dem zweiten Element 112 verbundenen Horizontalplatten 113 (113′) ins Innere des ersten Elements 111. Dies ist jedoch keine notwendige Bedingung. Das vordere Ende der Horizontalplatte kann auch in der Nähe des vorderen Endes des ersten Elements 111 liegen. Das vordere Ende der Horizontalplatten weist nach links in Fig. 16A, während das vordere Ende des ersten Elements nach rechts in Fig. 16A weist.

Der vordere Endbereich T des ersten Elements 111 erstreckt sich in Richtung des zweiten Elements 112 und überragt die vorderen Enden der Vertikalplatten 118, 118′, 118″ und 118′′′, um eine Kraft Fa zu erzeugen, wie in Fig. 17B gezeigt ist. Durch diesen vorderen Endbereich T des ersten Elements 111 wird ebenfalls ein Abschirmeffekt erzielt, um zu verhindern, daß das elektrische Linsenfeld durch elektrische Ladungen beeinflußt wird, die sich z. B. auf der Innenwand des Bildröhrenhalses oder dergleichen ansammeln.

Beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es möglich, eine Konvergenz sowohl für den mittleren Elektronenstrahl als auch für die seitlichen Elektronenstrahlen im gesamten Bereich des Phosphorschirms zu erzielen, wobei ein kleiner Durchmesser und eine nahezu kreisförmige Form des Elektronenstrahlpunkts aufrechterhalten werden können, so daß sich keine Verminderung der Auflösung ergibt.

Die Erfindung ist darüber hinaus nicht auf Elektronenkanonen mit nur einer einstufigen Fokussierelektrode, wie oben beschrieben, beschränkt. Sie erstreckt sich auch auf Elektronenkanonen mit mehrstufigen Fokussierelektroden. Gemäß den obigen Ausführungsbeispielen besteht die Horizontalplatte aus einem Paar von Elektroden, wobei jeweils getrennte Strahldurchgangsöffnungen in der Endfläche des zweiten Elements vorhanden sind, die dem ersten Element gegenüberliegt. Für jeweils einen Elektronenstrahl ist eine Durchgangsöffnung vorgesehen. Die Horizontalplatte kann jedoch auch in separate Platten unterteilt sein, wobei jeweils eine Teilplatte für einen Elektronenstrahl vorgesehen ist, während die Elektronenstrahl-Durchgangsöffnung in der Fläche des zweiten Elements als einzelne, lateral verlängerte Öffnung ausgebildet ist, durch die alle Elektronenstrahlen hindurchtreten.

Im Vorangegangenen wurde eine Elektronenkanone mit drei Kathoden zur Erzeugung von drei Elektronenstrahlen beschrieben. Auf derartige Elektronenkanonen ist die Erfindung jedoch ebenfalls nicht beschränkt. Sie kann auch bei einer Elektronenkanone zum Einsatz kommen, die nur eine einzelne Kathode zur Erzeugung von drei Elektronenstrahlen aufweist, oder bei anderen Elektronenkanonen, die mehr oder weniger als drei Elektronenstrahlen erzeugen.

Durch die Erfindung wird eine Elektronenkanone für eine Farbbildröhre erhalten, die ein gutes Auflösungsvermögen und eine gute Konvergenzcharakteristik im gesamten Bereich des Phosphorschirms aufweist. Zusätzlich ist es möglich, seitliche Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen in verschiedenen zur Elektronenkanone gehörenden Elektroden koaxial zueinander anzuordnen. Die genaue Ausrichtung ist einfach. Im Ergebnis werden Elektronenkanonen für Farbbildröhren erhalten, die aufgrund eines vereinfachten Aufbaus eine hohe Produktionsrate ermöglichen sowie eine gute Qualität und ausgezeichnete Betriebseigenschaften aufweisen.

Claims

1. Elektronenkanone für eine Farbbildröhre, mit

- einer ersten Elektrodeneinrichtung zur Erzeugung einer Mehrzahl von Elektronenstrahlen sowie zur Führung der Elektronenstrahlen zu einem Phosphorschirm entlang paralleler Ausgangswege, die in einer Horizontalebene liegen,
- einer zweiten Elektrodeneinrichtung innerhalb einer Hauptlinse zur Fokussierung der Elektronenstrahlen auf dem Phosphorschirm, und
- einem Ablenkjoch zur Ablenkung der Elektronenstrahlen zwecks Abtastung des Phosphorschirms,

dadurch gekennzeichnet, daß

- eine Fokussierelektrode benachbart zu einer Beschleunigungselektrode (12), die mit der höchsten Spannung versorgt wird, ein erstes Element (111) und ein zweites Element (112) enthält,
- plattenförmige Korrekturelektroden (113), die sich in das Innere des ersten Elements (111) durch eine einzelne Öffnung hindurch erstrecken, die in einer Endfläche des ersten Elements (111) gegenüber dem zweiten Element (112) vorhanden ist, so oberhalb und unterhalb von Elektronenstrahl- Durchgangsöffnungen angeordnet sind, die sich in einer Endfläche des zweiten Elements (112) befinden, die der Beschleunigungselektrode (12) abgewandt ist und dem ersten Element (111) gegenüberliegt, daß sie in elektrischem Kontakt mit dem zweiten Element (112) stehen,
- eine Konstantspannung (Vf) an das erste Element (111) anlegbar ist, und
- die Konstantspannung (Vf), überlagert mit einer dynamischen Spannung (Vd), die in Synchronisation mit der Elektronenstrahlablenkung derart geändert wird, daß sie sich mit stärkerer Ablenkung erhöht, an das zweite Element (112) anlegbar ist.

2. Elektronenkanone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den plattenförmigen Korrekturelektroden (113′) oberhalb und unterhalb der Elektronenstrahl- Durchgangsöffnungen in den Endbereichen der plattenförmigen Korrekturelektroden (113′) kürzer ist als in ihrem Zentralbereich.

3. Elektronenkanone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen Korrekturelektroden (113″) oberhalb und unterhalb der Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen an beiden Enden miteinander verbunden sind, und daß die Größe der Ausdehnung des jeweiligen Verbindungsteils in Richtung zum ersten Element (111) in der Nähe der plattenförmigen Korrekturelektroden (113″) groß und im mittleren Bereich zwischen den plattenförmigen Korrekturelektroden (113″) klein ist.

4. Elektronenkanone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrodenplatte (114) innerhalb des ersten Elements (111) angeordnet und mit diesem elektrisch verbunden ist, die Elektrodenplatte (114) den plattenförmigen Korrekturelektroden in einem festen Abstand (g) gegenüberliegt und Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen aufweist, und der Durchmesser (D) der Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen in Richtung parallel zu der Horizontalebene gleich oder kleiner ist als ihr Durchmesser in Richtung senkrecht zur Horizontalebene.

5. Elektronenkanone nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen innerhalb der Elektrodenplatte (114) kreisförmig ausgebildet sind.

6. Elektronenkanone nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen innerhalb der Elektrodenplatte (114) quadratisch ausgebildet sind.

7. Elektronenkanone nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen innerhalb der Elektrodenplatte (114), gemessen in Richtung senkrecht zu der Horizontalebene, größer ist als der Abstand zwischen der oberen und unteren plattenförmigen Korrekturelektrode (113).

8. Elektronenkanone nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen innerhalb der Elektrodenplatte (114) rechteckförmig sind.

9. Elektronenkanone nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zweite plattenförmige Korrekturelektrode mit einer Mehrzahl von parallelen, flachen Platten (118), die so an einer im Inneren des ersten Elements (111) angeordneten Elektrodenplatte (114) angebracht sind, daß sie sich in Richtung zum zweiten Element (112) erstrecken und in Elektronenstrahl- Anordnungsrichtung zu beiden Seiten eines jeden der Elektronenstrahlen zu liegen kommen, die durch Elektronenstrahl- Durchgangsöffnungen in der Elektrodenplatte (114) hindurchtreten.

10. Elektronenkanone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen Korrekturelektroden (113) in separate Teilplatten unterteilt sind, und daß jeweils separate Teilplatten oberhalb und unterhalb einer jeden Elektronenstrahl-Durchgangsöffnung zu liegen kommen.

11. Elektronenkanone nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen im ersten Element (111) entweder drei longitudinal verlängerte Löcher mit größerem Durchmesser senkrecht zur Elektronenstrahl-Anordnungsrichtung, durch die drei Elektronenstrahlen jeweils getrennt hindurchtreten, oder drei kreisförmige Löcher sind, und daß die Elektronenstrahl- Durchgangsöffnungen im zweiten Element (112) entweder drei lateral verlängerte Löcher mit größerem Durchmesser in der Elektronenstrahl-Anordnungsrichtung oder drei kreisförmige Löcher sind, durch die die drei Elektronenstrahlen jeweils getrennt hindurchtreten.