DE3839389C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Farbbildröhre gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere betrifft die
Erfindung die Form einer Elektrode innerhalb einer Hauptlinse
einer Elektronenkanone in einer 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 Zentralachse 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 nicht axialsymmetrisch
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-61-99 249 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 äußeren Strahlen wirkende Konvergenzkraft infolge
nicht axialsymmetrischer Komponenten der Linse vermindert,
so daß letztlich 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 3 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 chromatische Aberration erhalten
wird, da die äußeren Elektronenstrahlen die Linse schräg
durchlaufen.
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.
Aus der US-PS 46 26 738 ist es bekannt, eine Elektrodenplatte
mit Elektronenstrahldurchgangsöffnungen innerhalb eines
ersten Elements einer zweiteiligen Fokussieranordnung anzuordnen.
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.
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.
Diese Aufgabe wird bei einer Farbbildröhre gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs
1 angegebenen Merkmale gelöst.
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.
Probleme bezüglich der Strahlkonvergenz werden dadurch beseitigt,
daß gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung 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.
Vorteilhafterweise 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.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
den Unteransprüchen zu entnehmen.
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 einer Elektronenkanone eines weiteren Ausführungsbeispiels
der Erfindung,
Fig. 10A bis 10C einen Vertikalschnitt durch eine weitere
Elektronenkanone eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie Draufsichten
auf wesentliche Teile dieser Elektronenkanone,
Fig. 11 und 13 graphische Darstellungen mit analytischen
Ergebnissen von weiteren Eigenschaften einer Elektronenkanone,
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 ΔVf repräsentiert
und durch eine durchgezogene Linie in Fig. 7 dargestellt.
Der Wert ΔVf 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 ΔVf ist daher Null. Steigt Vd an, so nimmt auch die
Brechkraft der Quadrupollinse zu, was dazu führt, daß starker
Astigmatismus erhalten wird. Weist ΔVf einen 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 ΔVf von etwa -3 kV korrigieren, wenn ℓ = 3,0 mm
ist. Astigmatismus mit ΔVf 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 ℓG3-2 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 zweiten 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
ΔEb = 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 ΔEb 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 ΔEb groß gegenüber dem Wert Vd, so folgt
daraus, daß die Empfindlichkeit der Astigmatismuskorrektur
durch die Quadrupollinse hoch ist. Die Fig. 11 zeigt Werte
von ΔEb als Funktion von g für verschiedene Werte von ℓ und
ℓG3-2 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 ℓG3-2 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. Nicht axialsymmetrische 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 ℓG3-2 dargestellt. Entsprechend
der Fig. 13 repräsentiert Δx 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 Δx gleich 0, so wird die Konvergenz nicht durch Vd verändert.
Weist Δx 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 Δx 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 ℓG3-2 ist es möglich, den
Wert von Δx 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 ℓG3-2
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′′′.
Durch diesen vorderen Endbereich 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 (11)
1. Farbbildröhre mit
einer Elektrodeneinrichtung zur Erzeugung einer Mehrzahl von Elektronenstrahlen sowie zur Führung der Elektronenstrahlen zu einem Phosphorschirm entlang paralleler Strahlwege, die in einer Horizontalebene liegen,
einer Fokussierelektrode zur Fokussierung der Elektronenstrahlen auf dem Phosphorschirm, die benachbart zu einer mit der höchsten Spannung versorgten Beschleunigungselektrode angeordnet ist und die ein erstes Element und ein zweites Element enthält, und
einem Ablenkjoch zur Ablenkung der Elektronenstrahlen zwecks Abtastung des Phosphorschirms,
dadurch gekennzeichnet, daß
plattenförmige Korrektorelektroden (113, 113′, 113′′), die sich in das Innere des ersten Elements (111) durch eine einzige 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 Elektro nenstrahlablenkung derart geändert wird, daß sie sich mit stärkerer Ablenkung erhöht, an das zweite Element (112) anlegbar ist.
einer Elektrodeneinrichtung zur Erzeugung einer Mehrzahl von Elektronenstrahlen sowie zur Führung der Elektronenstrahlen zu einem Phosphorschirm entlang paralleler Strahlwege, die in einer Horizontalebene liegen,
einer Fokussierelektrode zur Fokussierung der Elektronenstrahlen auf dem Phosphorschirm, die benachbart zu einer mit der höchsten Spannung versorgten Beschleunigungselektrode angeordnet ist und die ein erstes Element und ein zweites Element enthält, und
einem Ablenkjoch zur Ablenkung der Elektronenstrahlen zwecks Abtastung des Phosphorschirms,
dadurch gekennzeichnet, daß
plattenförmige Korrektorelektroden (113, 113′, 113′′), die sich in das Innere des ersten Elements (111) durch eine einzige 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 Elektro nenstrahlablenkung derart geändert wird, daß sie sich mit stärkerer Ablenkung erhöht, an das zweite Element (112) anlegbar ist.
2. Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand zwischen den plattenförmigen Korrekturelektroden
(113′) oberhalb und unterhalb der Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen
in den seitlichen Endbereichen der plattenförmigen
Korrekturelektroden (113′) kürzer ist als in ihrem Zentralbereich
(Fig. 8).
3. Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die plattenförmigen Korrekturelektroden (113″) oberhalb
und unterhalb der Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen an den
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 (Fig. 9).
4. Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Elektrodenplatte (114) innerhalb des ersten Elements
(111) angeordnet und mit diesem elektrisch verbunden ist, daß
die Elektrodenplatte (114) den plattenförmigen Korrekturelektroden
in einem festen Abstand (g) gegenüberliegt und Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen
aufweist, und daß die Abmessungen
(D) der Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen in der Horizontalebene
gleich oder kleiner sind als die Abmessungen senkrecht
zur Horizontalebene.
5. Farbbildröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen in der Elektrodenplatte
(114) kreisförmig ausgebildet sind.
6. Farbbildröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen in der Elektrodenplatte
(114) quadratisch ausgebildet sind.
7. Farbbildröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abmessungen der Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen
in der Elektrodenplatte (114) senkrecht zu der Horizontalebene
größer sind als der Abstand zwischen der oberen und unteren
plattenförmigen Korrekturelektrode (113).
8. Farbbildröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen innerhalb der
Elektrodenplatte (114) rechteckförmig sind.
9. Farbbildröhre 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 (Fig. 16).
10. Farbbildröhre 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. Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Elektronenstrahl-Durchgangsöffnungen in der Endfläche
des zweiten Elements (112) entweder drei lateral verlängerte
Löcher mit in der Horizontalebene vergrößerten Dimensionen
sind oder kreisförmige Löcher sind.
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