DE4240765A1 - Electron gun for colour television tube - has series focussing electrodes with two opposing wide aperture electrodes and two narrow aperture electrodes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektronenkanone für eine Farbbildröhre insbesondere mit so großen effektiven Durch­ messern der Hauptelektronenlinsen, die durch den elektri­ schen Potentialunterschied zwischen einer dritten und einer vierten Elektrode der Elektronenkanone gebildet sind, daß die Hauptlinse eine minimale sphärische Aberration zeigt und kleine Elektronenstrahlflecken gebildet werden können. Bei der erfindungsgemäßen Elektronenkanone soll es insbesondere möglich sein, die Änderung der Fokusierungsspannung nach Maßgabe einer Änderung des Abstandes zwischen einer Elek­ trode mit großer Öffnung und einer Elektrode mit kleiner Öffnung so klein wie möglich zu halten.

Fig. 10 der zugehörigen Zeichnung zeigt eine Horizon­ talschnittansicht einer herkömmlichen In-Line-Farbbildröhre mit einer Bipotential-Elektronenkanone. Wie es in Fig. 10 dargestellt ist, ist ein Leuchtschirm 2 an der Innenseite einer Frontplatte 1 durch Aufbringen von Leuchtstoffmateria­ len gebildet und befindet sich eine Lochmaske 3, die die Elektronenstrahlen dem Leuchtschirm 2 zuordnet, in einem bestimmten Abstand vom Leuchtschirm 2.

Im Halsteil der Bildröhre befinden sich drei Kathoden 4, 5, 6, eine erste Elektrode 10, eine zweite Elektrode 11, eine dritte Elektrode 12 und eine vierte Elektrode 16, die die Hauptelektronenlinsen bilden, sowie eine becherartige Abschirmung 20, wobei diese Bauteile in Reihe hintereinander angeordnet sind. Die erste Elektrode 10, die zweite Elek­ trode 11 und die dritte Elektrode 12 sind jeweils mit Öff­ nungen versehen, die den Kathoden 4, 5, 6 entsprechen, und die Achsen dieser Öffnungen fallen mit den Achsen der Katho­ den 4, 5, 6 zusammen.

Innenzylinder 13, 14, 15 sind auf der rechten Seite der dritten Elektrode 12 vorgesehen und Innenzylinder 17, 18, 19 sind auf der linken Seite der vierten Elektrode 16 vorgese­ hen. Die Achsen der Innenzylinder 13, 14, 15 der dritten Elektrode 12 fallen mit den Achsen 7, 8, 9 der Kathoden jeweils zusammen und die Achse des zentralen Innenzylinders 18 der vierten Elektrode 16 fällt mit der Achse 8 der zen­ tralen Kathode 5 zusammen. Die Achsen der äußeren Innenzy­ linder 17 und 19 der vierten Elektrode weichen jedoch etwas von den Achsen 7, 9 der äußeren Kathoden in Richtung nach außen ab.

Die von den Kathoden 4, 5, 6 ausgehenden Elektronen­ strahlen gehen längs der Achsen 7, 8, 9 zu den Hauptelek­ tronenlinsen. Dort ist das elektrische Potential der dritten Elektrode 12 niedriger als das der vierten Elektrode 16, wobei das elektrische Potential der Abschirmung 20 gleich dem der vierten Elektrode 16 ist.

Die zentralen Öffnungen der dritten und der vierten Elektrode sind zu den zentralen Innenzylindern 14, 18 koaxi­ al. Da diese Innenzylinder Einflüsse vermeiden, die aus einer Unsymmetrie des Umfangs der Elektrode entstehen könn­ ten, hat die zentrale Hauptelektronenlinse eine symmetrische Form. Der zentrale Elektronenstrahl, d. h. der grüne Elek­ tronenstrahl wird daher durch die symmetrische Hauptelek­ tronenlinse gebündelt und verläuft geradlinig längs der Achse 8. Die äußeren Hauptelektronenlinsen haben anderer­ seits eine unsymmetrische Form, was auf der Abweichung der Achsen der äußeren Innenzylinder 17, 19 der vierten Elek­ trode 16 von den Achsen der äußeren Innenzylinder 13, 15 der dritten Elektrode 12 beruht. Durch diese Unsymmetrie gehen die beiden äußeren Elektronenstrahlen, d. h. der rote und der blaue Elektronenstrahl über Bereiche, die von den Achsen der Mitte der Linsen im Divergenzlinsenbereich abweichen, der durch die vierte Elektrode 16 gebildet wird. Diese bei­ den Elektronenstrahlen werden somit nicht nur gebündelt, sondern auch zum zentralen Strahl durch diese nichtsymmetri­ schen Hauptelektronenlinsen abgelenkt, was eine statische Konvergenz der drei Elektronenstrahlen bedeutet.

Die konvergierten Elektronenstrahlen erreichen somit über die Lochmaske 3 den Leuchtschirm 2.

Die Vergrößerung und die Aberration der Hauptelektro­ nenlinsen sind Faktoren, die einen Einfluß auf die Fokussie­ rung der Bildröhre haben, wobei diese beiden Faktoren wie­ derum durch die Stärke der Bündelung der Linsen beeinflußt werden.

Wenn die Brennweite oder Fokussierungsstrecke des Elek­ tronenstrahls konstant gehalten wird, sollte die Vergröße­ rung mit abnehmender Bündelungsstärke der Linse kleiner werden, wobei der Einfallswinkel abnehmen sollte, da die Streuung des Elektronenstrahls im Inneren der Linse auf ein gewisses Maß begrenzt ist, um eine Zunahme der Ablenkungs­ aberration zu verhindern.

Wenn die Stärke der Bündelung der Linse abnimmt während die Vergrößerung der Linse und die sphärische Aberration kleiner werden, wird die Fokussierung verbessert. Eines der Verfahren zur Verringerung der Stärke der Bündelung besteht darin, den Durchmesser der Innenzylinder nach Maßgabe der Öffnungen der dritten Elektrode und der vierten Elektrode zu vergrößern, die die Hauptlinse bilden.

Vorausgesetzt, daß der elektrische Strom oder die Lumi­ nanz den gleichen Wert beibehält, kann im allgemeinen die sphärische Aberration verringert werden, um den Elektronen­ strahlfleck kleiner auszubilden. Das läßt sich an der fol­ genden Gleichung ablesen:

wobei D_T den Durchmesser des Elektronenstrahlfleckes auf dem Leuchtschirm bezeichnet, D_x den Durchmesser des Elektronen­ strahlfleckes bezeichnet, der durch die Vergrößerung der Linse bestimmt ist, D_SA die Verbreiterung des Durchmessers des Elektronenstrahlfleckes aufgrund der sphärischen Aberra­ tion bezeichnet und D_SC die Verbreiterung des Durchmessers des Elektronenstrahlfleckes durch die gegenseitige Abstoßung der Raumladung bezeichnet. Aus dieser Gleichung ist ersicht­ lich, daß die Verbreiterung D_SA des Durchmessers des Elek­ tronenstrahlfleckes aufgrund der sphärischen Aberration einen starken Einfluß auf den Durchmesser D_T des Fleckes des Elektronenstrahles auf dem Leuchtschirm hat.

Die effektiven Durchmesser der Hauptelektronenlinsen sollten dann vergrößert werden, wenn die sphärische Aberra­ tion verringert werden soll. Es besteht jedoch eine ultima­ tive Beschränkung bezüglich der Vergrößerung des Durchmes­ sers der Öffnungen der dritten und vierten Elektrode zur Vergrößerung der effektiven Durchmesser der Hauptelektronen­ linsen. Der Grund dafür besteht darin, daß gemäß Fig. 1 die Hauptelektronenlinsen einer Elektronenkanone mit in einer Linie liegenden Elektroden, die den roten, grünen und blauen Elektronenstrahlen entsprechen, in einer Linie in derselben Ebene angeordnet sind. Der Durchmesser der Öffnung der Elek­ trode sollte daher notwendigerweise kleiner als ein Drittel des Innendurchmessers des Halsteils sein, der die Elektro­ nenkanone umgibt.

Eine Möglichkeit der Vergrößerung des Durchmessers der Öffnungen der Elektroden ist in der JP-OS 55-17 963 darge­ stellt. Dabei werden die Durchmesser der Öffnungen auf Werte größer als der exzentrische Abstand zwischen benachbarten Öffnungen festgelegt und werden die überlappenden Teile der Öffnungen miteinander in Verbindung gebracht, wobei Trenn­ platten zwischen den Öffnungen angeordnet sind, um das elek­ trische Potential zu korrigieren.

Bei einer derartigen Ausbildung besteht jedoch das Problem, daß der Durchmesser der Öffnung L durch die Glei­ chung begrenzt ist:

L = H-2S,

wobei H die horizontale Länge, d. h. die Länge in der Rich­ tung, in der die Öffnungen angeordnet sind, der dritten Elektrode bezeichnet und S den exzentrischen Abstand zwi­ schen benachbarten Öffnungen bezeichnet. In der Praxis füh­ ren Schwierigkeiten aufgrund der Herstellung der Elektrode dazu, daß der Wert des Durchmessers der Öffnung L kleiner als der oben angegebene Wert ist.

Es ist bereits ein Elektrodenaufbau vorgeschlagen wor­ den, der in Fig. 11 dargestellt ist und der dazu dient, die­ selbe Wirkung zu erzielen, die durch eine Vergrößerung der Durchmesser der Öffnung der Elektroden erhalten wird. Diese Ausbildung ist in der JP-OS 58-1 03 752 beschrieben.

Der in Fig. 11 dargestellte Elektrodenaufbau ist mit Elektrodenplatten 112, 122 an der Innenseite der dritten Elektrode G3 und der vierten Elektrode G4 jeweils versehen, die um jeweils d1 und d2 von den Stirnflächen der Elektroden rückversetzt sind. Öffnungen 113, 113′, 114, 123, 123′ und 124, die an den Elektrodenplatten 112, 122 ausgebildet sind, haben eine elliptische Form mit Hauptachsen a1, a2 und Ne­ benachsen b1, b2. Innenzylinder, wie sie in Fig. 10 darge­ stellt sind, werden bei diesem Aufbau nicht vorgesehen.

Mittels eines derartigen Elektrodenaufbaus dringt ein höheres elektrisches Potential der Elektrode G4 in die Elek­ trode G3 ein und dringt ein niedrigeres elektrisches Poten­ tial der Elektrode G3 in die Elektrode G4 ein, was dieselbe Wirkung wie eine Vergrößerung der Durchmesser der Öffnungen der Elektroden hat. Diese Wirkung ist nämlich gleich der, die aus der Vergrößerung der effektiven Durchmesser erzielt wird. Dabei dienen die Öffnungen mit elliptischer Form dazu, den Astigmatismus zu beseitigen, der aus einer Durchdringung des elektrischen Potentials entsteht, die in der vertikalen Richtung stärker als in der horizontalen Richtung ist.

Die Schwierigkeit eines derartigen Elektrodenaufbaus liegt jedoch in seiner Herstellung. Die Bildung der Elek­ trodenplatten 112, 122 in einem Stück jeweils in den Außen­ elektroden 111 und 121 gemäß Fig. 11 ist nicht durch einen einfachen Arbeitsvorgang beispielsweise durch Pressen usw. möglich. Statt dessen muß ein komplizierter Herstellungspro­ zeß, beispielsweise eine Sintern von pulverförmigen Elek­ trodenmaterialien usw. angewandt werden. Die Fokussierungs­ eigenschaft wird stark durch die Genauigkeit der Form der Öffnungen und der Anordnung der Elektroden beeinflußt, wie es später erläutert wird. An den oben erwähnten Herstel­ lungsvorgang müssen sich daher zusätzliche Arbeitsvorgänge anschließen, um die Genauigkeit der Form der Öffnungen und der Anordnung der Elektroden in der erforderlichen Weise sicherzustellen. Diese komplizierten Herstellungsverfahren führen zu einer Zunahme der Kosten, so daß ein derartiger Elektrodenaufbau für die Massenproduktion nicht verwendbar ist.

Um das oben beschriebene Problem zu beseitigen, wurde in der Praxis der in Fig. 11 dargestellt Elektrodenaufbau in den in Fig. 12 dargestellten Aufbau abgewandelt. Der in Fig. 12 dargestellte Elektrodenaufbau kann dadurch gebildet wer­ den, daß die äußere Elektrode 111′ und die Elektrode 112′ durch Pressen getrennt hergestellt werden. Dieser abgewan­ delte Elektrodenaufbau sollte die gleiche Wirkung wie der ursprüngliche Elektrodenaufbau haben. Selbst bei Verwendung einer Lehre zum Zusammenbau der äußeren Elektrode 111′ und der Elektrode 112′ ist es jedoch nicht einfach, den Abstand D_f konstant zu halten und die Achsen der Öffnungen mit denen der Kathoden in einer Linie auszurichten. Diese Schwierig­ keiten führen wiederum zu Problemen bezüglich der Genauig­ keit in der Form der Öffnungen und der Anordnung der Elek­ troden, wie sie erforderlich ist.

Durch die Erfindung sollen die oben genannten Schwie­ rigkeiten beseitigt werden, indem Hauptelektronenlinsen einer Elektronenkanone vorgesehen werden, bei denen große effektive Durchmesser der Linsen vorgesehen sind, so daß die Linsen eine minimale sphärische Aberration haben und kleine Elektronenstrahlflecken gebildet werden.

Der erfindungsgemäße Elektrodenaufbau soll insbesondere leicht herzustellen sein und sich somit für die Massenpro­ duktion eignen.

Dazu umfaßt die erfindungsgemäße Elektronenkanone für eine Farbbildröhre drei Kathoden, die jeweils einen Elek­ tronenstrahl ausgeben, und zwei Elektroden, die der Reihe nach in Elektronenstrahlfortpflanzungsrichtung angeordnet sind und Hauptelektronenlinsen bilden, die die drei Elek­ tronenstrahlen auf einen Leuchtschirm fokussieren oder bün­ deln, wobei die beiden Elektroden zwei Elektroden mit großer Öffnung, die mit einem bestimmten Zwischenraum einander zugewandt sind und jeweils eine Öffnung aufweisen, die an ihren einander zugewandten Seiten jeweils ausgebildet sind und durch die alle drei Elektronenstrahlen hindurchgehen können, und zwei Elektroden mit kleinen Öffnungen umfassen, die jeweils mit den Elektroden mit großer Öffnung an der den zugewandten Seiten abgewandten Seite verbunden sind und drei Öffnungen aufweisen, die jeweils einen der drei Elektronen­ strahlen umgeben, und wobei die Abstände zwischen den mit Öffnungen versehenen Seiten der Elektroden mit großer Öff­ nung und den mit Öffnungen versehenen Seiten der Elektroden mit kleinen Öffnungen bestimmte Werte haben.

Der erfindungsgemäße Elektrodenaufbau ist der Massen­ fertigung mittels eines relativ einfachen Pressverfahrens zugänglich. Bei einem derartigen Aufbau ist die Durchdrin­ gung des elektrischen Potentials zwischen den beiden Elek­ troden stark, was dieselbe Wirkung hat, die durch eine Ver­ größerung der Durchmesser der Öffnungen der Elektroden er­ zielbar ist. Diese Wirkung ist nämlich gleich der, die aus vergrößerten effektiven Durchmessern der Hauptelektronenlin­ sen erhalten wird. Von den beiden Elektroden wird im folgen­ den diejenige, die den Kathoden näher ist, als dritte Elek­ trode bezeichnet, während diejenige, die von den Kathoden weiter entfernt ist, als vierte Elektrode bezeichnet wird.

Bei dem oben beschriebenen Elektrodenaufbau sind die Öffnungen der Elektroden mit großer Öffnung nicht kreisför­ mig, was dazu führt, daß die Stärke der vertikalen Elektro­ nenstrahlbündelung, d. h. der Bündelung in einer Richtung senkrecht zu der Richtung, in der die Öffnungen angeordnet sind, und die Stärke der Bündelung des Elektronenstrahls in horizontaler Richtung voneinander verschieden sind. Die vertikalen effektiven Durchmesser und die horizontalen ef­ fektiven Durchmesser der Hauptelektronenlinsen sind daher auch voneinander verschieden. Das ist ein Grund für einen Astigmatismus. Der Unterschied in den Stärken der Elektro­ nenstrahlbündelung kann jedoch dadurch berichtigt werden, daß die Höhe der Elektrode mit großer Öffnung oder die Höhe der Elektrode mit kleinen Öffnungen entsprechend eingestellt wird, wodurch der Abstand zwischen der mit Öffnungen ver­ sehenen Seite der Elektrode mit großer Öffnung, die im fol­ genden als Seite mit großer Öffnung bezeichnet wird, und der mit Öffnungen versehenen Seite der Elektrode mit kleinen Öffnungen justiert wird, die im folgenden als Seite mit kleinen Öffnungen bezeichnet wird. Wenn jedoch der Abstand zwischen den mit Öffnungen versehenen Seiten zu groß ist, dann wird die Konvergenz der Elektronenstrahlen durch die Hauptelektronenlinsen schlecht. In diesem Fall ist es mög­ lich, die vertikalen effektiven Durchmesser der Hauptelek­ tronenlinsen gleich den horizontalen effektiven Durchmessern dieser Linsen zu machen, indem Öffnungen in den Elektroden mit kleinen Öffnungen mit nicht kreisförmiger Form vorgese­ hen werden.

D. h., daß es möglich ist, das vertikale elektrische Potential der dritten Elektrode größer als das horizontale elektrische Potential dieser Elektrode auszubilden, indem die horizontale Länge der Öffnungen der dritten Elektrode kürzer als die vertikale Länge dieser Elektrode ausgebildet wird. Die Stärken der horizontalen und vertikalen Bündelung der Hauptelektronenlinse können in dieser Weise ausgeglichen werden und der Astigmatismus kann beseitigt werden.

Wenn weiterhin die vertikale Länge der Öffnungen der Elektrode mit kleinen Öffnungen der vierten Elektrode größer als die horizontale Länge ist, dann wird die Divergenz der Elektronenstrahlen in vertikaler Richtung stärker als je zuvor und kann die Querschnittsform der Elektronenstrahlen so verbessert werden, daß es möglich ist, den Astigmatismus zu beseitigen.

Die oben beschriebenen Variationen in der Form der Öffnungen der dritten Elektrode und der vierten Elektrode können entweder unabhängig voneinander oder abhängig vonein­ ander verwandt werden.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnungen besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Horizontalschnittansicht des Hauptteils eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Elektronen­ kanone,

Fig. 2A und 2B Querschnittsansichten längs der Linien A-A und B-B in Fig. 1 jeweils,

Fig. 3 bis 5 Querschnittsansichten von Elektroden be­ vorzugter Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Elek­ tronenkanone,

Fig. 6 in einer graphischen Darstellung die Beziehung zwischen dem Abstand Df zwischen der Seite mit großer Öff­ nung und der Seite mit kleinen Öffnungen der dritten Elek­ trode in Fig. 1 und das Verhältnis zwischen der vertikalen Größe und der horizontalen Größe des Elektronenstrahlfleck­ es, was im folgenden als Seitenverhältnis bezeichnet wird,

Fig. 7 in einer graphischen Darstellung die Beziehung zwischen dem Abstand Da zwischen der Seite mit großer Öff­ nung und der Seite mit kleinen Öffnungen der vierten Elek­ trode in Fig. 1 und das Seitenverhältnis des Elektronen­ strahlfleckes,

Fig. 8 in einer graphischen Darstellung die Beziehung zwischen der vertikalen Länge Hf der Öffnungen in der Elek­ trode mit kleinen Öffnungen und das Seitenverhältnis des Elektronenstrahlfleckes,

Fig. 9 in einer graphischen Darstellung die Beziehung zwischen dem Abstand Df und der Fokussierungsspannung Vf, wenn mit konstanten Werten von Da vertikal oder horizontal fokussiert wird,

Fig. 10 eine schematische Horizontalschnittansicht einer herkömmlichen Elektronenkanone für eine In-Line-Farb­ bildröhre und

Fig. 11 eine Horizontalschnittansicht des Elektroden­ aufbaus einer weiteren herkömmlichen Elektronenkanone.

Fig. 1 zeigt eine Horizontalschnittansicht des Haupt­ teils eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Elek­ tronenkanone und Fig. 2A und 2B zeigen jeweils Querschnitts­ ansichten längs der Linie A-A und B-B in Fig. 1, die jeweils Bipotential-Hauptelektronenlinsen zeigen.

Eine dritte Elektrode 30 und eine vierte Elektrode 31 sind der Reihe nach in Fortpflanzungsrichtung des Elektro­ nenstrahls in einem bestimmten Abstand voneinander angeord­ net und mit Glaswulsten oder Glasrändern 42 verschweißt, die in Fig. 1 nicht dargestellt sind und in den Fig. 3 bis 5 den schraffierten Teilen entsprechen. Die Kathoden der Elektro­ nenkanone, die in Fig. 1 nicht dargestellt sind, sind auf der linken Seite der dritten Elektrode 30 angeordnet.

Die dritte Elektrode 30 ist in drei Teile 32, 33 und 33b unterteilt. Die Elektrode 32 ist die Elektrode mit gro­ ßer Öffnung und die Elektrode 33 ist die Elektrode mit klei­ nen Öffnungen. Die Elektrode 32 mit großer Öffnung weist eine Öffnung auf, die alle drei Elektronenstrahlen umgibt. Die Elektrode 33 mit kleinen Öffnungen weist drei Öffnungen 34, 35, 36 auf, die die einzelnen Elektronenstrahlen jeweils umgeben. Die Form der Öffnungen kann eine Kreisform oder eine andere Form sein, wobei gemäß Fig. 2A die vertikale Länge der Öffnung größer als die horizontale Länge sein kann.

Die Öffnung der Elektrode mit großer Öffnung ist nicht kreisförmig, so daß der vertikale effektive Durchmesser der Hauptelektronenlinsen nicht gleich dem horizontalen effekti­ ven Durchmesser dieser Linsen ist. Das hat zur Folge, daß die Durchdringung des horizontalen elektrischen Potentials stärker als die des vertikalen elektrischen Potentials ist, was zu einem Astigmatismus führt. Wenn die Öffnungen 34, 35, 36 der Elektrode mit kleinen Öffnungen kreisförmig sind, ist es möglich den Abstand Df zwischen der Seite mit großer Öffnung und der Seite mit kleinen Öffnungen so einzustellen, daß derartige Unterschiede der effektiven Durchmesser der Hauptelektronenlinsen und der Astigmatismus beseitigt sind.

Wenn gemäß Fig. 2A die vertikale Länge der Öffnungen 34, 35, 36 größer als ihre horizontale Länge ist, dann ist es möglich, die vertikalen effektiven Durchmesser und die horizontalen effektiven Durchmesser der Hauptelektronenlin­ sen gleich groß zu machen, so daß der Astigmatismus besei­ tigt wird, ohne den Abstand Df übermäßig groß zu wählen.

Die vierte Elektrode 31 ist in zwei Teile 37, 38 unter­ teilt. Die Elektrode 37 ist eine Elektrode mit großer Öff­ nung, die der Elektrode 32 mit großer Öffnung der dritten Elektrode 32 gegenüber angeordnet ist, und die Elektrode 38 ist eine Elektrode mit kleinen Öffnungen. Alle drei Elek­ tronenstrahlen gehen durch die Elektrode 37 mit großer Öff­ nung hindurch. Die Elektrode 37 mit großer Öffnung hat somit eine Öffnung, die alle drei Elektronenstrahlen umgibt. Die drei Elektronenstrahlen gehen jeweils durch die Elektrode 38 mit kleinen Öffnungen. Die drei Öffnungen 39, 40, 41 umgeben somit jeweils einen Elektronenstrahl. Die Form der drei Öffnungen kann eine Kreisform oder eine andere Form sein, wobei gemäß Fig. 2B die horizontale Länge der Öffnungen größer als ihre vertikale Länge sein kann. Wenn die horizon­ tale Länge der Öffnungen 39, 40, 41 größer als ihre vertika­ le Länge ist, dann ist die vertikale Divergenz der Elektro­ nenstrahlen, die durch die Öffnungen hindurchgehen, stärker als sonst und kann die Querschnittsform des Elektronen­ strahls verbessert werden.

Fig. 6 zeigt in einer graphischen Darstellung die Be­ ziehung zwischen dem Abstand Df zwischen der Seite mit gro­ ßer Öffnung und der Seite mit kleinen Öffnungen der dritten Elektrode und dem Seitenverhältnis des Elektronenstrahlfleck­ es. Diese Darstellung zeigt, daß mit steigendem Wert Df auch die horizontale Länge des Elektronenstrahlfleckes grö­ ßer wird.

Fig. 7 zeigt in einer graphischen Darstellung die Be­ ziehung zwischen dem Abstand Da zwischen der Seite mit gro­ ßer Öffnung und der Seite mit kleinen Öffnungen der vierten Elektrode und dem Seitenverhältnis des Lichtstrahlfleckes. Diese Darstellung zeigt, daß mit steigendem Wert von Da auch die vertikale Länge des Elektronenstrahlfleckes größer wird.

Fig. 8 zeigt in einer graphischen Darstellung die Beziehung zwischen der vertikalen Länge Hf der Öffnungen in der Elektrode mit kleinen Öffnungen und dem Seitenverhältnis der Elektronenstrahlflecken, wenn Df 3,0 mm beträgt. Diese Darstellung zeigt, daß mit steigendem Wert Hf auch die ver­ tikale Länge der Elektronenstrahlflecken größer wird.

Fig. 9 zeigt in einer graphischen Darstellung die Be­ ziehung zwischen dem Abstand Df und der Fokussierungsspan­ nung Vf, wenn vertikal oder horizontal mit konstanten Werten Da fokussiert wird und zwar für den Fall der roten Elektro­ nenkanone, d. h. der seitlichen Elektronenkanone. In dieser graphischen Darstellung zeigt die Kurve 1 die Änderung von Vf nach Maßgabe einer Änderung von Df, wenn vertikal mit Da = 2,0 mm fokussiert wird. Die Kurven 2, 3 zeigen die Ände­ rungen von Vf nach Maßgabe der Änderungen von Df, wenn ver­ tikal mit Da = 2,5 mm und 3,0 mm jeweils fokussiert wird, und die Kurven 4, 5 und 6 zeigen die Änderungen von Vf nach Maßgabe der Änderungen von Df, wenn vertikal mit Da = 2,0 mm, 2,5 mm und 3,0 mm jeweils fokussiert wird.

Die Koordinaten der Kurve 1 zeigen, daß bei einer Ände­ rung des Wertes Df von 2,0 mm auf 2,18 mm der angenäherte Wert von Vf sich von 8,5 kV auf 9,2 kV ändert. Das bedeutet, daß die vertikale Fokussierungsspannung um etwa 700 Volt angehoben werden sollte, um der Erhöhung der dritten Elek­ trode um 0,18 mm zu genügen. Daraus läßt sich schließen, daß die Genauigkeit im Wert Df einen starken Einfluß auf die vertikale Fokussierungsspannung und die Fokussierungscharak­ teristik hat, wie es oben beschrieben wurde. Es versteht sich, daß eine Änderung des Wertes Da einen ähnlichen Ein­ fluß hat, obwohl diese Kurve sich nicht direkt in dieser Weise lesen läßt.

Da die vertikale Fokussierung und die horizontale Fo­ kussierung gleichzeitig erfolgen müssen, werden in der Pra­ xis die Werte von Df und Vf durch die Koordinaten der Punkte bestimmt, an denen sich die Kurven 1 und 4, 2 und 5 und 3 und 6 jeweils treffen. Der Grund dafür besteht darin, daß die Elektronenstrahlflecken nur dann kreisförmig werden, wenn der vertikale und der horizontale Brennpunkt zusammen­ fallen.

Wie es oben beschrieben wurde, hat die Genauigkeit der Form der Öffnungen und der jeweiligen Anordnung der Seite mit großer Öffnung und der Seite mit kleinen Öffnungen, d. h. der Abstände Df, Da dazwischen einen starken Einfluß auf die Fokussierungscharakteristik usw.. Die Fig. 3 bis 5 zei­ gen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung jeweils, deren Ausbildung entweder auf die dritte Elektrode oder auf die vierte Elektrode angewandt werden kann. Der Elektroden­ aufbau bei diesen Ausführungsbeispielen kann mit hoher Ge­ nauigkeit in der Form der Öffnungen und der Abstände Df, Da zwischen den Elektroden hergestellt werden. Er kann auch mit einem relativ einfachen Arbeitsvorgang, beispielsweise durch Pressen, gebildet werden.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Elek­ trode 32 mit großer Öffnung becherförmig ausgebildet ist und die Elektrode 33 mit kleinen Öffnungen plattenförmig ausge­ bildet ist. Dieser Aufbau hat den Vorteil, daß die Abstände Df und Da konstant sind. Fig. 5 zeigt im Gegensatz zu Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem die Elektrode 32 mit großer Öffnung plattenförmig ausgebildet ist, während die Elektrode 33 mit kleinen Öffnungen becherförmig ausge­ bildet ist. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbei­ spiel sind beide Elektroden 32, 33 becherförmig ausgebildet. Der Vorteil, der bei der Herstellung von becherförmigen Elektroden erzielt wird, besteht darin, daß die Werkzeuge für die Elektroden auch dann benützt werden können, wenn sich der Abstand Df oder Da aufgrund gewisser Änderungen in der Auslegung ändert. Es ist problemlos, die Elektrodenbau­ teile zusammenzusetzen, und die Verformung der Elektrode ist beim Verschweißen der Elektrode mit den Glasrändern 42 mini­ mal. Um die Verformung der Elektrode und eine Beeinträchti­ gung der Charakteristik der Elektronenkanone so klein wie möglich zu halten, liegt die die Stärke des Elektrodenmate­ rials vorzugsweise bei 0,4 mm bis 0,6 mm.

Bei einer Elektronenkanone mit Elektroden mit großer Öffnung liegt im allgemeinen die Fokusierungsspannung der zentralen Hauptelektronenlinse unter der der seitlichen Hauptelektronenlinsen. Das bedeutet, daß zur Erzielung von drei Elektronenstrahlen mit gleichen Strahlcharakteristiken die zentrale Öffnung kleiner als die seitlichen Öffnungen der Elektroden mit kleinen Öffnungen sein sollte.

Claims (8)

1. Elektronenkanone für eine Farbbildröhre mit drei Kathoden, die jeweils einen Elektronenstrahl ausgeben, und zwei Elektroden, die der Reihe nach in Fortpflanzungsrich­ tung der Elektronenstrahlen angeordnet sind und Hauptelek­ tronenlinsen bilden, die die drei Elektronenstrahlen auf einen Leuchtschirm bündeln, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektroden (30, 31) zwei Elektroden (32, 37) mit gro­ ßer Öffnung, die mit einem bestimmten Zwischenraum einander zugewandt sind und jeweils eine Öffnung aufweisen, die an den aneinander zugewandten Seiten ausgebildet ist und durch die alle drei Elektronenstrahlen gehen können, und zwei Elektroden (32, 38) mit kleinen Öffnungen umfassen, die je­ weils mit den Elektroden (32, 37) mit großer Öffnung an den den zugewandten Seiten gegenüberliegenden Seiten verbunden sind und drei Öffnungen (34, 35, 36; 39, 40, 41) aufweisen, die jeweils einen der drei Elektronenstrahlen umgeben, und die Abstände Df, Da zwischen den mit Öffnungen versehenen Seiten der Elektroden (32, 37) mit großer Öffnung und den mit Öffnungen versehenen Seiten der Elektroden (33, 38) mit kleinen Öffnungen konstant sind.

2. Elektronenkanone nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Länge der drei Öffnungen in einer der beiden Elektroden (33, 38) mit kleinen Öffnungen, die den Kathoden näher liegt, in Richtung der Anordnung der Öffnun­ gen kleiner als senkrecht dazu ist.

3. Elektronenkanone nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Länge der drei Öffnungen in einer der beiden Elektroden (33, 38) mit kleinen Öffnungen, die von den Kathoden weiter weg liegt, in Richtung der Öffnungsan­ ordnung größer als senkrecht dazu ist.

4. Elektronenkanone nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Länge der drei Öffnungen in der anderen Elektrode (33, 38) mit kleinen Öffnungen, die von den Katho­ den weiter weg liegt, in Richtung der Öffnungsanordnung größer als senkrecht dazu ist.

5. Elektronenkanone nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Elektrode (32, 37) mit großer Öffnung einer der beiden Elektroden (33, 31), die die Hauptlinsen bilden, becherförmig ausgebildet ist und die Elektrode (33, 38) mit kleinen Öffnungen der gleichen Elektrode plattenför­ mig ausgebildet ist.

6. Elektronenkanone nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Elektrode (32, 37) mit großer Öffnung einer der beiden Elektroden (30, 31), die die Hauptlinsen bilden, plattenförmig ausgebildet ist und die Elektrode (33, 38) mit kleinen Öffnungen derselben Elektrode becherförmig ausgebildet ist.

7. Elektronenkanone nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Elektrode (32, 37) mit großer Öffnung und die Elektrode (33, 38) mit kleinen Öffnungen einer der bei­ den Elektroden (30, 31), die die Hauptlinsen bilden, becher­ förmig ausgebildet sind.

8. Elektronenkanone nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Elektroden (32, 37) mit großer Öffnung und die Elektroden (33, 38) mit kleinen Öffnungen der beiden Elektroden (30, 31), die die Hauptlinsen bilden, becherför­ mig ausgebildet sind.