DE4344237A1 - Elektronenkanone für eine Farbkathodenstrahlröhre - Google Patents
Elektronenkanone für eine FarbkathodenstrahlröhreInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Elektronenkanone für eine Farbkatho
denstrahlröhre gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektronenkanone für eine
Farbkathodenstrahlröhre, die beim Anlegen einer dynamischen
Fokussierspannung an eine dynamische Fokussierelektrode eine
Verschlechterung der Konvergenzeigenschaft eines Elektronenstrah
les verhindern kann.
Im allgemeinen ist eine Elektronenkanone im Halsabschnitt einer
Farbkathodenstrahlröhre vorgesehen und emittiert Thermionen. Eine
typische Elektronenkanone weist eine Kathode 11, eine Steuerelek
trode 12, und eine Schirmelektrode 13, die zusammen eine vor
gesetzte Triode bilden, und eine erste und zweite Fokussierelek
trode 14 und 15, die eine Zusatz- und eine Hauptlinse bilden,
sowie eine Endbeschleunigungselektrode 16 auf. Die zweite Fokus
sierelektrode 15 und die Beschleunigungselektrode 16 weisen hier
jeweils äußere Elektrodenelemente 15a und 16a auf, wobei Durchlaßöffnungen
100 und 200 mit großer Apertur gebildet sind, durch
die die drei Elektronenstrahlenwege hindurchgehen, sowie innere
Elektrodenelemente 15b und 16b, wobei drei Elektronenstrahl
Durchlaßöffnungen aus den Tripletts 101, 102 und 103 und 201, 202
und 203 inline gebildet sind, welche in der Innenseite der äuße
ren Elektrodenelemente 15a und 16a eingesetzt und befestigt sind.
Außerdem sind gemäß Fig. 2 die Mittelachsen der zwei äußeren
Elektronenstrahl-Durchlaßöffnungen 101, 103, die in dem inneren
Elektrodenelement 15b der zweiten Fokussierelektrode 15 gebildet
sind, zur Elektronenstrahl-Durchlaßöffnung 102 in der Mitte der
zweiten Fokussierelektrode gegenüber den Mittelachsen der zwei
Elektronenstrahl-Durchlaßöffnungen 201 und 203, die im inneren
Elektrodenelement 16b der Beschleunigungselektrode 16 gebildet
sind, geneigt.
Bezüglich der wie vorstehend beschrieben aufgebauten Elektroden
der Elektronenkanone wird eine vorbestimmte elektrostatische
Fokussierspannung (Vf) an die erste Fokussierelektrode 14 ange
legt, und eine dynamische Fokussierspannung (Vd), die die obige
elektrostatische Fokussierspannung als Basisspannung verwendet
und mit einem Ablenksignal synchronisiert ist, wird an die zweite
Fokussierelektrode 15 angelegt und eine Anodenspannung (Va), die
größer als die dynamische Fokussierspannung (Vd) ist, wird an die
Beschleunigungselektrode 16 angelegt.
Eine vorbestimmte Spannung wird an jede Elektrode der so aufge
bauten konventionellen Elektronenkanone 10 zur Bildung einer
Elektronenlinse zwischen den entsprechenden Elektroden angelegt,
was eine Fokussierung und eine Beschleunigung der von der Kathode
11 emittierten Thermionen bewirkt. Diese Thermionen treffen auf
jeden Punkt der Fluoreszenzschicht 300 auf. Werden die derart
fokussierten und beschleunigten Thermionen, d. h. ein Elektronen
strahl, zur Peripherie der Fluoreszenzschicht 300 abgelenkt, wird
die dynamische Fokussierspannung (Vd), die in Synchronisation mit
dem Ablenksignal ist, an die zweite Fokussierelektrode 15 ange
legt′ die schließlich die Stärke der zwischen der zweiten Fokus
sierelektrode 15 und der Endbeschleunigungselektrode 16 gebildeten
Hauptlinse abschwächt und dann das Konvergenzphänomen der äußeren
zwei Elektronenstrahlen unter den drei Elektronenstrahlen ab
schwächt, wodurch die drei Elektronenstrahlen an der Konvergenz
gehindert werden. Im einzelnen wird die mit der elektrostatischen
Fokussierspannung (Vf) identische dynamische Fokussierspannung
(Vd) an die zweite Fokussierelektrode 15 angelegt, wenn die von
der Kathode 11 emittierten Thermionen zum Mittelpunkt der Fluo
reszenzschicht abgetastet werden. Die Mittelachsen der äußeren
Elektronenstrahlen der inneren Elektrodenelemente 15b und 16b
weichen daher voneinander ab, welche dann eine gemeinsame asym
metrische Linse mit großer Apertur zwischen der zweiten Fokus
sierelektrode 15 und den Elektronenstrahl-Durchlaßöffnungen 101
und 103 sowie 201 und 203 der äußeren Löcher der Endbeschleuni
gungselektrode 16 bilden. Die Linse wird, wie durch die ausgezoge
ne Linie in Fig. 1 verdeutlicht, verstärkt, wodurch die exakte
Konvergenz der durch diese Linse hindurchgehenden äußeren Elek
tronenstrahlen auf einen Fluoreszenzpunkt der Fluoreszenzschicht
ermöglicht wird. Die mit einem Ablenksignal synchrone dynamische
Fokussierspannung (Vd) wird jedoch an die zweite Fokussierelek
trode 15 angelegt, wenn der Elektronenstrahl auf die Umgebung der
Fluoreszenzschicht 300 abgetastet wird, was die elektrische
Potentialdifferenz zwischen der zweiten Fokussierelektrode 15 und
der Endbeschleunigungselektrode 16 verringert, und die derart
geformte asymmetrische gemeinsame Linse mit großer Apertur wird
wie in der gestrichelten Linie in Fig. 1 verdeutlicht verglichen
mit dem Fall des zum Mittelpunkt abgetasteten Elektronenstrahles
abgeschwächt.
Demnach wird derjenige unter den drei Elektronenstrahlen, welcher
durch die Elektronenstrahl-Durchlaßöffnungen 101 und 103 sowie
201 und 203 hindurchgeht, in seiner Konzentrationswirkung zum
mittleren Elektronenstrahl abgeschwächt, wodurch der oben hin
durchgehende Elektronenstrahl an einer exakten Konvergenz auf die
Fluoreszenzschicht 300 gehindert wird. Daher wird der durch die
Kathodenstrahlröhre gebildete Schirm bei Verwendung dieser kon
ventionellen Elektronenkanone hinsichtlich der exakten Konvergenz
aller drei Strahlen auf die Fluoreszenzschicht gestört, was zu
einer Verschlechterung der Auflösung führt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Elektronen
kanone für eine Kathodenstrahlröhre zu schaffen, welche verhin
dert, daß die drei Elektronenstrahlen in ihren Konvergenzeigen
schaften aufgrund des Anliegens der dynamischen Fokussierspannung
geändert werden.
Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kenn
zeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
Die Erfindung schafft eine Elektronenkanone für eine Kathoden
strahlröhre, welche die Auflösung einer Kathodenstrahlröhre da
durch verbessert, daß jeder von drei inline angeordneten Elek
tronenkanonen emittierte Elektronenstrahl auf einen einzigen
Punkt konvergiert.
Die Erfindung schafft eine Elektronenkanone für eine Farbkatho
denstrahlröhre mit einer Kathode, einer Steuerelektrode, einer
Schirmelektrode, einer Fokussierelektrode und einer dynamischen
Fokussierelektrode, die eine Vierpolelektrodenlinse bilden, und
mit einer Beschleunigungselektrode, die neben der dynamischen
Fokussierelektrode angebracht ist, welche eine Hauptlinse bildet,
wobei sich die Mittelachsen der zwei äußeren Elektronenstrahl-
Durchführungsöffnungen der Fokussierelektrode zur mittleren
Elektronenstrahl-Durchlaßöffnung bezüglich derjenigen der dynami
schen Fokussierelektrode neigen.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
anhand der Zeichnungen zur Erläuterung weiterer Merkmale und Vor
teile der Erfindung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittdraufsicht einer Elektronenkanone für eine
konventionelle Farbkathodenstrahlröhre, die den Ver
lauf eines von einer Kathode emittierten und auf eine
Fluoreszenzschicht konvergierten Elektronenstrahls
veranschaulicht;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer zweiten Fokussierelek
trode und einer Endbeschleunigungselektrode aus Fig. 1;
Fig. 3 eine Schnittdraufsicht einer Elektronenkanone für die
Farbkathodenstrahlröhre gemäß der vorliegenden Erfin
dung, die den Verlauf eines von einer Kathode emit
tierten und auf eine Fluoreszenzschicht konvergierten
Elektronenstrahls zeigt; und
Fig. 4 eine teilweise weggeschnittene Perspektivansicht einer
Elektrode der Elektronenkanone der Fig. 2.
Gemäß Fig. 3 und Fig. 4 weist eine Elektronenkanone für eine
Farbkathodenstrahlröhre gemäß der vorliegenden Erfindung eine
Kathode 21, eine Steuerelektrode 22 und eine Schirmelektrode 23,
die zusammen eine vorgesetzte Triode bilden, eine Fokussierelek
trode 24 zur Integration und Beschleunigung eines Elektronen
strahls, eine dynamische Fokussierelektrode 25 und eine Endbe
schleunigungselektrode 26 auf. Die vertikal verlängerten Elek
tronenstrahl-Durchlaßöffnungen 301, 302 und 303 und die horizon
tal verlängerten Elektronenstrahl-Durchlaßöffnungen 401, 402 und
403, die zur Bildung einer allgemeinen Vierpolelektrodenlinse
beitragen, sind jeweils an der Austrittsseite der Fokussierelek
trode 24 und der Eintrittsseite der dynamischen Fokussierelek
trode 25 gebildet. Die Form einer die vorgesetzte Vierelektroden
linse bildenden Elektronenstrahl-Durchlaßöffnung kann in unter
schiedliche Formen abhängig von dem Verfahren, die Spannung
anzulegen, geändert werden. Die Austrittsseite der dynamischen
Fokussierelektrode 25 weist die inneren Elektrodenelemente 25a
und 26a auf, in denen die unabhängigen Elektronenstrahl-Durchlaß
öffnungen 501, 502 und 503 sowie 601, 602 und 603 mit kleiner
Apertur gebildet sind und die Eintrittsseite der Endbeschleuni
gungselektrode 26 weist die äußeren Elektrodenelemente 25b und
26b auf, in die innere Elektrodenelemente 25a und 26a eingesetzt
sind, und die Elektronenstrahl-Durchlaßöffnungen 500 und 600 mit
großer Apertur gebildet sind, durch die die drei Elektronenstrah
len gemeinsam hindurchgehen. Zusätzlich neigen sich die Mittel
achsen der äußeren Elektronenstrahl-Durchlaßöffnungen 501 und 503
des inneren Elektrodenelementes 25a der dynamischen Fokussier
elektrode 25 zur mittleren Elektronenstrahl-Durchlaßöffnung 502
der dynamischen Fokussierelektrode 25, bezogen auf diejenigen der
äußeren Elektronenstrahl-Durchlaßöffnungen 601 und 602 des inne
ren Elektrodenelementes 26b der Endbeschleunigungselektrode 26.
Die Mittelachsen der in der Eintrittsseite der dynamischen Fokus
sierelektrode 25 gebildeten äußeren Elektronenstrahl-Durchlaßöff
nungen 401 und 403, welche durch Anlegen eines vorbestimmten
elektrischen Potentials an jede Elektrode eine Vierelektrodenlin
se bilden, neigen sich mit einer vorbestimmten Länge, wie in Fig.
4 gezeigt, bezüglich der in der Austrittsseite der Fokussierelek
trode 24 gemäß der Eigenschaften der vorliegenden Erfindung
gebildeten Elektronenstrahl-Durchlaßöffnungen 301 und 303 nach
außen. Das bedeutet, daß sich die Mittelachsen der in der Aus
trittsseite der Fokussierelektrode 24 gebildeten äußeren Elek
tronenstrahl-Durchlaßöffnungen 301 und 303 zur mittleren Elektro
nenstrahl-Durchlaßöffnung 302 der Fokussierelektrode 24 bezüglich
der Mittelachsen der in der Eintrittsseite der dynamischen Fokus
sierelektrode 25 gebildeten äußeren Elektronenstrahl-Durchlaßöff
nungen 401 und 403 neigen.
Eine vorbestimmte Spannung wird an jede die vorstehende Elek
tronenkanone bildende Elektrode angelegt. Hier werden Anoden
spannungen (Va) von 27 kV bis 32 kV an die Endbeschleunigungs
elektrode 26 angelegt, und eine Fokussierspannung (Vf) von 8 kV
bis 9 kV, d. h. ungefähr 28% der Anodenspannung, wird an eine
Fokussierelektrode 24 angelegt. Eine mit der Ablenkung synchroni
sierte dynamische Fokussierspannung (Vd) von 10,2 kV wird eben
falls an die dynamische Fokussierelektrode 25 angelegt.
Die derart aufgebaute Elektronenkanone für eine Farbkathoden
strahlröhre gemäß der vorliegenden Erfindung funktioniert wie
nachfolgend beschrieben ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein vorbestimmtes elek
trisches Potential an jede Elektrode der Elektronenkanone ange
legt und eine vorbestimmte Elektronenlinse wird zwischen den
Elektroden gebildet. Der Prozeß der Bildung dieser Elektronenlin
se und der Konvergenz des Elektronenstrahls wird in zwei Ab
schnitten erklärt: Der Elektronenstrahl wird auf den Mittelpunkt
der Fluoreszenzschicht 300 gerastert und der Elektronenstrahl
wird zur Peripherie der Fluoreszenzschicht 300 getastet.
Tastet der von der Kathode 21 emittierte Elektronenstrahl zu
nächst den Mittelpunkt der Fluoreszenzschicht 300 ab, wird eine
dynamische Fokussierspannung (Vd), die gleich der an die Fokus
sierelektrode 24 angelegten Fokussierspannung (Vf) ist, an die
dynamische Fokussierelektrode 25 angelegt, während eine hohe
Anodenspannung (Va) an die Endbeschleunigungselektrode 26 ange
legt wird. Dementsprechend wird zwischen der Fokussierelektrode
24 und der dynamischen Fokussierelektrode 25 keine Elektronenlin
se gebildet, weil keine elektrische Potentialdifferenz erzeugt
wird, während die Hauptlinse zwischen der dynamischen Fokussier
elektrode 25 und der Endbeschleunigungselektrode 26 erzeugt wird.
Wird eine Elektronenlinse zwischen den Elektroden wegen des
Anliegens einer Spannung an jede Elektrode wie vorstehend be
schrieben gebildet, trifft ein von der Kathode 21 emittierter
Elektronenstrahl auf die Fluoreszenzschicht 300, wobei er fokus
siert und beschleunigt wird, wenn der Elektronenstrahl die in
jeder Elektrode gebildeten Elektronenlinsen passiert, beispiels
weise die zwischen der Schirmelektrode 23 und der Fokussierelek
trode 24 gebildete freie Fokussierlinse und wobei er schließlich
in der Hauptlinse fokussiert und beschleunigt wird. Zu diesem
Zeitpunkt wird das Auftreffen des Elektronenstrahls auf der Fluo
reszenzschicht 300 durch eine Elektronenlinse nicht beeinflußt,
da die Elektronenlinse zwischen der Fokussierelektrode 24 und der
dynamischen Fokussierelektrode 25 nicht erzeugt ist, selbst wenn
sich die Mittelachsen der jeweils in der Austrittsseite der
Fokussierelektrode 24 und in der Eintrittsseite der dynamischen
Fokussierelektrode 25 gebildeten Elektronenstrahl-Durchlaßöff
nungen 301 und 303, sowie 401 und 403, wie durch die durchgezo
genen Linien der Fig. 3 angezeigt, zueinander in horizontale
Richtung neigen. Der Elektronenstrahl wird durch die zwischen den
inneren Elektrodenelementen 25b und 26b der dynamischen Fokus
sierelektrode 25 und der Endbeschleunigungselektrode 25 gebilde
ten asymmetrischen Elektronenlinsen zum mittleren Elektronen
strahl auf beiden Seiten der Elektronenstrahl-Durchlaßöffnungen
501 und 503 sowie 601 und 603 konvergiert, wobei sich die Mittel
achsen der äußeren Elektronenstrahl-Durchlaßöffnungen 501 und 503
sowie 601 und 603 beidseitig zur horizontalen Richtung neigen,
und wird schließlich optimal auf einen Fluoreszenzpunkt der Fluo
reszenzschicht 300 konvergiert.
Wenn die von der Kathode 21 emittierten Elektronenstrahlen die
Peripherie der Fluoreszenzschicht abtasten, wird eine Fokussier
spannung (Vf) an die Fokussierelektrode 24 angelegt, während die
dynamische Fokussierspannung (Vd) an die mit dem Ablenksignal
synchronisierte dynamische Fokussierelektrode 25 angelegt wird,
wodurch eine Vierpolelektrodenlinse durch die jeweils in der
Austrittsseite der Fokussierelektrode 24 und in der Eintritts
seite der dynamischen Fokussierelektrode 25 gebildeten Elektro
nenstrahl-Durchlaßöffnungen 301, 302 und 303 sowie 401, 402 und
403 gebildet wird. Die dynamische Fokussierspannung (Vd) wird
auch zwischen der dynamischen Fokussierelektrode 25 und der
Endbeschleunigungselektrode 26 zur Bildung einer relativ abge
schwächten Hauptlinse angelegt.
Ein von der Kathode 21 emittierter Elektronenstrahl wird durch
die Vierelektrodenlinse fokussiert und beschleunigt wie in den
gestrichelten Linien der Fig. 3 dargestellt und wird schließlich
durch die Hauptlinse fokussiert und beschleunigt und trifft dann
auf die Fluoreszenzschicht. Die Vorgänge bei dem Emittieren des
Elektronenstrahls von der Kathode 21 und dem Auftreffen auf die
Fluoreszenzschicht und dem Konvergieren der äußeren Elektronen
strahlen zum mittleren Elektronenstrahl werden nachfolgend er
klärt.
Der von der Kathode 21 emittierte Elektronenstrahl passiert
zuerst die zwischen der Fokussierelektrode 24 und der dynamischen
Fokussierelektrode 25 gebildete Vierpolelektrodenlinse. Da sich
die Mittelachsen der in der Austrittsseite der Fokussierelektrode
gebildeten Elektronenstrahl-Durchlaßöffnungen 301 und 303, welche
die vorgesetzte Vierpolelektrodenlinse bilden, zur Innenseite der
Mittelpunkte beider in der Eintrittsseite der dynamischen Fokus
sierelektrode 25 gebildeten Elektronenstrahl-Durchlaßöffnungen
401 und 403 neigen, ergibt sich eine Konzentration der äußeren
Elektronenstrahlen 301 und 401 sowie 303 und 403 zur mittleren
Elektronenstrahl-Durchlaßöffnung. Die derart konzentrierten Elek
tronenstrahlen passieren die zwischen der dynamischen Fokussier
linse 25 und der Endbeschleunigungselektrode 26 gebildete Haupt
linse. Diese die Hauptlinse passierenden äußeren Elektronenstrah
len werden gemäß der entgegengesetzten Richtung der mittleren
Strahl-Durchlaßöffnung beim Durchgang durch den äußeren Bereich
der mittleren Strahl-Durchlaßöffnung der Fokussierlinse der in
dem inneren Elektrodenelement 25b der dynamischen Fokussierelek
trode 25 gebildeten Elektronen-Durchlaßöffnungen 501 und 503
weiter abgelenkt. Der derart abgelenkte Elektronenstrahl passiert
durch das Äußere der Fokussierlinse, welche zwischen der Elek
tronenstrahl-Durchlaßöffnung 500 und 600 mit großer Apertur jeder
äußeren Elektrodenelemente 25a und 26a gebildet ist, wodurch er
wegen der großen spärischen Aberration zum zentralen Elektronen
strahl konvergiert. Der durch die oben abgeschwächte Hauptlinse
verursachte Konvergenzunterschied zwischen beiden Elektronen
strahlen kann entsprechend kompensiert werden, was ein Auftreffen
des von der Kathode 21 emittierten Elektronenstrahls in seinem
besten Zustand auf der Fluoreszenzschicht bewirkt.
Erfindungsgemäß kann daher eine Elektronenkanone für eine Farb
kathodenstrahlröhre den von der Kathode emittierten Elektronen
strahl wesentlich an einer Verschlechterung seiner Konvergenzei
genschaften gemäß der Änderung der Stärke der Hauptlinse im Laufe
einer Ablenkung zur Peripherie der Fluoreszenzschicht hindern,
wodurch sich die Auflösung einer Farbkathodenstrahlröhre bei
Verwendung dieser Elektronenkanone verbessert.
Eine Elektronenkanone für eine Farbkathodenstrahlröhre besitzt
eine Kathode, eine Steuerelektrode und eine Schirmelektrode, die
zusammen eine vorgesetzte Triode bilden, eine Fokussierelektrode,
die eine neben der fokussierenden Elektrode angebrachte Vierelek
trodenlinse bildet, und eine Endbeschleunigungselektrode, bei der
sich die Mittelachsen der äußeren Elektronenstrahl-Durchlaßöff
nungen der Fokussierelektrode zur mittleren Elektronenstrahl-
Durchlaßöffnung bezüglich derjenigen der fokussierenden Elektrode
zur Konversion der äußeren Strahlen zum mittleren Strahl neigen.
Claims (4)
1. Elektronenkanone für eine Farbkathodenstrahlröhre mit einer
Kathode (21), einer Steuerelektrode (22) und einer Schirm
elektrode (23), die zusammen eine vorgesetzte Triode bilden,
mit einer Fokussierelektrode (24) und einer dynamischen
Fokussierelektrode (25), die eine Vierpolelektrodenlinse
bilden, wobei sich die Mittelachsen der äußeren Elektronen
strahl-Durchlaßöffnungen (301, 303) der Fokussierelektrode
(24) zu ihrer mittleren Elektronenstrahl-Durchlaßöffnung
(302) bezüglich derjenigen der äußeren Elektronenstrahl-
Durchlaßöffnung (401, 403) der dynamisch fokussierenden Elek
trode (25) neigen.
2. Elektronenkanone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vierpolelektrodenlinse durch die in der Austritts
seite der Fokussierelektrode (24) gebildeten, vertikal ver
längerten Elektronenstrahl-Durchlaßöffnungen (301, 302, 303)
und durch die in der Eintrittsseite der dynamischen Fokus
sierelektrode (25) gebildete horizontal verlängerten Elek
tronenstrahl-Durchlaßöffnungen (401, 402, 403) gebildet wird.
3. Elektronenkanone nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittelachsen der horizontal verlängerten Elektronen
strahl-Durchlaßöffnungen (401, 402, 403) in den Außenseiten
der dynamischen Fokussierelektrode (25) bezüglich derjenigen
der in der dynamischen Fokussierelektrode gebildeten äuße
ren, vertikal verlängerten Elektronenstrahl-Durchlaßöff
nungen (501, 502, 503) nach außen geneigt sind.
4. Elektronenkanone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittelachsen der in der Eintrittsseite der dynami
schen Fokussierelektrode (25) gebildeten äußeren Elektronen
strahl-Durchlaßöffnungen (401, 402, 403) außerhalb der Mittel
achsen der in der Eintrittsseite der Fokussierelektrode (24)
gebildeten äußeren Elektronenstrahl-Durchlaßöffnungen (301,
302, 303) gebildet sind.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |