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Die Erfindung bezieht sich auf eine Farbelektronenstrahlröhre mit
einem In-Line-Elektronenstrahlerzeugungssystem zum Erzeugen dreier sich in einer
Ebene erstreckender Elektronenstrahlen, wobei dieses
Elektronenstrahlerzeugungssystem einen Hauptlinsenteil umfasst, der eine erste und eine zweite Linsenelektrode
aufweist, wobei die erste und die zweite Linsenelektrode in einem rohrförmigen Teil
mit je einer für die drei Elektronenstrahlen gemeinsamen durch einen Rand begrenzten
Öffnung sowie mit einer zentralen und zwei Außenöffnungen zum Hindurchlassen der
zentralen bzw. der Außenelektronenstrahlen versehen sind, wobei die zentrale und die
Außenöffnungen sich in einem plattenförmigen Teil befinden, der sich in dem
rohrförmigen Teil in einem bestimmten Abstand und gegenüber der gemeinsamen Öffnung
vertieft in der betreffenden Linsenelektrode befindet und wobei die gemeinsamen
Öffnungen der ersten und der zweiten Linsenelektrode einander zugewandt sind. Solche
Farbelektronenstrahlröhren werden u. a. in Fernsehempfängern und
Computer-Monitoren verwendet.
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Eine Farbelektronenstrahlröhre der eingangs beschriebenen Art ist
bekannt aus US-A-4.626.738.
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Darin wird eine Farbelektronenstrahlröhre mit einem
In-Line-Elektronenstrahlerzeugungssystem beschrieben. Dieses
In-Line-Elektronenstrahlerzeugungssystem (In-Line-Elektronenstrahlerzeugungssystem ist die übliche Bezeichnung für
ein Mittel zum Erzeugen dreier sich in einer Ebene, der sog. In-Line-Ebene, erstrecker
Elektronenstrahlen) weist eine Hauptlinse auf. Diese Hauptlinse umfasst zwei
Linsenelektroden. Jede Linsenelektrode hat eine gemeinsame Öffnung (in US-A-
4.626.738 wird diese Öffnung durch einen Faltrand gebildet) und einen gegenüber der
gemeinsamen Öffnung vertieft vorgesehenen plattenförmigen Teil (in US-A-4.626.378
als Aussparung bezeichnet) mit drei In-Line-Öffnungen.
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Es gibt ein Bestreben, die Bildwiedergabequalität zu verbessern.
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Es ist nun u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine
Farbelektronenstrahlröhre der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die eine verbesserte
Bildwiedergabequalität aufweist. Dazu weist eine Farbelektronenstrahlröhre nach der
Erfindung das Kennzeichen auf, dass von wenigstens einer der Linsenelektroden die
Außenöffnungen in dem plattenförmigen Teil derart ausgebildet sind, dass in Projektion
auf den plattenförmigen Teil und von der anderen Linsenelektrode aus gesehen, die
Außenöffnungen sich in der In-Line-Ebene bis unter den Rand der gemeinsamen
Öffnung erstrecken, wobei die Außenöffnungen sich völlig innerhalb des plattenförmigen
Teils befinden, der von der Innenseite des rohrförmigen Teils getrennt ist durch einen
Rand des genannten plattenförmigen Teils, und dass das Verhältnis zwischen dem
Abstand der gemeinsamen Öffnung von dem plattenförmigen Teil und dem Abstand,
über den die Außenöffnungen in dem plattenförmigen Teil sich bis unter den Rand der
gemeinsamen Öffnungen erstrecken, zwischen 0,5 und 5 (0,5 ≤ d&sub1;/s&sub2; ≤ 5) liegt.
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Dadurch ist es möglich, den effektiven Linsendurchmesser für die
Außenöffnungen zu vergrößern und damit die Qualität der Hauptlinse zu verbessern, was
die Bildwiedergabequalität steigert. Die Außenöffnungen befinden sich völlig
innerhalb des plattenförmigen Teils, d. h. namentlich, dass die Außenöffnungen immer
durch einen Rand des plattenförmigen Teils von der Innenseite des rohrförmigen Teils
getrennt sind. Dadurch ist die Lage der Außenöffnungen gegenüber der gemeinsamen
Öffnung und gegenüber einander genau bestimmbar und auf einfache Weise
reproduzierbar. Der günstige Effekt wird erhalten durch Zusammenarbeit zwischen der
gemeinsamen Öffnung und den vergrößerten Öffnungen. Wenn der Abstand zwischen
der gemeinsamen Öffnung und dem plattenförmigen Teil zu gering ist (Verhältnis
kleiner als 0,5) oder zu groß (Verhältnis über 5), ist der Effekt dieser Zusammenarbeit
gering.
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Die erste und die zweite Linsenelektrode umfasst vorzugsweise gleiche
Einzelteile. Dies verbessert die Reproduzierbarkeit der Qualität der Hauptlinse.
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In einer Ausführungsform ist der Abstand zwischen dem abgewinkelten
Rand und dem plattenförmigen Teil für die erste und die zweite Linsenelektrode
ver
schieden. Damit ist es möglich sog. Kernhauchsymmetrie und Strahlverlagerung
gleichzeitig gering zu halten.
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In einer anderen Ausführungsform ist der Abstand zwischen der
gemeinsamen Öffnung und dem plattenförmigen Teil für die beiden Linsenelektroden
derselbe. Dies verringert die Streuung bei der Fertigung der Linsenelektrode und
verbessert damit die Reproduzierbarkeit der Qualität der Hauptlinse.
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Vorzugsweise sind die Außenöffnungen von der Innenwand der
betreffenden Linsenelektrode um wenigstens einen Rand von etwa 0,3 mm des
Plattenförmigen Teils getrennt. Ränder dünner als etwa 0,3 mm können bei der Fertigung des
plattenförmigen Teils oder beim Anordnen des plattenförmigen Teils in der
Linsenelektrode relativ leicht verformen. Diese Gegensätze beeinflussen die Qualität der
Hauptlinse.
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Der Abstand über den die Außenöffnungen in dem plattenförmigen Teil
sich unter dem Rand der gemeinsamen Öffnung erstrecken, ist vorzugsweise
wenigstens 5% der Größe der Außenöffnungen, gemessen in der In-Line-Ebene.
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Es sei bemerkt, dass in US-A-5.146.133 eine Elektronenstrahlröhre
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist, wobei in dem rohrförmigen
Teil ein plattenförmiger Teil mit drei Öffnungen vorgesehen ist. Es gibt aber keine
Zusammenarbeit zwischen der gemeinsamen Öffnung und den Öffnungen in dem
plattenförmigen Teil.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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Figur leinen Schnitt durch eine Farbelektronenstrahlröhre,
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Fig. 2 einen Schnitt durch ein Elektronenstrahlerzeugungssystem,
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Fig. 3A, 3B und 3C einen Schnitt, eine Draufsicht, bzw. eine
schaubildliche Ansicht einer Einzelheit eines Elektronenstrahlerzeugungssystems,
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Fig. 4 eine von Fig. 3 abgeleitete Darstellung, jedoch mit einen
eingetragenen Abmessungen.
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Die Figuren sind nicht maßgerecht. Im Allgemeinen werden in den
Figuren gleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen angegeben.
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Eine Farbelektronenstrahlröhre 1 umfasst eine evakuierte Hülle 2, die
in diesem Beispiel aus einem Bildfenster 3, einem Konusteil 4 und einem Hals 5
besteht. In dem Hals ist ein In-Line-Elektronenstrahlerzeugungssystem 6 zum Erzeugen
dreier sich in einer Ebene, der In-Line-Ebene, hier der Zeichenebene, erstreckender
Elektronenstrahlen 7, 8 und 9. Auf der Innenseite des Bildfensters 3 befindet sich ein
Bildschirm 10. Dieser Bildschirm 10 enthält eine Vielzahl rot-, grün- und
blauaufleuchtender Bildelemente. Auf ihrem Weg zum Bildschirm werden die
Elektronenstrahlen mit Hilfe einer elektromagnetischen Ablenkeinheit 11 über den Bildschirm 10
abgelenkt und passieren dabei eine vor dem Bildfenster 3 vorgesehene
Farbselektionselektrode 12 (manchmal wird eine derartige Farbselektionselektrode auch als
Schattenmaske bezeichnet), die eine dünne Platte mit Öffnungen 13 umfasst. Die
Farbselektionselektrode ist mit Hilfe von Aufhängeelementen 14 in dem Bildfenster 3
vorgesehen. Die drei Elektronenstrahlen 7, 8 und 9 passieren die Öffnungen 13 der
Farbselektionselektrode in einem geringen Winkel gegenüber 3 einander und treffen dadurch
je nur Phosphorelemente einer einzigen Farbe.
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Fig. 2 zeigt im Schnitt beispielsweise ein
In-Line-Elektronenstrahlerzeugungssystem 6. Dieses Elektronenstrahlerzeugungssystem hat drei Kathoden 21, 22
und 23. Das Elektronenstrahlerzeugungssystem enthält weiterhin eine erste
gemeinsame Elektrode 20 (G&sub1;), eine zweite gemeinsame Elektrode 24 (G&sub2;), eine dritte
gemeinsame Elektrode 25 (G&sub3;) und eine vierte gemeinsame Elektrode 26 (G&sub4;). Die
genannten Elektroden enthalten Anschlüsse zum Anlegen elektrischer Spannungen an
die Elektroden. Die Farbelektronenstrahlröhre enthält Leitungen, hier nicht dargestellt,
zum Zuführen elektrischer Spannungen zu den Elektroden. Durch Anlegung
elektrischer Spannungen werden zwischen den Elektroden elektrische Felder erzeugt.
Zwischen der G&sub3;- und der G&sub4;-Elektrode wird in diesem Beispiel die Hauptlinse gebildet.
Die Elektroden sind mittels Verbindungselemente, in diesem Beispiel Glasstäbe 27,
miteinander verbunden.
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Fig. 3A zeigt im Schnitt gemäß der In-Line-Ebene eine Einzelheit des
Elektronenstrahlerzeugungssystems aus Fig. 2. Namentlich sind die Elektroden 25
(G&sub3;) und 26 (G&sub4;) dargestellt. Die beiden Elektroden haben einen rohrförmigen Teil 25a
bzw. 26 s mit einem abgewinkelten Rand 25b bzw. 26b und einen plattenförmigen Teil
25c bzw. 26c. Die plattenförmigen Teile sind mit je drei Öffnungen (25d, 25e, 25f
bzw. 26d, 25e, 26f) versehen. Der abgewinkelte Rand bildet den Rand einer
gemeinsamen Öffnung für die drei Elektronenstrahlen. Die Außenöffnungen 25d, 25f, 26d,
26f sind derart gebildet; dass sie sich unter dem Rand 25b erstrecken, oder mit anderen
Worten, die Außenöffnungen erstrecken sich, gesehen durch die gemeinsame Öffnung,
quer zu dem plattenförmigen Teil, auf beiden Seiten bis außerhalb der gemeinsamen
Öffnung. Vorzugsweise ist die gemeinsame Öffnung durch einen abgewinkelten Rand,
wie in Fig. 3A dargestellt, gebildet. Die gemeinsame Öffnung kann jedoch auch in
einer flachen Platte gebildet sein.
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Fig. 3B zeigt in Draufsicht die Elektrode 25, d. h. in Projektion auf den
plattenförmigen Teil und aus der Elektrode 26 gesehen. Die Teile der Außenöffnungen
25d und 25f, die sich unter dem Rand 25d befinden, sind in der Fig. 3B gestrichelt
dargestellt. Deutlich sichtbar ist, dass die Außenöffnungen sich bis außerhalb der
gemeinsamen Öffnung erstrecken.
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Fig. 3C zeigt die Elektrode 25 in schaubildlicher Ansicht.
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Fig. 4 zeigt dieselbe Darstellung wie Fig. 3A, sei es, dass eine
Abmessungen eingetragen sind. Insbesondere ist der Abstand zwischen der abgewinkelten
Wand und dem plattenförmigen Teil (d&sub1;), die Abmessung des abgewinkelten Randes
in der In-Line-Ebene (s&sub1;), der Durchmesser der Außenöffnungen in der In-Line-Ebene
(d&sub2;), der Abstand, über den die Außenöffnungen sich unter dem abgewinkelten Rand
erstrecken (s&sub2;), die Abmessung des Randes des plattenförmigen Teils zwischen den
Außenöffnungen und dem rohrförmigen Teil(s&sub3;) und die Höhe des Randes (s&sub4;).
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Nach der Erfindung liegt das Verhältnis zwischen dem Abstand der
gemeinsamen Öffnung von dem plattenförmigen Teil (d&sub1;) und dem Abstand, über den
die Außenöffnungen in dem plattenförmigen Teil sich unter dem abgewinkelten Rand
erstrecken (s&sub2;) in dem Bereich zwischen 0,5 und 5, d. h. 0,5 ≤ d&sub1;/s&sub2; ≤ 5. Der günstige
Effekt wird durch eine Zusammenarbeit der gemeinsamen Öffnung mit den
vergrößerten Außenöffnungen. Liegen die gemeinsame Öffnung und der plattenförmige Teil
zu nahe beisammen (Verhältnis kleiner als 0,5) oder zu weit auseinander (Verhältnis
größer als 5), so ist der Effekt dieser Zusammenarbeit gering. Der Abstand der
gemeinsamen Öffnung von dem plattenförmigen Teil ist der Abstand in der z-Richtung
(quer zu dem plattenförmigen Teil), gemessen an der Stelle der Überlappung zwischen
dem Rand um die gemeinsame Öffnung und den Außenöffnungen.
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Eine bevorzugte Ausführungsform ist gebildet, wenn die
Außenöffnungen wenigstens durch einen Rand von etwa 0,3 mm von dem plattenförmigen Teil von
dem rohrförmigen Teil getrennt sind (0,3 mm ≤ s&sub3;). Ränder dünner als 0,3 mm können
relativ leicht verformen bei der Herstellung des plattenförmigen Teils, oder beim
Befestigen des plattenförmigen Teils in dem rohrförmigen Teil. Dies verringert die
Qualität der Hauptlinse.
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Eine bevorzugte Ausführungsform wird gebildet, wenn der Abstand,
über den die Außenöffnungen in dem plattenförmigen Teil sich unter dem
abgewinkelten Rand erstrecken, wenigstens 5% des Durchmessers der Außenöffnungen,
gemessen in der In-Line-Ebene (s&sub2; ≥ 0,05d&sub2;).
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In einem Beispiel ist s&sub1; 19,6 mm, d&sub1; ist 1,1 mm, d&sub2; ist 6,53 mm und s&sub2;
ist 0,55 mm und s&sub3; ist 0,5 mm (d&sub1;/s&sub2; = 2, s&sub2; = 0,075d&sub2;). Die Höhe des Randes liegt
typisch in dem Bereich zwischen 0,3 und 0,7 mm.
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Vorzugsweise hat der plattenförmige Teil einige Vorsprünge 25g, mit
denen der plattenförmige Teil an dem rohrförmigen Teil befestigt ist, beispielsweise
festgeschweißt. Vorzugsweise gibt es weiterhin, abgesehen von den Vorsprüngen,
einen geringen Abstand (beispielsweise etwa 0,1 mm) zwischen dem Umfang des
plattenförmigen Teils und dem rohrförmigen Teil. Dieser Abstand verringert die
Gefahr, dass der plattenförmige Teil schief in dem rohrförmigen Teil festgeschweißt wird
und die Gefahr, dass im Gebrauch durch Temperaturanstieg des
Elektronenstrahlerzeugungssystems der plattenförmige Teil sich verformt.
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Vorzugsweise enthalten die erste und die zweite Elektrode
gleichförmige platten- und rohrförmige Teile (d. h., dass in dem betreffenden Beispiel Teile 25a
und 26a formmäßig einander entsprechen, ebenso wie die Teile 25c und 26c). Dies
steigert die Reproduzierbarkeit der Qualität der Hauptlinse. Vorzugsweise sind die
Teile nicht nur formmäßig entsprechend, sondern auch gespiegelt gegenüber einander
angeordnet.
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In einer Ausführungsform ist der Abstand zwischen der gemeinsamen
Öffnung und dem plattenförmigen Teil für die Linsenelektroden verschieden. In dem
betreffenden Beispiel ist dann d&sub1; (G&sub3;) ungleich d&sub1; (G&sub4;). Dadurch ist es möglich, die
Asymmetrie und die Strahlverlagerung, sogar für einen Punktfehler 0, gleichzeitig
klein zu halten.
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In einer anderen Ausführungsform ist der Abstand zwischen der
gemeinsamen Öffnung und dem plattenförmigen Teil für beide Linsenelektroden gleich.
Dies verringert die Streuung in der Fertigung der Linsenelektrode und verbessert
damit die Reproduzierbarkeit der Qualität der Hauptlinse.
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Es dürfte einleuchten, dass im Rahmen der Ansprüche für den
Fachmann viele Abwandlungen möglich sind.
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Der plattenförmige Teil kann, in Ausführungsformen, beispielsweise
ein Teil eines rohrförmigen Teils sein, der in der betreffenden Linsenelektrode
vorgesehen ist.