NL8702179A - Beeldbuis met een na-deflectiestruktuur en werkwijze voor het vervaardigen van deze struktuur. - Google Patents

Description

V

* PHN 12249 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Beeldbuis met een na-deflectiestruktuur en werkwijze voor het vervaardigen van deze Struktuur.

De uitvinding heeft betrekking op een beeldweergeef-inrichting voorzien van een afgesloten omhulling met in hoofdzaak praktisch evenwijdige voor- en achterwanden, een laag luminescerend materiaal langs het binnenoppervlak van de voorwand, elektronen-5 emitterende middelen voor het opwekken van ten minste één elektronenbundel en een selectie-elektrodensysteem voor het nagenoeg loodrecht laten opvallen van de of elke elektronenbundel op de laag luminescerend materiaal, zodanig dat de of elke bundel ten minste een deel van de laag luminescerend materiaal aftast voor het opbouwen van 10 een beeld, en een fijn-deflectiestruktuur die voorzien is van individuele elektronenbundel kanalen met elk waarvan een eerste en een tweede deflector elektrode is geassocieerd, welke deflectorelektroden bekrachtigbaar zijn om een uit het elektronenbundel kanaal komende elektronenbundel af te buigen en door geschikte besturing waarvan de 15 elektronenbundel nauwkeurig op een gewenst oppervlakte-element van de laag luminescerend materiaal gericht kan worden.

Een constructie als boven beschreven heeft t.o.v. de klassieke kathodestraalbuis grote voordelen, aangezien hiermee ondiepe, vlakke televisieweergeefinrichtingen kunnen worden gerealiseerd. Hierbij 20 zijn punten van aandacht o.a. het verkrijgen van uniforme helderheid en oplossend vermogen over het gehele beeldoppervlak, onafhankelijk van het bestuurde beeldelement (pixel) en de mogelijkheid van kleurselectie bij kleurweergeefinrichtingen resp. de mogelijkheid van het bijsturen van de elektronenbundels bij high resolution monochrome weergeefinrichtingen.

25 Een inrichting van de in de aanhef genoemde soort is b.v. bekend uit de gepubliceerde Britse octrooiaanvrage nr. 2 124 017.

Deze betreft een inrichting waarin met één elektronenbundel die door één kathode wordt geproduceerd het luminescerende scherm wordt afgetast. Andere ondiepe, vlakke weergeefinrichtingen werken b.v. met 30 lijnkathodes die een lint van elektronen produceren, of met een groot aantal, in één lijn geplaatste, kathodes die een aantal evenwijdige elektronenbundels produceren.

8702179 PHN 12249 2

Binnen de tot nu toe voorgestelde beeldbuizen voor ondiepe, vlakke weergeefinrichtingen wordt vaak gebruik gemaakt van een zeer fijne elektrodestruktuur om beperkte horizontale (na-)deflectie van elektronenbundels te verkrijgen (b.v. voor het creëren van kleur, 5 en/of het corrigeren van bepaalde typen uitlijningsfouten). De bedoelde fijn-defleCtiestruktuur bestaat uit stripvormige elektrodes aan weerszijde van elke bundel waardoor via potentiaalverschillen een beperkte afbuiging van de bundel verkregen wordt.

Naast toepassing van gemetaliseerd glas of keramiek 10 strukturen wordt vooral gezocht naar metalen deflectorelektrode-strukturen.

Eisen aan deze fijn-deflectie elektrodes zijn: de elektrodes moeten per paar onderling geïsoleerd zijn, de elektrodeparen moeten elektrisch gekoppeld zijn zodat de paren gelijk-15 tijdig geschakeld kunnen worden, de nauwkeurigheid van de elektrodestruktuur moet hoog zijn om uniform scannen te garanderen en het combineren met het fosforpatroon op het scherm en met maskerstrukturen in het inwendige mogelijk te maken.

Bij de bekende uitvoeringsvormen heeft men het gezocht in 20 lange, over de hele hoogte van het beeldvenster doorlopende, dus stripvormige, elektrodes. Problemen hierbij zijn: het hanteren (Engels: "handling"), positioneren, bevestigen en in een vlak houden van de strippen, de trillingsgevoeligheid van een strippenstruktuur, 25 het isoleren van de strippen onderling en het gecombineerd koppelen van de paren, vormgeving van de strippen, t.a.v. etsgeometrie, plaat-dikte, braamvorming, het scheiden van de strippen als er tijdelijk een verband 30 tussen de strippen is toegestaan voor verbeterde hantering.

Aan de uitvinding ligt de opgave ten grondslag een beeldweergeefinrichting te verschaffen waarbij deze problemen niet, of in aanzienlijk mindere mate, voorkomen.

De beeldweergeefinrichting van de in de aanhef beschreven 35 soort heeft daartoe volgens de uitvinding als kenmerk, dat elk individueel elektronenbundelkanaal aan twee tegenover elkaar liggende zijden is voorzien van elektrisch geïsoleerde, uit de vlakken van twee 870 2170 ft' * PHN 12249 3 tegenover elkaar gelegen metalen platen gebogen, deflectorelektroden vormende, lippen.

De uitvinding berust erop dat voor de fijn-deflectie-struktuur geen gebruik wordt gemaakt van lange strippen over de hele 5 hoogte, maar van kleine, vlakke deflectorelektrodeplaatjes aan weerszijden van elk elektronenbundelkanaal. Hierdoor is het mogelijk deze plaatjes als lippen uit voorgeëtste platines te buigen. De uitvinding geeft daardoor een oplossing voor: het hanteren etc. omdat hierbij gebruik gemaakt wordt 10 van de stabiliteit van platines; door bekende etstechnieken hoge nauwkeurigheden; eenduidige vormgeving waarbij etsgeometrie, plaatdikte etc. minder invloed hebben.

Een voorkeursvorm van de beeldweergéefinrichting volgens 15 de uitvinding wordt gekenmerkt, doordat dat de lippen tussen de elektro-nenbundelkanalen mechanisch gekoppeld zijn tot elektrisch geïsoleerde paren.

Door het op de bovenbeschreven wijze toepassen van twee platines en een isolatiemedium ertussen, is het elektrisch koppelen en 20 gelijktijdig scheiden van paren onderling op eenvoudige wijze mogelijk.

Door deze mechanische platinekoppeling is een stabiele constructie uitvoerbaar.

De uitvinding betreft tevens een werkwijze om een fijn-deflectiestruktuur voorzien van een aantal elektronenbundelkanalen die 25 elk aan weerszijden voorzien zijn van elektrisch geïsoleerde elektrodes, te vervaardigen. Deze werkwijze wordt gekenmerkt, doordat een aantal U-vormige openingen wordt aangebracht in elk van een paar metalen platen, welke openingen elk een deflectorelektrodevlak omsluiten, dat de deflectorelektrode vlakken per plaat uit de vlakken van de platen 30 gebogen worden en dat de platen tegenover elkaar gepositioneerd worden met de deflectorelektrodevlakken naar elkaar toe gericht en t.o.v. elkaar uitgericht.

Een voorkeursvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt gekenmerkt, doordat een aantal ü-vormige openingen wordt 35 aangebracht in elk van een paar metalen platen, welke openingen elk een deflectorelektrodevlak aan 3 zijden omsluiten, dat de platen nadat de openingen erin zijn aangebracht rug aan rug tegenover elkaar worden 8702179 PHN 12249 4 geplaatst, zodanig dat de deflectorelektrode vlakken van de ene plaat uitgericht liggen met de deflectorelektrode vlakken van de andere plaat, dat een elektrisch isolerend hechtmiddel op de deflectorelektrode vlakken van ten minste één plaat wordt aangebracht, dat de platen 5 door middel van dit hechtmiddel aan elkaar bevestigd worden en dat de platen daarna van elkaar af bewogen en gelijktijdig t.o.v. elkaar verschoven worden in een richting dwars op de buiglijnen van de deflec-torelektrodevlakken waardoor de deflectorelektrode vlakken paarsgewijs uit de vlakken van de platen gebogen worden. Deze werkwijze maakt het 10 uitbuigen van de deflectie-elektrodevlakken, het t.o.v. elkaar uitrichten en het mechanisch koppelen verrassend eenvoudig.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van enkele uitvoeringsvoorbeelden en de tekening waarin,

Figuur 1 in schematisch in doorsnedé een eerste 15 uitvoering van een weergeefinrichting volgens de uitvinding toont,

Figuur 2 schematisch een dwarsdoorsnede toont van een deel van de elektronenbundel kanaalstruktuur met fijn-deflectie-elektrodes en van het luminescerende scherm van de inrichting van Figuur 1 toont; 20 Figuur 3A, 3B en 3C respektievelijk een perspektivisch aanzicht, een bovenaanzicht en een dwarsdoorsnede door een déél van een fijn-deflectiestruktuur volgens de uitvinding, tijdens een vervaardi-gingsstap, tonen,

Figuur 4A, 4B en-4C respektievelijk een perspektivisch 25 aanzicht, een bovenaanzicht en een dwarsdoorsnede door een deel van een fijn-deflectiestruktuur volgens de uitvinding, tijdens een verdere vervaardigingsstap tonen,

Figuur 5 een dwarsdoorsnede door een samenstel van twee aan elkaar bevestigde strukturen van het in Figuur 3A, 3B en 3C getoonde 30 type toont,

Figuur 6 een dwarsdoorsnede door het samenstel van Figuur 5 tijdens een volgende vervaardigingsstap toont,

Figuur 7 een perspektivisch aanzicht van een deel van een alternatieve fijn-deflectiestruktuur toont, 35 Figuur 8 schematisch een deel van een doorsnede door een alternatieve na-deflectiestruktuur toont, en

De tekeningen zijn schematisch en niet op schaal; 8702179 * PHN 12249 5 overeenkomstige delen zijn doorgaans met dezelfde verwijzigingscijfers aangegeven.

In Figuur 1 omvat een weergeefinrichting van het platte beeldbuis type 10 een rechthoekige omhulling 15 met een althans nagenoeg 5 vlakke frontplaat 12. Op het binnenoppervlak van de frontplaat 12 is een fosforscherm 14 aangebracht bevattende een repeterend patroon van groepen van rode (R), groene (R) en blauwe (B), zich vertikaal uitstrekkende fosforlijnen. Een kanaalplaat elektronenvermenigvuldiger 16 is op enige afstand van de frontplaat 12, en evenwijdige daaraan, geplaatst. Een 10 één bundel elektronenkanon 20 is in het achterste deel van de omhulling ondergebracht en richt een laag-energetische elektronenbundel 18 naar beneden in een richting evenwijdig aan de frontplaat 12 en aan de achterwand van de omhulling 15. De bundel wordt afgebogen met behulp van een elektrostatische afbuiginrichting 17 die nabij het kanon 20 in 15 een vlak evenwijdig aan de frontplaat 12 is gepositioneerd om horizontale aftasting (line scanning) te bewerkstelligen. De (lijn aftast) bundel 18 wordt over 180° afgebogen door een omkeerlens 21 aan de onderzijde van de omhulling, zodat hij aan de andere kant van een afscheiding 19 in tegengestelde richting loopt. De afscheiding 19 draagt 20 een aantal selektief bekrachtigbare, in vertikale richting van elkaar gescheiden, zich in horizontale richting uitstrekkende elektrodestrippen 23. De elektrodestrippen 23 dienen voor vertikale aftasting (field scanning) door de elektronenbundel 18 over het ingangsvlak van de kanaalplaat elektronenvermenigvuldiger 16. Na in de vermenigvuldiger 16 25 elektronenvermenigvuldiging te hebben ondergaan wordt de bundel naar het fosforscherm 14 toe versneld door middel van een aluminium backing elektrode op het scherm. De kleurenbeeldbuis van Figuur 1 is in vele opzichten gelijk aan de in de gepubliceerde Britse Octrooiaanvrage 2.101.396 beschreven beeldbuis en voor nadere details van de buis en 30 zijn konstruktie wordt hier naar deze publikatie verwezen. De buis van de genoemde publikatie is echter monochroom, met een fosforscherm dat in één kleur oplicht.

De kanaalplaat elektronenvermenigvuldiger 16 is van het gelamineerde dynode type. De konstruktie van dit type vermenigvuldiger 35 is beschreven in de Britse Octrooien 1 434 053 en 2 023 332. Deze konstruktie komt er op neer dat de elektronenvermenigvuldiger 16 een aantal van openingen voorziene dynodes 24 omvat, waarvan de laatste in 8702179 * PHN 12249 6

Figuur 2 getoond wordt. De (tonvormige) openingen 26 in opeenvolgende dynodes liggen in lijn voor het vormen van elektronenbundelkanalen. Tijdens bedrijf ondergaat een elektronenbundél die een kanaal binnengaat stroomvermenigvuldiging door sekundaire emissie bij het gaan van de ene 5 dynode naar de andere, elk waarvan typisch 300 V positiever is dan de vorige. Een extraktorelektrode 36 met openingen 42 die in lijn liggen met de kanalen van de vermenigvuldiger is aan het uiteinde van de vermenigvuldiger aangebracht. De elektrode 36 bestaat hier uit een halve dynode. Een positieve spanning, typisch + 100 V ten opzichte van 10 die van de laatste dynode, wordt aan de extraktorelektrode 36 toegevoerd om niet alleen de elektronenbundel 34 aan de vermenigvuldiger te onttrekken, maar ook om deze te fokusseren. Bij het in Figuur 2 getoonde arrangement van groepen van rode (R), groene (G) en blauwe (B) fosforen zal een niet na-afgebogen stroomvermenigvuldig'de elektronenbundel 34 de 15 groene fosfor (G) treffen. Om de rode (R), respektievelijk de blauwe (B) fosfor te treffen moet de elektronenbundel 34 respektievelijk naar links respektievelijk naar rechts afgebogen worden (dat wil zeggen naar boven, respektievelijk naar beneden in Figuur 2).

Deze afbuiging wordt gerealiseerd door middel van paren 20 fijn-deflektie elektrodes 38, 40 van welke paren er één aan elke zijde van elke opening 42 van de extraktor elektrode 36 geplaatst is. De elektrodes 38 zijn elektrisch met elkaar verbonden, evenals de elektrodes 40. Zoals beschreven in de gepubliceerde Britse Octrooiaanvrage nr. 2 124 017 kunnen de paren fijn-deflectie elektroden ook 25 zodanig bekrachtigd worden dat bepaalde typen uitlijningsfouten worden opgeheven.

Om in bedrijf de elektronenbundel 34 af te buigen is het noodzakelijk om een potentiaalverschil tussen de elektrodes 38, 40 aan te leggen. Bijvoorbeeld in een situatie waarin de extraktorelektrode 36 30 ten opzichte van de laatste dynode op een spanning staat van + 100 V, en het scherm 14 op een spanning staat van + 7 tot + 10 kV, wordt voor een niet af te buigen bundel 34 een gemiddelde spanning van 250 V aangelegd aan beide elektrodes 38, 40 en wordt voor een in de ene of in de andere richting af te buigen bundel een potentiaalverschil tussen de elektrodes 35 38, 40 aangelegd van 100 V. Voor afbuiging naar de rode fosfor (R) is de elektrode 40 bijvoorbeeld op + 300 V en de elektrode 38 op + 200 V, terwijl voor afbuiging naar de blauwe fosfor (B) de spanningen juist 8702179 PHN 12249 7 omgekeerd zijn.

Volgens de uitvinding worden de fijn-deflektie-elektrodes 38, 40 niet als lange, doorlopende strippen gevormd, zoals bij de stand der techniek, maar als uit de vlakken van twee metalen platen gebogen 5 lippen aan weerszijden van elk uiteinde van een elektronenbundelkanaal.

Om dit uit te voeren wordt uitgegaan van een vlakke platine 43 te vergelijken met het uitgangsmateriaal van een schaduw-masker. Hierin worden gaten 44 aangebracht (m.b.v. etsen of lasersnijden) met een zodanige vorm dat ieder gat 44 gedeeltelijk een 10 vlakje 38 (een "schiereiland") omsluit. Zie respektievelijk Fig. 3A (platine in perspektief), Figuur 3B (bovenaanzicht van platine) en Figuur 3C (aanzicht van een dwarsdoorsnede langs de lijn III C-C van Figuur 3B). De vormgeving van de gaten 44 is zodanig dat de vlakjes 38 gemakkelijk uit het platine oppervlak gebogenTcunnen worden. Dat de 15 buiglijn op de juiste plaats komt wordt gegarandeerd door gedeeltelijk wegetsen van delen van de gaten, zoals te zien in Fig. 5, óf door de specifieke vormgeving (Fig. 4), óf door beide. Het uitbuigen van de vlakjes 39 kan langs mechanische weg gebeuren, door pennen, of op alternatieve wijze door er door middel van lucht of vloeistof druk op 20 uit te oefenen.

Figuur 4A toont een perspektivisch aanzicht van de platine 43 nadat de vlakjes 38 omgezet zijn. Figuur 4B toont een bovenaanzicht van dezelfde situatie en Figuur 4C een aanzicht van een dwarsdoorsnede langs de lijn IV C-C in Figuur 4B.

25 De gewenste fijn-deflektiestruktuur wordt gerealiseerd door twee platines met uitgeëtste gaten te nemen, bijvoorbeeld de platine 43 van Figuur 3A en een daaraan identieke platine 43', met de uitgebogen deflectorvlakjes op de juiste wijze ten opzichte van elkaar uitgericht tot eén stabiel samenstel te verenigen. In het kader van de 30 uitvinding kan zowel het uitbuigen van de vlakjes, als het tot een stabiel samenstel verenigen op elegante en doeltreffende wijze op de volgende wijze plaatsvinden. De platines 43 en 43' worden na het etsproces met de ruggen aan elkaar bevestigd door middel van een elektrisch isolerend hechtmiddel 46 dat de vlakjes 38 en 40 met elkaar 35 verbindt. Zie Figuur 5. Door de aldus aan elkaar bevestigde platines 43 en 43' nu van elkaar af te bewegen en gelijktijdig ten opzichte van elkaar te verschuiven (deze bewegingen zijn in Figuur 5 aangeduid met 8702179 PHN 12249 8 pijlen) komen de deflectorvlakjes 38, 40 paarsgewijs in hetzelfde vlak dwars op de platines te staan. Zie Figuur 6. Deze operatie kan eventueel ondersteund worden door pennen, vloeistof of luchtdruk om de deflectorvlakjes uit de platinevlakken te drukken.

5 Bij de in de Figuur 4, 5 en 6 getoonde platines zijn de gaten volgens een rechthoekig patroon gerangschikt. Indien noodzakelijk kunnen ze ook volgens een hexagonaal patroon gerangschikt zijn. De gewenste fijn-deflectiestruktuur kan in dat geval verkregen worden met een aangepaste (hexagonale) gatenstruktuur en een 10 halve verticale steekverschuiving. Zie Figuur 7 die een bovenplaat 47 met uitgebogen lippen 48 toont die tegenover een onderplaat 49 met uitgebogen lippen is gepositioneerd. De methode van het los van elkaar uitbuigen van de vlakjes en het daarna samenstellen komt hier het meest in aanmerking.

15 De uitgebogen lippen behoeven niet per se dwars op het vlak van de platines te staan. Bij bepaalde ontwerpen kan het b.v. zijn dat ze schuin op het vlak van de platines staan. (Zie figuur 8).

De hierboven beschreven fijn-deflektiestrukturen waarbij aan weerszijden van elk elektronenbundelkanaal een paar elektrisch 20 geïsoleerde uit twee platinevlakken gebogen deflectorplaatjes is geplaatst, is niet alleen toepasbaar in beeldweergeefinrichtingen van het type met een afbuigsysteem voor de bundelselectie zoals getoond in Figuur 1, maar ook in andere typen beeldweergeefinrichtingen, in het bijzonder van het platte, dunne type, waarin fijn-deflectie nodig 25 is, b.v. in een weergeefinrichting zoals beschreven in EP-94 6 22.

8702179

Claims (4)

1. Beeldweergeefinrichting voorzien van een afgesloten omhulling met in hoofdzaak praktisch evenwijdige voor- en achterwanden, een laag luminescerend materiaal langs het binnenoppervlak van de voorwand, elektronenemitterende middelen voor het opwekken van ten 5 minste één elektrodenbundel, een selectie-elektroden systeem voor het nagenoeg loodrecht laten opvallen van de of elke elektronenbundel op de laag luminescerend materiaal, zodanig dat de of elke bundel ten minste een deel van de laag luminescerend materiaal aftast voor het opbouwen van een beeld en een fijn-deflectiestruktuur 10 die voorzien is van individuele elektronenbundelkanalen met elk waarvan een eerste en een tweede deflectorelektrode is geassocieerd, welke deflectorelektroden bekrachtigbaar zijn om een uit het elektronenbundel kanaal komende elektronenbundel af te buigen én door geschikte besturing waarvan de elektronenbundel nauwkeurig op een gewenst oppervlakte-15 element van de laag luminescerend materiaal gericht kan worden, met het kenmerk, dat elk individueel elektronenbundelkanaal aan twee tegenover elkaar liggende zijden is voorzien van elektrisch geïsoleerde, uit de vlakken van twee tegenover elkaar gelegen metalen platen gebogen, deflectorelektroden vormende, lippen.

2. Beeldweergeefinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de lippen tussen de elektronenbundelkanalen mechanisch gekoppeld zijn tot electrisch geïsoleerde paren.

3. Werkwijze voor het vervaardigen van een na-deflectie-structuur voor een beeldweergeefinrichting, met het kenmerk, dat een 25 aantal U-vormige openingen wordt aangebracht in elk van een paar metalen platen, welke openingen elk een deflectorelektrodevlak omsluiten, dat de deflectorelektrodevlakken per plaat uit de vlakken van de platen gebogen worden en dat de platen tegenover elkaar gepositioneerd worden met de deflectorelektrode vlakken naar elkaar toe gericht en t.o.v. 30 elkaar uitgericht.

4. Werkwijze voor het vervaardigen van een na-deflectie- struktuur voor een beeldweergeefinrichting, met het kenmerk, dat een aantal U-vorraige openingen wordt aangebracht in elk van een paar metalen platen, welke openingen elk een deflectorelektrodevlak aan drie zijden 35 omsluiten, dat de platen nadat de openingen er in zijn aangebracht rug aan rug tegenover elkaar worden geplaatst, zodanig dat de deflectorelektrode vlakken van de ene plaat uitgericht liggen met de 8702179 ï PHN 12249 10 deflectorelektrodevlakken van de andere plaat, dat een elektrisch isolerend hechtmiddel op de deflectorelektrodevlakken van ten minste één plaat wordt aangebracht, dat de platen door middel van dit hechtmiddel aan elkaar bevestigd worden en dat de platen daarna van 5 elkaar af bewogen en gelijktijdig t.o.v. elkaar verschoven worden in een richting dwars op de buiglijnen van de deflectorelektrodevlakken waardoor de deflectorelektrodevlakken paarsgewijs uit de vlakken van de platen gebogen worden. 8702179