DE1157713B - Kathodenstrahlspeicherroehre - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kathodenstrahlspeicherröhre mit einem Schreibstrahl, einem Flutelektronenstrom, einer Speicherelektrode, einem Bildschirm und mit einem den Flutelektronenstrom umfassenden elektronenundurchlässigen Ring.

Bei elektronischen Speicherröhren, bei denen kein sichtbares Bild entsteht, dient der den Flutelektronenstrom umfassende Ring als Träger eines Maschengitters, das dicht vor einem Gitter angeordnet ist, hinter dem wiederum die Speicherplatte folgt. Der Innendurchmesser dieses Trägerringes ist etwas größer als der Innendurchmesser der Randeinfassung der Speicherplatte, so daß der wirksame Flußquerschnitt der Flutelektronen nicht durch diesen Ring bestimmt wird.

Direktsicht-Bildschirmröhren verwenden im allgemeinen einen Elektronenstrom verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit, der die Speicherelektrode in Übereinstimmung mit den Informationssignalen überstreicht und so eine Ladungsverteilung auf dem Speicherschirm erzeugt, die der zu speichernden und darzustellenden information entspricht. Der Speicherschirm wird von einem Flutelektronenstrom durchflutet, der durch den Schirm entsprechend den Potentialen seiner einzelnen Flächenelemente hindurchtreten, die die gespeicherte Ladungsverteilung enthalten und dann so beschleunigt werden, daß sie auf dem Bildschirm auftreffen und dort eine sichtbare Nachbildung der gespeicherten Ladungsverteilung erzeugen. Die Wirkungsweise einer derartigen Kathodenstrahlspeicherröhre ist bekannt. Beim Durchfluten des Speicherschirmes durch die Flutelektronen (manchmal auch »Bild«-Elektronen oder »Sicht«-Elektronen genannt) sollen diese möglichst gleichmäßig über die Speicheroberfläche verteilt sein. Außerdem sollen alle Flutelektronen möglichst die gleiche Geschwindigkeit aufweisen, und schließlich sollen die Flutelektronen im wesentlichen senkrecht auf die Speicheroberfläche auftreffen, weil sonst Änderungen in der Intensität und der Genauigkeit der Wiedergabe eintreten. Um diese Bedingungen zu erfüllen, ist in derartigen Röhren ein an sich bekanntes System von elektrischen Sammellinsen vorgesehen, um den Flutelektronen die obengenannten Bedingungen aufzuerlegen.

Beim Betrieb der obenerwähnten Direktsicht-Speicherröhren ist das sichtbare Bild an seinem Rand oft von einem hellen Lichtring umgeben. Diese Beleuchtung des Randes rührt anscheinend teilweise von Flutelektronen her, die von den Wänden des in der Röhre enthaltenen Linsensystems und den Wänden der Sammelelektrode reflektiert werden. Es kann auch angenommen werden, daß diese Randbeleuchtung Kathodenstrahlspeicherröhre

Anmelder:

Hughes Aircraft Company,
Culver City, Calif. (V. St. A.)

Vertreter: DipL-Phys. R. Kohler, Patentanwalt,
Stuttgart S, Hohentwielstr. 28

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 1. Oktober 1958 (Nr. 764 539)

Kenneth R. Hesse, Grenada Hills, Calif. (V. St. Α.), ist als Erfinder genannt worden

teilweise durch nichtreflektierte Flutelektronen hervorgerufen wird, die von ihren Bahnen abgewichen sind, vielleicht weil sie am Rand des durch die Sammellinsen gebündelten Stromes verlaufen.

Diese Randbeleuchtung erscheint beispielsweise bei einer Speicherröhre mit 12,7 cm Durchmesser' als ein Ring von 0,8 mm Breite. Oft ist jedoch die Breite des Ringes nicht auf seinem ganzen Umfang gleich, so daß das Bild in unerwünschter Weise nicht im Mittelpunkt zu stehen scheint. Auch beobachtet man einen Strahlenkranz von etwa 1 cm Breite, der durch die innere Reflexion des Lichtes des Ringes in den Glasteilen der Röhre entsteht. Dieser Strahlenkranz verringert den Kontrast an den Bildrändern.

Diese Nachteile werden vermieden, wenn gemäß der Erfindung der den Flutelektronenstrom umfassende, elektronenundurchlässige Ring als eine die Randzone des Flutelektronenstromes auffangende Blende ausgebildet ist.

Dieses Ausblenden der Randzone des Flutelektronenstromes wird mit den bekannten Trägerringen für ein vor der Speicherelektrode angeordnetes Gitter nicht erreicht.

Die beschriebene Einrichtung wird an Hand der Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine Kathodenstrahlspeicherröhre mit einem Blendenring;

Fig. 2, 3 und 4 zeigen jeweils einen Schnitt durch einen Teil einer Röhre mit dem beschriebenen Blendenring;

Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch einen Blendenring und das Maschengitter des Kollektors.

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3 ' 4

Die in Fig. 1 dargestellte Direktsicht-Speicherröhre zu speichernde und abzubildende Information darweist eine evakuierte Umhüllung 2 auf, die einen ver- stellen. Wie bekannt ist, hinterläßt der Schreibstrahl, größerten zylindrischen Teil oder Kolben 4 und einen während er im Raster über den Speicherschirm 26 Kolbenhals 6 besitzt. In dem Kolbenhals 6 befindet geführt wird, auf diesem eine Ladungsverteilung, die sich die Kathode 8 des Schreibstrahles und die Be- 5 der zu speichernden und abzubildenden Information schleunigungsvorrichtung 10 zur Erzeugung eines entspricht. Der Speicherschirm 26 wird normaler-Elektronenstrahles mit einer kleinen Querschnitts- weise auf einem bezüglich der Flutkathode 32 negafläche. Rund um den Kolbenhals 6 befindet sich eine tiven Potential gehalten. Die von dem Schreibstrahl an sich bekannte elektromagnetische Ablenkspule 11 verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit getroffenen zur Ablenkung des Schreibstrahles in waagerechter io Flächen des Speicherschirmes 26 werden daher und senkrechter Richtung. Das Elektronenstrahl- positiv gegenüber der Flutkathode 32 durch die Wirerzeugungssystem 10 enthält eine Kathode 8, ein kung der Sekundärelektronenemission. Diese Sekun-Steuergitter 12 (das die Stärke des Strahles entspre- därelektronen werden durch die Kollektorelektrode chend den an dieses Gitter angelegten Informations- 24 gebündelt. Um die gespeicherte Information sichtsignalen moduliert), Beschleunigungselektroden 14 15 bar zu machen, wird durch die Flutelektrode 20 eine und 16 und eine fokussierende Elektrode 18. In dem Strömung von Elektronen verhältnismäßig niedriger Kolben 4 befindet sich eine Elektronenquelle 20 für Geschwindigkeit erzeugt und durch die Sammelelekdie Flutelektronen, eine Sammelelektrode 22, eine trode 22 gebündelt, wie dies an sich bekannt ist. Die Kollektorelektrode 24, ein Speicherschirm 26 und ein Flutelektronen werden gleichmäßig über die ganze Bildschirm 28. Der Bildschirm 28 enthält eine lei- 20 Speicheroberfläche verteilt und treten durch diejenigen tende Schicht 30 aus beispielsweise Zinnoxyd, die Stellen des Schirmes hindurch, die positiv geladen mit der Leuchtschicht 32 bedeckt ist. Die durch- sind, und treffen auf den Bildschirm 28, wobei sie sichtige leitende Schicht 30 dient als Beschleunigungs- an diesen Stellen des Bildschirmes eine Lumineszenz elektrode für die Flutelektronen, die den Speicher- auslösen. Diejenigen Flutelektronen, die auf negativ schirm 26 durchdrungen haben, wie weiter unten 25 geladene Teile des Speicherschirmes auftreffen, könnoch näher beschrieben wird. Die »Flut«-Kathode 20 nen durch den Schirm nicht hindurchtreten. Auf diese enthält eine Kathode 32, die von einem die Stärke Weise kann eine Vielzahl von Informationen gespeimodulierenden Gitter 34 und einer Ringelektrode 36 chert und dargestellt werden.

umgeben ist, die als Beschleunigungselektrode dient. Die gestrichelten Linien 50 in Fig. 1 stellen die

Die »Flut«-Kathode 20 erzeugt einen breiten Elek- 30 Flutelektronen dar, die von der Flutkathode 20 ertronenstrom, der gegen den Speicherschirm 26 ge- zeugt werden. Diese Elektronen werden durch die richtet ist. Beim Betrieb der Röhre ist es erwünscht, Sammelelektrode 22 gebündelt und treffen im wesentdaß die »Flut«-Elektronen so gebündelt werden, daß liehen senkrecht auf diesen Speicherschirm auf. Es sie auf den Speicherschirm 26 annähernd senkrecht wird angenommen, daß einige dieser Flutelektronen, auftreffen. Die Bündelung der Flutelektronen wird 35 insbesondere die' in den Randgebieten der Flutdurch ein Sammellinsensystem zwischen der zylin- strömung, den Randteil des Speicherschirmes 26 drischen Elektrode 22 und der Kollektorelektrode 24 durchschlagen können und auf den Bildschirm auferreicht. In Verbindung mit der Elektrode 22 können treffen und dort den vorerwähnten hellen Lichtring auch mehr als eine zylindrische Elektrode vorgesehen um die Bildfläche erzeugen können. Dies kann dasein, die dann durch leitende Graphitschichten auf 4° durch erklärt werden, daß sich die Elektronen in den der Innenseite des Kolbens 4 gebildet sein können. Randbereichen des Flutstromes auf gestörten Bahnen

Der Speicherschirm 26 enthält ein ringförmiges bewegen, weil sie von den Wänden der Sammel-Stützglied 38, auf dem ein elektroformierter Nickel- elektrode oder den Sammelelektroden oder den Wänschirm 40 aufgeschweißt ist. Der Nickelschirm kann den der Kollektorelektrode reflektiert werden. Eine beispielsweise eine Dicke von 0,04 mm und etwa 45 derartige Wirkung dieser Elektronen wird durch eine 60 Maschen pro Quadratzentimeter aufweisen. Die Ringblende 52 verhindert, deren Werkstoff die Elekspeichernde Oberfläche wird durch eine dünne, nicht tronen nicht durchdringen können und die innen an gezeichnete Schicht aus einem Sekundärelektronen dem Stützring 42 befestigt ist. Dadurch wird erreicht, emittierenden Werkstoff gebildet, der auf der der daß die am Rande befindlichen Elektronen vor dem Schreibkathode zugewandten Seite des Schirmes auf- 50 Erreichen des Speicherschirmes und des Bildschirmes getragen ist. Der Sekundärelektronen emittierende abgefangen werden. Der Innendurchmesser der Ring-Werkstoff kann beispielsweise Magnesiumfluorid sein, blende 52 kann etwas größer als die kleinste ausnutzdas aufgedampft oder auf andere Art und Weise bare Bildfläche des Bildschirmes sein. Wenn beispielsniedergeschlagen ist und das beispielsweise eine Dicke weise eine 12-cm-Röhre einen Bilddurchmesser von von 20 000 bis 50 000 Angström haben kann. 55 10 cm besitzt, würde eine Ringblende erforderlich

Die Kollektorelektrode 24 besitzt zweckmäßiger- sein, deren Durchmesser etwa 10,03 cm beträgt. Es weise ein ringförmiges Stützglied 42 mit einem ist im allgemeinen zweckmäßig, die den Kathoden elektroformierten Nickelschirm 44, der über dieses abgewandte Seite der Blende, also die »untere Seite« Stützglied gespannt ist und mit ihm verschweißt ist. so abzuschrägen, daß eine schneidenartige Kante den Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist 60 Elektronenstrom begrenzt. Außerdem kann die Spandieser Kollektorschirm 44 an einem an dem Stützring nung der Bündelelektroden so eingestellt sein, daß die 42 angeschweißten engeren Ring 46 befestigt. Der Querschnittsfläche des Flutelektronenstromes kaum Kollektorschirm 44 kann eine Dicke von etwa 0,001 größer als der Öffnungsdurchmesser der Blende ist. bis 0,003 mm und etwa 60 Öffnungen pro Quadrat- In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform dar-

zentimeter haben. 65 gestellt. Bei dieser ist der für die Elektronen undurch-

Beim Betrieb wird durch die Schreibkathode 10 lässige Blendenring 52 auf dem Stützring 42 der ein Elektronenstrom erzeugt und seine Dichte in Kollektorelektrode über dem Kollektorgitter aufÜbereinstimmung mit den Signalen moduliert, die eine geschweißt, so daß man keinen besonderen Um-

hüllungsring für dieses Gitter braucht. Bei dieser Ausführungsform erfüllt der Blendenring 52 also zwei Funktionen, nämlich das Abhalten der Elektronen von dem Bildschirm, und zugleich dient dieser Blendenring zur Befestigung des Kollektorgitters an dem Tragring für die Kollektorelektrode.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der der elektronenundurchlässige Blendenring 52 auf den Trägerring 38 für den Speicherschirm 26 aufgeschweißt ist. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, dient der Blendenring 52 zugleich zum Befestigen des Gitters 40 des Speicherschirmes auf dem Tragring 38. Die Blende 52 kann an der Innenfläche des Stützringes 38 getrennt von dem Speichergitter 40 angeordnet sein, nämlich in ähnlicher Weise wie bei der i<; Ausführungsform nach Fig. 1, bei der die Blende innerhalb des Stützringes der Kollektorelektrode angeordnet ist.

Es ist auch möglich, die gewünschte Wirkung dadurch zu erreichen, daß die elektronenundurchlässige Blende 52 an der Sammellinsenelektrode 22 angeordnet wird, wie dies bei der Ausführungsform nach Fig. 4 dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Innendurchmesser des Blendenringes wesentlich kleiner als bei den im vorhergehenden beschriebenen Ausführungsformen. Auf seinem Wege von der Flutelektronenquelle 20 gegen die Bündelungs- und Kollektorelektroden 22 und 24 verläuft der Flutelektronenstrom divergent, wie in den verschiedenen Figuren angedeutet ist, und die Linsenwirkung der Bündelungselektrode 22 lenkt erst den Flutelektrodenstrom in eine Richtung, die im wesentlichen senkrecht auf den Speicherschirm 26 zu verläuft. Die Querschnittsfiäche des Flutelektronenstromes hängt offensichtlich so lange von einem Abstand von seiner Elektronenquelle ab, bis er nicht mehr divergent, sondern unter Wirkung der Sammellinse senkrecht auf den Speicherschirm 26 zu verläuft. Deshalb ist der innere Durchmesser des Blendenringes in gewissem Maße von der Anordnung der Blende bezüglich der Flutelektronenquelle 20 abhängig. Für Orte, wo der Flutelektronenstrom noch divergent und nicht gebündelt verläuft, beispielsweise bei der Blendenanordnung nach Fig. 4, ist der Innendurchmesser des Blendenringes um so kleiner, je näher der Ring an der Elektronenquelle der Flutelektroden steht, und um so mehr wird sich die Form des Innendurchmessers der Blende der Struktur der Flutelektronenquelle anzupassen haben. In Bereichen, in denen der Flutelektronenstrom nunmehr gebündelt ist und nicht mehr divergent verläuft, ist der Innendurchmesser des Blendenringes verhältnismäßig unabhängig von dem Ort der Blende und im wesentlichen der gleiche für alle Lagen innerhalb dieses Bereiches. In allen Fällen wird der Innendurchmesser der Blende so gewählt, daß er die Elektronen in dem Randbereich des Flutelektronenstromes abfängt. Man kann also über die Beziehung zwischen dem Innendurchmesser der Blende und der Lage der Blende in bezug auf den Flutelektronenstrom oder dessen Elektronenquelle allgemein sagen, daß, wenn die Blende an der Bündelelektrode oder an irgendeinem Ort angedeutet ist, der näher an der Flutelektronenquelle als die Bündelelektrode oder die Bündelelektroden liegt, der Innendurchmesser der Blende von dem Ort der Blende abhängen wird, wenn die Ziele der Erfindung erreicht werden sollen. Wenn die Blende an der Kollektorelektrode oder an der Speicherelektrode oder an deren Träger oder an irgendeinem Ort angeordnet ist, der von der Flutelektronenquelle weiter entfernt ist als die Bündelelektrode oder die Bündelelektroden, so ist der Innendurchmesser der Blende unabhängig von ihrem Ort.

Bei anderen Ausführungsformen ist es auch möglich, die Blende aus einem Stück mit dem Kollektorschirm 44 oder dem Speicherschirm 40 zu machen, wie dies in Fig. 5 bezüglich des Kollektorschirmes 44 dargestellt ist. Dies kann beispielsweise dadurch verwirklicht sein, daß der Rand des Schirmes vor der Elektroformierung seiner Fläche mit einer Maske versehen wird, so daß dieser Schirm einen festen, elektronenundurchlässigen Randteil 52 rund um das Maschengitter 44 erhält, der als Blendenring dient und der auf einem Stützring 42 angeschweißt oder auf andere Weise befestigt werden kann. Ein entsprechender Aufbau eines Blendenringes läßt sich auch in Verbindung mit der Speicherelektrode verwirklichen.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Kathodenstrahlspeicherröhre mit einem Schreibstrahl, einem Flutelektronenstrom, einer Speicherelektrode, einem Bildschirm und mit einem den Flutelektronenstrom umfassenden elektronenundurchlässigen Ring, dadurch gekenn zeichnet, daß der Ring als eine die Randzone des Flutelektronenstromes auffangende Blende (52) ausgebildet ist.

2. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (52) an einer zwischen der Quelle der Flutelektronen (50) und der Speicherelektrode (26) angeordneten Kollektorelektrode (24) befestigt ist (Fig. 1 und 2).

3. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (52) an der Speicherelektrode (26) befestigt ist (Fig. 3).

4. Röhre nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorelektrode (24) und/oder die Speicherelektrode (26) ein leitendes Maschengitter (44, 40) aufweist, das an einem Träger (42, 38) angeordnet ist, und daß die Blende (52) auf diesem Träger (42, 38) befestigt ist (Fig. 1 bzw. 3).

5. Röhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Maschengitter (44, 40) an der Blende (52) und diese wiederum an dem Träger (42, 38) befestigt sind (Fig. 2 bzw. 3 und 5).

6. Röhre nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (52) durch einen elektronenundurchlässigen Randteil eines Maschengitters (44, 40) gebildet ist (Fig. 5).

7. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (52) an einer Bündelelektrode (22) der Röhre befestigt ist (Fig. 4).

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 660 669.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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