DE2850369A1

DE2850369A1 - Kathodenstrahlroehre

Info

Publication number: DE2850369A1
Application number: DE19782850369
Authority: DE
Inventors: Jan Bijma; Henricus Wilhelmus Mar Linssen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1977-11-24
Filing date: 1978-11-21
Publication date: 1979-05-31
Also published as: JPS58101457U; YU275078A; NL178374B; IT7830003A0; MX145245A; YU40989B; FR2410357B1; TR20153A; PL117458B1; IT1100173B; NL178374C; CA1112284A; GB2008851B; BR7807652A; US4358703A; JPS6244448Y2; BE872218A; JPS5485666A; FI66262C; FI66262B

Description

■I

N.V. Philips¹ Gloeilampenfabrieken, Eindhoven/Holland

Kathodenstrahlröhre

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kathodenstrahlröhre, enthaltend in einer evakuierten Umhüllung ein Elektronenstrahlerzeugungssystem zum Erzeugen eines Elektronenstrahls und eine vom Elektronenstrahl abgetastete Auftreffplatte, wobei das Elektronenstrahlerzeugungssystem mindestens aus einer rings um eine Achse zentriert angeordneten Kathode und einem diese umgebenden ersten Gitter und einem dieses umgebenden zweiten Gitter aufgebaut ist, wobei das erste Gitter im Zusammenwirken mit dem zweiten Gitter eine nicht-PHN 8960 - 3 -

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drehsymmetrische Elektronenlinse, im wesentlichen eine Vierpollinse, bildet.

Eine derartige Kathodenstrahlröhre kann zur Wiedergabe von Fernsehbildern oder in einem Oszilloskop verwendet werden. Die Auftreffplatte ist in diesem Falle ein Bildschirm mit einer Leuchtschicht oder mit einem Muster in verschiedenen Farben aufleuchtender Leuchtstoffelemente. Auch kann eine derartige Röhre zur Aufnahme von Bildern verwendet werden. Die Auftreffplatte ist in diesem Falle eine photoleitende Schicht. Bei beiden Anwendungen ist ein Auftrefffleck mit bestimmten Abmessungen und ohne einen ihn umgebenden Lichthof erwünscht.

Aus der NL-OS 67 17 636 ist eine derartige Kathodenstrahlröhre bekannt, deren erstes Gitter des Elektronenstrahlerzeugungssystems eine langgestreckte Öffnung aufweist, die im Zusammenwirken mit dem zweiten Gitter eine nichtdrehsymmetrische Elektronenlinse bildet, wobei sich diese Asymmetrie im wesentlichen in einer Vierpollinsenwirkung äußert. Der mit einem derartigen Elektronenstrahlerzeugungssystem erhaltene Auftrefffleck weist meistens nach Ablenkung des Elektronenstrahls in den Ecken und am Rande der Auftreffplatte einen erheblichen den Auftrefffleck völlig oder teilweise umgebenden Lichthof auf. Dieser Lichthof ist ein Gebiet geringer, aber störender Lichtintensität in der Nähe des Auftreffflecks.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Kathodenstrahlröhre anzugeben, bei der ein viel geringerer Lichthof um den Auftrefffleck als bei der bekannten Kathodenstrahlröhre auftritt.

Bei einer Kathodenstrahlröhre der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Oberfläche der öffnung in Schnitten durch das erste Gitter senkrecht zu der Achse in Richtung des zweiten Gitters derart zunimmt, daß die öffnung auf der Seite des zweiten Gitters eine langgestreckte Form aufweist. PHN 8960 - 4 -

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Irin der bekannten Kathodenstrahlröhre ist die Oberfläche der Schnitte durch das erste Gitter senkrecht zu der Achse konstant. Die Öffnung ist eine ununterbrochene Öffnung mit auf der Kathoden- und Anodenseite derselben langgestreckten Form. Dadurch wird auch in Zusammenarbeit mit der Kathode eine nichtsymmetrische Linse gebildet, wobei sich diese Asymmetrie in einer Vierpollinsenwirkung äußert. Diese Vierpollinse wirkt in derselben Richtung wie die bereits genannte Vierpollinse. In der Kathodenstrahlröhre ist diese Vierpolasymmetrie auf der Kathodenseite nicht oder nahezu nicht vorhanden. Auf der Kathodenseite weist der Querschnitt durch das erste Gitter vorzugsweise eine runde Öffnung auf. Um die Strahlform und somit die AuftrefJELeckform zu beeinflussen, kann diese Öffnung aber auch quadratisch oder in geringem Maße oval sein. Die Oberfläche der Öffnung ist aber stets viel kleiner als die Oberfläche der Öffnung in einem Schnitt auf der Seite des zweiten Gitters.

Die nichtsymmetrische trichterförmige Öffnung im ersten Gitter kann auf vielerlei Weise ausgebildet werden, z.B. durch Ätzen, eine spanabhebende Bearbeitung u.dgl.. Das erste Gitter kann auch aus zwei aneinander befestigten senkrecht auf der Achse stehenden plattenförmigen Teilen bestehen, wobei der plattenförmige Teil, der sich auf der Seite des zweiten Gitters befindet, eine langgestreckte Öffnung aufweist, wodurch auf einfache Weise die Zunahme der Oberfläche der Öffnung zu einer langgestreckten Öffnung erhalten wird.

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Kathodenstrahlröhre nach der

Erfindung,
Fig. 2 perspektivisch ein dreifaches Elektronenstrahlerzeugungs-

syetem für eine Kathodenstrahlröhre nach der Erfindung, Fig. 3 einen Schnitt durch einen der drei Elektronenstrahler-PHN 8960 - 5 -

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zeuger nach Fig. 2,

Fig. 4 bis 8 in einer Anzahl von Schnitten Ausführungsformen eines ersten Gitters,

Fig. 9 und 10 perspektivische Darstellungen von Ausführungsformen eines ersten Gitters,

Fig. 11 einen Auftrefffleck eines abgelenkten Elektronenstrahls am Rande eines Bildschirmes, der ohne Anwendung der Erfindung erzeugt ist und

Fig. 12 einen Auftrefffleck eines abgelenkten Elektronenstrahls, der mittels eines Elektronenstrahlerzeugungssystems erzeugt wird, in dem die Erfindung angewandt ist.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Kathodenstrahlröhre nach der Erfindung, in diesem Falle eine Farbbildröhre vom "In-line"-Typ, im Schnitt. In einer Glasumhüllung 1, die aus einem Frontglas 2, einem trichterförmigen Teil 3 und einem Hals 4 aufgebaut ist, sind in diesem Hals drei Elektronenstrahlerzeuger 5, 6 und 7 angeordnet, die die Elektronenstrahlen 8, 9 bzw. 10 erzeugen. Die Achsen der Elektronenstrahlerzeuger sind bei einer Farbbildröhre vom "In-line"-Typ in derselben Ebene, hier der Zeichnungsebene, angeordnet. Die Achse des mittleren Elektronenstrahlerzeuger 6 fällt nahezu mit der Röhrenachse 11 zusammen. Die drei Elektronenstrahlerzeuger münden in die Buchse 16, die koaxial in dem Hals 4 liegt. Das Frontglas 2 weist auf der Innenseite eine Vielzahl von Trios von Leuchtstoffstreifen auf. Jedes Trio enthält einen Streifen aus einem grün aufleuchtenden Leuchtstoff, einen Streifen aus einem blau aufleuchtenden Leuchtstoff und einen Streifen aus einem rot aufleuchtenden Leuchtstoff. Alle Trios zusammen bilden den Bildschirm 12. Die Leuchtstoffstreifen stehen senkrecht auf der Zeichnungsebene. Vor dem Bildschirm ist eine Farbauswahlelektrode 13 angeordnet, in der eine Vielzahl langgestreckter Öffnungen 14 parallel zu den Leuchtstoffstreifen angeordnet ist, durch die die Elektronenstrahlen 8, und 10 hindurchtreten. Die Elektronenstrahlen werden in waagerechter Richtung (in der Zeichungsebene) und in senkrechter PHN 8960 - 6 -

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Richtung (senkrecht zu dieser Ebene) vom Ablenkspulensystem abgelenkt. Die drei Elektronenstrahlerzeuger sind derart montiert, daß ihre Achsen einen kleinen Winkel miteinander einschließen. Die erzeugten Elektronenstrahlen fallen dadurch unter diesem Winkel, dem sogenannten Farbauswahlwinkel, durch die Öffnungen 14 und treffen je nur Leuchtstoffstreifen einer bestimmten Farbe. Die drei Elektronenstrahlerzeuger 5, 6 und können, wie z.B. in der US-PS 3,772,554 beschrieben ist, eine oder mehrere gemeinsame Elektroden aufweisen. Die Erfindung läßt sich auch in einem derartigen Elektronenstrahlerzeugungssystem anwenden.

In Fig. 2 sind perspektivisch die drei Elektronenstrahlerzeuger 5, 6 und 7 dargestellt. Die Elektroden dieses dreifachen Elektronenstrahlerzeugungssystems sind in bezug aufeinander mittels der Metallstreifen 17 positioniert, die in die gläsernen Montagestäbe 18 eingeschmolzen sind. Jeder Elektronenstrahlerzeuger besteht aus einem ersten Gitter 21 und drei Gittern 22, 23 und 24.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch einen der Elektronenstrahlerzeuger nach Fig. 2. Im ersten Gitter 21 befindet sich eine schnell aufheizende Kathode 19. Ein Doppelwende!heizdraht befindet sich in dem Kathodenschaft 29, der der Öffnung 34 im ersten Gitter 21 gegenüber mit einer emittierenden Oberfläche versehen ist, die aus einer Barium-Strontium-Oxidschicht besteht. Der Kathodenschaft ist mit Hilfe von drei dünnen Metallstreifen 30 an dem Tragzylinder 33 befestigt, der mittels in einen Metallring gefaßten Glases 31 in dem ersten Gitter 21 positioniert ist. In das Glas 31 sind auch die Tragstäbe 32 zur Befestigung des Heizdrahtes in der Kathode eingeschmolzen. Im ersten Gitter ist durch einen Ätzvorgang die Öffnung 34 angebracht.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch Fig. 3 und ist eine Ansicht der Oberfläche 36 des ersten Gitters. Die Öffnung 34 weist auf dieser Seite eine Kreisform auf. PHN 8960 - 7 -

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Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch Fig. 3 und ist eine Ansicht der Oberfläche 35 des ersten Gitters. Die Öffnung weist auf dieser Seite eine langgestreckte Form auf infolge der Tatsache, daß in das erste Gitter eine langgestreckte Ausnehmung geätzt ist. Durch Anwendung eines derartigen ersten Gitters wird ein Auftrefffleck in den Ecken und am Rande des Bildschirmes erhalten, der von einem vernachlässigbaren Lichthof umgeben ist.

In Fig. 6 ist eines der Verfahren im Schnitt dargestellt, nach dem ein erstes Gitter, wie es in der Kathodenstrahlröhre nach der Erfindung verwendet wird, auf einfache und billige Weise hergestellt werden kann. Das erste Gitter besteht in diesem Falle aus einem plattenförmigen Teil 38 mit einer rechteckigen Öffnung 39, wie auch in Fig. 7 sichtbar ist, und aus einem an dieses Teil gesetzten plattenförmigen Teil 40, das eine kleine quadratische Öffnung 41 aufweist, wie auch in Fig. 8 sichtbar ist. Dadurch, daß die Öffnung 41 quadratisch gestaltet wird, kann die Form des Auftreffflecks beeinflußt werden. Durch die langgestreckte öffnung 39 wird auf der Seite des zweiten Gitters eine Vierpollinsenwirkung erhalten, wodurch der Lichthof um den Auftrefffleck in den Ecken und am Rande des Bildschirmes erheblich verringert wird.

Fig. 9 zeigt perspektivisch ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines erstoiGitters. In eine metallische Platte 48 werden eine V- oder U-förmige Nut 49 und eine Öffnung 50 angeordnet. Das erste Gitter nach der Erfindung wird dadurch erhalten, daß die Platte 48 senkrecht zu der Achse des Elektronenstrahlerzeugungssystems derart angeordnet wird, daß die Seite 51 dem zweiten Gitter zugewandt ist.

Fig. 10 zeigt ebenfalls perspektivisch ein erstes Gitter für eine Kathodenstrahlröhre nach der Erfindung. Dieses Gitter weist eine Platte 52 mit einer runden Öffnung 53 auf. Diese Platte ist auf der dem zweiten Gitter zugewandten Seite mit zwei parallelen Metallstreifen 54 und 55 versehen. Dadurch PHN 8960 - 8 -

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wird die Öffnung im Schnitt durch das erste Gitter auf der Seite des zweiten Gitters unendlich lang.

Fig. 11 zeigt einen Auf tr ef JEQ. eck 56 eines abgelenkten Elektronenstrahls am Rande eines Bildschirmes ohne Anwendung der Erfindung. Der Auftrefffleck ist von einem Lichthof 57» einem Gebiet mit einer geringen, aber störenden Lichtintensität» umgeben.

In Fig. 12 ist ein Auftrefffleck 58 eines abgelenkten Elektronenstrahls dargestellt, wobei dieser Elektronenstrahl mittels eines Elektronenstrahlerzeugungssystems erzeugt wird, in dem die Erfindung angewandt ist. Der Lichthof 59 ist vernachlässigbar und nicht oder nahezu nicht störend.

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Claims

N.V. Philips' GIo?-·» lei .pen♦'■■»'br«eke ι, ??±ndhoven/Holland PATENTANSPRÜCHE:

Iy. Kathodenstrahlröhre, enthaltend in einer evakuierten Umhüllung ein Elektronenstrahlerzeugungssystem zum Erzeugen eines Elektronenstrahls und eine vom Elektronenstrahl abgetastete Auftrennplatte, wobei das Elektronenstrahlerzeugungssystem mindestens aus einer rings um eine Achse zentriert angeordneten Kathode und einem diese umgebenden ersten Gitter und einem dieses umgebenden zweiten Gitter aufgebaut ist, wobei das erste Gitter im Zusammenwirken mit dem zweiten Gitter eine nichtdrehsymmetrische Elektronenlinse, im wesentlichen eine Vierpollinse, bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Önnnung in Schnitten durch das erste Gitter senkrecht zu der Achse in Richtung des zweiten Gitters derart zunimmt, daß die Önnnung auf der Seite des zweiten Gitters eine langgestreckte Form aufweist.
2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gitter zwei gegeneinander benestigte senkrecht aun der Achse stehende plattennörmige Teile enthält, wobei der plattennörmige Teil, der sich aun der Seite des zweiten Gitters benindet, eine langgestreckte Önnnung aunweist.
3. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gitter aus einem eine mittlere Önnnung aunweisenden zu der Achse senkrecht angeordneten plattennörmigen Teil besteht, der aun der Seite des zweiten Gitters eine diametral verlaufende Nut aunweist, in der die Önnnung angeordnet ist.
4. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gitter aus einem eine mittlere Önnnung anweisenden zu der Achse senkrecht angeordneten plattennörmigen Teil besteht, der auf der Seite des zweiten Gitters zwei elektrisch leitende Streifen aunweist, die sich parallel und zu beiden Seiten der önnnung erstrecken.

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ORIGINAL INSPECTED