EP0090989B1

EP0090989B1 - Elektronenoptik des Elektronenstrahlerzeugersystems einer Farbbildröhre

Info

Publication number: EP0090989B1
Application number: EP83102719A
Authority: EP
Inventors: Norbert Staub
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG; Nokia Graetz GmbH; Alcatel NV
Current assignee: Nokia Deutschland GmbH
Priority date: 1982-04-02
Filing date: 1983-03-18
Publication date: 1988-07-06
Also published as: US4682073A; JPS58184243A; DE3377311D1; EP0090989A3; CA1222276A; EP0090989A2; DE3212248A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektronenoptik zur Formung und Beschleunigung der Elektronenstrahlen des Elektronenstrahlerzeugersystems eines Farbfernsehröhre.
Bei den ersten Farbfernsehröhren bestanden die Elektronenstrahlerzeugersysteme aus nebeneinander angeordneten gleichen rotationssymmetrischen Elektroden für jeden Elektronenstrahl. Später waren bei der sogenannten « unitize_d gun », in deren Elektrodenaufbau die EinzeIelektroden zusammengefaßt sind, nebeneinanderliegende rotationssymmetrische Elektroden gleicher Funktion zu einer gemeinsamen Elektrode für alle Strahlen zusammengefaßt. Solche Elektroden sind unsymmetrisch, so daß sie für Außen- und Mittenstrahl eine unterschiedliche Umgebung darstellen. Es ist deshalb üblich, diese Unterschiede in den Elektroden der Hauptfokussierlinse, die auch Gitter 3 und Gitter 4 genannt werden, durch einen für jeden der drei Elektronenstrahlen vorgesehenen individuellen Ring zu verkleinern. Die drei Ringe sind in einem sie umfassenden, als topfförmige Hülle ausgebildeten Elektrodenteil nebeneinander befestigt. Die Rotationssymmetrie ist somit im Inneren dieser Elektroden für die einzelnen Elektronenstrahlen annähernd vorhanden, beim Ein- und Austritt aus dem Bereich der Ringe haben jedoch Mitten- und Außenstrahlen unterschiedliche Umgebungen. Demzufolge ist die Form des elektrostatischen Fokussierungsfeldes nicht vollständig rotationssymmetrisch und dies in einem unterschiedlichen Maß für Mitten-und Außenstrahlen.
Aus der US-A-4 225 804 ist eine Farbfernsehröhre mit einem Elektronenstrahlerzeugersystem bekannt, das zur Komakorrektur im Konvergenztopf der Konvergenzelektrode zwei blattförmige Teile aufweist. Diese zwei Teile haben eine U-förmige Gestalt und erstrecken sich nur in einer Ebene senkrecht zur Richtung der Elektronenstrahlen. Sie sind auf der zum Bildschirm zeigenden Seite des Bodens des Konvergenztopfes derart befestigt, daß der mittlere Elektronenstrahl von den mittleren Stücken der zwei U-förmigen Teile begrenzt und die äußeren Elektronenstrahlen jeweils von den Schenkeln der Teile umfaßt werden. Beide Teile bestehen aus ferromagnetischem Material.
Aus der GB-A-2 027 269 ist ein Inline-Elektronenstrahlerzeugersystem für eine Farbfernsehröhre bekannt, das jeweils eine mit einer topfförmigen Hülle versehene Fokussier- und Konvergenzelektrode aufweist. Dabei liegen sich die Böden der Hüllen gegenüber und um die in den Böden vorhandenen und als Durchzüge ausgestalteten Öffnungen für die Elektronenstrahlen ist je eine U-förmige Abschirm- bzw. Feldformvorrichtung angeordnet. Diese Abschirm- bzw. Feldformvorrichtung erstrecken sich nur parallel zu den Elektronenstrahlen und ihre Schenkel sind jeweils zu zwei Elektronenstrahlen benachbart. Der die beiden Schenkel verbindende Bereich ist jeweils an der zu den Elektronenstrahlen parallel verlaufenden Seitenwand der topfförmigen Hülle der Fokussier- bzw. Konvergenzelektrode befestigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abschirm- bzw. Feldformvorrichtung anzugeben, durch die die Rotationssymmetrie der Fokussierfelder im Bereich der Fokussierelektrode weitgehend hergestellt und das Ablenkfeld so verändert wird, daß eine Wirkung auf alle drei Strahlen vergleichmäßigt wird.
Dies geschieht durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 und 3 enthalten.
Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, daß die ungleiche Einwirkung der Elektronenoptik auf Mitten- und Außenstrahl durch Einführung komplementärer Unsymmetrien mit Hilfe freier Parameter, also auf kompensatorische Weise, gründlicher beseitigt werden kann, als dies durch Maßnahmen zur Erweiterung und Ergänzung der Symmetrie im Elektrodenaufbau möglich wäre. Es wurde festgestellt, daß sich solche Verbesserungen der Eigenschaften der Fokussierlinse ergeben, wenn die Rotationssymmetrie des in der Fokussierelektrode auf die Elektronenstrahlen wirkenden elektrostatischen Feldes in bestimmter Weise und bis zu einem gewissen Grad verlassen wird. Dabei hat sich gezeigt, daß die Streckung . der ursprünglich rotationssymmetrischen Felder den Twisteffekt vermindert. Unter Twist wird in diesem Zusammenhang der Winkel zwischen der Horizontalen und den von den drei Elektronenstrahlen bei horizontaler Ablenkung durch das Magnetfeld des Ablenkjoches geschriebenen Linien auf dem Bildschirm verstanden. Ebenfalls schwächer wirken sich Unterschiede der Systemkomponenten auf die Schärfespannung aus. Als Schärfespannung wird die am « Gitter 3 » vorhandene Spannung gegen Massenpotential verstanden, bei welcher der betreffende Strahl auf dem Schirm fokussiert ist. Bei den zusammengefaßten Elektroden einer « unitized gun ist die « Gitter 3 »-Spannung nicht mehr für jeden Strahl einzeln einstellbar, weshalb auch hohe Anforderungen an die Gleichheit der Fokussierfelder gestellt werden müssen.
Insbesondere bei Dünnhalsröhren sind diese Verbesserungen von großer Bedeutung, denn die Elektronenstrahlen sind eng benachbart und die Fokussierungslinse hat einen vergleichsweise kleinen Durchmesser.
Die Vereinfachung der Elektrode auf der « Gitter-4 »-Seite der Fokussierlinse, welche üblicherweise die zum Ausgleich des magnetischen Ablenkfeldes dienenden Feldformer (Shunts und Enhancers) trägt, besteht darin, daß Teile der Elektrode selbst aus weichmagnetischem Material bestehen, so daß die auf der Außenfläche der Elektroden angeschweißten weichmagnetischen Feldformer vollständig oder teilweise entbehrlich sind. Das bringt eine weitere Vereinfachung bei der Herstellung des Elektronenstrahlerzeugersystems mit sich. Die Elektrode mit Feldformer besteht dann nicht mehr aus acht sondern aus fünf, im günstigsten Fall sogar nur noch aus drei Teilen.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen :

Fig. 1a den Längsschnitt durch ein bekanntes Elektronenstrahlerzeugersystem ;
Fig. 1b die Vorderansicht des bekannten Elektronenstrahlerzeugersystems (Ansicht z gemäß Fig. la) ;
Fig. 1c einen Querschnitt durch die Gitter 4-Elektrode des bekannten Systems gemäß Fig. 1a (Schnitt CD in Fig. 1b);
Fig. 2a die Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ;
Fig. 2b die Seitenansicht dieses Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2a ;
Fig, 2c die Ansicht z des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2b ;
Fig. 3a die Vorderansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung ;
Fig. 3b die Seitenansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3a und
Fig. 3c die Ansicht z des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3b.

In den Figuren 1a bis 1c ist schematisch ein bekanntes Elektronenstrahlerzeugersystem gezeigt. Üblicherweise wird die mit 5 bezeichnete Elektrode " Gitter 3 " und die mit 6 bezeichnete Elektrode « Gitter 4 genannt. Das Gitter 4 (6) weist gegenüber dem Gitter 3 (5) ein stark unterschiedliches elektrisches Potential auf, so daß sich zwischen ihnen eine elektrostatische Fokussierlinse ausbildet. Die Gitter 3 und 4 weise topfförmige Hüllen 3 auf, in denen die drei gleichen Teile 2 vorhanden sind. Im Gitter 3 kann auch eine Platine 1 vorhanden sein.
Fig. 1b zeigt in der Draufsicht auf das Gitter 4 (6) die Feldformer 7 und 8 (Shunts 7 und Enhancers 8). Diese feldformenden Mittel bewirken, daß das magnetische Ablenkfeldaeiner auf dem Röhrenhals angebrachten Ablenkeinheit auf die drei durch die Öffnungen 9 tretenden Elektronenstrahlen gleichstark einwirkt. Mit 4 ist dabei der sogenannte Konvergenztopf bezeichnet.
In Fig. 1c ist im Querschnitt die Gitter 4-Elektrode gemäß dem Schnitt CD in Fig. 1 dargestellt. Dabei sind die drei gleichen Teile 2 in der topfförmigen Hülle gut erkennbar.
Es werden nun nicht nur die drei Teile 2 durch ein oder zwei Teile 15 bzw. 16 ersetzt, sondern auch diese Teile in solcher Weise ausgestaltet, daß sie die Funktion der Feldformer, nämlich die Wirkung des Ablenkfeldes der Ablenkeinheit auf alle drei Strahlen zu vergleichmäßigen, miterfüllen.
Die Figuren 2a bis 2c und 3a bis 3c zeigen dazu zwei Ausführungsbeispiele. Die Teile 15 und 16 sind zumindest teilweise aus magnetischem Werkstoff. Diese Teile 15, 16 haben, um die Aufgabe der Feldformung miterfüllen zu können, flanschartige, zusätzliche Flächen, durch welche sie so ergänzt sind, daß sie die Funktion der Feldformung übernehmen können. Diese Flächen verlaufen in Ebenen senkrecht zur Richtung der Elektronenstrahlen. Die Teile 15, 16 sind über diese Flächen mit dem Konvergenztopf 4 verbunden. Abmessungen und Formgebung werden auch hier je nach den Gegebenheiten des Elektrodenaufbaus durch Berechnung und Versuch bestimmt.
In den Figuren 2a bis 2c und 3a bis 3c sind die topfförmigen Hüllen der besseren Übersicht wegen weggelassen worden. Die parallel zu den Elektronenstrahlen verlaufenden Flächen der Teile 15, 16 können in ihrer Höhe und/oder Dicke sich ändernde Abmessungen aufweisen (nicht dargestellt).
Vorteile der erfindungsgemäßen Bauweise sind :

1. Die Twiststreuung wird eingeengt. Wenn infolge von Montagetoleranzen die Elektrodenöffnungen versetzt oder die Elektroden verdreht sind, wird durch den vergrößerten Abstand der Elektronenstrahlen zur Hülle 3 die Toleranzempfindlichkeit gegen Verdrehen herabgesetzt.
2. Der Bereich der gemeinsamen Schärfespannung wird größer. In der Fertigung hat sich gezeigt, daß beim Testbild mit Gitterraster in einer Farbe ein gemeinsamer Schärfepunkt der Horizontal- und Vertikallinien nur schwer zu erreichen ist. Durch Verwendung der Teile 15, 16 und hiermit-eines der Fokussierlinse überlagerten, nicht rotationssymmetrischen Feldes wurde ein gemeinsamer Schärfepunkt erreicht.
3. Bei Anbringung der Abschirmbleche, die ganz oder teilweise aus einem ferromagnetischen Material bestehen, können die bisher verwendeten Feldformer (Shunts und Enhancers) als feldformende Mittel entfallen.

Claims

1. Elektronenoptik zur Formung und Beschleunigung der Elektronenstrahlen des Elektronenstrahlerzeugersystems einer Farbfernsehröhre, bei dem eine Fokussierelektrode (5) zusammen mit einer aus einer topfförmigen Hülle (3) und einem Konvergenztopf (4) bestehenden Konvergenzelektrode (6) eine Hauptfokussierlinse bildet, wobei der Boden der Hülle (3) der Fokussierelektrode (5) gegenüberliegt die Hülle (3) mit ihrer offenen Seite am Boden des Konvergenztopfes (4) befestigt ist und sowohl die Hülle als auch des Konvergenztopf Öffnungen (9) für die Elektronenstrahlen aufweisen und wobei im von der Hülle (3) umschlossenen Raum am Boden des Konvergenztopfes (4) Abschirm- bzw. Feldformvorrichtungen (15, 16) befestigt sind, die Teile, die in parallel zu den Elektronenstrahlen verlaufenden Ebenen und Teile, die in senkrecht zu den Elektronenstrahlen verlaufenden Ebenen liegen aufweisen und ganz oder teilweise aus weichmagnetischem Werkstoff bestehen.

2. Elektronenoptik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (15, 16) mit dem Teil ihrer Fläche, welcher sich in Ebenen senkrecht zur Richtung der Elektronenstrahlen erstreckt, befestigt sind.

3. Elektronenoptik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (15, 16) parallel zu den Elektronenstrahlen sich ändernde Abmessungen in ihrer Höhe und/oder Dicke aufweisen.