NL8800423A - Beeldweergeefapparaat voorzien van een vlak beeldvenster en microfoniearme lijnvormige thermische draadkathodes. - Google Patents

Description

ψ

V

* ΡΗΝ 12.438 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven "Beeldweergeefapparaat voorzien van een vlak beeldvenster en microfonie-arme lijnvormige thermische draadkathodes"

De uitvinding heeft betrekking op een beeldweergeefapparaat omvattende een geëvacueerde omhulling met een vlak beeldvenster voorzien van een luminescerend fosforscherm, binnen welke omhulling zich een mechanisch gespannen lijnvormige thermische 5 draadkathode bevindt voor het emitteren van electronen en een eerste electrode voorzien van een spieetvormige opening voor het doorlaten van electronen zodat electronenbundels worden gevormd.

Een dergelijk beeldweergeefapparaat is bekend uit het Amerikaanse Octrooischrift OS 4.451.758, waarbij zich een aantal 10 parallel aan elkaar geplaatste draadkathodes in de omhulling bevinden.

Een algemeen probleem bij een dergelijk beeldweergeefapparaat is de gevoeligheid van elke gespannen draadkathode voor trillingen, stoten en dergelijke. Door de trillingen van een draadkathode is de afstand van de draadkathode tot de eerste electrode niet constant, waardoor de 15 electronenbundelvorming niet voldoende uniform is. De werking van het beeldweergeefapparaat wordt hierdoor nadelig beïnvloed.

Het is het doel van de uitvinding een beeldweergeefapparaat van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen waarbij de gevoeligheid van een gespannen draadkathode voor trillingen 20 in belangrijke mate wordt verminderd, met andere woorden dat de gespannen draadkathode microfonie-arm is.

Hiertoe heeft een beeldweergeefapparaat van de in de aanhef genoemde soort het kenmerk, dat de eerste electrode gebogen is en zich tussen de lijnvormige thermische draadkathode en 25 de eerste electrode een aantal naast elkaar gelegen positioneermiddelen bevinden, waarbij de gespannen draadkathode de positioneermiddelen drukkend tegen in de spieetvormige opening van de eerste electrode doet aanliggen. De mechanisch gespannen draadkathode wordt door de positioneermiddelen goed ten opzichte van de eerste electrode 30 gepositioneerd. Door de eerste electrode gebogen uit te voeren drukt de gespannen draadkathode de positioneermiddelen tegen de spieetvormige opening van de eerste electrode. Bovendien ondersteunen de .8800423 Ή ΡΗΝ 12.438 2 positioneermiddelen de draadkathode en op de plaatsen van ondersteuning kan de draadkathode niet meer trillen. De positioneermiddelen bepalen dus de trillingsknopen van de draadkathode.

De uitvinding berust op het inzicht dat door middel van 5 positioneermiddelen het trillingsgetal van de draadkathode is te verhogen, door de lengte waarover de draadkathode vrij kan trillen -dit is de afstand tussen twee naast elkaar gelegen positioneermiddelen -te verkleinen, tot een waarde waarbij de trillingsfrequentie van de draadkathode komt te liggen boven de frequenties van de trillingen die 10 gebruikelijk optreden in beeldweergeefapparaten.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van een beeldweergeefapparaat volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat de buiging van de eerste electrode een waarde heeft die ligt in het gebied van 1°/oo en 1 % van de lengte van de eerste electrode. Bij een 15 buiging van de eerste electrode groter dan 1 % van zijn lengte wordt de afbuiging van de electronenbundels zodanig nadelig beïnvloed dat dit nadelig doorwerkt op het op het luminescerend fosforscherm weer te geven beeld. Bij een buiging van de eerste electrode kleiner dan 1°/oo van zijn lengte, is de mechanische spanning die op de draadkathode moet 20 worden aangebracht om de positioneermiddelen tegen de eerste electrode aan te drukken zodanig groot dat de draadkathode plastisch worden kan worden vervormd.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van een beeldweergeefapparaat volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat 25 tussen elke twee opeenvolgende positioneermiddelen in de afstand van de draadkathode tot de eerste elektrode niet meer dan 15 % varieert. Een mechanisch gespannen draadkathode strekt zich, tussen twee opeenvolgende positioneermiddelen in, over een rechte lijn uit. De eerste electrode is echter gebogen, zodat de afstand van de draadkathode tot de eerste 30 electrode tussen twee positioneermiddelen in varieert. In de praktijk is gebleken dat indien deze afstandsvariatie bij de gekozen kromming binnen de 15 % blijft, dit een verwaarloosbare invloed op de vorming van electronenbundels door de eerste electrode heeft. Bij een grotere afstandsvariatie blijkt de invloed op de electronenbundelvorming niet 35 geheel verwaarloosbaar klein te zijn.

Een verdere voorkeursvorm van een beeldweergeefapparaat volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat de afstand tussen .8800423 *· £ PHN 12.438 3 twee verschillende paren naast elkaar gelegen positioneermiddelen verschillend is. Hierdoor is de vrije trillingslengte van de draadkathode tussen twee verschillende paren naast elkaar gelegen positioneermiddelen verschillend. De draadkathode heeft dientengevolge 5 aan de twee weerszijden van een positioneermiddel een verschillende trillingsfrequentie. Trillingen van een deel van de draadkathode dat tussen een paar positioneermiddelen in gelegen is, stoten een deel van de draadkathode dat tussen een ander paar positioneermiddelen in gelegen is niet aan. De draadkathode is dus nog minder gevoelig voor trillingen.

10 Voor het verkrijgen van een goed werkend beeldweergeefapparaat is het van voordeel in een uitvoeringsvorm van een beeldweergeefapparaat volgens de uitvinding dat de positioneermiddelen van electrisch isolerend materiaal vervaardigd zijn.

In de praktijk wordt een goede afstandspositionering en 15 electrische isolering tussen draadkathode en eerste electrode verkregen wanneer de positioneermiddelen althans gedeeltelijk schijfvormig zijn, en op de draadkathode zijn aangebracht.

Zowel beeldweergeefapparaten voorzien van slechts één thermische draadkathode als beeldweergeefapparaten voorzien van een 20 aantal parallel aan elkaar geplaatste mechanisch gespannen lijnvormige thermische draadkathodes en een bij elke draadkathode behorende eerste electrode zijn bekend. Beeldweergeefapparaten van deze laatste soort zijn minder gevoelig voor trillingen wanneer ze in een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding gekenmerkt worden doordat elke draadkathode door middel 25 van positioneermiddelen ten opzichte van de bijbehorende eerste electrode gepositioneerd wordt, en dat elke eerste electrode gebogen is.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van enkele uitvoeringsvormen en tekening; daarin toont Figuur 1 schematisch een segment van een 30 beeldweergeefapparaat volgens de stand van de techniek,

Figuur 2 schematisch in perspectief een voorkeursvorm van een volgens de uitvinding ten opzichte eerste electrode gepositioneerde draadkathode,

Figuur 3 schematisch in doorsnede een andere 35 voorkeursvorm van een volgens de uitvinding ten opzichte van een eerste electrode gepositioneerde draadkathode,

Figuur 4 in perspectief nog een andere voorkeursvorm van .8800423 PHN 12.438 4 * een volgens de uitvinding ten opzichte van een eerste electrode gepositioneerde draadkathode, en

Figuur 5 in doorsnede een verdere voorkeursvorm van een volgens de uitvinding ten opzichte van een eerste electrode 5 gepositioneerde draadkathode.

In Figuur 1 is schematisch één segment weergegeven van een beeldweergeefapparaat zoals het beschreven is in het Amerikaanse Octrooischrift 4.451.758. Het gehele beeldweergeefapparaat bevat een aantal van zulke segmenten en omvat een doosvormige geëvacueerde 10 omhulling van glas. Van de geëvacueerde omhulling is in Figuur 1 een gedeelte van een achterwand 1 en een gedeelte van een vlak beeldvenster 2 getoond. Zijwanden die de geëvacueerde omhulling omvat zijn niet getekend.

Een electrode 3 is op de binnenzijde van de achterwand 1 15 van de omhulling aangebracht, bijvoorbeeld door middel van opdamping van aluminium. Een mechanisch gespannen thermische lijnvormige draadkathode 4 is parallel aan de electrode 3 geplaatst. De draadkathode 4 is bijvoorbeeld vervaardigd door een Wolfraam draad met een diameter van 10 ym tot 20 ym met een electronenemitterend oxide te bedekken. Door 20 verwarming van de draadkathode 4 emitteert het oxide electronen. Een eerste electrode 5 voorzien van een spieetvormige opening 6 voor het doorlaten van electronen is parallel aan de draadkathode 4 geplaatst. De spieetvormige opening 6 is zodanig ten opzichte van de draadkathode 4 geplaatst dat de electronenbundels loodrecht op het vlak van de eerste 25 electrode 5 de spieetvormige opening 6 verlaten. In de richting van de electronenbundels gaand bevindt zich na de eerste electrode een eerste stel afbuigelectroden 7 voor het vertikaal afbuigen van de electronen.

De afbuigelectrode 7 omvat een reeks van parallel aan elkaar gelegen streepvormige geleiders 9 die op de beide zijden van substraten 8 zijn 30 aangebracht. De substraten 8 staan nagenoeg loodrecht op de eerste electrode 5. Elk tegenover elkaar liggend paar van geleiders 9 vormt een verticaal afbuigelectrode paar, waarover een verticale afbuigspanning wordt aangelegd, bijvoorbeeld een zaagtandspanning, zodat de door de openingen 6 komende electronen een verticale afbuiging ondergaan.

35 Volgend op de verticale afbuigelectrode 7 bevindt zich stuurelectrode 13 voor het sturen van de stroom van de electronenbundels. De stuurelectrode 13 bevat een tweede electrode 10, een reeks streepvormige .8800423 PHN 12.438 5 > stuurelectrodes 12 en een derde electrode 11. De tweede electrode 10 heeft een aantal spleetvormige openingen 14 die loodrecht staan op het vlak van de geleiders 9 en die aangebracht zijn op de substraten 8. De streepvormige stuurelectrodes 12 zijn parallel aan elkaar geplaatst in 5 een vlak evenwijdig aan de tweede electrode 10 en tussen de streepvormige stuurelectrodes 12 zijn spleten 15 die in lijn staan met de spleetvormige openingen 14. De derde electrode 11 is evenwijdig aan de tweede electrode 10 en heeft spleetvormige openingen die overeenkomen met de openingen 14. Volgend op de stuurelectrode 13 bevindt zich een 10 tweede stel afbuigelectrodes 16 voorzien van een aantal electrodes 16a voor de horizontale afbuiging. De binnenzijde van het beeldvenster 2, is voorzien van een luminescerend fosforscherm 20 en een anode 21 vervaardigd van een dunne metaalfilm bijvoorbeeld door middel van opdamping van Aluminium is op het luminescerende fosforscherm zo 15 aangebracht.

Voor relatief kleine beeldweergeefapparaten kan de ruimte tussen het tweede stel afbuigelectrodes 16 en de anode 21 leeg gelaten worden. Echter in het geval van grote beeldweergeefapparaten is het aan te raden een versterkingsstructuur 18 tussen het tweede stel 20 afbuigelectrodes 16 en de anode 21 aan te brengen om de grote luchtdruk op het beeldvenster te kunnen weerstaan. Om de afbuiging te vergemakkelijken is het mogelijk streepeleetrodes op de versterkingsstructuur 18 aan te brengen, waardoor een naversnellingselectrode wordt gevormd.

25 Een geheel beeldweergeefapparaat bestaat bijvoorbeeld uit 15 van de in Figuur 1 weergegeven segmenten.

Een nadeel van zulk een beeldweergeefapparaat is dat de werking ervan nadelig wordt beïnvloed door trillingen. De gespannen thermische lijnvormige draadkathodes zijn zeer gevoelig voor 30 trillingen. Hun afstand tot de eerste electrode ondervindt door deze trillingen een ongunstige variatie. De afstand van de draadkathodes tot de eerste electrode is van belang voor de vorming van de electronenbundels die de openingen van de eerste electrode verlaten. De afstand van de draadkathode tot de eerste electrode bepaalt de 35 openingshoek van de draadkathodes tot de spleetvormige openingen in de eerste electrode. Bij een kleine afstand is de openingshoek groot zodat veel electronen de spleetvormige openingen verlaten. Bij een grote .8800423 ΡΗΝ 12.438 6 -Ϋ afstand verlaten minder electronen de spieetvormige openingen. Een variatie van de afstand tot de eerste electrode over de lengte van de draadkathode geeft dus een niet uniforme electronenbundelvorming. Dit nadeel wordt volgens de uitvinding opgeheven door de eerste electrode 5 5 gebogen uit te voeren zoals in Figuur 2 in perspectief is weergegeven. Tussen de draadkathode 4 en de eerste electrode 5 bevinden zich naast elkaar gelegen positioneermiddelen 22 die van gelijke vorm zijn. De positioneermiddelen 22 houden de draadkathode 4 op een goed gedefinieerde afstand van de spieetvormige opening 6 in de eerste 10 electrode 5. De gespannen draadkathode 4 drukt de positioneermiddelen 22 tegen de opening 6. De spanning die hiervoor nodig is is afhankelijk van de buiging van de gebogen eerste electrode 5. Doordat de positioneermiddelen 22 de afstand tussen de eerste electrode 5 en de draadkathode 4 op bepaalde punten, namelijk daar waar ze drukkend tegen 15 de gebogen eerste electrode 5 aanliggen, vastleggen is de afstand tussen draadkathode 4 en gebogen eerste electrode 5 minder gevoelig voor variaties ten gevolge van trillingen. Bovendien wordt de vrije trillingslengte van de draadkathode 4 door de positioneermiddelen 22 verkleind, met andere woorden het trillingsgetal (en 20 trillingsfrequentie) wordt vergroot.

Door het aantal positioneermiddelen 22 zodanig te kiezen dat de waarde van de trillingsfrequentie waarvoor de draadkathode gevoelig is, boven de gebruikelijk optredende frequenties van trillingen (bijvoorbeeld trillingen afkomstig van een luidspreker en trillingen 25 afkomstig van de omgeving) ligt, wordt de draadkathode minder microfonie-gevoelig.

De buiging van de gebogen eerste electrode 5 wordt weergegeven door de verhouding x : L, waarbij L de lengte van de eerste electrode 5 is en x de maximale afwijking van de gebogen eerste 30 electrode 5 in vergelijking met een rechte electrode, zoals in Figuur 3 is weergegeven. Het heeft in de praktijk de voorkeur dat de buiging ligt in het gebied tussen 1 °/oo en 1%. Indien de buiging kleiner dan 1 °/oo is, is de benodige mechanische spanning die op de draadkathode 4 moet worden aangebracht om de positioneermiddelen 22 35 tegen de eerste electrode 5 aan te drukken zo groot dat de draadkathode 4 plastisch wordt vervormd, of zelfs breekt. Bij een buiging groter dan 1% is de verdere afbuiging van de electronenbundels .8800423 > PHN 12.438 7 door de afbuigelectrodes, niet meer uniform, wat een nadelige invloed op de werking van het beeldweergeefapparaat heeft.

Een goede afstandspositionering wordt in de praktijk bereikt wanneer de positioneermiddelen 22 schijfjes 23 zijn met een 5 straal R, zoals in Figuur 4 is weergegeven. Om elektrische isolatie tussen de eerste electrode 5 en de draadkathode 4 te verzekeren dienen de positioneermiddelen 22 (de schijfjes 23) van isolerend materiaal te zijn vervaardigd.

Tussen de schijfjes 23 in strekt zich de draadkathode 4 10 via een rechte lijn uit. Daar de eerste electrode 5 gebogen is varieert dus de afstand van draadkathode 4 tot eerste electrode 5. De maximale afstand is R, de straal van de schijfjes 23, terwijl de minimale afstand met r wordt weergegeven. De maximale variatie van de afstand tussen draadkathode 4 en eerste electrode 5 tussen twee naast elkaar gelegen 15 schijfjes 23 in wordt weergegeven door de verhouding: (R-r) : R. In de praktijk blijkt dat indien deze verhouding kleiner dan 15% is een voldoend uniforme electronenbundelvorming verkregen wordt.

Om de emissie van electronen door de draadkathode niet nadelig te beïnvloeden dient de. dikte van de positioneermiddelen niet 20 te groot te zijn.

In figuur 5 wordt in doorsnede 4 een voorkeursvorm van een volgens de uitvinding ten opzichte van een eerste electrode gepositioneerde draadkathode weergegeven, waarbij de afstand tussen twee verschillende paren naast elkaar gelegen positioneermiddelen 25 verschillend is. Zo is bijvoorbeeld de afstand 1-j, tussen het paar naast elkaar gelegen positioneermiddelen 31, 32 verschillend van de afstand 12 tussen het paar naast elkaar gelegen positioneermiddelen 32, 33. De delen van de draadkathode 4 gelegen tussen de positioneermiddelen 31, 32 en tussen de positioneermiddelen 32, 33 hebben dientengevolge een 30 verschillende trillingsfrequentie. Een trilling van het deel van de draadkathode 4 tussen de positioneermiddelen 31,32 wordt dus niet overgebracht op het deel van de draadkathode tussen de positioneermiddelen 32, 33. Door de afstanden tussen alle paren positioneermiddelen verschillend te maken, blijkt in de praktijk dat 35 de draadkathode 4 minder microfonie-gevoelig is.

.88ΟΟ423

Claims (7)

1. Beeldweergeefapparaat omvattende een geëvacueerde omhulling met een vlak beeldvenster voorzien van een luminescerend fosforscherm, binnen welke omhulling zich een mechanisch gespannen lijnvormige thermische draadkathode bevindt voor het emitteren van 5 electronen en een eerste electrode voorzien van een spieetvormige opening voor het doorlaten van electronen zodat electronenbundels worden gevormd, met het kenmerk, dat de eerste electrode gebogen is en zich tussen de lijnvormige thermische draadkathode en de eerste electrode een aantal naast elkaar gelegen positioneermiddelen bevinden, 10 waarbij de gespannen draadkathode de positioneermiddelen drukkend tegen de spieetvormige opening van de eerste electrode doet aanliggen.

2. Beeldweergeefapparaat volgens conlusie 1, met het kenmerk, dat de buiging van de eerste electrode een waarde heeft die ligt in het gebied van 1°/oo en 1% van de lengte van de eerste 15 electrode.

3. Beeldweergeefapparaat volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat tussen elke twee opeenvolgende positioneermiddelen in de afstand van de draadkathode tot de eerste electrode niet meer dan 15% varieert.

4. Beeldweergeefapparaat volgens conclusie, 2 of 3 met het kenmerk dat de afstand tussen twee verschillende paren naast elkaar gelegen positioneermiddelen verschillend is.

5. Beeldweergeefapparaat volgens conclusie 1, 2, 3 of 4, met het kenmerk, dat de positoneermiddelen van electrisch isolerend 25 materiaal vervaardigd zijn.

6. Beeldweergeefapparaat volgens conclusie 1, 2, 3, 4 of 5 met het kenmerk dat de positioneermiddelen althans gedeeltelijk schijfvormig zijn en op de draadkathode zijn aangebracht.

7. Beeldweergeefapparaat volgens een der voorgaande 30 conclusies voorzien van een aantal parallel aan elkaar geplaatste mechanisch gespannen lijnvormige thermische draadkathodes en een bij elke draadkathode behorend eerste electrode, met het kenmerk dat elke draadkathode door middel van positioneermiddelen ten opzichte van de bijbehorende eerste electrode gepositioneerd wordt, en dat elke eerste 35 electrode gebogen is. .8000423