NL9100380A - Kathodestraalbuis met elektronenkanon met planparallelle optiek. - Google Patents

Description

Kathodestraalbuis met elektronenkanon met planparallelle optiek.

De uitvinding heeft betrekking op een kathodestraalbuis voorzien van een elektronenkanon voor het genereren van een aantal zich in een vlak uitstrekkende elektronenbundels.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een elektronenkanon voor een kathodestraalbuis.

Bekende kathodestraalbuizen bevatten elektronenkanonnen die voorzien zijn van een aantal elektroden waarin zich openingen voor het doorlaten van elektronenbundels bevinden. Er wordt naar gestreefd de vorm van de elektronenbundels die door het elektronenkanon gegenereerd worden te verbeteren. Naarmate er hogere eisen aan de elektron-optische kwaliteiten van het elektronenkanon gesteld worden neemt het aantal elektroden dat een elektronenkanon bevat steeds meer toe en wordt de vorm van de openingen in de elektroden steeds complexer. De elektrische velden voor het beïnvloeden van de elektronenbundels, o.a. de lensvelden voor het focusseren van de elektronenbundels worden steeds gecompliceerder en moeten aan steeds hogere nauwkeurigheidseisen voldoen.

Voor HDTV (High Definition Television) en CMT (color monitor tubes) worden dermate hoge eisen aan de elektrische velden gesteld dat moeilijk of slechts tegen zeer hoge kosten hieraan voldaan kan worden in een conventioneel elektronenkanon-ontwerp.

De uitvinding heeft tot doel een ander ontwerp voor een elektronenkanon te verschaffen.

Hiertoe wordt een kathodestraalbuis volgens de uitvinding gekenmerkt doordat in het elektronenkanon op twee tegenover elkaar opgestelde oppervlakken gelei- derpatronen zijn aangebracht, die zich ongeveer parallel aan en aan weerszijden van het genoemde vlak uitstrekken, en de kathodestraalbuis middelen bevat om tussen de gelei-derpatronen elektrische velden te vormen, waarbij de geleiderpatronen zo gevormd zijn dat in gebruik de elektrische velden in de voortbewegingsrichting van de elektronenbundels variëren en in een richting ongeveer evenwijdig aan het genoemde vlak ongeveer dwars op de voortbewegingsrichting van de elektronenbundels variëren.

De elektron-optische functies die in een conventioneel kanon door elektrische velden opgewekt tussen een aantal zich dwars op de voortbewegingsrichting uitstrekkende elektroden worden vervuld, worden in de kathodestraalbuis volgens de uitvinding vervuld door elektrische velden opgewekt tussen een tweetal vlakke zich ongeveer parallel aan de voortbewegingsrichting van de elektronenbundels uitstrekkende geleiderpatronen. Geleiderpatronen zijn nauwkeurig op de platen aan te brengen. Onder geleiderpatroon wordt een patroon verstaan dat is gemaakt van een materiaal waarop een spanning aanlegbaar is. Het materiaal kan een elektrisch geleidend materiaal zijn, maar bijvoorbeeld ook een weerstandslaag of een halfgeleidermateriaal. In het vervolg worden al deze mogelijkheden voor de eenvoud met "geleidend materiaal" aangeduid. Het geleiderpatroon kan bijvoorbeeld een aantal opeenvolgende strippen geleidend materiaal bevatten, die zich ongeveer dwars op de voortbewegingsrichting van de elektronenbundels uitstrekken. De strippen geleidend materiaal kunnen met een hoge mate van nauwkeurigheid ten opzichte van elkaar op de platen worden aangebracht, bij voorbeeld door een fotolithografische techniek en op eenvoudige wijze kunnen aan deze strippen elektrische spanningen worden toegevoerd. De twee geleiderpatronen kunnen zeer nauwkeurig ten opzichte van elkaar opgesteld worden. Hierdoor is de positie en de vorm van de elektrische velden zeer nauwkeurig en reproduceerbaar in te stellen. Berekeningen hebben aangetoond dat de lensvelden die tussen de geleiderpatronen gevormd worden van ten minste van eenzelfde kwaliteit kunnen worden gemaakt als in de bekende elektronenkanonnen. Experimenten hebben aangetoond dat de berekeningen met de werkelijkheid overeenstemmen. Een verder voordeel van de uitvinding is dat het aantal en de complexiteit van de lensvelden vergroot kan worden. Het aantal elektroden dat in een elektronenkanon geplaatst kan worden is beperkt. Er zijn grenzen aan de nauwkeurigheid waarmee een groot aantal elektroden ten opzichte van elkaar geplaatst kan worden, de elektroden hebben, ten einde microfonie-problemen te voorkomen, een bepaalde dikte. De geleiderpatronen zijn echter niet hierdoor beperkt. Dit biedt de mogelijkheid om gecompliceerdere lenssystemen op te bouwen dan met een conventioneel elektronenkanon mogelijk is. Voor HDTV is dit van groot belang.

In een uitvoeringsvorm con- of divergeren de elektrische velden de elektronenbundels.

In nog een uitvoeringsvorm focusseren de elektrische velden de elektronenbundels in twee richtingen (hier verder x- en y-richting genoemd) dwars op de voortbewegingsrichting van de elektronenbundels (hier verder z-richting genoemd).

Voor een goede focussering van de elektronenbundels is het bevorderlijk als de opgewekte elektrische velden bij benadering periodiek variëren, met een spatiele periode ongeveer gelijk aan de afstand tussen de elektronenbundels. Onder spatiele periode wordt verstaan de afstand tussen ongeveer gelijke gedeelten van de elektrisch velden. Iedere elektronenbundels ondergaat dan bij benadering dezelfde focussering. Er kunnen kleine verschillen in de focussering van de elektronenbundels optreden bijvoorbeeld om astigmatisme te verbeteren. Bij voorkeur is het quotiënt van de spatiële periode en de afstand tussen de geleiderpatronen meer dan 0.5. Voor een quotiënt kleiner dan 0.5 is het moeilijk een effectief vieipoolveld te maken.

De opgewekte velden bevatten bij voorkeur meer perioden dan het aantal elektronenbundels. Hierdoor zijn nadelige randeffecten te verminderen.

De spatiële periode kan gezien in de voortbewegingsrichting van de elektronen variëren. Hierdoor is het mogelijk gelijktijdig focussering en di- of convergentie van de elektronenbundels te bewerkstelligen.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een kathodestraalbuis voorzien van een elektronenkanon voor het genereren van één elektronenbundel, waarbij in het elektronenkanon op twee tegenover elkaar opgestelde oppervlakken geleiderpatronen zijn aangebracht, die zich in vlakken ongeveer parallel aan de voortbewegingsrichting van de elektronenbundel aan weerszijden van de elektronenbundel uitstrekken, en de kathodestraalbuis middelen bevat om tussen de geleiderpatronen elektrische velden te vormen, waarbij de geleiderpatronen zo gevormd zijn dat in gebruik de elektrische velden in de voortbewegingsrichting van de elektronenbundel variëren en in een richting ongeveer aan de genoemde vlakken en ongeveer dwars op de voortbewegingsrichting van de elektronenbundel variëren.

Een uitvoeringsvorm van de kathodestraalbuis volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat het geleiderpatroon een weerstandmeander bevat waarover een elektrische spanning aanlegbaar is.

Er zijn dan weinig processtappen nodig en er zijn weinig contactpunten.

Enige uitvoeringsvormen van de uitvinding zullen nu bij wijze van voorbeeld worden beschreven aan de hand van de tekening.

Hierin toont:

Figuur 1 in doorsnede een kathodestraalbuis volgens de stand van de techniek;

Figuur 2 in doorsnede een elektronenkanon volgens de stand van de techniek;

Figuur 3 in doorsnede een kathodestraalbuis volgens de uitvinding;

Figuur 4 in doorsnede en gedeeltelijk in bovenaanzicht een elektronenkanon voor een kathodestraalbuis volgens de uitvinding;

Figuren 5a en 5b in onderaanzicht een vlakke platen voorzien van een geleiderpatroon voor een elektronenkanon voor een kathodestraalbuis volgens de uitvinding.

Figuren 6a tot en met 6d illustreren het effect van de tussen de geleidende strippen opgewekte velden.

Figuren 7 tot en met 15 tonen verdere voorbeelden van de uitvinding.

De figuren zijn niet op schaal getekend. In het algemeen worden in de figuren gelijke onderdelen met dezelfde verwijzingscijfers aangeduid.

Kathodestraalbuis, in dit voorbeeld kleurenbeeldbuis 1 bevat een geëvacueerde omhulling 2, welke bestaat uit een beeldvenster 3, een konusgedeelte 4 en een hals 5. In de hals 5 is een elektronenkanon 6 voor het opwekken van drie zich in één vlak, het in-line vlak, hier het vlak van tekening, bevindende elektronenbundels 7, 8 en 9. Aan de binnenzijde van het beeldvenster bevindt zich een beeldscherm 10. Het beeldscherm 10 bevat een groot aantal in rood, groen en blauw luminescerende fosforelementen. Op hun weg naar het beeldscherm 10 worden de elektronenbundels 7, 8 en 9 met behulp van afbuigeenheid 11 over het beeldscherm 9 afgébogen en passeren daarbij een voor het beeldvenster 3 opgestelde Ideurselektie-elektrode 12 die een dunne plaat met openingen 13 bevat. De drie elektronenbundels 7, 8 en 9 passeren de openin-gen 13 van de Ideurselektie-elektrode onder een kleine hoek en treffen dientengevolge elk slechts fosforelementen van één kleur.

Figuur 2 toont in doorsnede een bekend elektronenkanon, in dit voorbeeld een elektronenkanon zoals bekend uit EP-A-0231964. Het elektronenkanon bevat een gemeenschappelijke elektrode 20, waarin drie kathodes 21, 22 en 23 zijn bevestigd, en een gemeenschappelijke plaatvormig schermrooster 24, De drie met hun assen in één vlak gelegen elektronenbundels worden gefocusseerd met behulp van de voor de drie elektronenbundels gemeenschappelijke elektrodensystemen 25 (G3) en 26 (G4). Elektrodensysteem 25 bestaat uit twee bekervormige delen die met hun open uiteinden naar elkaar gekeerd zijn, een eerste elektrode 27 en een tweede elektrode 28. De hoofdlens wordt gevormd door het eerste elektrodensysteem G3 en het tweede elektrodensysteem, of anode, G4. Elektrode 26 bevat één bekervormig deel 29 en een centreerbus 30, waarvan de bodem van openingen 31 is voorzien waardoor de elektronenbundels treden. Elektrode 25 is voorzien van een zich naar elektrode 26 uitstrekkende rand 32 en elektrode 26 van een zich naar elektrode 25 uitstrekkende rand 33. In het verdiept gedeelte 34, dat zich loodrecht op de assen 35, 36 en 37 van de elektronenbundels 7, 8 en 9 uitstrekt, zijn openingen 38, 39 en 40 aangebracht. In het verdiept gedeelte 41, dat zich in hoofdzaak loodrecht op de as 36 van de middelste elektronenbundel uitstrekt zijn openingen 42, 43 en 44 aangebracht. De openingen van de elektroden dienen nauwkeurig gemaakt te zijn en nauwkeurig ten opzichte van elkaar in een elektrode gevormd te zijn. Hulpelektrode GAST, die als een vlakke plaat met langwerpige openingen 45, 46 en 47 is gevormd, is geïsoleerd op enige afstand van de hoofdlens aangebracht. De elektroden dienen nauwkeurig ten opzichte van elkaar opgesteld te zijn. De openingen in de elektroden dienen met een hoge mate van nauwkeurigheid vervaardigd te worden. Naarmate er meer eisen aan de lenzen gesteld worden er meer elektroden en hulpelektroden met steeds gecompliceerder vormen aan het elektronenkanon toegevoegd. Het hier getoonde elektronenkanon is relatief eenvoudig. Sommige ontwerpen bevatten ongeveer 15 elektroden en hulpelektroden. Voor HDTV is echter een nog verdere verbetering van de elektrische velden voor de elektronenbundels noodzakelijk, hetgeen met een conventioneel elektronenkanon niet of slechts in geringe mate en tegen hoge kosten mogelijk is.

De uitvinding beoogt een andere vorm voor een elektronenkanon te verschaffen. Figuur 3 toont in doorsnede een kathodestraalbuis volgens de uitvinding. Elektronenkanon 131 bevat kathodes 21, 22 en 23 en elektroden 20 en 24. Verder bevat het een tweetal platen, in dit geval planparallel opgestelde glasplaten 132 en 133. Figuur 4 toont in gedeeltelijk bovenaanzicht (glasplaat 132) en gedeeltelijk in doorsnede (kathodes 21, 22 en 23 en elektroden 20 en 24) het elektronenkanon 131. De elektronenbundels bewegen zich in bedrijf tussen de glasplaten 132 en 133. Op de glasplaten zijn gelei-derpatronen aangebracht. De kathodestraalbuis bevat middelen tot het toevoeren van elektrische potentialen aan de geleiderpatronen. Tussen de glasplaten worden elektrische velden gevormd, o.a. lensvelden en versnellingsvelden. De geleiderpatronen kunnen bijvoorbeeld door fotolithografische technieken met een hoge mate van nauwkeurigheid worden aangebracht. Het aantal elementen dat ten opzichte van elkaar moet worden opgesteld is sterk verminderd.

Figuur 5a toont in onderaanzicht een vlakke plaat 132. Op de vlakke plaat is een geleideipatroon 134 aangebracht, dat een aantal geleidende strippen 141 bevat. Op de andere vlakke plaat is een overeenkomstig geleiderpatroon aangebracht. De strippen vormen elektrische velden die gezien in een richting dwars op de elektronenbundels 7, 8 en 9 en in het vlak van de elektronenbundels 7, 8 en 9 (en derhalve ongeveer parallel aan de vlakken waarin de geleideipatronen zich uitstrekken (deze richting is in figuur 5 door de lijn I-I aangegeven)) ongeveer periodiek variëren. De spatiele periode is ongeveer gelijk aan de afstand tussen de elektronenbundels. Dit heeft tot gevolg dat iedere elektronenbundels ongeveer hetzelfde elektrische veld ondervindt en dat het elektrische veld tussen de elektronenbundels verschilt van het elektrische veld voor het midden van de elektronenbundels.

Figuur 5b toont een detail van een plaat. Hierin zijn een aantal equipoten-tiaallijnen 142 getekend. De potentiaal (in Volt) is aangegeven. Een elektrisch veld dat volgens de equipotentiaallijnen 142 opgebouwd is varieert zowel in de voortbewegings-richting van de elektronen (de z-richting) als in een richting dwars op de z-richting en parallel aan het vlak door de elektronenbundels (de x-richting). De focusserende werking van een dergelijk potentiaalveld wordt aan de hand van figuren 6a tot en met 6d uitgelegd. De voortbewegingsrichting van elektronenbundel 7 is aangegeven.

Rondom deze equipotentiaallijnen zijn geleidende gebieden 141 op het oppervlak van de plaat aangebracht. Wanneer aan deze geleidende gebieden de potentialen zoals aangegeven worden aangelegd dan vormt ach tussen de platen een elektrisch veld ongeveer volgens de aangegeven equipotentiaallijnen. Dit veld versnelt de elektronen in de elektronenbundel en focusseert elektronen-bundel 7 in zowel de x-richting als in een richting dwars op de x- en de z-richting.

Berekeningen hebben aangetoond dat de lensvelden die tussen de platen gevormd worden van eenzelfde kwaliteit kunnen worden gemaakt als in de bekende elektronenkanonnen. Experimenten hebben aangetoond dat de berekeningen met de werkelijkheid overeenstemmen. Naast het feit, zoals hierboven reeds vermeld dat de gevormde lenzen ten opzichte van elkaar (de bekende elektronenkanonnen bevatten een aantal achter elkaar opgestelde lenzen) nauwkeuriger kunnen worden opgesteld, is een verder voordeel van de uitvinding dat de het aantal lensvelden sterk vergroot kan worden. Het aantal elektroden dat in een elektronenkanon geplaatst kan worden is beperkt doordat er grenzen zijn aan de nauwkeurigheid waarmee een groot aantal elektroden ten opzichte van elkaar geplaatst kan worden, en doordat de elektroden ten einde microfonie-problemen te voorkomen, een bepaalde dikte hebben. Het aantal strippen op de vlakke platen is echter niet hierdoor beperkt. Dit biedt de mogelijkheid om gecompliceerdere lenssystemen op te bouwen dan met een conventioneel elektronenkanon mogelijk is. Voor HDTV is dit van belang.

Een verder voordeel treedt bijvoorbeeld op in uitvoeringsvormen waarbij de voorfocussering door middel van elektroden gebeurt. Een dergelijke voorfocussering veroorzaakt sferische aberratie, wat inhoudt dat de meer naar buiten gelegen stralen in de voorfocusseringslens te sterk worden gebogen. Een dergelijke aberratie is in een conventioneel elektronenkanon niet te compenseren. Als gevolg van deze lensfout kan alleen het middengedeelte van de voorfocusseringslens worden gebruikt, dat wil zeggen de diameter van de elektronenbundel dient aanmerkelijk kleiner te zijn dan de lensdiameter. Het is mogelijk gebleken door middel van geleiderpatronen zoals hierboven getoond lenzen te maken met een negatieve sferische aberratie, dat wil zeggen dat de meer naar buiten gelegen stralen minder sterk worden gebogen. Uitvoeringsvormen van de kathodestraalbuis volgens de uitvinding bevatten geleiderpatronen waartussen in bedrijf een lens gevormd wordt met een negatieve sferische aberratie en een elektrodenlens met een positieve sferische aberratie. De elektrodenlens kan bijvoorbeeld een voorfocusseringslens zijn waarbij tussen de geleiderpatronen een hoofdlens gevormd wordt of de elektrodenlens kan bijvoorbeeld een hoofdlens zijn, waarbij tussen de geleiderpatronen een voorfocusseringslens gevormd wordt. Verminderde sferische aberratie is van belang voor HDTV.

Figuren 6a tot en met 6d illustreren het effect van de tussen de strippen opgewekte velden. Figuur 6a toont in aanzicht een tweetal geleidende gebieden 61 en 62 gescheiden door een isolerend gebied 63. Figuur 6b toont een doorsnede langs de lijn I-I. Deze lijn loopt parallel aan de voortbewegingsrichting van de elektronenbundels, welke richting verder ook wel als de z-richting wordt aangeduid. De geleidende gebieden 61 en 62 zijn aangebracht op vlakke platen 64 en 65. Tussen de gebieden 61 en 62 wordt een potentiaalverschil aangelegd. Hierdoor worden elektrische velden opgewekt. Deze elektrische velden focusseren een elektronenbundel E in de y-richting zoals aangegeven in figuur 6b. In de x-richting (de richting loodrecht op de y-richting en de z-richting) treedt geen verandering in de bundeldoorsnede op. In de figuren 6a tot en met 6d is de richting langs de elektronenbundel gedefinieerd als de z-richting, de richting dwars op de elektronenbundel en dwars op de platen als de y-richting. Figuur 6c toont in bovenaanzicht schematisch de vorm van geleidende gebieden waarmee een 4-pool lens gevormd wordt. Figuur 6d toont een doorsnede langs de lijn Π-Π. Het tussen de gebieden 65 en 66 gevormde elektrische veld vergroot de bundeldoorsnede in de y-richting en verkleint de bundeldoorsnede in de x-richting. De vormen en afstanden tussen de gebieden 65 en 66 zijn zo te kiezen dat de verkleining in de x-richting meer is dan de vergroting in de y-richting. Gaat nu een elektronenbundel achtereenvolgens door een lens zoals getoond in figuren 6a en 6b en een lens zoals getoond in figuren 6c en 6d dan is de bundeldoorsnede in zowel de x-richting als de y-richting verkleind, dat wil zeggen de combinatie van beide lenzen werkt als een nagenoeg rotatie-symmetrische lens. Ook 8-pool velden en hogere-orde lensvelden zijn te vormen. Door een juiste combinatie van deze lensvelden is een gewenste focussering van de elektronenbundels mogelijk. Berekeningen hebben aangetoond dat het mogelijk een rotatiesymmetrisch lensveld te maken en experimenten hebben aangetoond dat de berekeningen met de realiteit overeenstemmen. Hierbij wordt opgemerkt dat een bepaalde vorm van astig- matisme, dat wil zeggen dat de elektronenbundels niet geheel symmetrisch gefocusseerd worden voor sommige toepassingen gewenst is, bijvoorbeeld om een door het afbuig-veld veroorzaakt astigmatisme te compenseren met een in het elektronenkanon veroorzaakt tegengesteld astigmatisme. Figuur 7a toont een verder voorbeeld van een geleider-patroon 71 op een vlakke plaat 72. Het geleiderpatroon 71 bevat een aantal geleidende gebieden 73 die gezien in een richting dwars op de elektronenbundels uit een zich in hoofdzaak repeterend subpatroon 74 bestaan. Het geleiderpatroon vertoont een periodiciteit met een spatiële periode ongeveer gelijk aan de afstand tussen de elektronenbundels. De opgewekte velden zijn periodiek. Om effecten van de zijkanten van het geleiderpatroon op de elektronenbundels te vermijden wordt het subpatroon bij voorkeur naast de buitenste elektronenbundel voortgezet. In dit voorbeeld wordt het subpatroon (in de figuur aangegeven door het gebied tussen de accolades) viermaal herhaald voor drie bundels. Er kunnen, bijvoorbeeld omdat voor sommige toepassingen de buitenste bundels bij voorkeur iets anders gefocusseerd worden dan de middelste bundel, kleine verschillen bestaan tussen het middelste subpatroon en de buitenste subpatronen. De opgewekte velden vertonen dan bij benadering een periodiciteit met een spatiële periode. Figuur 7b toont als functie van het quotiënt λ/h van de spatiële periode λ, die ongeveer overeenkomt met de afstand tussen de elektronenbundels, en de afstand h tussen de geleiderpatronen de relatieve sterkte Q van een vierpoolveld. Bij voorkeur is dit quotiënt meer dan 0.5. Voor waarden kleiner dan 0.5 is de relatieve sterkte van het vierpoolveld gering. De curve vertoont een maximum voor λ/h gelegen tussen 1 en 2, en gelijk aan ongeveer 1.5. Bij voorkeur is het genoemde quotiënt in dit gebied gelegen. Figuur 8 toont nog weer een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding. Deze figuur toont dat de periodiciteit, of de herhalingsafstand ("pitch") tussen de subpatronen gevarieerd kan worden. Dit heeft tot gevolg dat de bundels 7, 8 en 9 naar elkaar toe geknikt worden, zoals in de figuur aangegeven. Eenzelfde effect is te verkrijgen door de patronen gekromd ten opzichte van de elektronenbundels uit te voeren, zoals in figuur 9 getoond. In figuur 9 is glasplaat 90 voorzien van geleidende gebieden 91. In dit voorbeeld kruisen de bundels elkaar in gebied 92 en worden naar elkaar geknikt in gebied 93. In dit voorbeeld variëren de opgewekte elektrische velden zo dat de elektronenbundels geconvergeerd worden.

Figuren 10 en 11 tonen een nog weer verdere uitvoeringsvorm van de uitvin- ding. In dit voorbeeld zijn de elektroden 20 en 24 van figuur 4 vervangen door een vlakke plaat 100 voorzien van geleidergebieden 101, 102 en 103, waarmee een planaire triode gevormd is. Het aantal onderdelen waaruit het elektronenkanon is opgebouwd is hierdoor verder verminderd. In dit uitvoeringsvoorbeeld is derhalve een gedeelte van de elektroden uitgevoerd op een plaat die zich dwars op de elektronenbundels uitstrekt.

Het zal duidelijk zijn dat binnen het kader van de uitvinding vele variaties mogelijk zijn. Het voorbeeld toont een elektronenkanon voor het genereren van drie elektronenbundels. De uitvinding is ook met groot voordeel toepasbaar voor kathode-straalbuizen met elektronenkanonnen waarmee een rij elektronenbundels gegenereerd worden. Figuren 12a en 12b tonen een dergelijk elektronenkanon. Figuur 12a toont een gedeeltelijk perspectivisch aanzicht. Figuur 12b een doorsnede. Elektronenbundels 120 worden geëmitteerd door emissie-element 122, en worden versneld en langs banen geleid door de geleiderpatronen 123 op de vlakke platen 124 en 125.

In het voorbeeld is de plaat waarop het geleiderpatroon is aangebracht plat en zijn de platen planparallel ten opzichte van elkaar opgesteld. De platen kunnen gekromd zijn, zoals in figuren 13a en 13b of een kleine hoek met elkaar maken, zoals in figuur 14. In figuren 13a en 13b zijn de platen 200 en 201 licht gekromd. Figuur 13a geeft een perspectivisch aanzicht, figuur 13b geeft een doorsnede. De positie van de elektronenbundels 7, 8 en 9 is in figuur 13b aangegeven. De platen kunnen van glas zijn of van een ander elektrisch isolerend materiaal of van een metaal overdekt met een laag elektrisch isolatiemateriaal.

Figuren 15 en 16 geven twee mogelijke constructies waarmee spanningen aan een geleiderpatroon kunnen worden toegevoerd. In figuur 15 is op glasplaat 150 naast het geleiderpatroon 151 dat uit een aantal strippen 152 bestaat een weerstands-meander 153 aangebracht. Tussen de weerstandsmeander 153 en de geleidende strippen 152 bevinden zich elektrische verbindingen 154. Over de weerstandsmeander 153 wordt een spanning Vj aangelegd. Mogelijke materialen voor een dergelijke weerstandslaag zijn onder andere Ru02 en In203. In figuur 16 bestaat het geleiderpatroon 161 zelf uit een meanderende laag met een zekere weerstandswaarde en wordt tussen het begin en het eind van het geleiderpatroon een spanning V2 aangelegd.

Dit is voordelig, daar er minder processtappen en aansluitingspunten nodig zijn.

In het kader van de uitvinding wordt onder "kathodestraalbuis" niet alleen een beeldweergaveinrichting verstaan, maar bijvoorbeeld ook een elektronenmicroscoop of een beeldopneembuis. In dergelijke apparaten worden ook elektronenbundels door een elektronenkanon opgewekt.

De uitvinding is zeer geschikt voor een kathodestraalbuis met een in-line elektronenkanon.

Li de voorbeelden worden kathodestraalbuizen met een elektronenkanon waarin meer dan één elektronenbundel worden opgewekt getoond. De uitvinding is, hoewel zij zeer geschikt is voor dergelijke kathodestraalbuizen, niet hiertoe beperkt. In uitvoeringsvormen van de uitvinding kan de kathodestraalbuis één of meerdere elektronenkanonen voor het genereren van één elektronenbundel bevatten waarbij in het elektronenkanon op twee tegenover elkaar opgestelde oppervlakken geleiderpatronen zijn aangebracht, die zich in vlakken ongeveer parallel aan de voortbewegingsrichting van de elektronenbundel uitstrekken, en de kathodestraalbuis middelen bevat om tussen de geleiderpatronen elektrische velden te vormen, waarbij de geleiderpatronen zo gevormd zijn dat in gebruik de elektrische velden in de voortbewegingsrichting van de elektronenbundel variëren en in een richting ongeveer parallel aan de genoemde vlakken en ongeveer dwars op de voortbewegingsrichting van de elektronenbundel variëren. Bij voorkeur zijn dan de geleiderpatronen zo gevormd dat in gebruik de elektrische velden de elektronenbundel in twee richtingen dwars op de voortbewegingsrichting van de elektronenbundel focusseren.

Enige verdere variaties zijn bijvoorbeeld:

In de getoonde uitvoeringsvormen bevat het elektronenkanon platen, waarbij op naar elkaar gekeerde oppervlakken van de platen geleiderpatronen aangebracht zijn. De platen zijn te beschouwen als elementen die platte oppervlakken vertonen, waarop de geleiderpatronen zijn aangebracht. Een variatie hierop kan bijvoorbeeld hieruit bestaan dat de elementen waarop de geleiderpatronen zijn aangebracht een andere vorm vertonen, bijvoorbeeld twee halve cilinders, die met de platte zijden naar elkaar zijn gericht, of twee andere lichamen die platte zijden vertonen waarbij de platte zijden naar elkaar gekeerd zijn.

Het elektronenkanon bevat in de getoonde uitvoeringsvormen twee platen.

Dit betekent niet, dat de uitvinding beperkt is tot uitvoeringen waarin het elektronenkanon slechts twee platen bevat. In een variatie binnen het raam van de uitvinding kan het elektronenkanon meerdere stellen platen bevatten, bijvoorbeeld een stel platen met geleiderpatronen voor de voorfocussering, waarbij de afstand tussen de gelei-derpatronen relatief klein is, en een stel platen met geleiderpatronen voor de hoofdlens, waarbij de afstand tussen de geleiderpatronen relatief groot is. Tussen deze twee stellen platen gezien in de voortbewegingsrichting van de elektronenbundels kunnen verdere elementen van het elektronenkanon zijn opgesteld.

In de getoonde voorbeelden zijn de platen vlak. In een variatie kunnen de platen gezien in de voortbewegingsrichting van de elektronen een stap vertonen. Hierdoor verandert de afstand tussen de platen stapsgewijs. Dit maakt het bijvoorbeeld mogelijk om op één stel platen de in de vorige alinea genoemde voorfocussering- en hoofd-lens geleiderpatronen aan te brengen.

In de getoonde voorbeelden zijn, voor de duidelijkheid, de platen als twee aparte geleiderpatronen-dragende elementen getoond. In variaties van de uitvinding kunnen de platen onderdeel zijn van een groter geheel. De platen kunnen bijvoorbeeld door middel van zijwanden met elkaar verbonden zijn. Dit verhoogt de stevigheid van de constructie, en vermindert daarmee de kans op breuk of microfonie-problemen. Tevens kunnen de geleiderpatronen op de twee platen via de zijwanden met elkaar verbonden worden, wat de mogelijkheid geeft om het aantal elektrische aansluitingen te verminderen. De zijwanden kunnen zich dwars op de platen uitstrekken, of bijvoorbeeld vloeiend in een boogvorm zich van de ene naar de ander plaat uitstrekken. De geleiderpatronen kunnen via de zijwanden in elkaar overlopen.

Claims (15)

1. Kathodestraalbuis voorzien van een elektronenkanon voor het genereren van een aantal zich in een vlak uitstrekkende elektronenbundels, met het kenmerk, dat in het elektronenkanon op twee tegenover elkaar opgestelde oppervlakken geleiderpatronen zijn aangebracht, die zich ongeveer parallel aan en aan weerszijden van het genoemde vlak uitstrekken, en de kathodestraalbuis middelen bevat om tussen de geleiderpatronen elektrische velden te vormen, waarbij de geleiderpatronen zo gevormd zijn dat in gebruik de elektrische velden in de voortbewegingsrichting van de elektronenbundels variëren en in een richting ongeveer evenwijdig aan het genoemde vlak en ongeveer dwars op de voortbewegingsrichting van de elektronenbundels variëren.

2. Kathodestraalbuis volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de geleiderpatronen zo gevormd zijn dat in gebruik de elektrische velden de elektronenbundels con-of divergeren.

3. Kathodestraalbuis volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de geleiderpatronen zo gevormd zijn dat in gebruik de elektrische velden de elektronenbundels in twee richtingen dwars op de voortbewegingsrichting van de elektronenbundels focusseren.

4. Kathodestraalbuis volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat de geleiderpatronen zo gevormd zijn dat de opgewekte elektrische velden bij benadering periodiek variëren, met een spatiële periode ongeveer gelijk aan de afstand tussen de elektronenbundels.

5. Kathodestraalbuis volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het quotiënt van de spatiële periode en de afstand tussen de geleiderpatronen meer dan 0.5 is.

6. Kathodestraalbuis volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk, dat de geleiderpatronen zo gevormd zijn dat de opgewekte velden meer perioden bevatten dan het aantal elektronenbundels.

7. Kathodestraalbuis volgens conclusie 4, 5 of 6, met het kenmerk, dat, de geleiderpatronen zo gevormd zijn dat, gezien in de voortbewegingsrichting van de elektronenbundels, de spatiële periode varieert.

8. Kathodestraalbuis volgens een der voorgaande conclusies waarbij het elektronenkanon een in-line elektronenkanon is.

9. Kathodestraalbuis voorzien van een elektronenkanon voor het genereren van één elektronenbundel, met het kenmerk, dat in het elektronenkanon op twee tegenover elkaar opgestelde oppervlakken geleiderpatronen zijn aangebracht, die zich in vlakken ongeveer parallel aan de voortbewegingsrichting van de elektronenbundel aan weerszijden van de elektronenbundel uitstrekken, en de kathodestraalbuis middelen bevat om tussen de geleiderpatronen elektrische velden te vormen, waarbij de geleiderpatronen zo gevormd zijn dat in gebruik de elektrische velden in de voortbewegingsrichting van de elektronenbundel variëren en in een richting ongeveer parallel aan de genoemde vlakken en ongeveer dwars op de voortbewegingsrichting van de elektronenbundel variëren.

10. Kathodestraalbuis volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de geleiderpatronen zo gevormd zijn dat in gebruik de elektrische velden de elektronenbundel in twee richtingen dwars op de voortbewegingsrichting van de elektronenbundel focus-seren.

11. Kathodestraalbuis volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de geleiderpatronen strippen van geleidend materiaal bevatten.

12. Kathodestraalbuis volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de geleiderpatronen een aantal gekromde strippen van geleidend materiaal bevatten.

13. Kathodestraalbuis volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het geleiderpatroon een weerstandmeander bevat waarover een elektrische spanning aanlegbaar is.

14. Kathodestraalbuis volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat naast het geleiderpatroon een weerstandmeander is aangebracht, waarbij zich tussen het geleiderpatroon en de weerstandsmeander elektrische verbindingen bevinden en over de weerstandsmeander een elektrische spanning aanlegbaar is.

15. Elektronenkanon geschikt voor gebruik in een kathodestraalbuis volgens een der voorgaande conclusies.