NL9000349A

NL9000349A - PICTURE TUBE WITH ELECTRON GUN WITH SPIRAL TYPE FOCUS LENS.

Info

Publication number: NL9000349A
Application number: NL9000349A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1990-02-14
Filing date: 1990-02-14
Publication date: 1991-09-02
Also published as: DE69121260T2; JP3110777B2; DE69121260D1; EP0442571A1; JPH0773818A; EP0442571B1

Description

Beeldbuis met elektronenkanon met focuslens van het spiraaltype.Electron gun picture tube with spiral type focus lens.

De uitvinding heeft betrekking op een beeldweergeefinrich-ting met een beeldbuis bevattende een beeldscherm en een daartegenover geplaatst elektronenkanon met langs een elektronen-optische as gecentreerd een kathode en een aantal elektroden welke samen een bundelpro-ducerend deel vormen, welk kanon verder een buisvormige structuur omvat met een buitenoppervlak en met een binnenoppervlak waarop een weerstandsstructuur van een materiaal met een hoge elektrische weerstand is aangebracht die een focusseerlens vormt.The invention relates to an image display device having a display tube comprising a display screen and an electron gun placed opposite it with a cathode centered along an electron-optical axis and a number of electrodes which together form a beam-producing part, which gun further comprises a tubular structure with an outer surface and with an inner surface on which a resistance structure of a material having a high electrical resistance is provided which forms a focusing lens.

Het gebruik in beeldbuizen van een door een (i.h.b. schroeflijnvormige) hoogohmige weerstandsstructuur gevormde focusseerlens teneinde een lage sferische aberratie te verkrijgen is uit de literatuur bekend. Bij het bekende type focusseerlens wordt een statische focusseerspanning aan de beginelektrode toegevoerd en een 2 tot 10 maal hogere anodespanning aan de eindelektrode.The use in picture tubes of a focusing lens formed by a (in particular helical) high-ohmic resistance structure in order to obtain a low spherical aberration is known from the literature. In the known type of focusing lens, a static focusing voltage is applied to the start electrode and a 2 to 10 times higher anode voltage to the end electrode.

Wanneer men echter aan dit type focusseerlens samen met het statische focussignaal een dynamisch correctiesignaal wil toevoeren, treden er problemen op: het focussignaal dringt niet door in de weerstandsstructuur. Correctie d.m.v. het toevoeren van een dynamische focusspanning kan b.v. nodig zijn bij grote afbuighoeken om de elektronenbundel over het hele scherm in focus te houden. In de hoeken is een andere focusspanning nodig dan in het midden van het scherm. D.w.z. dat de dynamische focusspanning een in de tijd variërend signaal is waarvan de sterkte een functie is van de positie van de trefvlek van de elektronenbundel op het scherm. De hoge weerstand van de (schroeflijnvormige) focusseerlensstructuur maakt dynamisch focus i.h.b. problematisch indien de frequentie van het focussignaal boven 16 kHz komt. Dit is een gevolg van de lange intrinsieke RC-tijd van de weerstandslaag, zelfs op die plaatsen waar de laag geen schroeflijnvormige structuur vormt, maar homogeen is.However, if one wishes to supply a dynamic correction signal to this type of focusing lens together with the static focus signal, problems arise: the focus signal does not penetrate into the resistance structure. Correction by supplying a dynamic focus voltage can e.g. are needed at large deflection angles to keep the electron beam in focus across the entire screen. A different focus voltage is required in the corners than in the center of the screen. I.e. that the dynamic focus voltage is a time-varying signal whose strength is a function of the position of the spot of the electron beam on the screen. The high resistance of the (helical) focusing lens structure makes dynamic focus especially. problematic if the frequency of the focus signal exceeds 16 kHz. This is due to the long intrinsic RC time of the resistance layer, even in those places where the layer does not form a helical structure, but is homogeneous.

Aan de uitvinding ligt onder meer de opgave ten grondslag een beeldweergeefinrichting met een beeldbuis met een focusseerlens van het bovenbeschreven type te verschaffen die zich goed leent voor het toepassen van dynamisch focus.The object of the invention is inter alia to provide an image display device with a picture tube with a focusing lens of the above-described type, which lends itself well to the application of dynamic focus.

Een beeldweergeefinrichting volgens de uitvinding heeft daartoe als kenmerk, dat de weerstandsstructuur tenminste twee axiaal op afstand van elkaar liggende elektrische aansluitingen heeft die bestemd zijn voor verbinding met eerste spanning verschaffende middelen voor het toevoeren van een anodespanning, en verder tenminste verbonden is met een tussen de genoemde elektrische aansluitingen gelegen laagohmig elektrodemiddel dat bestemd is voor verbinding met tweede spanning verschaffende middelen voor het toevoeren van een statische focusspanning en een dynamische correctiespanning. Het laagohmige elektrodemiddel kan daarbij uit een metalen onderdeel, of uit een elektrisch goed geleidende laag bestaan.To this end, an image display device according to the invention is characterized in that the resistance structure has at least two axially spaced electrical connections which are intended for connection to first voltage supplying means for supplying an anode voltage, and furthermore is connected at least to one between the said electrical terminals are low-impedance electrode means intended for connection to second voltage providing means for supplying a static focus voltage and a dynamic correction voltage. The low-ohmic electrode medium can consist of a metal part or an electrically conductive layer.

Een wezenlijk aspect van de uitvinding is dat door de elektrische verbinding van de hoogohmige weerstandsstructuur met enerzijds twee elektrische contacten waaraan een anodespanning wordt toegevoerd en met anderzijds een laagohmige (tussen)elektrode waaraan een statische focusspanning wordt toegevoerd, het mogelijk is het dynamische correctiesignaal in het middengebied van de focuslens via de tussenelektrode ohms in te koppelen. Zoals nog nader zal worden uiteengezet kan het tussengelegen elektrodemiddel b.v. uit een coaxiale metalen ring, uit één of meer transversale doorboorde metalen platen of uit een op de binnenwand van de buisvormige structuur, of op het binnenoppervlak van de weerstandsstructuur, aangebrachte dunne geleidende laag, bestaan. Voor het aanbrengen van de dunne geleidende laag zijn b.v. opdampen, opsputteren of schilderen geschikte technieken. Dynamische correctiesignalen (zoals b.v. dynamische focussignalen) met frequenties tot in het MHz-gebied blijken op deze wijze toegepast te kunnen worden.An essential aspect of the invention is that due to the electrical connection of the high-ohmic resistor structure with two electrical contacts to which an anode voltage is applied on the one hand and with a low-ohmic (intermediate) electrode to which a static focus voltage is applied on the other hand, the dynamic correction signal in the center region of the focus lens to be coupled ohms through the intermediate electrode. As will be further explained, the intermediate electrode means may e.g. consist of a coaxial metal ring, one or more transversely pierced metal plates or a thin conductive layer applied to the inner wall of the tubular structure, or on the inner surface of the resistance structure. For applying the thin conductive layer, e.g. vapor deposition, sputtering or painting suitable techniques. Dynamic correction signals (such as, for example, dynamic focus signals) with frequencies up to the MHz range have been found to be applicable in this way.

Een constructie die het mogelijk maakt de laagohmige tussenelektrode op eenvoudige wijze aan te brengen, wordt gekenmerkt, doordat de buisvormige structuur tenminste twee in-lijn liggende sub-buizen met elk een weerstandsstructuur, die samen een focusseerlens vormen, bevat en dat het laagohmige elektrodemiddel transversaal tussen de naar elkaar toegekeerde uiteinden van de sub-buizen is gearrangeerd.A construction which makes it possible to apply the low-ohmic intermediate electrode in a simple manner is characterized in that the tubular structure contains at least two in-line sub-tubes, each with a resistance structure, which together form a focusing lens, and that the low-ohmic electrode means is transverse is arranged between the facing ends of the sub-tubes.

Een uitvoeringsvorm van deze constructie wordt gekenmerkt, doordat het bundelvormend deel een correctiemiddel omvat voor het corrigeren van eventuele aligneringsfouten van de sub-buizen.An embodiment of this construction is characterized in that the beam-forming part comprises a correction means for correcting any alignment errors of the sub-tubes.

Een alternatieve constructie, waarmee de bovengenoemde aligneringsfouten worden vermeden, wordt gekenmerkt, doordat de buisvormige structuur één enkele buis met een op zijn binnenoppervlak aangebrachte weerstandsstructuur die een focuseerlens vormt bevat, dat binnen in de genoemde buis een ringvormige structuur van elektrisch geleidend materiaal die elektrisch contact maakt met de weerstandsstructuur is gearrangeerd, welke ringvormige structuur het laagohmige elektrodemiddel vormt, en dat de ringvormige structuur via een opening in de buiswand met een elektrische aansluiting is verbonden.An alternative construction, avoiding the above-mentioned alignment errors, is characterized in that the tubular structure contains a single tube with a resistance structure mounted on its inner surface which forms a focusing lens, which within the said tube has an annular structure of electrically conductive material which provides electrical contact. is arranged with the resistance structure, which annular structure forms the low-impedance electrode means, and that the annular structure is connected to an electrical connection via an opening in the tube wall.

Voor b.v. dynamisch focusseren is de laagohmige tussenelektrode rotatiesymmetrisch uitgevoerd.For e.g. dynamic focusing, the low-impedance intermediate electrode is rotationally symmetrical.

Voor dynamisch astigmatisch focusseren dient de laagohmige tussenelektrode niet-rotatiesymmetrisch te zijn uitgevoerd.For dynamic astigmatic focusing, the low-impedance intermediate electrode should be non-rotationally symmetrical.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een beeldbuis geschikt voor toepassing in een weergeefinrichting als boven omschreven.The invention also relates to a display tube suitable for use in a display device as described above.

Enige uitvoeringsvormen van een beeldweergeefinrichting volgens de uitvinding worden nader toegelicht aan de hand van de tekening. Hierin toont fig. 1 schematisch een doorsnede van een beeldweergeefinrichting met beeldbuis volgens de uitvinding; fig. 2 een aanzicht van een langsdoorsnede door een deel van een focusseerlens van een elektronenkanon geschikt voor toepassing in de beeldbuis van fig. 1; fig. 3 een principe schets van een eerste uitvoeringsvorm van een in een elektronenkanon toepasbare focusseerlens; fig. 4 een principe schets van een tweede uitvoeringvorm van een in een elektronenkanon toepasbare focusseerlens; fig. 5, 6 en 7 realisaties van het principe van fig. 3; fig. 8 een alternatieve realisatie van het principe van fig. 3.Some embodiments of an image display device according to the invention are further elucidated with reference to the drawing. Fig. 1 schematically shows a cross-section of a picture display device with a picture tube according to the invention; FIG. 2 is a longitudinal sectional view through a portion of an electron gun focusing lens suitable for use in the FIG. 1 display tube; FIG. 3 is a basic sketch of a first embodiment of a focusing lens usable in an electron gun; Fig. 4 shows a principle sketch of a second embodiment of a focusing lens which can be used in an electron gun; Figures 5, 6 and 7 show realizations of the principle of Figure 3; fig. 8 an alternative realization of the principle of fig. 3.

De inrichting weergegeven in figuur 1 bevat een kathodestraalbuis bestaande uit onder andere een glazen omhulling 1 welke is samengesteld uit een beeldvenster 2, een konusvormig deel 3 en een hals 4. In deze hals zijn elektrodestructuren 8 en 9 geplaatst welke samen met een kathode het bundelproducerende deel 43 van een elektronenkanon vormen. De elektronen-optische as 6 van het elektronenkanon is tevens de as van de omhulling. Een elektronenbundel 12 wordt achtereenvolgens gevormd en versneld door de kathode 7 en de elektrodestructuren 8, 9. Met 10 is een buisvormige structuur aangegeven op het binnenoppervlak waarvan een (i.h.b. schroeflijnvormige) structuur 11 van een materiaal met een zeer hoge elektrische weerstand is aangebracht die een focusseerlens vormt welke de bundel op een beeldscherm 14 op de binnenzijde van het beeldvenster 2 focusseert. De weerstandsstructuur 11 is elektrisch verbonden met een laagohmige metalen beginelektrode 13a en een laagohmige metalen eindelektrode 13b. Geschikte op de elektrodes aan te leggen spanningen zijn in het geval van een z.g. unipotentiaal lens b.v.: kathode 7 enkele tientallen Volt (b.v. 50 V)The device shown in figure 1 comprises a cathode-ray tube consisting of, inter alia, a glass envelope 1, which is composed of a display window 2, a conical part 3 and a neck 4. In this neck are placed electrode structures 8 and 9 which, together with a cathode, produce the beam part 43 of an electron gun. The electron-optical axis 6 of the electron gun is also the axis of the envelope. An electron beam 12 is successively formed and accelerated by the cathode 7 and the electrode structures 8, 9. Number 10 denotes a tubular structure on the inner surface of which a (especially helical) structure 11 of a material with a very high electrical resistance is provided which has a focusing lens which focuses the beam on a display 14 on the inside of the display window 2. The resistor structure 11 is electrically connected to a low-ohmic metal start electrode 13a and a low-ohmic metal end electrode 13b. In the case of a so-called unipotential lens, suitable voltages to be applied to the electrodes are, for example: cathode 7, a few tens of volts (e.g. 50 V)

elektrode 8 0 Velectrode 8 0 V.

elektrode 9 enkele honderden Volt (b.v. 400 V) begin- en einde focusseerlens enkele tientallen kiloVolt (b.v. 30 kV) midden focusseerlens enkele kiloVolt (b.v. 5 kV).electrode 9 several hundred volts (e.g. 400 V) start and end focusing lens a few tens of kiloVolt (e.g. 30 kV) middle focusing lens a few kiloVolt (e.g. 5 kV).

Met behulp van een afbuigspoelenstelsel 5 wordt de elektronenbundel 12 van de as 6 af over het beeldscherm 14 afgebogen. Beeldscherm 14 bestaat uit een fosforlaag bedekt met een dunne aluminiumfilm welke via een geleidende bedekking op de binnenwand van het konusvormig deel 3 met het uiteinde van elektrode 11 elektrisch is verbonden.With the aid of a deflection coil system 5, the electron beam 12 is deflected from the axis 6 over the screen 14. Display 14 consists of a phosphor layer covered with a thin aluminum film which is electrically connected to the end of electrode 11 via a conductive coating on the inner wall of the conical part 3.

Voor het toevoeren van een focusspanning in het middengebied van de focusseerlens is in het kader van de uitvinding een laagohmige elektrode nodig. Deze kan op verschillende manieren geconstrueerd worden. Voorbeelden hiervan zullen aan de hand van de fig. 5, 6, 7 en 8 toegelicht worden.In the context of the invention, a low-ohmic electrode is required to supply a focus voltage in the middle region of the focusing lens. This can be constructed in different ways. Examples of this will be explained with reference to Figs. 5, 6, 7 and 8.

Aan de hand van fig. 2 zullen enkele details toegelicht worden van de constructie van een focusseerlens van een type dat geschikt is voor toepassing in een elektronenkanon van de beeldbuis van fig. 1. Het type in kwestie omvat een buisvormige (glazen) omhulling 15. Op de binnenkant van de omhulling 15 die aan z'n uiteinden van transversale metalen elektrodeplaten 17af 17b met centrale coaxiale openingen 18a, 18b is voorzien, is een hoog-ohmige weerstandslaag 16 aangebracht, waarin een schroeflijnvormige structuur is gevormd die wanneer een geschikte elektrische spanning wordt toegevoerd een focusseerlens 17 vormt. De patronen van evenwijdige schuine lijnen stellen schematisch de plaatsen voor waar de weerstandslaag 16 is weggenomen. De delen van de schroeflijnvormige structuur bevinden zich dus steeds tussen twee van deze lijnen. De hoog-ohmige weerstandslaag 16 kan b.v. bestaan uit glasemaille met een klein aandeel (b.v. enkele gew.%) aan metaaloxyde (i.h.b. rutheniumoxyde) deeltjes. De laag 16 kan een dikte hebben tussen 1 en 10 yra, b.v. 3 ym. De vierkantsweerstand van een dergelijke laag hangt af van de concentratie aan metaaloxide en de stookbehandeling waaraan de laag wordt onderworpen. In de praktijk zijn vierkantsweerstanden variërend van 10* tot 108 2 gerealiseerd.Referring to Fig. 2, some details will be explained of the construction of a focusing lens of a type suitable for use in an electron gun of the picture tube of Fig. 1. The type in question comprises a tubular (glass) envelope. On the inside of the envelope 15, which is provided at its ends with transverse metal electrode plates 17af 17b with central coaxial openings 18a, 18b, a high-ohmic resistance layer 16 is provided, in which a helical structure is formed which when a suitable electrical voltage is is supplied forms a focusing lens 17. The patterns of parallel oblique lines schematically represent the places where the resistive layer 16 has been removed. The parts of the helical structure are therefore always between two of these lines. The high-ohmic resistance layer 16 can e.g. consist of glass enamel with a small proportion (e.g. a few wt.%) of metal oxide (in particular ruthenium oxide) particles. The layer 16 can have a thickness between 1 and 10 yra, e.g. 3 ym. The square resistance of such a layer depends on the concentration of metal oxide and the firing treatment to which the layer is subjected. In practice, square resistors ranging from 10 * to 108 2 have been realized.

Door instellen van de relevante parameters kan een gewenste vierkantsweerstand gerealiseerd worden. Een vierkantsweerstand in deA desired square resistance can be achieved by setting the relevant parameters. A square resistance in the

CC

orde van 10 2 is voor de onderhavige toepassing zeer geschikt. De totale weerstand van de in de laag 16 gevormde spiraalstructuur (die zowel uit een continue spiraal kan bestaan als uit een aantal afzonderlijke, door segmenten zonder spiraalstructuur verbonden, spiralen - in het voorbeeld van fig. 2 zijn dit er 6) kan in de orde van 10 G 2 liggen, wat betekent dat er bij een spanningsverschil van 30 kV over de uiteinden een stroom zal lopen van enkele micro-ampères. In deze figuur, en in alle andere figuren geven de (schuine) lijnenpatronen de plaatsen van de weerstandslaag aan waar, bijvoorbeeld m.b.v. een draaiend beiteltje, het materiaal van de weerstandslaag is verwijderd.order of 10 2 is very suitable for the present application. The total resistance of the spiral structure formed in the layer 16 (which may consist of a continuous spiral as well as a number of separate spirals connected by segments without a spiral structure - in the example of Fig. 2 these are 6) may be in the order of 10 G 2, which means that with a voltage difference of 30 kV there will be a current of some micro-amps across the ends. In this figure, and in all other figures, the (oblique) line patterns indicate the locations of the resistance layer where, e.g. a rotating chisel, the material of the resistance layer has been removed.

Vóór de focusseerlens 17 bevat het elektronenkanon van fig. 1 een bundelproducerend deel 43, dat i.h.a. een kathode 7, een roosterelektrode 8 en een anode 9 bevat. In het geval van fig. 1 zijn de onderdelen van het bundelvormend deel 43 apart in de beeldbuis gemonteerd, b.v. m.b.v. axiale glaskeramische montage staven (mounting rods). Op alternatieve wijze kunnen ze binnen in de buisvormige omhulling 10 van de focusseerlens gemonteerd zijn.Before the focusing lens 17, the electron gun of Fig. 1 includes a beam-producing portion 43, which generally a cathode 7, a grid electrode 8 and an anode 9. In the case of Fig. 1, the parts of the beam-forming part 43 are mounted separately in the picture tube, e.g. using axial glass ceramic mounting rods. Alternatively, they may be mounted inside the tubular envelope 10 of the focusing lens.

Het kan nodig zijn om optredende beeldfouten met behulp van dynamische focussering te corrigeren. De sterkte van de elektronenlens voor het focusseren van de elektronenbundel wordt als functie van de afbuiging waaraan de elektronenbundel op dat moment onderworpen is ingesteld. Daardoor is het mogelijk het op dat moment geldend hoofdbeeldvlak het beeldscherm daar te laten snijden waar de elektronenbundel het beeldscherm treft. Deze manier van corrigeren maakt het nodig in de besturingsinrichting een extra schakeling op te nemen voor het opwekken van de juiste dynamische focusspanningen op de elektroden van de focuslens.It may be necessary to correct image errors that occur using dynamic focusing. The strength of the electron lens for focusing the electron beam is adjusted as a function of the deflection to which the electron beam is currently subject. As a result, it is possible to have the currently applicable main image plane cut the screen where the electron beam strikes the screen. This method of correction makes it necessary to include an additional circuit in the control device for generating the correct dynamic focus voltages on the electrodes of the focus lens.

Doordat het materiaal van de spiraalvormige weerstandsstructuur zo'n hoge elektrische weerstand heeft (b.v. 10 G Ω) is de RC tijd hoog (b.v 10 msec). Daardoor zal het effect van een aan elektrode 18a toegevoerde dynamische focusspanning nauwelijks in de spiraalvormige weerstandsstructuur doordringen. De uitvinding voorziet hier in een oplossing.Because the material of the spiral resistance structure has such a high electrical resistance (e.g. 10 G Ω), the RC time is high (e.g. 10 msec). Therefore, the effect of a dynamic focus voltage applied to electrode 18a will hardly penetrate into the helical resistance structure. The invention provides a solution here.

Het principe van deze oplossing wordt verduidelijkt aan de hand van fig. 3 en 4 die twee focusseerlensontwerpen tonen die geschikt zijn voor toepassing in een elektronenkanon voor een beeldweergeefinrichting volgens de uitvinding.The principle of this solution is elucidated with reference to Figures 3 and 4 which show two focusing lens designs suitable for use in an electron gun for an image display device according to the invention.

Voor beide typen focusseerlenzen zijn slechts twee elektrische toevoerleidingen nodig: een anodeleiding en een focusleiding.Both types of focusing lenses require only two electrical supply lines: an anode line and a focus line.

Fig. 3 toont schematisch een spiraal type focusseerlens waarbij een anodespanning Va aan de uiteinden wordt toegevoerd en een focusspanning aan het middengebied (z.g. unipotentiaal lens).Fig. 3 schematically shows a spiral type focusing lens with an anode voltage Va applied at the ends and a focus voltage at the middle region (so-called unipotential lens).

Een kenmerk van een unipotentiaal lens ontwerp is dat, in tegenstelling tot een bi-potentiaal lens ontwerp, de spanningen over het voorwerpszijdige lens gedeelte en het beeldzijdige lens gedeelte gelijk zijn. De weerstandsstructuren van deze beide gedeelten kunnen symmetrisch zijn. Elk heeft b.v. 5 spiraalsegmenten.A feature of a unipotential lens design is that, unlike a bi-potential lens design, the voltages across the object-side lens section and the image-side lens section are equal. The resistance structures of these two parts can be symmetrical. Each has e.g. 5 spiral segments.

Fig. 4 toont schematisch een spiraaltype focusseerlens waarbij een anodespanning Va aan één uiteinde en aan een eerste tussen de uiteinden gelegen gebied wordt toegevoerd en een focusspanning Vj aan het andere uiteinde en aan tweede tussen de uiteinden gelegen gebied (z.g. quadrupotentiaal lens).Fig. 4 schematically shows a spiral type focusing lens with an anode voltage Va applied to one end and to a first region between the ends and a focus voltage Vj to the other end and to second region between the ends (so-called quadruple potential lens).

Een dergelijke lens kan een voorwerpszijdige potentiaal op focusspanning hebben, waarna een traject volgt waar de potentiaal toeneemt tot anodespanning, daarna kan de potentiaal afnemen tot de focusspanning en over het laatste traject weer toenemen tot de anodespanning.Such a lens can have an object-side potential at focus voltage, after which follows a range where the potential increases to anode voltage, then the potential can decrease to the focus voltage and increase again to the anode voltage over the last range.

Andere typen "multipotentiaal" lenzen zijn ook toepasbaar.Other types of "multipotential" lenses are also applicable.

De spanningen kunnen worden toegevoerd door b.v. op elke gewenste plaats een gaatje in de wand van de glazen buis te maken op welks binnenoppervlak de weerstandsstructuur is aangebracht en in dit gaatje een elektrisch contact aan te brengen (b.v. een indium bolletje) dat contact maakt met de weerstandslaag. Aan de uiteinden van de glazen buis kan men in plaats van dit type elektrisch contact met voordeel een metalen flens aanbrengen die elektrisch contact maakt met de weerstandlaag.The voltages can be supplied by e.g. make a hole in the wall of the glass tube at any desired location on which inner surface the resistance structure is applied and make an electrical contact in this hole (e.g. an indium ball) that makes contact with the resistance layer. Instead of this type of electrical contact, a metal flange can advantageously be applied to the ends of the glass tube, which electrical contact is made with the resistance layer.

De elektrode voor het toevoeren van een dynamisch correctiesignaal dient echter in het kader van de uitvinding echter altijd een met de weerstandslaag elektrisch verbonden laagohmige tussenelektrode te zijn.Within the scope of the invention, however, the electrode for supplying a dynamic correction signal should always be a low-ohmic intermediate electrode electrically connected to the resistance layer.

Een uitvoeringsvorm van het lensontwerp van fig. 3 wordt in fig. 5 getoond. De daar getoonde weerstandslens constructie omvat een sub-buis 21 en een sub-buis 22. Aan de uiteinden van sub-buis 21 zijn van een coaxiale opening voorziene metalen flenzen (b.v. flenzen van CrFe) 23, 24 aangesmolten en aan de uiteinden van de sub-buis 22 van een coaxiale opening voorziene metalen flenzen 25, 26. De flenzen 23, 26 dienen voor het toevoeren van de anodespanning V_. Op de aan de hand van fig. 2 beschreven wijze zijn in de sub-buizen 21, 22 hoogohmige weerstandslagen 27, 28 met een spiraalstructuur aangebracht. De flenzen 24, 25 zijn aan elkaar gelast en de aldus verkregen gemeenschappelijke flens dient voor de toevoer van de (statische + dynamische) focusspanning Vf.An embodiment of the lens design of Fig. 3 is shown in Fig. 5. The resistance lens construction shown there comprises a sub-tube 21 and a sub-tube 22. At the ends of sub-tube 21, metal flanges provided with a coaxial aperture (eg, CrFe flanges) 23, 24 are fused and at the ends of the metal flanges 25, 26 provided with coaxial aperture sub-tube 22. Flanges 23, 26 serve to supply the anode voltage V_. In the manner described with reference to Fig. 2, high-ohmic resistance layers 27, 28 with a spiral structure are arranged in the sub-tubes 21, 22. The flanges 24, 25 are welded together and the common flange thus obtained serves to supply the (static + dynamic) focus voltage Vf.

Fig. 6 toont een nagenoeg identieke opbouw. Echter, in dit geval zijn de naar elkaar toe gekeerde flenzen 24, 25 niet aan elkaar vastgelast. Dit maakt het mogelijk om b.v. aan flens 25 een dynamische focusspanning (dyn) toe te voeren en aan flens 24 een statische focusspanning Vf (stat).Fig. 6 shows an almost identical construction. However, in this case the facing flanges 24, 25 are not welded together. This makes it possible to e.g. apply a dynamic focus voltage (dyn) to flange 25 and a static focus voltage Vf (stat) to flange 24.

De van coaxiale centrale openingen 29, 30 voorziene metalen flenzen 24, 25 fungeren als laagohmige elektrodes. De openingen 29, 30 kunnen een rotatie-symmetrische vorm hebben. Wanneer de openingen 29, 30 een niet rotatie-symmetrische vorm hebben, b.v. een vierkante of langwerpige vorm, wordt er een astigmatische lens tussen hen in gevormd. De toegevoerde dynamische focusspanning heeft zowel in horizontale als in verticale richting een divergerend effect op een door de focuslens passerende elektronenbundel. Dit divergerende effect kan in horizontale richting gecompenseerd worden, en in verticale richting vergroot, door de astigmatische lens die bij toevoeren van de dynamische en statische focusspanningen tussen de flenzen 24, 25 gevormd wordt. Hiermee is onafhankelijke horizontale en verticale focussering mogelijk, wat vooral bij kleurenbuizen van belang is.The metal flanges 24, 25 provided with coaxial central openings 29, 30 function as low-ohmic electrodes. The openings 29, 30 can have a rotationally symmetrical shape. When the openings 29, 30 have a non-rotationally symmetrical shape, e.g. a square or oblong shape, an astigmatic lens is formed between them. The applied dynamic focus voltage has a diverging effect on an electron beam passing through the focus lens in both horizontal and vertical directions. This diverging effect can be compensated in the horizontal direction, and increased in the vertical direction, by the astigmatic lens which is formed between the flanges 24, 25 when the dynamic and static focus voltages are applied. This allows independent horizontal and vertical focusing, which is especially important with color tubes.

Fig. 7 toont een met de opbouw van de focuslens in fig. 6 nagenoeg identieke opbouw. In dit geval is tussen de flenzen 24 en 25 echter een aparte transversale elektrode 31 geplaatst waaraan de statische focusspanning Vf (stat) wordt toegevoerd. Aan de met de weerstandslaag elektrisch verbonden flenzen 24 en 25 wordt de dynamische focusspanning (dyn) toegevoerd.Fig. 7 shows an almost identical construction with the construction of the focus lens in FIG. In this case, however, a separate transverse electrode 31 is placed between the flanges 24 and 25 to which the static focus voltage Vf (stat) is applied. The dynamic focus voltage (dyn) is applied to the flanges 24 and 25 electrically connected to the resistance layer.

In de gevallen van fig. 5, 6 en 7 omvat de focusseerlens steeds tenminste twee sub-buisjes, die in het geval van fig. 6 en fig. 7 bovendien niet rechtstreeks aan elkaar bevestigd zijn. Dit zou aanleiding kunnen geven tot misalignering van de sub-buisjes.In the cases of Figs. 5, 6 and 7, the focusing lens always comprises at least two sub-tubes, which, in addition, in the case of Fig. 6 and Fig. 7 are not directly attached to each other. This could lead to misalignment of the sub-tubes.

Eventueel optredende misaligneringsfouten kunnen worden gecorrigeerd door een i.h.b. vóór de focusseerlens geplaatst correctiemiddel.Any misalignment errors that may occur can be corrected by an esp. correction means placed in front of the focusing lens.

B.v. door in de laatste elektrode van het bundelvormend deel van het elektronenkanon (elektrode 9 in fig. 1) een ring 42 van permanent magnetiseerbaar materiaal aan te brengen, en deze na montage van het elektronenkanon in de beeldbuis zodanig van buiten af te magnetiseren dat de gewenste correctie wordt gerealiseerd.E.g. by inserting a ring 42 of permanently magnetizable material in the last electrode of the beam-forming part of the electron gun (electrode 9 in Fig. 1), and magnetizing it from the outside after mounting the electron gun in the picture tube so that the desired correction is realized.

Uit de fig. 5, 6 en 7 blijkt dat de metalen flenzen 24, 25 (en 31) betrekkelijk dicht bij de doorverbindingsdraad 32 die de anode (hoog) spanning aan flens 23 toevoert liggen. Daar de flenzen 24, 25 (en 31) op de (lagere) focusspanning staan, kan dit aanleiding geven tot ongewenste veldemissie ("sproeien") van de flenzen 24, 25 (en 31) naar de doorverbindingsdraad 32, i.h.b. als de flenzen ruw zijn (uitsteeksels hebben). Om dit te voorkomen moet men zorgen dat de op verschillende spanningen staande onderdelen elkaar niet "zien*. B.v. door de verbindingsdraad te isoleren door het materiaal waar hij uit bestaat te oxyderen, of door hem met een isolerende laag te bedekken. Bij voorkeur brengt men echter op de onderdelen met de laagste spanning (dus de flenzen 24, 25 (en 31) een elektrisch isolerende afscherming aan. Een dunne laag van keramisch materiaal of van glas is voor het isoleren geschikt. In het laatste geval is b.v. aluminiumfosfaatglas een goede keus. Dit kan in een dunne laag worden aangebracht en toont reeds bij relatief lage temperatuur een hoge viscositeit. Daardoor is een grote mate van vrijheid ten aanzien van de uitzettingscoëfficiënten van het te bedekken metaal en het glas toelaatbaar. Ook zal bij de relatief hoge viscositeit en een geringe dikte (in de orde van microns) van de laag de laag gemakkelijk eventuele onregelmatigheden van het oppervlak waar hij op wordt aangebracht volgen en dit dus goed bedekken. Een alternatief is b.v. om de flenzen 24, 25 (en 31) uit een chroomhoudend materiaal te vervaardigen en aan een oxidatie behandeling te onderwerpen.It can be seen from Figures 5, 6 and 7 that the metal flanges 24, 25 (and 31) are relatively close to the jumper wire 32 which supplies the anode (high) voltage to flange 23. Since the flanges 24, 25 (and 31) are at the (lower) focus voltage, this may give rise to unwanted field emission ("spraying") from the flanges 24, 25 (and 31) to the jumper wire 32, especially. if the flanges are rough (have protrusions). To prevent this, care must be taken to ensure that the parts at different voltages do not "see each other". For example, by insulating the connecting wire by oxidizing the material it consists of, or by covering it with an insulating layer. however, the parts with the lowest voltage (ie the flanges 24, 25 (and 31) have an electrically insulating shield. A thin layer of ceramic material or glass is suitable for insulating. In the latter case, aluminum phosphate glass is a good choice. This can be applied in a thin layer and already shows a high viscosity at a relatively low temperature, which allows a large degree of freedom with regard to the expansion coefficients of the metal to be covered and the glass. a small thickness (on the order of microns) of the layer the layer easily follows any irregularities of the surface on which it is applied and cover it well. An alternative is e.g. to manufacture the flanges 24, 25 (and 31) from a chromium-containing material and subject it to an oxidation treatment.

Een andere manier om het optreden van ongewenste veldemissie te voorkomen wordt toegelicht aan de hand van fig. 8.Another way of preventing the occurrence of undesired field emissions is explained with reference to Fig. 8.

In plaats van twee (of meer) sub-buizen (b.v. twee met een lengte van elk 35 mm) omvat de focusseerlens 33 in dit geval één enkele buis 34 (b.v. met een lengte van 70 mm). Het binnenoppervlak van buis 34 is, b.v. op de eerder beschreven wijze, voorzien van een hoog-ohmige weerstandsstructuur 35 en kan aan z'n uiteinden voorzien zijn van er elektrisch mee verbonden flenzen 36, 37 die bestemd zijn voor het toevoeren van een anodespanning V_. In de buis 34 is een coaxiale metalen ring 38 (b.v. van CrNi) geschoven die klemmend aanligt tegen en elektrisch contact maakt met de weerstandsstructuur 38. Via een - bij voorkeur na het aanbrengen van de weerstandsstructuur 35 gemaakte (b.v. gezandstraalde) -opening 39 (van b.v. 1,5 x 3 mm) in de wand van de buis 34 is focusleiding 40 aan de als focuselectrode fungerende klemring 38 gelast (b.v. met behulp van laserlassen). Bij deze constructie schermt de wand van de buis 34 de focuselektrode 38 af van anode doorverbin-dingsdraad 41, waarmee het boven geschetste veldemissieprobleem is voorkomen. De breedte van de focuselektrode (in dit geval klemring 38) bepaalt in belangrijke mate het gebied waar dynamische focussering plaats vindt. Ook de breedte van het tussen de spiraalgedeelten liggende ononderbroken deel van de weerstandsstructuur 35 speelt, indien de breedte daarvan afwijkt van de breedte van de focuselektrode, een rol. Statische focussering vindt over de hele lengte van de buis 34 plaats.Instead of two (or more) sub-tubes (e.g. two with a length of 35 mm each), the focusing lens 33 in this case comprises a single tube 34 (e.g. with a length of 70 mm). The inner surface of tube 34 is, e.g. in the manner previously described, provided with a high-ohmic resistance structure 35 and may be provided at its ends with electrically connected flanges 36, 37 intended for supplying an anode voltage V_. A coaxial metal ring 38 (eg of CrNi) is slid into the tube 34, which abuts against and makes electrical contact with the resistance structure 38. Via a (preferably sandblasted) opening 39 (preferably after the resistance structure has been applied) of 1.5 x 3 mm) in the wall of the tube 34, focus line 40 is welded to the clamping ring 38 acting as focus electrode 38 (eg with the aid of laser welding). In this construction, the wall of the tube 34 shields the focus electrode 38 from anode jumper wire 41, thereby avoiding the field emission problem outlined above. The width of the focus electrode (in this case clamping ring 38) largely determines the area where dynamic focusing takes place. The width of the continuous part of the resistance structure 35 lying between the spiral parts also plays a role, if the width thereof deviates from the width of the focus electrode. Static focusing takes place along the entire length of the tube 34.

Om eventuele hoogspanningsproblemen te voorkomen, is het van belang dat de focusleiding 40 de hoogspanningsdoorverbindingsdraad 41 niet "ziet". Om dit te bereiken is het nuttig om de opening 39 op een positie aan te brengen die over een hoek tussen 120° en 180° geroteerd is t.o.v. de positie van de draad 41.To avoid any high voltage problems, it is important that the focus lead 40 not "see" the high voltage jumper wire 41. To achieve this, it is useful to provide the opening 39 at a position rotated through an angle between 120 ° and 180 ° relative to the position of the wire 41.

In z'n eenvoudigste vorm is de coaxiale focus-ring 38 rotatiesymraetrisch uitgevoerd om het toepassen van dynamisch focusseren mogelijk te maken. Onder rotatiesymmetrisch uitgevoerde ringen worden in het kader van de uitvinding niet alleen (gesloten) ringen waarvan de omtrek precies de baan van een cirkel volgt verstaan, maar ook (open) cirkelvormige ringen met twee uiteinden die elkaar iets overlappen of met twee uiteinden die, öf onder insluiting van een geringe spleet, óf stuikend, in één vlak tegenover elkaar liggen. Om dynamisch astigmatisch focusseren mogelijk te maken dient men de ring 38 niet-rotatie symmetrisch uit te voeren.In its simplest form, the coaxial focus ring 38 is rotationally symmetrical to allow the application of dynamic focusing. Within the context of the invention, rotationally symmetrical rings are understood to mean not only (closed) rings whose circumference exactly follows the trajectory of a circle, but also (open) circular rings with two ends that overlap each other or with two ends that either lie in one plane opposite each other while enclosing a small gap, or in a butting manner. To enable dynamic astigmatic focusing, the ring 38 should be non-rotationally symmetrical.

In plaats van een discrete ring (38) kan men een laag of band van elektrisch goed geleidend materiaal als focuselektrode toepassen. Een dergelijke laag kan op de binnenwand van de buis 34 aangebracht worden vóórdat de hoogohmige weerstandsstructuur 35 wordt aangebracht. Een alternatief is om eerst de hoogohmige weerstandsstructuur 35 aan te brengen en daarop een laag elektrisch goed geleidend materiaal, b.v. een laagje “Leitsilber*.Instead of a discrete ring (38), a layer or strip of electrically conductive material can be used as the focus electrode. Such a layer can be applied to the inner wall of the tube 34 before the high-ohmic resistance structure 35 is applied. An alternative is to first apply the high-ohmic resistance structure 35 and a layer of electrically conductive material thereon, e.g. a layer of “Leitsilber *.

Zoals hiervoor al is opgemerkt is de uitvinding niet beperkt tot rotatiesymmetrisch dynamisch focusseren. Interessante mogelijkheden worden geboden indien de focus elektrode niet-rotatiesymmetrisch is uitgevoerd. Hij kan dan gebruikt worden om dynamische meerpoolvelden in het statische focusseerlensgebied op te wekken. Op deze wijze kan men b.v. dynamische dipolen (t.b.v. bundelverplaatsing) en dynamische vierpolen (t.b.v. astigmatisme correcties) toevoegen.As noted above, the invention is not limited to rotationally symmetrical dynamic focusing. Interesting possibilities are offered if the focus electrode is non-rotationally symmetrical. It can then be used to generate dynamic multipole fields in the static focusing lens region. In this way, e.g. add dynamic dipoles (for beam displacement) and dynamic four poles (for astigmatism corrections).

De beeldweergeefbuis volgens de uitvinding kan met voordeel toegepast worden als projectie TV buis, maar het principe kan ook in kleurenbuizen worden toegepast. Een andere toepassing is bij oscilloscoopbuizen, waar de hoogfrequente deflectie bijvoorbeeld m.b.v een op dezelfde wijze als het focussignaal ohms ingekoppeld signaal plaats zou kunnen vinden.The image display tube according to the invention can advantageously be used as a projection TV tube, but the principle can also be used in color tubes. Another application is with oscilloscope tubes, where the high-frequency deflection could for instance take place using an ohmic coupled signal in the same manner as the focus signal.

Claims

An image display device having a display tube comprising a display screen and an electron gun disposed opposite it with a cathode centered along an electron-optical axis and a plurality of electrodes which together form a beam producing part, said gun further comprising a tubular structure having an outer surface and an inner surface on which a resistance structure of a high electrical resistance material is provided which forms a focusing lens, characterized in that the resistance structure has at least two axially spaced electrical terminals intended for connection to first voltage supply means for supplying a anode voltage, and further connected at least to a low-impedance electrode means disposed between said electrical terminals and intended for connection to second voltage providing means for supplying a static focus voltage and a dynamic correction espanning.

A display device according to claim 1, characterized in that the tubular structure contains at least two in-line sub-tubes, each with a resistance structure, which together form a focusing lens, and in that the low-impedance electrode means is transverse between the facing ends of the sub-tubes is arranged.

Display device according to claim 2, characterized in that the beam-forming part comprises a correction means for correcting any alignment errors of the sub-tubes.

Display device according to claim 1, characterized in that the tubular structure comprises a single tube with a resistance structure arranged on its inner surface which forms a focusing lens, which within the said tube has an annular structure of electrically conductive material which makes electrical contact with the resistance structure is arranged, which annular structure forms the low-ohmic electrode means, and that the annular structure is connected to an electrical connection via an opening in the tube wall.

Display device according to claim 1, characterized in that the low-impedance electrode means is non-rotationally symmetrical.

An electron gun display tube with a tubular structure having an inner surface on which is mounted a resistance structure forming a focusing lens, suitable for use in a display device according to claim 1, 2, 3, 4 or 5.