DE1803033C3 - Lochmasken-Farbbildröhre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lochmaskon-Farbbildröhre, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzt ist.

Eine Dreistrahl-Farbbildröhre mit einem Strahlerzeuger- und Fokussiersystem entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US-PS 32 94 999 bekannt.

Im Betrieb solcher Röhren mit Einzelfokussierlinsen zeigt sich oft im Röhrenhals eine Lumineszenz des Röhrenhaisglases, die durch mit hoher Geschwindigkeit auf das Glas auftreffende Elektronen hervorgerufen wird. Infolge des Beschüsses des Glases durch die Elektronen werden Gase aus dem Glas freigesetzt, wodurch dieses zersetzt und erodiert wird. In manchen Fällen entwickelt sich sogar ein Lichtbogen, durch den häufig die Kathode und/oder der Heizer beschädigt werden. Man nimmt an, daß diese Lumineszenz die Folge einer Aufladung des Röhrenhalsglases und der Halterungs-Glasstäbe für die Elektronenstrahlsysteme auf hohe Beschleunigungsspannungen ist. In welcher Weise diese Aufladung geschieht, ist noch nicht völlig klar. Wahrscheinlich wird die Aufladung durch das starke elektrische Feld der Hochspannung an der ersten (dem Schirmgitter zunächst befindlichen) Einzellinsenelektrode unter Erzeugung von Feldemissionselektronen aus dem an relativ niedriger Spannung (z. B. 400 V) liegenden Schirmgitter und Beschleunigung dieser Elektronen gegen die Glasteile eingeleitet. Da das Glas

ein Sekundaremissionsverhältnis von größer als 1 hat, lädt sich das Glas bei Beschüß mit Elektronen positiv auf, und durch diese Ladung werden weitere Elektronen in Richtung auf das Glas beschleunigt Außerdem wird der Elektronenbeschuß des Glases vermutlich bei ansteigendem Glaspotential durch thermische Elektronen von der Kathode und Feldemission vom Steuergitter sowie der metallischen Elektrode gefördert Diese Effekte erfolgen mitunter lawinenartig, bis ein Lichtbogenüberschlag auftritt, durch den das Glas entladen wird, woraufhin sich der ganze Vorgangsablauf wiederholt.

Man hat versucht, unerwünschte Entladungen im Röhrenhals als Folge einer Aufladung der Wandung dadurch zu verhindern, daß man auf dem das Strahlerzeugersystem umgebenden Teil der Kolbenhalswand einen an niedrige Spannung gelegten Widerstands- oder Halbleiterbelag anbrachte. Diese Versuche verliefen jedoch nicht zufriedenstellend, weil derartige Beläge durch Beschüß mit Elektronen, die in ähnlicher Weise wie bei der Wandaufladung beschleunigt sind, /um Erodieren neigen.

Es ist ferner aus der FR-PS 15 02 410 oder der DE-AS 10 32 4> 7 bekannt, becher- oder zylinderförmige Abschirmelektroden in Elektronenstrahlröhren vorzusehen, um unerwünschte Entladungsvorgänge zwischen Bauteilen mit stark unterschiedlichen Potentialien sowie uncrwüiisrhtc Ionisierungen zu unterbinden.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, bei Lochmasken-Farbbildröhren der eingangs genannten Art Ijitladungserscheinungen infolge starker Potentialdifferen/.en /wischen der ersten Fokussierelektrode und der Schirmgitterelektrode mit möglichst einfachen Mitteln zu verhindern.

Diese Aufgabe wird bei einer Lochmasken-Farbbildröhre nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im Kenn/eichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch diese Ausgestaltung der Lochmasken-Farbbildröhre werden die unerwünschten Entladungserscheinnngen beseitigt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, in den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen teilweise weggebrochenen Längsschnitt durch eine Kathodenstrahlröhre und

Fig. 2 einen Schnitt durch das Elektronenstrahlsystemder Röhre gemäß der Linie 2-2 in Fig. 1.

Die in Fig. I dargestellte Lochmasken-Farbbildröhre 10 hat in üblicher Weise einen Glaskolben mit einem zylindrischen Hals J2, an den sich ein von einer Schirmträgerplatie 14 abgeschlossener Konusteil 13 anschließt. Ferner sind innerhalb der Schirmträgerplatte eine Lochmaske 20 und außerhalb des Konusteils Ablenkwicklungen 25 angedeutet. Im Innern des Röhrenhalses 12 befinden sich drei Elektronenstrahlsysteme, die insgesamt mit 22 bezeichnet sind und jeweils eine Kathode 26, ein Steuergitter 27, ein Schirmgitter 28 sowie drei hintereinander angeordnete Fokussierelektroden 29, 30 und 31 umfassen, die sämtlich in axialer Ausrichtung mit Abstand voneinander an drei Glasstäbe 32 gehaltert sind, welche gemäß Fig.2 jeweils längs zweier der drei Strahlsysteme auswärts derselben angeordnet sind. Auf den letzten Fokussierelektroden 31 ist ein magnetischer Strahlkonvergenzkäfig 44 angeordnet. Einer der Sockelstifte 16 ist über einen Verbindungsdraht 84 an die mittleren Fokussierelektroden 30, die sämtlich elektrisch miteinander verbunden

sind, angeschlossen und führt ihnen Massepotential oder ein anderes niedriges Potential zu. Ein auf der Innenwand des Konusteils 13 angebrachter elektrisch leitender Belag 86 reicht vom Leuchtschirm 18 in den Halsteil 12 hinein, wo er mit einer Anzrhl von auf dem Konvergenzkäfig 44 angebrachten Metallfeder-Abstandshaltern 87 Kontakt gibt Die beiden äußeren Fokussierelektroden 29 und 31 sind durch einen leitenden Drahtbügel 88 direkt untereinander verbunden. Auf diese Weise werden die äußeren Fokussierelektroden 29 und 31, der Konvergenzkäfig 44 und der Schirm 18 auf der Endanodenhochspannung (z. B. 20 kV) gehalten, die dem Belag 86 über eine angedeutete Durchführungsklemme 89 in der Wandung des Konusteils 13 zugeleitet wird.

Im Betrieb liegen die Kathoden 26 und die Steuergitter 27 etwa auf Nullpotential, die Schirmgitter 28 auf ungefähr 400 V. Die Potentialdifferenz zwischen der ersten Fokussierelektrode 29 und den drei vorausgehenden Elektroden (Kathode, S'euergitter und Schirmgitter) ist daher sehr hoch. Nahezu die volle Potentialdifferenz liegt über den Beschleunigungsspalten zwischen den benachbarten Teilen der Schirmgitter

28 und der ersten Fokussierelektrode 29, wodurch in jedem Spalt ein beschleunigendes Elektronenlinsenfeld gebildet wird. Viele Röhren mit derartigem Strahlerzeugersystem neigen dazu, eine blaue Glimmentladung oder sogar einen Lichtbogenüberschlag im Röhrenhals 12 im Bereich um das Strahlsystem zu erzeugen. Die Glimmentladung setzt gewöhnlich im Gebiet hinter dem Schirmgitter 28 ein und breitet sich nach rückwärts längs des Halses 12 und/oder der Glasstäbe 32 zum Kathodengebiet aus.

Um diese Erscheinung zu vermeiden, sind die äußeren Teile der Schirmgitter 28, der Steuergitter 27, der Kathode 26 sowie ihre metallischen Halterungen und Zuleitungen gegen das starke elektrische Feld der in der Nähe befindlichen Hochspannungs-Fokussierelektrode

29 isoliert und abgeschirmt, indem zwischen diesen Niederspannungs- und Hochspannungselektroden eine Drahtring-Elektrode mit niedrigem Potential, dem Potential der zweiten Fokussierelektrode im Bereich zwischen den Strahlsystemelektroden und der umgebenden Röhrenhals-Glaswand entsprechend dem Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angeordnet ist, ohne daß dadurch die Elektronenstrahlen oder die Beschleunigungslinsenfelder im Spali zwischen den Elektroden 28 und 29 nennenswert beeinträchtigt werden. Bei der in der Zeichnung gezeigten speziellen Ausführungsform wird um das Strahlsystem 22 herum außerhalb und dicht bei den drei Glasstäben 32 in der Ebene der Beschleunigungsspalte zwischen den Schirmgittern 28 und den Fokussierelektroden 29 ein an niedriger Spannung liegender Ring 90 angeordnet ist, dessen Ebene im wesentlichen senkrecht zur Achse des Elektronenstrahlsystems verläuft

Dieser Ring 90 kann zweckmäSigerweise durch ein Mittelteil des Drahtes 84 gebildet werden, über den die mittleren Fokussierelektroden 30 mit der Niederspannung gespeist werden. Der Ring 90 sollte frei von scharfen Spitzen oder Kanten sein, die Feldemissionsquellen bilden würden. Der Ring 90 kann entweder geschlossen, gespalten oder geteilt (als Segmentring) sein. Ein Spaltring, wie in der Zeichnung gezeigt, ist jedoch vorzuziehen, um eine Kopplung mit dem HF-FeId, das normalerweise zum Erhitzen und Entgasen der Elektronenstrahlerelemente beim Evakuieren der Röhre verwendet wird, zu verhindern. Ein weiterer Vorteil des gezeigten Spaltringes besteht darin, daß er als flexible Verbindung zwischen dem Sockelstift 16 und der Fokussierelektrode 30 dient. Bei Verwendung eines Segmentringes sollten die einzelnen Segmente einen verhältnismäßig dichten Abstand haben.

Durch den Drahtring 90 wird das Spannungsgefälle an den Außenflächen der Niederspannungselemente des Strahlerzeugersystems mit Ausnahme der mittleren Fokussierelektroden 30 stark verringert und die Feldemission von diesen Elementen praktisch verhindert, ebenso wie auch der Beschüß des Glashalses 12 und der Glasstäbe 32 durch thermionisch von den Seiten der Kathoden 26 nach außen emittierte Elektronen verhindert wird. Ferner werden etwaige durch Feldemission von den Außenflächen der mittleren Fokussierelektroden 30 emittierte Elektronen von dem durch den Ring 90 gebildeten Feld abgebremst oder abgelenkt, so daß die Aufladung des Röhrenhahes oder der Glasstäbe auf die Bereiche hinter dem Ring beschränkt wird. In der Praxis führt diese Aufladung nicht zu den unerwünschten Bildungen von blauem Glimmlicht oder Lichtbogen, die manchmal bei Röhren ohne einen solchen Ring auftreten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Lochmasken-Farbbildröhre mit drei innerhalb des Röhrenhalses zwischen Giasstäben angeordneten und an diesen befestigten Elektronenstrahlsystemen, die jeweils eine Kathode sowie je eine eine mit einer öffnung versehene Steuergitter- und Schirmgitterelektrode umfassende Gruppe mit relativ niedriger Spannung betriebener Elektroden und ferner eine im Abstand in Richtung des Elektronenstrahls angeordnete, drei aufeinanderfolgende, ebenfalls mit einer öffnung versehene Fokussierelektroden umfassende Gruppe von Elektroden aufweisen, wobei die erste, der Schirmgitterelektrode benachbarte Fokussierelektrode, mit der dritten elektrisch verbunden ist und mit einer so hohen Spannung beirieben wird, daß durch Feldemission Elektronen aus den benachbarten Elektroden ausgelöst werden und auf die Glasstäbe und die Innenwand des Röhrenhalses auftreffen können, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der zweiten Fokussierelektrode (30) verbundener, an niedriger Spannung liegender Ring (90) aus Draht um die Glasstäbe (32) und die Zwischenräume zwischen den Schirmgitierelektroden (28) und den ersten Fokussierelektroden (29) herum angebracht ist.

2. Farbbildröhre nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Ringes (90) von den Zwischenräumen im Vergleich zu deren Breite ausreichend groß ist, um keine störende Verzerrung des durch die Elektroden gebildeten Feldes zu verursachen.

3. Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (90) einen Teil der Zuleitung (84) der Spar>nungszuführung für die zweite Fokussierelektrode (30) bildet.