DE2850369C2 - Elektronenstrahlerzeugungssystem in einer Kathodenstrahlröhre - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnung in der Eintrittsebene (36) des ersten Gitters eine kreisförmige oder quadratische Form aufweist und viel kleiner ist als in der Austrittsebene.

2. Elektronenstrahlerzeugungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Gitter die Durchtrittsöffnung (41, 39) in der Eintrittsebene quadratisch und in der Austrittsebene rechteckig ist (F i g. 6,7 und 8).

3. Elektronenstrahlerzeugungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gitter zwei gegeneinander befestigte senkrecht auf der Achse stehende plattenförmige Teile (38, 40) enthält, wobei der plattenförmige Teil (38), der sich auf der Seite des zweiten Gitters befindet, eine langgestreckte öffnung (39) aufweist (F i g. 6).

4. Elektronenstrahlerzeugungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gitter aus einer Metallplatte (48) besteht, in deren dem zweiten Gitter zugewandten Stirnfläche (51) diametral eine U- oder V-förmige Nut (49) ^o angeordnet ist und die in der Mitte eine kreisförmige Durchtrittsöffnung (50) aufweist (F i g. 9).

5. Elektronenstrahlerzeugungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gitter aus einer Platte (52) besteht, auf deren dem zweiten Gitter zugewandten Stirnfläche zwei parallel zueinander angeordnete Metallstreifen (54 und 55) beidseitig einer in der Mitte liegenden kreisförmigen Durchtrittsöffnung (53) angeordnet sind (F ig. 10).

55

Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektronen-Strahlerzeugungssystem in einer Kathodenstrahlröhre, insbesondere Farbbildröhre vom In-line-Typ, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Elektronenstrahlerzeugungssysteme für Kathodenstrahlröhren mit in Laufrichtung des Elektronenstrahls angeordneten Gittern, die von der Kreisform abweichende Durchtrittsöffnungen für den Elektronenstrahl aufweisen, sind bekannt. So zeigt die US-PS 39 78 367 eine Anordnung für ein zweites Gitter mit einer kreisförmigen Durchlaßöffnung in der Eintrittsebene dieses Gitters und einer rechteckförmigen Durchlaßöffnung in der Austrittsebene dieses Gitters. Dadurch wird eine entsprechende Formgebung des Elektronenstrahls erreicht. Die US-PS 26 09 516 zeigt eine Beeinflussung des Elektronenstrahls durch Formgebung der Eintrittsseite auf einem Gitter, und zwar durch Auflegen von Stäbchen beiderseits der Durchtrittsöffnung auf der Eintriusseite des Gitters. Rechteckige Querschnitte sowohl in der Eintrittsebene als auch in der Austrittsebene eines Gitters zeigt die US-PS 39 19 583. Eine ähnliche Anordnung zeigt auch die DE-AS 21 14 310. Hier sind aber die rechteckförmigen Qurschnitte lediglich in der Austrittsebene des zweiten Gitters angeordnet, während sie auf der Eintrittsseite kreisförmigen Querschnitt aufweisen.

Alle diese bekannten Anordnungen zeigen insbesondere Formgebungen des zweiten Gitters, aber sie gehen alle davon aus, daß es nur einen Kreuzungspunkt im Gitter 1-, Gitter 2-Bereich geben soll, so daß sich durch diese Formgebungen eine Lichthofbildung nicht unterdrücken läßt.

Ein Elcktronenstrahlerzeugungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, bei dem die Durchtrittsöffnung des ersten Gitters von der Kreisform abweicht, ist aus der DE-OS 18 12 024 bekannt. Dort ist der Wehnelt-Zylinder, also das erste Gitter, mit einer Durchtrittsöffnung versehen, die eine elliptische Form aufweist und sich von der Eintrittsebene bis zur Austrittsebene erstreckt. Hierdurch kann die astigmatische Wirkung einer Vierpollinse zur Ablenkverstärkung ausgeglichen werden. Da die elliptische Formgebung sowohl in der Eintritts- als auch in der Austrittsebene die gleiche ist und im Zusammenwirken mit der Kathode und dem zweiten Gitter zwei in gleicher Weise liegende, aber nicht drehsymmetrische Vierpollinsen bildet, läßt sich hiermit eine Lichthofbildung nicht unterdrücken, die insbesondere beim Lesen von Zeichen und Ziffern auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre zu großen Schwierigkeiten führt, weil diese Zeichen und Ziffern nämlich in den Randbereichen verschwimmen. Außerdem zieht die elliptische Formgebung in der Eintrittsebene des ersten Gitters eine unsymmetrische Belastung der Kathodenoberfläche nach sich. Die Elektroden aus dieser emittieren nicht mehr rotationssymmetrisch, wodurch schon an der Entstehungsstelle des Elektronenstrahls ein unsymmetrischer Querschnitt entsteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektronenstrahlerzeugungssystem der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem sich die Lichthofbildung vermeiden läßt.

Diese Aufgabe wird bei einem Elektronenstrahlerzeugungssystem eingangs erwähnter Art gemäß der Erfindung durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruches 1 gelöst.

Bei Ausbildung des ersten Gitters nach der Erfindung wird eine symmetrische, d. h. rotationssymmetrische, Belastung der Kathodenoberfläche erreicht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Elektronenstrahlerzeugungssystems nach der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nunmehr anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Kathodenstrahlröhre,

Fig.2 perspektivisch ein dreifaches Elektronenstrahlerzeugungssystem für eine Kathodenstrahlröhre nach Fig. 1,

Fi g. 3 einen Schnitt durch einen der drei Elektronenstrahlerzeuger nach F i g. 2,

F i g. 4 bis 8 in einer Anzahl von Schnitten Ausführungsformen eines ersten Gitters,

Fig. 9 und 10 perspektivische Darstellungen von Ausführungsformen eines ersten Gitters,

Fig. 11 einen Auftrefffleck eines abgelenkten Elektronenstrahls ^m Rande eines Bildschirmes, der ohne Anwendung der Erfindung erzeugt ist, und

Fig. 12 einen Auftrefffleck eines abgelenkten Elektronenstrahls am Randn eines Bildschirmes, der mit einem Elektronenstrahierzeugungssystem mit einem ersten Gitter als Ausführungsbeispiel der Erfindung erzeugt ist.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Kathodenstrahlröhre in Form einer Farbbildröhre vom ln-line-Typ im Schnitt. In einer Glasumhüllung 1, die aus einem Fi jntglas 2, einem trichterförmigen Teil 3 und einem Hals 4 aufgebaut ist, sind in diesem Hals drei Elektronenstrahlerzeuger 5, G und 7 angeordnet, welche Elektronenstrahlen 8, 9 und 10 erzeugen. Die Achsen der Elektronenstrahlerzeuger 5 bis 7 sind bei eine. _'5 Farbbildröhre vom In-Iine-Typ in einer Ebene, hier der Zeichnungsebene, angeordnet. Die Achse des mittleren Elektronenstrahlerzeugers 6 fällt nahezu mit der Röhrenachse 11 zusammen. Die drei Elektronenstrahlerzeuger münden in den Zentriertopf 16, der koaxial im Hals 4 angeordnet ist.

Das Frontglas 2 weist auf der Innenseite eine Vielzahl von Trios von Leuchtstoffstreifen auf. Jedes Trio enthält einen Streifen aus einem grün leuchtenden Leuchtstoff, einen Streifen aus einem blau leuchtenden Leuchtstoff und einen Streifen aus einem rot leuchtenden Leuchtstoff. Alle Trios zusammen bilden den Bildschirm 12. Die Leuchtstoffstreifen stehen senkrecht auf der Zeichnungsebene. Vor dem Bildschirm 12 ist eine Farbauswahlelektrode 13 angeordnet, in der eine Vielzahl langgestreckter Öffnungen 14 parallel zu den Leuchtstoffstreifen angeordnet ist, durch die die Elektronenstrahlen 8, 9 und 10 hindurchtreten. Die Elektronenstrahlen werden in waagerechter Richtung, d. h. in der Zeichnungsebene, und in senkrechter Richtung, d. h. senkrecht zur Zeichnungsebene, vom Ablenkspulensystem 15 abgelenkt. Die drei Elektronenstrahlerzeuger sind derart montiert, daß ihre Achsen einer kleinen Winkel miteinander einschließen. Die erzeugten Elektronenstrahlen fallen dadurch unter diesem Winkel, dem so sogenannten Farbauswahlwinkel, durch die Öffnungen 14 und treffen je nur Leuchtstoffstreifen einer bestimmten Farbe. Die drei Elektronenstrahlerzeuger 5, 6 und 7 können, wie z. B. in der US-PS 37 72 554 beschrieben, eine oder mehrere gemeinsame Elektroden aufweisen. Die Erfindung läßt sich auch in einem derartigen Elektronenstrahlerzeugungssystem anwenden.

In F i g. 2 sind perspektivisch die drei Elektronenstrahlerzeuger 5, 6 und 7 dargestellt. Die Elektroden dieses dreifachen Elektronenstrahlerzeugungssystems sind in Bezug aufeinander durch Metallstreifen 17 positioniert, die in gläserne Montagestäbe 18 eingeschmolzen sind. Jeder Elektronenstrahlerzeuger besteht aus einer nicht dargestellten Kathode, einem ersten Gitter 21, einem zweiten Gitter 22 sowie Gittern 23 und 24.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch einen der Elektronenstrahlerzeuger nach Fig. 2. Im ersten Gitter 21 befindet sich eine schnell aufheizende Kathode 19. Ein Doppelwendelheizdraht 28 im Kathodenschaft 29 liegt einer Durchtrittsöffnung 34 im ersten Gitter 21 gegenüber und besitzt eine emittierende Oberfläche, die aus einer Barium-Strontium-Oxidschicht besteht. Der Kathodenschaft 29 ist mit Hilfe von drei dünnen Metallstreifen 30 an einem Tragzylinder 33 befestigt, der mit Hilfe von in einem Metaliring gefaßten Glas 31 in dem ersten Gitter 21 positioniert ist. In das Glas 31 sind auch Tragstäbe 32 zur Befestigung des Heizdrahtes 28 in der Kathode 19 eingeschmolzen. Die Durchtrittsöffnung 34 für den Elektronenstrahl im ersten Gitter 21 ist durch einen Ätzvorgang geschaffen.

Fig.4 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie IV-IV nach F i g. 3 und ist eine Ansicht der Eintrittsebene 36 des ersten Gitters 21. Die Durchtrittsöffnung 34 weist auf dieser Seite eine Kreisform auf.

F i g. 5 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie V-V nach Fig.3 und ist eine Ansicht der Austrittsebene 35 des ersten Gitters 21. Die Durchtrittsöffnung 34 weist auf dieser Seite eine langgestreckte Form infolge der Tatsache auf, daß in das erste Gitter 21 eine langgestreckte Ausnehmung 37 geätzt ist. Durch Anwendung eines derartigen ersten Gitters 21 wird ein Auftrefffleck in den Ecken und am Rande des Bildschirmes i2 erhalten, der von einem vernachlässigbaren Lichthof umgeben ist.

In Fig. 6 ist eines der Verfahren im Schnitt dargestellt, nach dem ein erstes Gitter, wie es in der Kathodenstrahlröhre verwendet wird, auf einfache und billige Weise hergestellt werden kann. Das erste Gitter besteht in diesem Falle aus einem plattenförmigen Teil 38 mit einer rechteckigen Öffnung 39, wie auch in F i g. 7 sichtbar ist, und aus einem an dieses Teil gesetzten plattenförmigen Teil 40, das eine kleine quadratische Öffnung 41 aufweist, wie auch in F i g. 8 sichtbar ist. Dadurch, daß die Öffnung 41 quadratisch gestaltet wird, kann die Form des Auftreffflecks beeinflußt werden. Durch die langgestreckte Öffnung 39 wird auf der Seite des zweiten Gitters eine Vierpollinsenwirkung erhalten, wodurch der Lichthof um den Auftrefffleck in den Ecken und am Rande des Bildschirmes erheblich verringert wird

Fig. 9 zeigt perspektivisch ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines ersten Gitters, das aus einer Metallplatte 48 besteht, in deren einer Stirnfläche 51 diametral eine U- oder V-förmige Nut 49 angeordnet ist und die in der Mitte eine kreisförmige Durchtrittsöffnung 56 aufweist. Ein erstes Gitter wird dadurch erhalten, daß die Platte 48 senkrecht zur Achse des Elektronenstrahlerzeugungssystems angeordnet wird, wobei die Stirnfläche 51 dem zweiten Gitter 22 zugewandt ist.

Fig. 10 zeigt ebenfalls perspektivisch ein erstes Gitter für die Kathodenstrahlröhre, das aus einer Platte 52 besteht, auf deren einer Stirnfläche zwei parallel zueinander angeordnete Metallstreifen 54 und 55 beidseitig einer in der Mitte liegenden kreisförmigen Durchtrittsöffnung 53 angeordnet sind. Dadurch wird die Durchtrittsöffnung des ersten Gitters 21 auf der Austrittsseite zum zweiten Gitter unendlich lang.

F i g. 11 zeigt einen Auftrefffleck 56 eines abgelenkten Elektronenstrahls am Rande eines Bildschirmes beim Stand der Technik. Der Auftrefffleck 56 ist von einem Lichthof 57, einem Gebiet mit einer geringen, aber störenden Lichtintensität, umgeben.

F i g. 12 zeigt einen Aufirefffleck 58 eines abgelenkten

Elektronenstrahls am Rande eines Bildschirmes, wobei dieser Elektronenstrahl mit einem Elektronenstrahlerzeugungssystem als einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erzeugt wird. Der Lichthof 59 ist vernachlässigbar und nicht oder nahezu nicht störend.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Elektronenstrahlerzeugungssystem in einer Kathodenstrahlröhre, insbesondere Farbbildröhre vom In-line-Typ, bei dem

— in Strahlrichtung hintereinander eine Kathode (19), ein erstes (21) und ein zweites Gitter (22) angeordnet sind,

— die die Elektronen emittierende Oberfläche der Kathode senkrecht zur Röhrenachse (11) liegt,

— die Durchtrittsöffnung (34) für den Elektronenstrahl in der Austrittsebene (35) des ersten Gitters eine langgestreckte Form aufweist,

— das erste Gitter in einem beschleunigenden elektrischen Feld angeordnet ist,

— und das erste Gitter eine Vierpollinse mit dem zweiten Gitter bildet,