DE3134090C2 - Kathodenstrahlröhre - Google Patents

Abstract

Bei einer Elektronenstrahlröhre ist eine elektrische Leitereinrichtung zwischen einen Anschluß für die Anodenversorgungsspannung am Trichter und die Elektronenkanone im Hals parallel zu einem inneren leitenden Graphitfilm geschaltet; sie verbindet elektrisch den äußeren Anschluß mit der Kanone. Der leitende innere Graphitfilm besitzt einen Abschnitt hohen Widerstands und einen Abschnitt niedrigen Widerstands. Die elektrische Leitereinrichtung besitzt einen Widerstand, der kleiner als derjenige des Abschnittes mit hohem Widerstand ist. Beim sogenannten "spot-knocking" wird wahlweise eine Hochspannung über die elektrische Leitereinrichtung an die Elektronenkanone gelegt; im Betrieb wird die Versorgungsspannung über den leitenden inneren Graphitfilm der Elektronenkanone zugeführt.

Description

dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Anodenspannungsanschluß und die Elektronenkanone eine elektrische Leitereinrichtung mit einem Schalter gelegt ist, die be: geschlossenem Schalter einen Widerstand aufweist, der kleiner als derjenige des hochohmigen Abschnittes des Graphiifilmes ist. und über welche Hochspannung von dem Anodenspannungsanschluß an die Elektronenkanone gelegt werden kann. ■"'

2. Kathod· nilrahlröhre nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Lciiercinrichtung als Schalter einen Rccd-.Schiillcr (13) aufweist, der an einem Ende mit d-jm Ap.odenspannungsanschluß (7) verbunden ist. sowie «.inen niederohmigen Graphiifümstreifcn Ifia) aufweist, der am einen Ende mit dem niederohmigen Abschnitt (6) des inneren Graphitfilmes verbunden ist und am anderen Ende einem Schaltkontakt (13;;; des Rccdschaltcrs gegenübersteht, wobei der Rccd-Schulter extern betätigbar ist und den Schaltkontakl in Berührung mit dem niederohmigen Graphitfilmstreifen bringen kann (F ig. 3 und 4).

3. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Leitereinrichtung einen weiteren niederohmigen Abschnitt (66; des Graphitfilmes, der mit dem Anodenspannungsanschluß (7) und dem hochohmigen Abschnitt (5]t verbunden ist, sowie eine Gettcr-Haltefedcr (11) umfaßt, die an einem Ende elektrisch mit dem weileren niederohmigen Abschnitt verbunden ist und am anderen Knde an der Elektronenkanone (8) befestigt ist. und daß als Schaller ein Unterbrecher (15) vorgesehen ist. welcher /wischen zwei Teilen der Getter-Haltefeder liegt und durch externe Erwärmung clck- v> trisch unterbrochen werden kann (F i g. 5).

4. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch !.dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Leiteinrichtung als Schalter einen Reed-Schalter (13). der am einen Ende an den Anodenspannungsanschluli (7) angeschlossen ist, sowie eine Gettcr-Haltefedcr (I l.jl aufweist, die an einem Ende einem Schallkonlakll (13a;des Reed-Schalters gegenübersteht und am anderen Ende an der Elektronenkanone (8) befestig)! ist, wobei der Reed-Schalter (13) extern betätigbair ist und den Schaltkontakt (13a; in Berührung mill dem einen Ende der Getter-Haltefeder (11) bringen kann (F ig. 7).

5. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbrecher (15) ein Isolationsteil (16) umfaßt, welches an den zwei Teilen der Getter-Haltefeder (11) befestigt ist und einen Schlitz (16a; aufweist, daß leitende Filme (17) auf dem isolationsteil aufgebracht sind, die jeweils mit einem der beiden Getier-Haltefedcrtcile verbunden sind und voncinpnder durch den Schlitz gelrennt sind, und daß eine verdampfbare Leiterplatte (18) den Schlitz überbrückt und die leitenden Filme verbindet (F i g. 6).

b. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende der Gciicr-Haltefeder (11) mit dem weiteren niederohmigen Abschnitt (66; des Graphitfilms über eine Querstange (iOa)'m elektrischer Berührung steht (F i g. 5).

7. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkontakt (13a; über einen Teil des Getters (10) in Berührung mit dem einen Ende der Getter-Haltefeder (11) gelangen kann (F ig. 7).

Die Erfindung betrifft eine Kathodenstrahlröhre gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Kathodenstrahlröhre ist in der US-PS 39 59 686 beschrieben. Bei ihr sind auf der Innenseite des Kolbcntrichlcrs in Richtung vom Schirm zum KoI-bcnhals aufeinanderfolgend eine nicdcrohniigc CJraphitschicht. eine hochohmige Graphitschicht und eine weitere niedcrohmigc Graphilschichl aufgebracht, wobei letztere über eine Kontaktfeder mit der Elektronenkanone in Verbindung steht. Mit den beiden niederohmigen Graphitschichicn steht jeweils ein Hochspannungsanschluß in Verbindung. Der schirmseiiigc Hochspannungsanschluß dient zum Versorgen der Elektronenkanone mit Hochspannung beim normalen Betrieb, wobei dann die hochohmigc Cjraphilschicht zur Strombegrenzung bei etwaigen Überschlägen zwischen der Anode der Elektronenkanone und der Fokussicrelektrode derselben dient. Kathodenstrahlröhren mit einer derartigen Begrenzung des bei Überschlagen in der Elektronenkanone fließenden Stromes durch eine hochohmige Graphitschicht auf der Trichtcrinnenscilc werden auch als »soft flashw-Röhrcn bezeichnet, also als Weichüberschlagsröhrcn.

Bei der bekannten Kathodenstrahlröhre dient der mit der halsseitigen niederohmigen Graphitschicht in Verbindung stehende lloehspannungsanschluß dazu, der Elektronenkanone in einem der letzten llersicllungsschritte direkt Hochspannung zuzuführen. Die hierbei verwendete Hochspannung ist absichtlich höher als die im Betrieb verwendete Anodcnspunnung gewühlt, um in der Elektronenkanone bewußt Überschlage /11 erzeugen, bei denen dann Mctallgraie an den Elckirodciiran dem abgefunkt werden und chemische Vcrunreinigun gen verdampft werden.

Die generellen Eigenschaften von Wcichübcrschlagsröhren sind mich in einem Aufsatz, in der /.cilschnM IEEE Trans.Cons. Elcclr, Vol. CE-24, 1978, No.4. Seiten 560—565 beschrieben.

Bei der eingangs beschriebenen Kathodenstrahlröhre ist es zwar möglich, im normalen Betrieb den Strom von Überschlagen in der Elektronenkanone zu begrenzen, während bei der Herstellung der Röhre ein sehr effektives Abfunkcn ohne Strombegrenzung möglich ist. Nach

der ] lerslellung muß aber der mit der halssciligcn nicderiihmigcn Graphilschicht in Verbindung stehende zweite Anodenspannungsanschluß mit einer zusätzlichen Isolierkappe abgedeckt werden. Außerdem ist das Vorsehen eines zweiten Anodenspannungsanschlusses, welcher gasdicht in den Trichter der Röhre eingesetzt werden muß, ein weiterer kritischer Punkt bei der Röhrenhcrstellung.

Durch die vorliegende Erfindung soll eine Kathodenstrahlröhre gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so ausgebildet werden, daß unter Verwendung nur eines einzigen Anodcnspannungsanschlusses eine Strombegrenzung für im Normalbetrieb auftretende Oberschläge in der Elektronenkanone und ein niederohmiges Abfunkcn bei der Herstellung der Röhre möglich ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in I Inieransprüchen angegeben.

Nachstehend werden Ausführungsbc-ispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

F-"ig. 1 einen Schnitt durch eine »soft-flashtf-Kathodenstrahlröhre, anhand dessen die Anordnung der verschiedenen unterschiedliche Leitfähigkeit aufweisenden (Jraphitschichlen auf der Innenfläche von Trichter und teils erläutert wird;

Fig.2 ein Flußdiagramm, weiches die wesentlichen Schritte bei der Herstellung von Kathodenstranlröhren zeigt;

F i g. 3 einen scherratischen Schnitt durch eine »softflashw-Kalhodenstrahiröhre mit schaltbarer Überbrükkung der hochohmigen Graphitschicht auf dem Trichter;

F i g. 4 einen vergrößerten Teilschnitt durch die Kathodenstrahlröhre nach F i g. 3 in der Umgebung des Anodenspannungsanschlusscs;

I- i g. 5 einen Schnitt durch eine abgewandelte Kathodenstrahlröhre mit schaltbarcr Überbrückung der hochohmigen (> raphi !schicht;

I ig. b einen Schnitt durch einen in der Kathodenstrahlröhre nach Fig. 5 verwendeten Unterbrecher; und

I-ig. 7 einen Tcilschniit durch eine weitere Kathodenstrahlröhre mit .schaltbarer Überbrückung der hochohmigen Gruphitsehieht.

Die in Fig. 1 wiedergegebene »soft-flash«-Röhre.hat einen Schirm 1. einen Trichter la sowie einen Hals 2b. Eine Schattenmaske 3 ijt innerhalb des Schirmes 1 angeordnet. Ferner bezeichnen 4 einen inneren Graphitfilm niedrigen Widerstandes, der auf die Innenwand des Trichters 2a aufgebracht ist, das Bezugszeichen 5 einen Graphitfilmabschnitt aus der TiO₂-Familie von hohem Widerstand, der auf die Innenwand des Trichters 2a aufgebracht ist, das Bezugszeichen 6 einen inneren Graphitfilmabschnitt niedrigen Widerstandes, der auf die Innenwand des Halses 2b aufgebracht ist. das Bezugszeichen 7 einen AnodcnspannungsanschJuß. welcher im Trichter 2a eingebettet ist und Hochspannung von der Röhreiiiiußenseite zu einem inneren Graphitfilm 4 ein= speisen kann, das Bczugszcichcn 8 eine Elektronenkanone, das Bczugszcichcn 9 eine Kontaktfeder, welche den inneren Graphilfilmabschniu 6 mit der Elektronenkanone S verbindet, das Bezugszeichen 10 ein Getter, das vom freien Ende einer Gctter-Haltcfcder il getragen wird, welche sich "nn der Elektronenkanone weg erstreckt, und das Bezugszeichen 12 einen äußeren elektrisch leitenden Film, der auf die Außenfläche des Trichters 2a aufgebracht ist.

Bei der in der oben beschriebenen Weise gebauter. Kathodenstrahlröhre wird die Anodenhochspannung vom Anodenspannungsanschluß 7 über den Graphitfilmabschnitt 5 mit hohem Widerstand und die Kontaktfeder 9 der Elektronenkanone 8 zugeführt. Da in diesem Falle der Graphitfilmabschnitt 5 mit hohem Widerstand zwischen dem Anodenspannungsanschluß 7 und der

ίο Kontaktfeder 9 üegt und einen Widerstand in der Größenordnung von einigen Hundert Kilo-Ohm darstellt, ist der elektrische Strom, der dann fließt wenn ein Funke zwischen den Elektroden der Elektronenkanone 8 und zwischen der Elektronenkanone 8 und dem inneren Graphitfiimabschnitt 6 des Halses auftritt, relativ niedrig. Außerdem werden auch Funkenströme, die auf einem Entladungssirom aus einem Kondensator beruhen, der zwischen dem inneren Graphilfiliif4 zusammen mit dem Graphitfilmabschniit 5 hohen Widerstands und

dem äußeren leitenden Film 12 am Trichter 2 gebildet wird, in ähnlicher Weise verringert.

Die beschriebene Kaihodensirahiruin·; wird allgemein nach dem in F i g. 2 illustrierten Verfahren hergestellt. Vor der Alterung unter Bedingungen, die denjenigen der Röhre in Funktion entsprechen, wird die Kathodenstrahlröhre einem Vorgang unterzogen, der »Abfunken« genannt wird. Dabei werden die Fremdteilchen und die Meiallgrate, die sich an den Elektroden der Elektronenkanone 8 befinden, durch den Impuls und die Wärme eines Hochspannungsfunkens abgebrannt oder geschmolzen und zur Entfernung verdampft. Dieses Abiunken geschieht dadurch, daß dem Anodenspannungsanschluß 7 eine Hochspannung zugeführt wird, wodurch eine Funkenbildung zwischen dem Graphitfiimabschnitt 5 hohen Widerstandes und der Elektronenkanone 8 sowie zwischen den Elektroden der Elektronenkanone 8 erzwungen wird.

Bei Zuführung des Abfunkstromcs über den Graphitfiimabschnitt 5 hohen Widerstandes würde jedoch nur

w ein kleiner Funkenstrom möglich sein. Demzufolge wurde der Effekt des Abfunkens der in der Entfernung von Fremdteilehen und von Melallgraicn besteht, erheblich beeinträchtigt. Die Folge wäre, daß die Iloehspnnnungsfcsiigkeil der Röhre erheblich verschlechtert wä-

4^r) re.

Bei der Kathodenstrahlröhre nach den F i g. 3 und 4, in denen dieselben Bezugszeichen wie in F i g. 1 für dieselben Komponenten verwendet sind, ist daher ein innerer Graphitfilmstreifen 6a niedrigen Widerstandes auf der Innenfläche des Halses aufgebracht und erstreckt sich bis in die Nähe des Anodenspannungsanschlusses 7. Mit letzterem ist ein Reed-Schalter 13 zum Abfunken verbunden. Dieser besitzt einen Schaltkontakt 13a, der sonk, .:c"it zu einem Ende des inneren Graphitfilmstreifens 6a betätigbar ist. In der Nähe der Außenfläche des Trichters 2a. welche dem Schaltkontakt 13a gegenüberliegt, ist ein Betätigungsmagnet 14 angeordnet.

Dieser bringt den Schaltkoniakt 13a dazu, daß er entweder den inneren Graphitfilmstreifen 6a berührt oder

bo von diesem getrennt ist.

Der Iklatigunghmugnet 14 wird nur zu der Zeil in Betrieb genommen, in welcher das Abfunken dyrehgcfiihrt werden soll. Auf diese Weise wird de>· Kontakt 13a des Rccd-Schalters 13 mit dem inneren Graphitfilm-

b5 streifen 6a niedriger Widerstandes im voraus in Berührung gebracht und dann in diesem Zustand gehalten, während das Abfunken stattfindet. Nach Abschluß des Abfunkens wird der Betätigungsmagnet 14 entfernt; der

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Kontakt 13a des Reed-Schalters trennt sich demzufolge vom inneren Graphitfilmstreifen 6a.

Beim Abfunken wird also die an den Anodenspannungsanschluß 7 gelegte Hochspannung über den Recd-Schalter 13, den inneren Grapnitfilmslreifen 6a niedrigen Widerstandes und die Kontaktfeder 9 an die Elektronenkanone 8 gelegt, ohne daß ein nennenswerter Spannungsabfall hervorgerufen wird. Die Frcmdlcilchen und die Mctallgratc, welche an den Elektroden haften, können wirksam verdampft und entfernt werden. Während des normalen Betriebes der Kathodenstrahlröhre beruht die Funkencncrgic hauptsächlich auf der Ladung, die in einem zwischen dem äußeren leitenden Film 12 und dem Graphitfilm 5 hohen Widerstandes gebildeten Kondensator gespeichert ist. Durch entsprechende Wahl der Flächen über denen der Graphitfilm 5 hohen Widerstandes, der innere Graphitfilmabschnitt 6 niedrigen Widerstandes und der äußere leitende Film 12 aufgebracht werden, können die Enilsdungsströrne aus diesem Kondensator, die in die Elektronenkanone gelangen, klein gehalten werden, gleichzeitig kann der Strom, der zum Abfunken benötigt wird, sichergestellt werden.

F i g. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform. Wiederum sind dieselben Bezugszeichen für dieselben Komponenten wie in den vorhergehend beschriebenen Figuren verwendet. Ein Getter 10 sitzt am vorderen Ende einer leitenden Gctter-Haltcfedcr 11, welche an der Abschirmkappe 8;i der Elekronenkanone 8 angeschweißt ist. Dieses Getter 10 ist so angeordnet, daß es mittels m seiner Qiierslange 10;/ in elektrische Berührung mit einem Graphilfilmabschniii 66 niedrigen Widerslandes gebracht wird, der elektrisch mil dein Anodenspannungsanschluß 7 verbunden ist. Zwischen zwei Teilen derGetter-Haltefeder 11 ist ein Unterbrecher 15 vorgosehen. Dieser hält den Widerstand im Entladungsweg auf einem niedrigen Niveau und fördert das Abfunken. Er unterbricht den niederohmigen Strompfad nach Abschluß des Abfunkens.

Wie in Fi g. 6 dargestellt, weist der Unterbrecher 15 ein Isolationsteil 16 aus beispielsweise keramischem Material auf. Das Teil der Getter-Haltefeder 11, welches das Getter 10 trägt, und das andere Teil der Getter-Haltefeder 11. welches an der Abschirmkappe 8a befestigt ist. sind fest mit dem Isolationsteil 16 verbunden. Mit den entsprechenden Federteilen sind L.eitcrfilme 17 verbunden, die auf die Fläche des Isolaiionsteilcs 16 aufgebracht sind. Die anderen Enden der Leiterfilme 17 sind elektrisch mittels einer verdampfbaren Leiterplatte 18 verbunden.

Die Leiterfilim. 17 sind durch einen Schlitz 16a im Isolationsteil 16 getrennt. Die verdampfbare Leiterplatte 8 überbrückt die gegenüberliegenden Enden der Leiterfilme 17 und verschließt den Schlitz 16a.

Bei der so gebauten Kathodenstrahlröhre hat man beim Abfunken einen Strompfad niedrigen Widerstandes über den Anodenspannungsanschluß 7, den Graphitfilmabschnitt 6b niedrigen Widerstandes, die Querstange 10a, das obere Teil der Getter-Haltefeder 11, den oberen Leiterfilm 17. die verdampfbare Leiterplatte 18. t>o den unteren Leiterfilm 17, das untere Teil der Getter-Haltefeder 11 und die Abschirmkappe 8a der Elektronenkanone 8 gebildet. Nach Abschluß des Abfunkens wird die verdampfbare Leiterplatte 18 durch indirekte Erwärmung, beispielsweise durch hochfrequente Induk- &5 lionscrwärnuing. von außerhalb der Kathodenstrahlröhre verdampft. Hierdurch werden die beiden Teile der Getter-Haltcfcder 11 durch das IsoIationslcil 16 elektrisch getrennt. Demzufolge enthält der Weg für den Entladungsstrom im Betrieb nun die Gettcr-Haltcfcdcr 11 nicht mehr. Er verläuft statt dessen über den Anodcnspannungsanschluß 7, den Graphitfilmabschnitt 6b niedrigen Widerslands, den Graphitfilmabschnitt 5 hohen Widerstandes, den inneren Graphitfilmabschnitt 6, die Kontaktfeder 9, die Abschirmkappe 8a und die ülcktroncnkanonc 8. Der Strompfad hat nunmehr also einen hohen Widerstand, so daß die fertiggestellte Kathodenstrahlröhre als »soft-flashw-Röhre im Betrieb den IJniladungsstrom auf einem niedrigen Wert hallen kann. I is bilden sich /war Lciterfilmc 18a innerhalb des Schlil/.us 16a. wenn die zunächst letzteren überbrückende verdampfbare Leiterplatte 18 verdampft wird. Die aus dem Dampf niedergeschlagenen Lciterfilmc 18a schließen aber keinen Strompfad.

Fig.7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem ein Getter 10 am vorderen Ende einer Gcitcr-Hakefeder 11 vorgp^ehen ist. das vom inneren Graphilfilmabschnitt 5 einen Abstand aufweist. Über dem Gelter 10 befindet sich ein Kontakt I3a eines Rccd-Sehalters 13, der mit dem Anodenspannungsanschluß 7 verbunden ist. Ein außen angeordneter Betätigungsmagnet 14 steht dem Getter 10 an der Gctier-Hallefcdcr H gegenüber, welche an der Elektronenkanone 8 befestig! ist. Er schallet den Kontakt 13a gegenüber dem Geller 10 in den durch die Pfeile bezeichneten Richtungen ein oder aus

Bei dieser Konstruktion wird während des Abfunkens dem Beiätigiingsniagnei 14 Strom zugeführt, was den Kontakt (3a in Berührung mil dom Getter 10 bringi. Nach Abschluß des Abfunkens wird der Beläligiingsina gnct 14 entfernt und der Reed-Schalter 13 demzufolge abgeschaltet. Während des Betriebes der Kathodenstrahlröhre wird ein voller »soft-NashK-Effekt aufgrund des hochohmigen inneren Graphitfilmabschnitts 5 erhalten.

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55 Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. Kathodenstrahlröhre mit

   — einem äußeren Anodenspannungsanschluß (7) am Trichter eines Kolbens, welcher aus einem Schirm (1), dem Trichter {2a) und einem Hals (2b) besteht;

   — einem leitenden inneren Graphitfilm, der auf die Innenfläche des Kolbens im Bereich von Trichter und Hals aufgebracht ist, einen hochohmigcn Abschnitt (5) aufweist, der mil dem Anodenspannungsanschluß verbunden ist, und der einen niederohmigen Abschnitt (6) am Hals aufweist;

   — einer Elektronenkanone (8), die im Hals angeordnet ist und eine Kontaktfeder (9) aufweist, die in Berührung mit dem niederohmigen Abschnitt cm Hals steht;