DE2813386A1 - Einzeilen-elektronenrohranordnung - Google Patents

Description

E inzeilen-Elektrone nrohr anordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektronenkanonen- bzw. -rohranordnung und betrifft insbesondere eine verbesserte sog. "in-line"- bzw. EinzeHen-Elektronenrohranordnung aus einer Anzahl von Elektronenrohren, die entsprechende Elektronenstrahlen emittieren.

Eine in-line- oder Einzeilen-Elektronenrohranordnung für eine Farbfernsehbildröhre besitzt im allgemeinen den Aufbau gemäß Fig. 1, bei welcher die Anordnung 11 vier Elektroden 1, 2, 3 und 4 sowie Kathoden 5R, 5G und 5B aufweist. Letztere emittieren einen roten, einen grünen bzw", einen blauen Elektronenstrahl 6R, 60 bzw. 6b. Diese Elektronenstrahlen 6R, 6G und 6b treten durch die Löcher einer Lochmaske 7 hindurch und treffen auf einen Leuchtstoff-Bildschirm 8 auf.

Bei der Elektronenrohranordnung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau besteht das übliche Verfahren zur Umsetzung der roten, grünen und blauen Elektronenstrahlen 6R, 6G bzw. 6B auf einen. Punkt der Lochmaske 7 darin, die beiden seitlichen Strahlen, nämfich den roten und den blauen Elektronenstrahl TJl bzw. 6b, an der vierten Elektrode 4 unter einem Konvergenzwinkel 9 zum mittleren, grünen Elektronenstrahl 6G hin zu beugen. Dies geschieht in der Weise, daß die Achsen kC der beiden seitlichen öffnungen der vierten Elektrode 4

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gegenüber der Achse des zentralen, grünen Elektronenstrahls 6g in einem größeren Ausmaß versetzt werden als die Achsen^C der beiden seitlichenöffnungen der dritten Elektrode 5 von der Achse des mittleren, grünen Elektronenstrahls 6G angeordnet sind. Im folgenden ist nun anhand des roten Elektronenstrahls 5R gemäß Fig. 2 das Prinzip beschrieben, nach dem die erwähnte Ablenkung erreicht wird. Der rote Elektronenstrahl 6R verläuft nicht genau auf der Achse der dicken elektrostatischen Hauptlinse (durch die einander überladenden dritten und vierten Elektroden 3R, 4R gebildet), sondern längs einer geringfügig von dieser Linsenachse versetzten Linie. Der rote Elektronenstrahl 6R wird daher zur vierten Elektrode 4 hin gebrochen bzw. gebeugt. Diese abwärts gerichtete Brechung ist auf das in. Fig. 5 veranschaulichte optische Prinzip zurückzuführen. Dabei verläuft ein Lichtstrahl durch einen Punkt, der gegenüber der Mitte z.B. einer einzigen konvexen Glaslinse 20 leicht versetzt ist, so daß der Strahl folglich gebrochen wird.

Der bei der Konstruktion einer Farbbildröhre zu berücksichtigende Konvergenzwinkel 9 wird dadurch festgelegt, daß die Achsen der

/Seitenbohrungen z.B. der dritten und der vierten Elektrode entsprechend von der Achse des zentralen, grünen Elektronenstrahls 6g versetzt angeordnet werden. Hierbei wird der rote Elektronenstrahl 6R durch die elektrostatische Hauptlinse, die aus der dritten und der vierten Elektrode 35R bzw. 4R gebildet wird, stark gebrochen. Infolgedessen ist der rote Elektronenstrahl 6R (ebenso wie der blaue Strahl 6B) durch weltgehende sphärische Aberration, insbesondere Asymmetriefehler, stark beeinflußt. Aus diesem Grund kann der rote

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Elektronenstrahl 6R auf dem Bildschirm 8 eine tropfenartig nacheilende Form 1OR (tadpole trailing form) annehmen. Ein bisheriger Versuch zur Verringerung der Komaaberration bzw. des Asymmetriefehlers besteht darin, die Ebene der vierten Elektrode 4 parallel zur Zeichnungsebene, in lotrechter Richtung gesehen, zu wölben, um die starke Brechung des Elektronenstrahls zu mildern und dabei zu gewährleisten, daß sich das Bild des Elektronenstrahls der echten runden Form 1OG des mittleren, grünen Elektronenstrahls 6G annähert. Dieses Vorgehen, das starke Verzeichnung in das Bild einführt, wirft jedoch im wesentlichen Schwierigkeiten bezüglich der Milderung der Auswirkung von Asymmetriefehler auf.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer Elektronenrohranordnung, welche eine bessere Konvergenz der Elektronenstrahlen unter Gewährleistung eines Farbfernsehbilds hoher Auflösung durch Ausschaltung der Wirkung des Asymmetriefehlers ermöglichen soll. Außerdem sollen die Fertigungsschritte bei der Herstellung dieser Anordnung verringert sein, so daß eine hochqualitative Farbfernsehröhre mit niedrigen Fertigungskosten herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einer "in-line"- bzw*, Einzeilen-Elektronenrohranordnung für eine Farbfernsehbildröhre zur Ausstrahlung eines mittleren Elektronenstrahls und seitlicher Elektronenstrahlen, die längs beider Seiten des zentralen Elektronenstrahls verlaufen, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß _eine elektrostatische Hauptkonvergenzlinse durch zwei hintereinander angeordnete Elektrodeneinrichtungen gebil-

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det 1st, deren Bauteile zur Führung der betreffenden Elektronenstrahlen e.Ii\atUckig ausgebildet sind, daß mindestens eine der beiden Elektroneneinrichtungen eine kombinierte Elektrode aus einer Anzahl von Elektrodenplatten ist, die jeweils mit drei Bohrungen entsprechend den Elektronenstrahlen versehen sind, und daß die Achsen der beiden Seitenbohrungen der einzelnen Elektrodenplatten mindestens der kombinierten Elektrode gegenüber der Achse des mittleren Elektronenstrahls fortlaufend weiter wegversetzt sind, je stärker sich die Position der betreffenden Elektrodenplatte dem Leuchtstoff-Bildschirm nähert.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Anordnung einer bisherigen Elektronenrohranordnung,

Fig. 2 und 5 schematische Da*stellungen des der Elektronenrohranordnung nach Fig. 1 zugrundeliegenden Prinzips,

Fig. 5 einen Schnitt durch eine Elektronenrohranordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 und 6 schematische Darstellungen des der erfindungsgemäßen Elektronenrohranordnung nach Fig. 3> zugrundeliegenden Prinzips,.

Fig. 7, 8 und 9 Schnittansichten von Elektronenrohranordnungen

gemäß abgewandelten Ausführungsrormen der Erfindung und 803840/0995

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Fig. 10 eine Schnittansicht einer bei der erfindungsgemäßen Elektronenrohranordnung verwendbaren Elektrodenplatte.

Die Elektronenrohranordnung 41 gemäß Fig. 3 umfaßt eine erste Elektrode 31, eine zweite Elektrode 32, eine dritte zusammengesetzte bzw. kombinierte Elektrode 33* eine viArte kombinierte Elektrode 34 sowie Kathoden 35R, 35G und 35B, die einen roten, einen grünen bzw. einen blauen Elektronenstrahl emittieren. Die dritte kombinierte Elektrode 33 besteht aus einer Anzahl Elektrodenplatten 33^D* die mit gleichen Abständen parallel zueinander angeordnet und mit drei öffnungen oder Bohrungen versehen sind. Die vierte kombinierte Elektrode 34 besteht aus einer Anzahl von Elektrodenplatten 34Dl - 34D4, die auf ähnliche Weise mit gleichen Abständen parallel zueinander angeordnet und mit drei Bohrungen versehen sind.

Bei der Anordnung nach Fig. 3 koinzidieren die Achsen der mittleren und der beiden seitlichen Bohrungen der drei Elektroden 31 - 33 mit den Achsen der drei Elektronenrohre, wie dies auch bei der bisherigen Elektronenrohranordnung der Fall ist. Die Achse der beiden seitlichen Bohrungen der Elektrodenplatten der vierten kombinierten Elektrode 34, welche den Rot- und Blau-Elektronenrohren entsprechen,sind jedoch im Vergleich zur bisherigen Anordnung in unterschiedlicher Position ausgerichtet. Bei der Elektrodenplatte 34Dl der vierten Elektrode 34, welche der dritten Elektrode 33 am nächsten liegt, ist nämlich die Achse 34C1 der z.B. der Kathode 35R entsprechenden Seitenbohrung gegenüber der Achse des mittleren GrUn-E lektronenrohrs etwas stärker versetzt als um den Betrag, um den die Achse 33C der Seitenbohrung der dritten kombinierten Elektrode

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33 - entsprechend der Kathode 35R - von der Achse dieses mittleren, grünemittierenden Elektronenrohrs versetzt ist. Die Achsen 34C2 - 34C4 der z.B. der Kathode 35R entsprechend den Seitenbohrungen der Elektrodenplatten 34D2 - 34D4 der

gegenüber vierten kombinierten Elektrode 34 laufen /fter Achse des mittleren Grün-Elektronenrohrs fortlaufend in einem größeren Ausmaß als dem auseinander, unter welchem die Achse 34C1 der Seitenbohrung der vierten kombinierten Elektrode 34 gegenüber dieser Achse des mittleren Elektronenrohrs versetzt ist. Die Divergenzgröße der Achse der Seitenbohrung (entsprechend z.B. der Kathode 35R) der letzten Elektrodenplatte 34D4 der vierten Elektrode 34 von der Achse des mittleren (grünen) Elektronenrohrs ist nicht speziell festgelegt,sollte jedoch vorzugsweise der Divergenzgröße bei der bisherigen Anordnung entsprechen oder geringfügig kleiner sein als diese.

Fig. 4 veranschaulicht die Bewegungsbahn bzw. den Strahlengang eines von dem rotemittierenden Elektronenrohr der erfindungsgemäßen Elektronenrohranordnung ausgestrahlten roten Elektronenstrahls 36R. Außerdem verdeutlicht Fig. 6 auf optischem Wege den Strahlengang dieses Elektronenstrahls 36R. Eine durch die dritte und die vierte kombinierte Elektrode 33R ' bzw. 3^R gebildete elektrostatische Hauptkonvergenz-Elektronenlinse für den roten Elektronenstrahl kann als Kombination aus dünnen Linsen 50 angesehen werden, von denen in Fig. 6 zwei dargestellt sind. Gemäß Fig. 6 verläuft der gestrichelt eingezeichnete Lichtstrahl 51 praktisch längs derselben Bahn wie der rote Elektronenstrahl 36R nach Fig. 4. Ebenso wie der Lichtstrahl 51 gemäß Fig. 6 wird der rote Elektronenstrahl 36R nach Fig. 4 nicht durch eine einzige dicke Linse scharf bzw.

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stark gebrochen, sondern beim Durchgang durch mehrere dünne Linsen jeweils leicht gebeugt. Aus diesem Grund

ist der rote Elektronenstrahl 36R mit nur geringer Komaaberration bzw. einem kleinen A symmetrie fehler behaftet, so daß der auf dem Bildschirm 8 gebildete Lichtpunkt gemäß Fig. ein wesentlich weniger deutliches "Kometenschwanzmuster" zeigt.

Bei der beschriebenen Elektronenrohranordnung gemäß der Erfindung bilden alle Elektronenstrahlen (rot, grün und blau) einen im wesentlichen wirklich kreisförmigen Lichtpunkt, so daß die Farbbildröhre ein hohes Auflösungsvermögen erhält.

Im Gegensatz zur bisherigen zylindrischen Elektrode, die schwierig herzustellen und zu justieren ist, können die dritte und/oder die vierte kombinierte Elektrode 23 bzw. 34, die jeweils aus mehreren perforierten Elektrodenplatten bestehen, ohne weiteres auf einer Presse hergestellt und außerdem leicht am ümfangsabschnltt justiert werden, was zu einer bemerkenswerten Verkleinerung der Zahl von Fertigungsschritten und zu erheblich verringerten Fertigungskosten führt. Infolgedessen kann eine kostengünstige Farbfernsehbildröhre mit hoher Güte gewährleistet werden.

Die vorstehende Beschreibung bezieht sich auf den Fall, in welchem die Achsen der beiden Seitenbohrungen der Elektrodenplatten der vierten kombinierten Elektrode 34 fortlaufend stärker von der Achse der mittleren, grünen Elektrode divergieren. Eine solche Anordnung 1st jedoch nicht in jedem Fall erforderlich. Gemäß Fig. 7 ist es beispielsweise möglich, die Achsen beider Bohrungen der ersten beiden Elektrodenplatten

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74Dl, 74D2 der vierten kombinierten Elektrode 74 mit denen der dritten kombinierten Elektrode 73 auszufluchten und die Achsen 74C1 beider Seitenbohrungen der beiden folgenden Elektrodenplatten 74D3, 74D4 gegenüber der Achse des zentralen Elektronenrohrs nach außen abzulenken. Weiterhin ist es möglich, die Achsen der betreffenden Seitenbohrungen . . zweier Elektrodenplattengruppen 83D5, 83D4 und 73D3, 83D2 der dritten kombinierten Elektrode 83 gegenüber den Achsen 83C der beiden Seitenbohrungen der vierten kombinierten Elektrode 84 divergieren zu lassen und schließlich die Achse 83Cl der beiden Seitenbohrungen der Elektrodenplatten 83D3, 83D2, 83Dl der dritten kombinierten Elektrode 83 festzulegen. Gemäß Fig. 9 können weiterhin die Achsen der betreffenden Seitenbohrungen der. Elektrodenplatten von dritter und vierter kombinierter

Elektrode entsprechend gegenüber der Achse des mittleren ^grünen; Elektronenrohrs divergieren.

Die Durchmesser aller Bohrungen der einzelnen Elektrodenplatten können, wie im Fall von Fig. 7, jeweils gleich groß oder aber, wie im Fall der Elektrodenplatten nach den Fig. 3, 8 und 9, verschieden groß sein. Außerdem brauchen die Bohrungen nicht unbedingt eine genau runde Form zu besitzen, vielmehr können sie auch z.B. elliptisch sein. Dabei wird der Mittelpunkt einer elliptischen Bohrung offensichtlich durch den Schnittpunkt zwischen größerem und kleinerem Durchmesser gebildet. Hierbei . empfiehlt es sich, die Lage des

größeren Durohmessers mit der Richtung in Flucht zu bringen, in welcher die Achsen der beiden Seitenbohrungen der . Elektrodenplatte von der Achse des mittleren, grünen Elektronenrohrs versetzt sind, und die Länge des größeren Durch-

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messers entsprechend dem Ausmaß zu variieren, in welchem die Achsen beider Bohrungen gegenüber der Achse des mittleren, grünen Elektronenstrahls versetzt sind.

Die perforierte Elektrodenplatte braucht nicht unbedingt die Form einer flachen Platte zu besitzen, vielmehr kann sie gemäß Fig. 10 eine flache schüssel- oder tellerartige Form mit nach außen gezogener Randkante besitzen. Eine solche Elektroienplatte läßt sich ohne weiteres auf einer Presse formen. Mit einer tellerförmigen Elektrode, welche dieselbe Wirkung bietet wie eine Anzahl von flachen Elektrodenplatten, können das Gewicht und mithin die Kosten für die Elektronenrohranordnung insgesamt gesenkt werden. Bei den beschriebenen Ausführungsformen sind die einzelnen Elektrodenplatten in räumlich getrennter Beziehung parallel zueinander angeordnet; vorzugsweise werden sie jedoch dicht nebeneinander angeordnet, um beispielsweise Turbulenz der Elektronenstrahlen zu vermeiden.

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Claims (8)

Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd. 2813386 Kawasaki-shi, Japan 2 8. März 1978 Patentansprüche

1. "In-line"- bzw. Einzeilen-Elektronenrohranordnung für eine Farbfernsehbildröhre zur Ausstrahlung eines mittleren Elektronenstrahls und seitlicher Elektronenstrahlen, die längs beider Seiten des mittleren Elektronenstrahls verlaufen, dadurch gekennze lehne t , daß eine elektrostatische Hauptkonvergenzlinse durch zwei hintereinander angeordnete Elektrodeneinrichtungen gebildet ist, deren Bauteile zur Führung der betreffenden Elektronenstrahlen einstückig ausgebildet sind, daß mindestens eine der beiden Elektroneneinrichtungen eine kombinierte Elektrode aus einer Anzahl von Elektrodenplatten ist, die jeweils mit drei Bohrungen entsprechend den Elektronenstrahlen versehen sind, und daß die Achsen der beiden Seitenbohrungen der einzelnen Elektrodenplatten mindestens der kombinierten Elektrode gegenüber der Achse des mittleren Elektronenstrahls fortlaufend weiter wegversetzt sind, je stärker sich die Position der betreffenden Elektrodenplatte dem Leuchtstoff-Bildschirm nähert.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der beiden Seitenbohrungen einer Elektrodenplatte gegenüber der Achse des mittleren Elektronenstrahls fortschreitend weiter versetzt sind als diejenigen der anderen Elektrodenplatte, je mehr sich die betreffenden

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Elektrodenplatten dem Bildschirm nähern.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der beiden Seitenbohrungen jeder von zumindest zwei in Gruppen angeordneten Elektrodenplatten in einer elektrostatischen Hauptkonvergenz-Elektronenlinse entsprechend der Annäherung der betreffenden Elektrodenplatte(n) an den Bildschirm gegenüber der Achse des mittleren Elektronenstrahls fortlaufend stärker versetzt sind als diejenigen einer anderen Gruppe der zumindest zwei Elektrodenplatten.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenplatten jeweils flach ausgebildet sind.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenplatte eine flache schüssel- oder tellerartige Form mit nach außen gezogenem Umfangsrand besitzt.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen der Elektrodenplatte(n) eine runde Form besitzen.

7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen der Elektrodenplatte(n) eine elliptische Form besitzen, deren Mittelpunkt durch den Schnittpunkt zwischen größerem und kleinerem Durchmesser festgele gt 1st.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des größeren Durchmessers der Bohrung mit der Richtung übereinstimmt, in welcher die Achsen beider Elektrodenplatten-Seitenbohrungen gegenüber der Achse des mittleren

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Elektronenstrahls versetzt sind, und daß die Länge des größeren Durchmessers entsprechend dem Ausmaß variiert, in welchem die Achsen beider Seitenbohrungen gegenüber der Achse des mittleren Elektronenstrahls versetzt sind.

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