CS243468B2

CS243468B2 - Electron gun

Info

Publication number: CS243468B2
Application number: CS811172A
Authority: CS
Inventors: Candles Harry-Edwin Mc
Original assignee: Rca Co
Priority date: 1981-02-19
Filing date: 1981-02-19
Publication date: 1986-06-12
Also published as: CS117281A2

Abstract

Řešení se týká zlepšení v mnohepeprskové elektronové trysce pro použití v obrazovce, například v obrazovce barevného televizoru. Teto tryska obsahuje.množinu katodových sestav (,4) a alespoň dvě od sebe oddělené a za sebou uspořádané elektrody (,6, 18), opatřené vyatředěnýai otvory- Pro zlepšení jednotnosti změn v roztečích mezi katodovými sestavami a elektrodami v průběhu nahřívání jsou tyto katodové sestavy i elektrody individuálně připevněny k jedinému keramickému členu (52). Keramický člen (52) je jediným nosným prvkem, který spojuje katodová sestavy (14) a dYě elektrody (16, 18) uvnitř elektronová trysky v jediný celek.The solution relates to improvements in multi-band electron guns for use on the screen for example, in a color TV screen. This nozzle contains a cathode amount assemblies (4) and at least two separated and consecutive electrodes (, 6, 18), fitted with holes for improvement uniformity of changes in pitch between cathodes assemblies and electrodes during heating these are cathode assemblies and electrodes individually attached to a single a ceramic member (52). Ceramic member (52) is the only carrier that connects cathode assembly (14) and electrode electrodes (16, 18) inside the electron gun in a single whole.

Description

Vynález ee týká elektronové trysky pro obrazovku, a zvláště elektronové trysky se zlepěenoU stabilitou při kolísání roztečí mezi množinou katodových sestav a dvěma sousedními mřížkovými elektrodami.The invention relates to an electron gun for a screen, and in particular to an electron gun having improved spacing stability between a plurality of cathode assemblies and two adjacent grid electrodes.

Elektronové trysky, jaké se používají v barevných televizních obrazovkách typu opatřeného stínící maskou, jsou konstruovány pro vytváření a nasměrování s výhodou tří elektronových svazků podél konvergentních drah na malou oblast konvergence poblíž stínítka obrazovky. Dva nejobvyklejSí a nejpoužívanější typy trysek jsou v řadě uspořádané elektronové trysky, in line, kde tři elektronové svazky vznikají ve třech bodech uspořádaných v jedné přímce, a elektronová tryska typu delta, kde tři elektronové svazky vznikají ve třech bodech, které jsou uspořádány do trojúhelníku. Každý z těchto typů má tři oddělené katodové sestavy a série elektrod, umístěných v určitých vzdálenostech od nich. Katodové sestavy a elektrody jsou udržovány na svých místech v relativně vůči sobě stejných vzdálenostech oddělených uchycením k množině skleněných tyček.Electron guns, as used in color television screens of the type provided with a screen mask, are designed to form and direct preferably three electron beams along the convergent paths to a small convergence region near the screen. The two most common and most common nozzle types are in-line electron guns, in line, where three electron beams originate at three points arranged in a single line, and delta electron gun, where the three electron beams originate at three points, arranged in a triangle. Each of these types has three separate cathode assemblies and a series of electrodes spaced from them. The cathode assemblies and electrodes are held in place at relatively equal distances apart by attachment to a plurality of glass rods.

Elektroda, která je nejblíže sestavě katody, se označuje Gl a obvykle zastává funkci řídicí mřížky. Dalěí elektroda se označuje G2 a obvykle zastává funkci stínící mřížky.The electrode closest to the cathode assembly is referred to as G1 and usually acts as a control grid. The next electrode is called G2 and usually acts as a screening grid.

Rozteče mezi katodami a těmito dvěma mřížkami, stejně jako mezi mřížkami samotnými, jsou velmi kritická. Například změna tak malá, jako je 25 mikronů v rozteči mezi katodou a řídicí mřížkou může změnit hodnotu závěrného napětí elektronové trysky asi o 60 V. j |The spacing between the cathodes and the two grids, as well as between the grids themselves, is very critical. For example, a change as small as 25 microns in the spacing between the cathode and the control grid can change the electron gun closing voltage by about 60 V. j |

Naneštěstí v průběhu nahřívání obrazovky, konstruované tak, jak bylo popsáno, se rozteč mezi katodami, řídicími a stínícími mřížkami do určité míry mění. Tyto změny v roztečích způsobují nestabilní a nestejná závěrová napětí pro elektronové svazky v elektronové trysce a tím mění barvy objevující se na stínítku obrazovky. Tato nejednotnost mezi elektronovými svazky vyžaduje přídavné korekční obvody. Je žádoucí vyvinout obrazovku, v níž by změny v roztečích mezi katodovými sestavami a elektrodami řídicí mřížky byly v průběhu nahřívání jednotné.Unfortunately, as the screen heats up, constructed as described, the spacing between cathodes, control and screening grids varies to some extent. These pitch variations cause unstable and unequal shutter voltages for the electron beams in the electron gun and thus change the colors appearing on the screen. This inconsistency between electron beams requires additional correction circuits. It is desirable to provide a screen in which changes in the spacing between the cathode assemblies and the control grid electrodes would be uniform during heating.

Vynález představuje zlepšení v mnohapaprskové elektronové trysce pro použití v obrazovce» Taková elektronová tryska zahrnuje množinu katodových sestav a alespoň dvě prostorově od sebe oddělené, za sebou uspořádané elektrody s vycentrovanými otvory. Zlepšení spočívá v tom, že katodové sestavy a dvě elektrody jsou Individuálně připevněny k jedinému keramickému členu. Keramický člen je jediný nosný prvek uvnitř elektronové trysky spojující katodové sestavy a dvě elektrody.The invention provides an improvement in a multi-beam electron gun for use in a screen. Such an electron gun comprises a plurality of cathode assemblies and at least two spatially spaced, centered apertures. The improvement is that the cathode assemblies and the two electrodes are individually attached to a single ceramic member. The ceramic member is the only support element within the electron gun connecting the cathode assemblies and the two electrodes.

Vynález je podrobněji popsán podle přiložených náčrtů, kde obr. 1 je pohled na elektronovou trysku bez montážní jednotky katodové mřížky, obr. 3 a 4 jsou boční průřez a horní průřez kompletní elektrodové trysky, kde montážní jednotka z obr. 2 byla vložena do zbývající části elektronové trysky, zobrazené .na obr. 1, obr. 5 a 6 jsou grafy, znázorňující kolísání závěrného napětí elektronové trysky pro elektronovou trysku podle dosavadního stavu techniky a pro zlepšenou elektronovou trysku, konstruovanou v souladu s příkladným } provedením podle vynálezu. jBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a view of an electron gun without a cathode grating assembly; The electron guns shown in Figures 1, 5 and 6 are graphs showing the electron gun closing voltage fluctuations for the prior art electron gun and for the improved electron gun constructed in accordance with an exemplary embodiment of the invention. j

Podrobnosti zlepšené elektronové trysky IQ jsou zobrazeny na obrázcích 1 až 4. Obrázky 1 a 2 ukazují části elektronové trysky, které když jsou sestaveny do jednoho celku, vytvářejí ' úplnou elektronovou trysku, jak je znázorněná na obr. 3 a 4. Elektronová tryska IQ. obsahuje · dvě skleněné nosné tyčky JJ, také nazývané patky, na kterých jsou upevněny různé elektrody elektronové trysky. Tyto elektrody zahrnují tři stejně umístěné, v řadě uspořádané katodové >Details of the improved electron gun 10 are shown in Figures 1 to 4. Figures 1 and 2 show portions of the electron gun that, when assembled in one piece, form a complete electron gun as shown in Figures 3 and 4. The electron gun 10. it comprises two glass support rods 11, also called feet, on which different electron gun electrodes are mounted. These electrodes comprise three equally spaced, cathode-like, arranged in a row

sestavy JJ, jednu pro každý elektronový svazek, elektrodu Jg řídicí mřížky, elektrodu Jg stínící mřížky, první urychlující a zaostřovací elektrodu 22.» druhou urychlující a zaoatřovací elektrodu 22 a stínící masku 21» uspořádané v odstupu od katody v tom pořadí, ve kterém byly jednotlivé součástky vyjmenovány.one, for each electron beam, a control grid electrode Jg, a shield grid electrode Jg, a first acceleration and focusing electrode 22. »a second acceleration and adjustment electrode 22, and a shield mask 21» spaced from the cathode in the order they were individual components listed.

Každá katodová sestava obsahuje katodové pouzdro 2Ž> uzavřené na předním konci i čepičkou 22». která je opatřena elektrony emitujícím’ pokovením. Katodová pouzdra 26 jsouEach cathode assembly comprises a cathode housing 24 closed at the front end by a cap 22. which is provided with an electron emitting electroplating. The cathode housings 26 are

-.7-..ί^’^ηνΙ,,Λ-ΜίΜ;!·;¹ -.7- .. ί ^ '^ ηνΙ ,, Λ-ΜίΜ;! ·; ¹

243466 na svých otevřených koncích držena nosnými trubkami 3£. Každá katoda ja nepřímo žhavená žhavicí cívkou 3£ umístěnou uvnitř pouzdra ££. Žhavicí cívky 3£ jsou opatřeny přírubami,243466 is held at its open ends by support tubes 36. Each cathode is indirectly heated by a glow coil 34 located within the housing. The heating coils 36 are provided with flanges,

3fi, která jsou přlvařeny k páskům 3fi topného tělese, které jsou zase přivařeny k nosným podpěrkám £fi,_t uloženým ve skleněných tyčkách 1£.3.beta. which are přlvařeny buckles 3.beta. heater, which in turn are welded to the podpěrkám £ fi, _t stored in glass rods 1 £.

Elektrody lí s IS řídicí a stínící mřížky jsou dva blízko sebe uložená prvky, z nichž každý má navzájem a s katodovým pláětěm 32 scentrovaná otvory. Elektroda 1$ řídicí mřížky je v podstatě plochá destička, opatřená obvodovým žebrem 42, táhnoucím ae okolo tři otvorů. Elektroda 18 stínící mřížky je tvořena ze dvou prvků ££ a ££. První prvek ££ je v podstatě plochá destička se dvěma odtud se táhnoucími přírubami £fi. Druhý prvek 46 je také v podstatě plochá destička s tou výjimkou, že střední část je mírně vyklenutá směrem od prvního prvku ££.The electrodes 11 with the IS control and screening grids are two closely spaced elements, each with holes 32 aligned with each other and with the cathode sheath. The control grid electrode 10 is a substantially flat plate having a peripheral rib 42 extending around three holes. The shielding grid electrode 18 is formed of two elements 60 and 60. The first element 60 is a substantially flat plate with two flanges extending therefrom. The second member 46 is also a substantially flat plate except that the central portion is slightly domed away from the first member 60.

První i druhý prvek ££ a ££ jsou opatřeny třemi otvory, které jaou scentrovány s otvory elektrody JJž řídicí mřížky.Both the first and second elements 60 and 60 are provided with three apertures that are centered with the apertures of the control grid electrode.

Katodová sestava 1£ a elektrody 1& a řídicí a stínící mřížky jsou navrženy jako oddělené montážní jednotky 22». jak je vidět na obr. 2. Věechny tři tyto součásti jsou natvrdo připájeny k pokoveným oblastem ploch, jediného kusu plochého keramického členu.52 oplatkového tvaru. Katodové sestavy 1£ jsou připojeny k plochému keramickému členu 22 přes prstencový člen g£, který je natvrdo připájen k jedné atraně -plochého keramického členu 22·The cathode assembly 18 and the electrodes 18 and the control and shielding grids are designed as separate mounting units 22 '. as shown in FIG. 2. All three of these components are brazed to the metallized areas of a single piece of flat ceramic member 52 in a wafer shape. The cathode assemblies 16 are connected to the flat ceramic member 22 via an annular member 22 which is brazed to one side of the flat ceramic member 22.

Trubka 32. každé katodové sestavy je přivařena k prstencovítámu členu 5£. Elektroda 16 řídicí mřížky je natvrdo připájena k opačná straně plochého keramického členu 52 podél jejícho obvodového žebra £2. Elektroda lg stínící elektrody je natvrdo připájena k plochá keramice na koncích' dvou rovnoběžných přírub £g. Lze vidět, že rozteč mezi elektrodami a l£ řídicí a‘ stínící mřížky je přímo odvozená od výěky obvodového žebra *2 a délky přírub £2/ poněvadž všechny ee dotýkají plochého povrchu plochého keramického členu 52.The tube 32 of each cathode assembly is welded to the annular member 56. The control grid electrode 16 is brazed to the opposite side of the flat ceramic member 52 along its peripheral rib 52. The shielding electrode 18 is brazed to the flat ceramic at the ends of two parallel flanges. It can be seen that the spacing between the electrodes and the control and screening grid 16 is directly derived from the circumferential rib height 2 and the flange length 52, since all of them touch the flat surface of the flat ceramic member 52.

Jakmile jsou katodová pouzdra 26 vložena do nosných trubek 12 e vzdálenost mezi katodovým pláětěm 32 a elektrodou řídicí mřížky je nastavena na požadovanou hodnotu, přivaří se katodová pouzdra k trubkám 32 a vytvoří tak kompletní montážní jednotka- 50. Montážní jednotka SSL se ke zbytku elektronové trysky připevní tek, že se elektroda 18 stínící mřížky připevní tak, že se elektrodaa 18 stínící mřížky přivaří k nosným konzolám. . 22, táhnoucím 3e mezi dvěma skleněnými tyčkami 12.Once the cathode shells 26 are inserted into the support tubes 12 e, the distance between the cathode sheath 32 and the control grid electrode is set to the desired value, the cathode shells are welded to the pipes 32 to form a complete assembly unit 50. The SSL assembly unit is attached to the rest of the electron gun. the shielding grid electrode 18 is secured by welding the shielding grid electrode 18 to the support brackets. . 22 extending 3e between two glass rods 12.

První urychlovací a zaostřovací elektroda 2SL obsahuje dve pravoúhlé členy 26 a gg miskovitého tvaru, které jsou svými otevřenými konci k sobě přiloženy. Spodky obou Členů 22 a 2S jsou opatřeny třemi otvory, které jsou scentrovány s otvory v elektrodách 16 a 18 řídicí a 3tínicí mřížky. Druhé urychlující a zaostřovací elektroda 22 je také tvořena pravoúhlým členem miekovitého tvaru, přičemž otevřený konec elektrody 22 je odvrácen od elektrody 22· X v elektrodě 22 jaou tří otvory. Prostřední otvor je scentrován se sousedním středním otvorem v elektrodě 2SL·· Dva vnějěí otvory jsou ovšem lehce posunuty směrem ven vůči vnějším otvorům elektrody 2$. oa pomoc konvergenci vnějších paprsků.The first acceleration and focusing electrode 2SL comprises two rectangular dish-shaped members 26 and gg that are adjacent to each other with their open ends. The bottoms of the two members 22 and 2S are provided with three apertures that are centered with the apertures in the electrodes 16 and 18 of the control and 3 screening grid. The second accelerating and focusing electrode 22 is also formed by a rectangular cup-shaped member, the open end of the electrode 22 facing away from the electrode 22 * in the electrode 22 having three apertures. The center hole is centered with the adjacent center hole in the electrode 2SL. However, the two outer holes are slightly displaced outwardly relative to the outer holes of the electrode 25. oand assisting the convergence of external rays.

Stínící maska ££, umístěná na výstupu elektronové trysky 10. má různé korekční členy £& koma, umístěné na své základně okolo nebo poblíž drah elektronových svazků.The screen mask 60, located at the exit of the electron gun 10, has various correction members 60a located at its base around or near the electron beam paths.

Je třeba poznamenat, že těžiště vynálezu spočívá v montážní jednotce 22 β že zbytek elektronové trysky se může od toho, co bylo ukázáno, značně liěit. Například zaostřovací část elektronová trysky může být provedena tak, jak je znázorněno v US patentovém spis· č. 3, 932, 786, vydaném dne 13* ledna 1976 P. J. Campbellovi, který popisuje čočkovou elektronovou trysku, nebo US patentovém spise č. 3, 946, 266, vydaném dne 23. břesna 1976 T. Seitovi a spol., který popisuje zaostřovací elektrody s jediným otvore».243468It should be noted that the center of gravity of the invention lies in the assembly unit 22 β that the remainder of the electron gun may differ significantly from what has been shown. For example, the focusing portion of the electron gun may be as shown in U.S. Patent No. 3,932,778, issued January 13, 1976 to PJ Campbell, which describes a lens electron gun, or U.S. Patent No. 3,946. , 266, issued March 23, 1976 to T. Seit et al., Which describes single-aperture focusing electrodes. »243468

Zlepšená konstrukce elektronová trysky podle vynálezu, kde katodová sestava a elektrody řídicí a stínící mřížky jsou konstruovány jako montážní samostatná jednotky na keramičkám podkladu, nabízí značná výhody oproti konstrukci elektronová trysky podle dosavadního stavu techniky.The improved electron gun design of the invention, wherein the cathode assembly and control and shield grid electrodes are constructed as mounting discrete units on a ceramic substrate, offers significant advantages over prior art electron gun designs.

Ve většině elektronových trysek podle dosavadního stavu techniky jsou součástky připojeny ke skleněným tyčkám každá zvláši a proto jsou vystaveny žáru nutnému pro změknutí tyček v průběhu sestavováni částí.In most prior art electron guns, the components are attached to the glass rods separately and are therefore exposed to the heat necessary to soften the bars during assembly of the parts.

V provedení podle vynálezu není žádná ze součástí montážní jednotky vystavena žáru, který ae zavádí v průběhu uaazovaci operace. Díky tomu, se u žádná ze součásti montážní jednotky neobjevuje deformace, která se mohla objevit v obrazovkách zhotovených podle i * ' <In an embodiment of the invention, none of the components of the mounting unit is exposed to the heat that it introduces during the lubrication operation. As a result, none of the components of the mounting unit exhibit any deformation that may have occurred in screens made according to i * '<

dosavadního stavu techniky.prior art.

U jednoho typu elektronová trysky podle dosavadního stavu techniky je katoda konstruována jako montážní jednotka s elektrodou řídicí mřížky ve tvaru misky. Tato montážní jednotka je ovšem připevněna ke skleněným tyčkám odděleně od sestavy stínící mřížky.In one prior art electron gun type, the cathode is constructed as a mounting unit with a dish-shaped control grid electrode. However, this mounting unit is attached to the glass rods separately from the screening grid assembly.

průběhu činnosti obrazovky ae skleněná tyčky nahřeji a roztáhnou. Poněvadž tyčky jsou oddělená, může ee nahřáti tyček od sebe lišit a tím spůsobit rozdíl v roztažení. To je pouze jeden možný mechanismus, který může působit rozdíly ve vzájemných vzdálenostech elektrod s následnými změnami v závěrných napětích pro elektronová svazky.during the operation of the screen and the glass rods become warmer and expanded. Since the rods are separate, the rods may be heated from each other, thereby causing a difference in stretching. This is only one possible mechanism that can cause differences in the electrode spacing to each other with subsequent changes in the reverse voltages for the electron beams.

Taková změny v závěrných napětích se vzrůstající dobou od zapnuti jsou graficky znázorněny na obr. 5 pro typickou elektronovou trysku podle dosavadního stavu techniky. Tři křivky představují kolísání závěrného napětí pro červený B, zelený O o modrý B paprsek.Such variations in the reverse voltages with increasing time since switching on are shown graphically in Figure 5 for a typical prior art electron gun. The three curves represent the variation of the reverse voltage for the red B, green O and blue B beams.

Pro jednotlivou elektronovou trysku a typ obrazovky mohou relativní polohy křivek podobně jako jejich individuální velikost značně kolísat. Mechanismus způsobující toto kolísání v závěrných napětích pro elektronové trysky podle dosavadního stavu techniky není doposud plně probádán.For an individual electron gun and screen type, the relative positions of the curves, like their individual size, can vary considerably. The mechanism causing this back-voltage fluctuation for prior art electron guns is not yet fully understood.

iand

IAND

Poněvadž toto kolísání naní pro jednotlivá obrazovky téhož typu jednotné, předpokládá se, že zde spolupůsobí kombinace faktorů. Tyto faktory nohou zahrnovat nepravidelné nahřívání skleněných uložení způsobující-nepravidelnou rostažnost a/nebo určitý stupeň zaolejováni elektrod mřížek při nahřívání. Zlopžoní, ktorého lze dosáhnout vytvořením příkladného provedení vynálezu a jeho zabudováním do elektronové trysky jo okamžitě zjevné z grafu obr. 6.Since this variation is uniform for individual screens of the same type, it is assumed that a combination of factors is involved. These factors include irregular heating of the glass mounts causing irregular gradation and / or some degree of grating electrode grating on heating. The thimble that can be achieved by providing an exemplary embodiment of the invention and incorporating it into the electron gun is immediately apparent from the graph of FIG. 6.

Všechny tři elektronové svazky mají v průběhu nahřívání obrazovky relativně malý rozptyl. Předpokládá ao, žo tohoto zlepšeni výkonu v průběhu nahříváni obrazovky bylo dosaženo kombinaci uchyceni tři katodových sestav a řidiči o stínící mřížky k jedině plochá keramice oplatkovitého tvoru a připojeni keramická montážní jednotky ko skleněným potkám takovým způsobem, žo nepřímá 'žhaveni o rostažnost potok nemá na roztoče mezi katodou a mřížkami žádný vliv.All three electron beams have relatively little variance during the warm-up of the screen. It is believed that this performance improvement during screen warming has been achieved by combining the attachment of three cathode assemblies and drivers to shield grids to only a flat wafer-shaped ceramic and attaching the ceramic assembly to glass strands in such a way that indirect no effect between the cathode and the grids.

Claims

An electron gun for use in a screen comprising a plurality of cathode assemblies is at least two spaced apart electrodes having centered apertures therebetween for passing a plurality of electron beams, characterized in that the cathode assemblies (14) and two electrodes (16) 18) are individually attached to a single ceramic member (52), wherein:. ,,;

the ceramic member represents a single support element within the electron gun (10) connecting the cathode eoot (14) and the two electrodes (16, 18).

A multi-beam electron gun according to claim 1, characterized in that the two electrodes (16, 18) are provided with protruding portions, a rib (42) with flanges (48) which touch and are surface mounted to the same side of a flat wafer-shaped ceramic. wherein the ribs (42) and flanges (48) have a predetermined length to achieve the desired spacing between the electrodes and the screening grid.

3. A multi-beam electron gun according to claim 2, wherein the protruding portion of one of the electrodes (16) is a peripheral rib (42) and the protruding portion of the other of the electrodes (18) is a flange (48).

The multi-beam electron gun according to claim 2, characterized in that the ceramic member (52) is flat and has plated areas on its surface to which the cathode assemblies (14) and two electrodes (16, 18) are welded.