DE69504778T2

DE69504778T2 - Farbbildröhre

Info

Publication number: DE69504778T2
Application number: DE69504778T
Authority: DE
Inventors: Yasuyuki Hirakata-Shi Osaka 573 Ueda
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1994-07-11
Filing date: 1995-07-07
Publication date: 1999-02-04
Anticipated expiration: 2015-07-08
Also published as: JPH0822780A; KR960005710A; JP3324282B2; EP0692811B1; CN1120730A; DE69504778D1; KR0173724B1; EP0692811A1; US5675211A; MY112156A; CN1111895C; TW321778B

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Fachgebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft eine Farbbildröhre, insbesondere die Struktur ihrer Elektroden, die hohe Auflösung über den gesamten Leuchtstoffschirm besitzt.

Beschreibung des Standes der Technik

Die Auflösung einer Farbbildröhre hängt in hohem Maße von der Form und der Größe des an dem Leuchtstoffschirm erzeugten Strahlfleckes ab.
Um hohe Auflösung zu erreichen, müssen die Elektroden der Röhre eine solche Struktur besitzen, daß sie Strahlflecken erzeugt, die wirklich kreisförmig und von geringem Durchmesser sind. Mit wachsendem Strahlstrom wird jedoch der Querschnitt des durch das elektrische Hauptlinsenfeld der Elektronenkanone hindurchtretenden Elektronenstrahls größer, und der Strahlfleck weicht infolge der sphärischen Aberration des elektrischen Hauptlinsenfeldes von der Kreisform ab. Deswegen wurde, um den Einfluß der sphärischen Aberration so gering wie möglich zu halten, die Apertur so groß wie möglich gemacht.
Eine Farbbildröhre nach dem Stand der Technik, wie sie in dem Patentblatt für die japanische Patentanmeldung Toku-Ko-Hei 2- 18540 oder Toku-Kai-Hei 4-133247 geoffenbart wird, umfaßt, wie in Fig. 7 und Fig. 8 gezeigt, den aus einer Konvergenzelektrode 1 und einer Beschleunigungselektrode 2 bestehenden Hauptlinsenteil. Die Konvergenzelektrode 1 umfaßt einen Zylinder mit elliptischem Querschnitt und eine Endplatte 4 von elliptischer Form, die den Zylinder 3 seiner Öffnungsseite 3a abschließt. Die Endplatte 4 wird an einer Position ein wenig hinter der Öffnung 3a angesetzt, und besitzt drei Löcher 4a, 4b und 4c für den Elektronendurchtritt, die in einer Linie ausgerichtet sind. Die Beschleunigungselektrode 2 umfaßt einen Zylinder 5 mit elliptischem Querschnitt und eine Endplatte 6 von elliptischer Form, die den Zylinder 5 an dessen Öffnungsseite 5a verschließt. Die Endplatte 6 ist an einer Position etwas hinter der Öffnung 5a angesetzt und hat drei Löcher 6a, 6b und 6c für Elektronendurchlaß, die in einer Linie ausgerichtet angeordnet sind. Bei einem solchen Aufbau werden drei elektrische Hauptlinsenfelder zwischen den drei Elektronenstrahllöchern 4a, 4b und 4c und den drei Elektronenstrahllöchern 6a, 6b und 6c ausgebildet, und die einander benachbarten der drei elektrischen Hauptlinsenfelder überdecken einander teilweise, um so ein elektrisches Hauptlinsenfeld mit großen Aperturen zu bilden. Als Ergebnis kann, wenn der durch das elektrische Hauptlinsenfeld hindurchtretende Elektronenstrahl seinen Durchmesser vergrößert, der unerwünschte Effekt der sphärischen Aberration verschoben werden und die Linsenvergrößerung kann verringert werden, so daß kleine kreisförmige Strahlflecke an dem Leuchtschirm erzeugt werden.
Der übliche Aufbau der Elektroden hat natürlicherweise trotz seines Vorteils, daß er die Apertur des elektrischen Hauptlinsenfeldes groß macht, eine Begrenzung. Falls die Außendurchmesser der Konvergenzelektrode und der Abschlußbeschleunigungselektrode auf Werte festgesetzt werden, die in der Nähe des Innendurchmessers des Halses der Glasröhre liegen, dringt das elektrische Wandfeld des Halsteils in das elektrische Hauptlinsenfeld ein. Auch wird, wenn der Durchmesser des Halsteils groß wird, die Ablenkungsempfindlichkeit abgesenkt.
EP-A-0 315 269 offenbart eine Farbanzeigeröhre mit einer Inline-Elektronenkanone und einem Ablenksystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Das Dokument ist mit der Idee befaßt, daß eine durch den astigmatischen Charakter des Ablenkfeldes des Ablenksystems verursachte Überkonvergenz eines Elektronenstrahls durch Benutzen einer Elektronenkanone ausgeglichen werden kann, die einen unterkonvergenten Elektronenstrahl erzeugt und so den horizontalen Fleckvergrößerungsfaktor reduzieren kann. Bei manchen Ausführungen dieses Dokuments besitzt die Anzeigeröhre eine Zwischenelektrode, wobei jede Elektrode drei Löcher zum Durchtritt von drei Elektronenstrahlen besitzt.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Farbbildröhre mit hoher Auflösung zu schaffen, deren elektrisches Hauptlinsenfeld größeren Durchmesser aufweist, ohne den Durchmesser der Glasröhre zu vergrößern.
Die anderen Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung erklärt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Farbbildröhre geschaffen, die umfaßt:
eine Konvergenzelektrode, an die eine Fokussierungsspannung angelegt wird,
eine Abschlußbeschleunigungs-Elektrode, an die eine Anodenspannung angelegt wird, und.
wenigstens eine Hilfselektrode, die zwischen die Konvergenzelektrode und die Abschlußbeschleunigungs-Elektrode eingesetzt und koaxial mit der Konvergenzelektrode angeordnet ist, wobei sowohl die Konvergenzelektrode wie auch die Hilfselektrode und die Abschlußbeschleunigungs-Elektrode eine Elektrodenröhre mit elliptischem Querschnitt umfassen, und wobei die Konvergenzelektrode und die Abschlußbeschleunigungs- Elektrode jeweils eine elliptische Endplatte mit drei in Reihe angeordneten Löchern für den Elektronendurchtritt in die Elektrodenröhre besitzt, und die elliptische Endplatte mindestens einer der Elektrodenröhren von der Öffnung der Elektrodenröhre entfernt angeordnet ist, die sich näher an der Hilfselektrode befindet,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektrode keine Endplatte besitzt.
Mit der vorstehend beschriebenen Struktur, die eine Konvergenzelektrode, an welche die Fokussierungsspannung angelegt wird, eine Abschlußbeschleunigungs-Elektrode, an die die Anodenspannung angelegt wird, und eine Hilfselektrode von zylindrischer Form umfaßt, die dazwischen koaxial angeordnet ist, wird der Bereich des zwischen den Endplatten der beiden Elektroden gebildeten elektrischen Hauptlinsenfeldes erweitert. Wenn weiterhin die Hilfselektrode mit einer höheren Spannung als der Fokussierungsspannung und einer niedrigeren als der Anodenspannung versorgt wird, wird die elektrische Potentialverteilung längs der Achse in dem elektrischen Hauptlinsenfeld leicht geneigt, und die sphärische Aberration des elektrischen Hauptlinsenfeldes kann weiter herabgesetzt werden. Weiter kann das unerwünschte Eindringen des elektrischen Wandfeldes des Halses der Glasröhre in das elektrische Hauptlinsenfeld durch die Abschirmwirkung der Hilfselektrode vermieden werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Seitenschnittansicht des Hauptlinsenteils einer Farbbildröhre, welche die vorliegende Erfindung verkörpert.
Fig. 2 ist eine Frontansicht des Hauptlinsenteils einer Farbbildröhre, die die vorliegende Erfindung verkörpert.
Fig. 3 ist eine Seitenschnittansicht des Hauptteils einer Farbbildröhre, die die vorliegende Erfindung verkörpert.
Fig. 4 ist ein kennzeichnendes Schaubild, das die Beziehung zwischen der Hauptlinsenapertur und der Axiallänge der Hilfselektrode zeigt.
Fig. 5 ist ein kennzeichnendes Schaubild, das die elektrische Potentialverteilung längs der Achse des Hauptlinsenteils darstellt.
Fig. 6 ist ein schematisches Schaubild, das das Beaufschlagungsmittel für die Hilfselektrode zeigt.
Fig. 7 ist eine Seitenschnittansicht des Hauptlinsenteils einer Farbbildröhre nach dem Stand der Technik.
Fig. 8 ist eine Frontansicht des Hauptlinsenteils einer Farbbildröhre nach dem Stand der Technik.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Nun wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen einer Ausführung derselben nachstehend erklärt.
In Fig. 1 umfaßt der Hauptlinsenteil der Farbbildröhre nach der vorliegenden Erfindung eine Konvergenzelektrode 7, eine Abschlußbeschleunigungs-Elektrode 8 und dazwischen eine Hilfselektrode 9, wobei der Konvergenzelektrode 7 die Fokussierungsspannung Vf angelegt wird und die Abschlußbeschleunigungs- Elektrode 8 mit der Anodenspannung Va versorgt wird. Die Hilfselektrode 9 ist koaxial mit der Konvergenzelektrode 7 und der Abschlußbeschleunigungs-Elektrode 8 angeordnet und erhält eine Spannung Vm, die höher als die Fokussierungsspannung Vf und niedriger als die Anodenspannung Va ist.
Die Konvergenzelektrode 7 umfaßt einen Zylinder 11 mit einem elliptischen Querschnitt, der durch eine Endplatte 10 von elliptischer Form abgeschlossen ist, die in einer Position ein wenig hinter der Öffnung 11a des Zylinders 11 angeordnet ist und drei in einer Linie angeordnete Löcher 10a, 10b und 10c zum Elektronenstrahldurchlaß besitzt, wie in Fig. 2(a) dargestellt. Die Abschlußbeschleunigungs-Elektrode 8 umfaßt in gleicher Weise wie die Konvergenzelektrode 7 einen Zylinder 13 mit elliptischem Querschnitt, der mit einer Endplatte 12 von elliptischer Form abgeschlossen ist, die an einer Position etwas hinter der Öffnung 13a des Zylinders 11 sitzt und drei in einer Linie angeordnete Löcher 12a, 12b und 12c für den Elektronenstrahldurchtritt aufweist. Die Hilfselektrode 9 umfaßt einen Zylinder 14 von elliptischer Form, besitzt jedoch, wie in Fig. 2(b) gezeigt, keine Endplatte.
Der Hauptlinsenteil, der die Konvergenzelektrode 7, die Abschlußbeschleunigungs-Elektrode 8 und die Hilfselektrode 9 zusammen mit drei Katoden 15, drei Steuerelektroden 16 und einer Beschleunigungselektrode 17 umfaßt, die alle in einer Linie angeordnet sind, bildet die Elektronenkanone, und die Elektronenkanone ist im Hals 18a einer Glasröhre 18 eingeschlossen, welche das Hüllgefäß der Farbbildröhre bildet. Die Farbbildröhre 18 besitzt eine trichterförmige Erweiterung 18b und ist an der Außenseite dieses Trichters 18b in der Nähe des Halses 18a mit einem Ablenkjoch 19 zur Erzeugung des magnetischen Ablenkfeldes versehen, durch welches die drei von den Elektronenkanonen emittierten Elektronenstrahlen zum Auftreffen auf den (in der Figur nicht dargestellten) Fluoreszenzschirm abgelenkt werden.
Bei der erfindungsgemäßen Farbbildröhre ist der Abstand zwischen der Konvergenzelektrode 7 und der Abschlußbeschleunigungs-Elektrode 8 größer im Vergleich mit diesem Abstand bei der herkömmlichen Elektrodenstruktur, und die Hilfselektrode 9 zwischen ihnen ist mit einer willkürlichen Spannung versehen, die höher als die Fokussierungsspannung Vf, jedoch niedriger als die Anodenspannung Va ist, so daß der Gradient des elektrischen Potentials längs der z-Achse zwischen der Konvergenzelektrode 7 und der Abschlußbeschleunigungs-Elektrode 8 sanfter als der bei der herkömmlichen Elektrode verläuft. Demzufolge wird die wirksame Öffnung des elektrischen Hauptlinsenfeldes größer, und sowohl die sphärische Aberration wie auch die Linsenvergrößerung können verringert werden. Da das elektrische Wandfeld und das elektrische Hauptlinsenfeld durch die Hilfselektrode 9 abgeschirmt werden, kann der ungünstige Effekt des elektrischen Wandfeldes auf dem Wege des Elektronenstrahls usw. verhindert werden.
In Fig. 4 ist die Veränderung der effektiven Hauptlinsenöffnung über der Veränderung der Axiallänge L der Hilfselektrode gezeigt, und zwar für Werte dieser Axiallänge L von 0,6 mm, 2 mm und 4 mm, wobei der Innendurchmesser des Glasröhrenhalses 18a auf 17,5 mm und der Abstand G1 zwischen der Konvergenzelektrode 7 und der Hilfselektrode 9 auf 0,8 mm, der Abstand G2 zwischen der Hilfselektrode 9 und der Abschlußbeschleunigungs-Elektrode 8 auf 0,8 mm und Va, Vm und Vf jeweils auf 25 kV, 16 kV bzw. 7 kV festgesetzt sind. Jede von diesen zeigt einen größeren Wert als die effektive Hauptlinsenapertur (5,5 mm Durchmesser) der Elektroden nach dem Stand der Technik.
In Fig. 5 sind die Potentialverteilungen in z-Achsenrichtung gezeigt, wobei die Kurven a, b und c sich auf die Hilfselektrodenlänge von L = 0,8 mm, 2 mm bzw. 4 mm beziehen. Verglichen mit der herkömmlichen Elektrodenstruktur wird der Potentialgradient sanfter, wenn L zunimmt, was eine Vergrößerung der effektiven Hauptlinsenöffnung ergibt.
In der Bildröhre nach der vorliegenden Erfindung ist die Hilfselektrode 9 ein Zylinder 14, der keine Endplatte besitzt, was eine Vergrößerung des das elektrische Linsenfeld bildenden Bereiches ergibt, der den drei elektrischen Hauptlinsenfeldern gemeinsam ist. Damit besitzt die Potentialverteilung längs der Achse einen flacheren Gradienten als üblich und die effektive Hauptlinsenöffnung kann vergrößert werden. Auch wird das Eindringen des elektrischen Wandfeldes am Hals 18a der Glasröhre 18 in den Bereich des elektrischen Hauptlinsenfeldes durch die Schirmwirkung der Hilfselektrode 9 verhindert.
Nach Fig. 6 ist die Hilfselektrode 9 mit einem Widerstand 21 versehen, der ein Mittel bildet, um an die Hilfselektrode eine Spannung Vm anzulegen, die höher als die Fokusierungsspannung Vf und niedriger als die Anodenspannung Va ist.
Ein Ende des Widerstands 21 ist mit der Spannungsquelle der Anodenspannung Va verbunden und das andere Ende mit Masse E, und die Spannung Vm wird von seinem Mittelabgriff erhalten. Der Widerstand 21 kann als ein Film an einem Glasstab ausgebildet sein, der die Elektroden der Elektronenkanone abstützt, oder als ein Film an der Innenwand des Halses 18a der Röhre 18; der Widerstand 21 braucht nicht in linearer Form zu bestehen, sondern kann mäanderförmig oder spiralig sein.
Die Hilfselektrode 9 braucht nicht mit der Spannungsquelle verbunden sein, sondern kann frei gehalten werden. In diesem Falle wird der Hilfselektrode 9, die zwischen der Konvergenzelektrode 7 der Fokussierungsspannung Vf und der Beschleunigungselektrode 8 mit der Anodenspannung Va sitzt, eine freie Spannung verliehen, die durch die beiden Elektroden 7 und 8 induziert wird.
Weiter kann die Hilfselektrode 9 aus mehreren Zylindern aufgebaut sein. Während in der vorstehenden Ausführung die Endplatte 10 der Konvergenzelektrode 7 und die Endplatte 12 der Abschlußbeschleunigungs-Elektrode 8 beide in die Positionen hinter den Löchern 11a bzw. 13a der Zylinder 11 oder 13 gesetzt sind, braucht nur eine der Endplatten in einer hinteren Stellung eingesetzt werden. Die drei Löcher für den Elektronendurchlaß, die in einer Linie ausgerichtet in den Endplatten 10 und 12 angeordnet sind, sind nicht darauf begrenzt, wie in den Figuren dargestellt kreisförmig zu sein, sondern können alle elliptisch oder von ähnlicher Form sein, oder die äußeren beiden Löcher können kreisförmig sein, oder dergleichen.
So werden nach der vorliegenden Erfindung drei elektrische Hauptlinsenfelder so gebildet, daß sie einen einander überdeckenden Teil zwischen den benachbarten Teilen besitzen, und die zwischen der Konvergenzelektrode und der Abschlußbeschleunigungs-Elektrode eingesetzte Hilfselektrode läßt die elektrische Potentialverteilung längs der Achse der Hauptlinse eine gemäßigte Steigung annehmen. Als Ergebnis wird die effektive Öffnung der Hauptlinse vergrößert und die sphärische Aberration und die Linsenvergrößerung werden beide so verringert, daß der Radius des Strahlfleckes kleiner gemacht werden kann, wodurch eine hohe Präzision über den gesamten Leuchtstoffschirm realisiert wird.

Claims

1. Farbbildröhre, die umfaßt:

eine Konvergenzelektrode (7), an die eine Fokussierspannung angelegt wird, eine Abschlußbeschleunigungselektrode (8), an die eine Anodenspannung angelegt wird, und

wenigstens eine Hilfselektrode (9), die sich zwischen der Konvergenzelektrode (7) und der Abschlußbeschleunigungselektrode (8) befindet und koaxial zu der Konvergenzelektrode (7) und der Abschlußbeschleunigungselektrode (8) angeordnet ist,

wobei sowohl die Konvergenzelektrode (7) als auch die Hilfselektrode (9) und die Abschlußbeschleunigungselektrode (8) eine Elektrodenröhre (11, 13, 14) mit einem elliptischen Querschnitt umfassen, und

wobei die Konvergenzelektrode (7) und die Abschlußbeschleunigungselektrode (8) jeweils eine elliptische Abschlußplatte (10,12) mit drei Löchern (10a, 10b, 10c; 12a, 12b, 12c) aufweisen, die in Reihe angeordnet sind und durch die Elektronen in den Elektrodenröhren hindurchtreten, wobei die elliptische Abschlußplatte (10,12) wenigstens einer der Elektrodenröhren (7, 8) von der Öffnung (11a, 13a) der Elektrodenröhre entfernt angeordnet ist, die sich näher an der Hilfselektrode (9) befindet,

dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektrode keine Abschlußplatte aufweist.

Farbbildröhre nach Anspruch 1, bei der des weiteren eine Spannung an die Hilfs elektrode (9) angelegt wird, die höher ist als die Fokussierspannung und niedriger als die Anodenspannung.

Farbbildröhre nach Anspruch 1 oder 2, bei der des weiteren ein elektrisches Potential an die Hilfselektrode (9) angelegt wird, das auf die Konvergenzelektrode (7) und die Abschlußbeschleunigungselektrode (8) anspricht.