[0001] Die Erfindung betrifft eine Kathodenstrahlröhre nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
[0002] Derartige Röhren finden insbesondere als Anzeigeröhren Verwendung. Für zunehmende
Auflösung und Kontrast der Anzeige stellen die durch den Röhrenaufbau bedingten Kapazitäten,
insbesondere zwischen benachbarten Elektroden, durch die dadurch mitbestimmte Grenzfrequenz
ein Problem dar.
[0003] Aus der DE 30 10 807 A1 ist eine Kathodenstrahlröhre bekannt, bei welcher zur Verringerung
der Gitterkapazität ein Trägerkörper aus Keramik auf einer ebenen Seite eine erste
Gitterelektrode und auf einer gegenüberliegenden Seite in einer kegelförmigen Vertiefung
eine kegelstumpfförmige zweite Gitterelektrode aufweist.
[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kathodenstrahlröhre mit mindestens
einer eine Blendenöffnung aufweisenden Steuerelektrode anzugeben, welche eine Verschiebung
der Grenzfrequenz zu höheren Werten ermöglicht.
[0005] Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
[0006] Mit dem erfindungsgemäßen Aufbau der Kathodenstrahlröhre wird die Gesamtkapazität
der Elektronenanordnung wesentlich verringert, während die Strahlbeeinflussung gegenüber
einer vollflächig metallischen Gitterelektrode kaum verändert wird. Die erfindungsgemäße
Elektrodenausbildung kann auch an mehreren Elektroden vorgesehen sein. Die dünne Keramikfolie
ist günstig herstellbar und einfach handzuhaben und erlaubt eine kompakte Anordnung
insbesondere bei Systemen mit mehreren Gitterelektroden.
[0007] Die Erfindung ist nachfolgend anhand von bevorzugten Beispielen unter Bezugnahme
auf die Abbildungen noch eingehend veranschaulicht. Dabei zeigt
- FIG. 1
- eine Aufsicht auf eine Gitterelektrode
- FIG. 2
- einen Längsschnitt durch eine Elektrodenanordnung einer Kathodenstrahlröhre
[0008] Die in FIG. 1 skizzierte Gitterelektrode besteht aus einem Trägerkörper T2 aus nichtleitendem
Material, der im Bereich der Blendenöffnung B2 eine metallisierte, vorzugsweise kreisringförmige
Fläche M aufweist. Über eine oder mehrere zum Rand des Trägerkörpers führende Leitungen
L ist die metallisierte Fläche M mit einem Steueranschluß kontaktierbar. Der Trägerkörper
ist vorzugsweise annähernd kreisförmig und weist an seinem Umfang mehrere radial nach
außen weisende Zapfen Z zur mechanischen Fixierung innerhalb des Röhrenaufbaus auf.
Da die Leitung L nur eine elektrische, aber keine mechanische Funktion hat, kann die
Leitungsbreite und damit der Feldeinfluß gering gehalten werden. Die Blendenöffnung
B2 weist einen Durchmesser DB, die metallisierte Fläche einen Durchmesser DF auf.
[0009] In FIG. 2 ist ausschnittsweise eine beispielhafte relative Elektroden-Geometrie einer
erfindungsgemäßen Kathodenstrahlröhre mit einer Kathode K, einer ersten Gitterelektrode
G1 einer zweiten Gitterelektrode G2 und einer dritten Gitterelektrode G3 skizziert.
Die erste Gitterelektrode G1 ist topfförmig ausgebildet und voll metallisch. Sie weist
eine zentrale erste Blendenöffnung B1 auf. Mittels eines isolierenden Kathodenträgers
KT ist die Kathode K in der ersten Gitterelektrode befestigt. In Ausbreitungsrichtung
(Pfeil) des von der Kathode emittierten Elektronenstrahls ES nach der ersten Gitterelektrode
G1 angeordnet sind die zweite Gitterelektrode G2, die aus zwei beabstandeten Einzelelektroden
G21 und G22 besteht, eine dritte Gitterelektrode G3 sowie weitere nicht eingezeichnete
Elektroden. Von besonderer Bedeutung für die kapazitiven Eigenschaften der Gitteranordnung
ist die durch Gitter G1 und Gitterelektrode G21 gebildete Kapazität. Die Erfindung
ist daher besonders vorteilhaft für die Ausbildung der Gitterelektrode G21 mit einer
konzentrisch zur ersten Blendenöffnung B1 liegenden zweiten Blendenöffnung B2. Die
Metallisierung M der zweiten Gitterelektrode G2 im Bereich der Blendenöffnung B2 und
die erste Gitterelektrode liegen auf unterschiedlichem Potential. Eine Modulation
des emittierten Elektronenstrahls erfolgt üblicherweise durch eine Modulation des
Potentials der ersten Gitterelektrode G1 bei konstantem Potential der zweiter Gitterelektrode
G21 und somit der zwischen den beiden Gitterelektroden liegenden Spannung. Diese wirken
dabei als Kondensator, dessen Kapazität die mögliche Modulationsfrequenz begrenzt.
Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der zweiten Gitterelektrode als ein nichtleitender
Trägerkörper T2 mit einer metallisierten Fläche im Bereich der Blendenöffnung B2 kann
die Kapazität des Kondensators niedrig gehalten und eine hohe Grenzfrequenz erzielt
werden.
[0010] Die genaue Dimensionierung der metallisierten Fläche kann als Konstruktionsparameter
nach den Umständen des Einzelfalls optimiert werden. Der Durchmesser DF der metallisierten
Fläche ist vorteilhafterweise kleiner als das 20-fache des Durchmessers DB der Blendenöffnung
B2 und liegt vorzugsweise zwischen dem 2-fachen und dem 10-fachen des Durchmessers
DB der Blendenöffnung, 2DB ≤ DF ≤ 10DB. Bewährt hat sich, für den Durchmesser DF der
metallisierten Fläche ungefähr das Fünffache des Durchmessers DB der Blendenöffnung
B2 zu wählen.
[0011] Dabei tritt gegenüber einer als metallische Scheibe ausgeführten zweiten Gitterelektrode
eine starke Verringerung der Kapazität von z.B. 5pF auf 3pF ein, ohne eine beeinträchtigende
Defokussierung des Elektronenstrahls zu beobachten.
[0012] Der Trägerkörper T2 der zweiten Gitterelektrode besteht aus einer Keramikfolie mit
einer Foliendicke im Bereich von vorzugsweise 0,1 - 0,5 mm. Das Aufbringen der metallischen
Fläche kann nach einem an sich bekannten Verfahren, beispielsweise Aufdampfen oder
chemische Abscheidung in Verbindung mit Strukturätztechniken und ggf. zusätzlicher
galvanischer Verstärkung erfolgen. Als Metall findet beispielsweise hartlötbares MoMn
Verwendung, das galvanisch mit Nickel verstärkt ist. Die metallische Fläche erstreckt
sich vorzugsweise auch in die Wandung der Blendenöffnung B2. Die Zuleitung L kann
auf beliebiger Seite des Trägerkörpers aufgebracht sein, wenn die Blendenöffnung durchmetallisiert
ist. Die Anordnung der Leitung L auf der der Kathode zugewandten Seite erlaubt eine
Strukturierung zusammen mit der metallischen Fläche M. Als Zuleitung können auch mehrere
in gleichmäßiger Winkelverteilung angeordnete Radialleitungen vorhanden sein. Die
Kathodenstrahlröhre kann mehrere derartige Gitterelektroden enthalten. Der Gitterelektrodenaufbau
mit nichtleitendem Träger und einer Metallisierungsfläche im Bereich der Blendenöffnung
ist besonders vorteilhaft für die erste und/oder zweite Gitterelektrode einer Mehrgitterröhre,
da diese Gitter einen besonders geringen gegenseitigen Abstand aufweisen und daher
den Hauptanteil der Elektrodenkapazität liefern.
1. Kathodenstrahlröhre mit mindestens einer eine Blendenöffnung aufweisenden Gitterelektrode
mit einem Trägerkörper aus Keramik, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper als Keramikfolie mit einer Foliendicke von weniger als 0,5mm
ausgeführt ist und im Bereich der Blendenöffnung eine metallisierte Fläche aufweist.
2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die metallisierte
Fläche sich in die Wandung der Blendenöffnung erstreckt.
3. Kathodenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Durchmesser DF der metallisierten Fläche quer zur Strahlrichtung kleiner ist als
das 20-fache des Durchmessers DB der Blendenöffnung.
4. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser DF
der metallisierten Fläche zu 2DB ≤ DF ≤ 10DB gewählt ist.
