Ionenfleck

Ein Ionenfleck ist eine nahezu kreisrunde Abschattung in der Mitte eines historischen Kathodenstrahlröhrenbildschirms. Bei der Ionenfalle liegt ein Teil des Strahlerzeugungssystems der Kathodenstrahlröhre schräg im Röhrenhals, wodurch die Ionen in eine Falle in Achsrichtung gelangen, um dem Ionenfleck vorzubeugen.

Ionenfleck auf einem Fernsehbildschirm.

Der Ionenfleck entstand in der Anfangszeit des Fernsehens durch von der Kathode ausgehende Ionen. Diese zerstören mit der Zeit die empfindliche Leuchtschicht auf dem Bildschirm. Wegen ihrer Masse sind die Ionen schwerer ablenkbar als die Elektronen, die durch die Bildablenkung über den ganzen Leuchtschirm geführt werden. So kommt es zu einem deutlich abgegrenzten Fleck in der Mitte des Bildschirms.

Solcherlei Ionen können einerseits aus der Kathodenoberfläche emittieren (in Form von Metallionen), aber auch durch Ionisierung restlicher Gasatome in der Kathodenstrahlröhre entstehen, da diese niemals ein absolutes Vakuum aufweisen kann.

Die Ionenflecken verdarben den Seheindruck beim Fernsehen vor allem in der Vorkriegs- aber auch in der frühen Nachkriegszeit, so dass die — damals teuren — Bildröhren trotz guter Kathodenemissionswerte bald unbrauchbar wurden.

Ansicht eines Bildröhrenhalses mit nach rechts verschobenem Magneten.

Ab ca. 1950 wurden Ionenfallen zur Unterdrückung des Ionenflecks eingesetzt: Das schräg in den Röhrenhals eingebaute Strahlerzeugungssystem sorgt dafür, dass die Ionen in Achsrichtung auf die Metallwandung der Röhrenanode gelangen. Der Ionenfallenmagnet, ein schwacher Permanentmagnet, wird extern am Röhrenhals angebracht und so justiert, dass der Elektronenstrahl wieder in Richtung Röhrenachse und damit Leuchtschicht abgelenkt wird. Die massereichen Ionen werden durch das schwache Magnetfeld kaum beeinflusst und treffen nach wie vor auf die Anode des Strahlerzeugungssystems, wo sie keinen relevanten Schaden anrichten.

Ende der 1950er Jahre war die Technik soweit, dass vor der Leuchtschicht (aus Sicht des Strahlerzeugungssystems) ein Aluminiumfilm mit einer Dicke von 0,2 µm aufgebracht werden konnte. Die Ionen bleiben in der Schicht stecken, die wesentlich kleineren Elektronen fliegen fast ungehindert weiter zur Leuchtschicht. Gleichzeitig wird die Lichtabstrahlung nach hinten in den Röhrenkolben unterbunden, was die Helligkeit des Leuchtflecks (Reflexion an der Aluminiumschicht) und den Kontrast (keine Aufhellung dunkler Bildpartien durch Streulicht aus dem Röhrenkolben) erhöht.

Literatur

• Heinz Richter: Fernsehen für alle. In: Radiotechnik für alle. Drei, Franckh'sche Verlagshandlung, Stuttgart 1955, S. 102ff.
• Rudolf Goldammer: Der Fernseh-Empfänger. 3 Auflage. Franzis-Verlag, München 1958, S. 22ff.
• Otto Limann: Fernsehtechnik ohne Ballast. 8 Auflage. Franzis-Verlag, München 1969, S. 38ff.
• Werner Espe: Werkstoffkunde der Hochvakuumtechnik. 1: Metalle und metallisch leitende Werkstoffe, VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin 1957.
• Werner Espe: Werkstoffkunde der Hochvakuumtechnik. 3: Hilfswerkstoffe, VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin 1961.