CH353033A - Anordnung zur optischen Wiedergabe von Information mit einem flächenelementweise erregbaren Leuchtphosphorschirm - Google Patents

Description

      Anordnung        zur    optischen Wiedergabe von     Information     mit einem     flächenelementweise    erregbaren     Leuchtphosphorschirm       Die vorliegende Erfindung     betrifft    eine Anord  nung zur optischen Wiedergabe von     Information:    mit  einem     flächenelementweise    erregbaren     Leuchtphos-          phorschirm    und betrifft eine     Weiterausbildung    der im  Hauptpatent beschriebenen Anordnung.  



  Im Hauptpatent ist eine solche Anordnung beschrie  ben, in welcher der     Leuchtphosphorschirm    eine Schicht  aus elektrolumineszierendem     Leuchtphosphoraufweist,     bei welchem Leiter auf der einen Seite der     Leucht-          phosphorschicht    bezüglich Leitern auf der anderen     Seite          gekreuzt    sind.

   Diese     Anordnung    weist ferner Mittel auf,  um der Reihe nach     Signalsteuerspannungen    an die  genannten Leiter anzulegen zwecks Erregung des  Leuchtphosphors und ist dadurch gekennzeichnet, dass  zwischen dem Leuchtphosphor und mindestens einem  Teil der Leiter eine     Impedanzschicht        verhanden    ist,  welche eine nichtlineare     Strom-Spannungs-Kennlinie     aufweist.  



  Die im vorerwähnten Hauptpatent beschriebene  Anordnung verwendet mechanische Schaltmittel, um  die Signalspannungen nacheinander an die einzel  nen Leiter anzulegen. Während sich solche mecha  nische Mittel wirksam für niedere     Abtast-    oder Schalt  geschwindigkeiten verwenden lassen, ergeben sie nicht  vollständig zufriedenstellende Ergebnisse bei den  üblichen     Fernsehabtastfrequenzen.     



  Es ist daher ein Zweck der vorliegenden Erfin  dung,     eine    derartige Anordnung     vorzusehen,    welche  sich bei den üblichen     Fernsehabtastfrequenzen    be  treiben lässt.  



  Die erfindungsgemässe Anordnung zeichnet sich  gegenüber derjenigen des Hauptpatentes     zusätzlich     dadurch aus, dass die     Signalsteuerspannungen    durch       kapazitive    Kopplungsvorrichtungen impulsmässig an  die genannten Leiter gelangen.

      Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Erfin  dungsgegenstandes zeichnet sich aus durch eine  Schicht aus elektrolumineszierendem Leuchtphosphor;  ein erstes Gitter paralleler Leiter, die unter sich     einen     Abstand aufweisen, auf der einen Seite der genannten  Schicht,     ein    zweites Gitter aus unter sich     einen    Ab  stand     aufweisenden,        parallelen        Leitern    auf der anderen  Seite der genannten     Schicht;    wobei     die    Leiter der beiden  Gitter quer zueinander verlaufen;

   weiter durch eine  erste Schicht aus     dielektrischem        Material    auf dem  ersten Gitter; eine zweite Schicht aus     dielektrischem     Material auf dem zweiten Gitter; einen ersten Elek  tronenstrahl, welcher die erste Schicht abtastet, um  auf dieser elektrostatische Ladungen zu     erzeugen,     welche     kapazitiv    mit den Leitern des ersten     Gitters     zu koppeln sind;

   einen zweiten Elektronenstrahl, wel  cher die zweite Schicht abtastet, um auf dieser elek  trostatische Ladungen     zu    erzeugen, welche     mit    den       Leitern    des     zweiten        Gitters        kapazitiv    gekoppelt sind,  und schliesslich durch Mittel, um die beiden Elektro  nenstrahlen zu modulieren.  



  Nachstehend werden Ausführungsbeispiele des  Erfindungsgegenstandes unter Bezugnahme auf die  Zeichnung näher erläutert.  



  Die     Fig.    1 zeigt eine Draufsicht auf einen     Leucht-          phosphor-Bildschirm,    welcher     mechanische    Mittel  verwendet, um an die kreuzweise verlaufenden Gitter  eine     Signalspannung    anzulegen,  Die     Fig.    2 eine Draufsicht auf ein erstes Ausfüh  rungsbeispiel des     Erfindungsgegenstandes,

       Die     Fig.    3 einen längs der     Linie    3-3 der     Fig.    2  geführten Schnitt     und     Die     Fig.4    einen Querschnitt durch einen Teil  eines gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel     ge-          ringfügig    abgeänderten zweiten Ausführungsbei  spiels.

        Der Bildschirm nach     Fig.    1 weist eine     Schicht    1  aus     elektrolumineszierendem    Leuchtphosphor auf,  welcher zwischen einem ersten Gitter 2 und einem       zweiten        Gitter    3     liegt.    Das Gitter 2 besteht aus einer  Anzahl von leitenden, unter sich einen Abstand auf  weisenden parallelen Streifen 4, und das     Gitter    3 ist aus  gleichartigen Streifen 5 aufgebaut, welche senkrecht     zu     den     Leitern    4 verlaufen.

   Zwei mechanische Drehschal  ter 6 und 7 sind leitend mit den einzelnen Gitterleitern  4 und 5 verbunden, während eine     Signalspannungs-          qüelle    8 mit den Dreharmen 9 und 10 der beiden  Schalter 6 und 7 verbunden ist. Wenn die Arme 9  und 10 drehen, werden die Leiter 4 und 5 einzeln  und der Reihe nach mit der Signalquelle 8 verbun  den. Wenn die Amplitude der von der Quelle 8 ge  lieferten Signalspannung richtig gewählt ist,     kann    die       Leuchtphosphorschicht    1 an den     Kreuzungsstellen    der  jeweils mit der     Signalspannungsquelle    8 verbundenen  Leiter 4 und 5 zum Lumineszieren gebracht werden.

    Für weitere Einzelheiten betreffend den     Aufbau    und  die Arbeitsweise dieser in     Fig.    1 dargestellten Vor  richtung sei auf das Hauptpatent und ausserdem auf  das USA-Patent Nr. 2698915 verwiesen, welches     eine     ähnliche Vorrichtung     zeigt.    Geeignete elektrolumi  neszierende     Leuchtphosphore    sind beispielsweise in den  beiden USA-Patenten Nm. 2 566 349 und 2 698 915  beschrieben.  



  Im vorerwähnten Hauptpatent wird eine beson  dere Schirmkonstruktion beschrieben und     beansprucht,     welche einen Stoff mit nichtlinearer Impedanz in Form  einer Schicht verwendet, welche     mit    der     Leuchtphos-          phorschicht    in Wechselwirkung steht.

   Diese Schicht be  steht entweder aus einem sog.     Polarisator    oder aus       ferroelektrischem    Material, und da jeder dieser beiden  Stoffe bei den Ausführungsbeispielen der vorliegenden  Erfindung verwendet werden kann und in gleicher  Weise, wie dies im Hauptpatent beschrieben ist,     wird    in  der vorliegenden Beschreibung in dieser Beziehung  nur so viel erwähnt, als für ihr Verständnis erforderlich  ist.  



  Nachdem nun die Arbeitsweise der Vorrichtung  nach     Fig.    1 bzw. die Erregung der     Leuchtphosphor-          schicht    1 in grossen Zügen beschrieben worden ist, soll  nun auf die     Fig.    2 und 3 übergegangen werden, welche  ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er  findung darstellen. Eine     Leuchtphosphorschicht    1 und  eine anliegende     ferroelektrische    Schicht 11 sind zwi  schen den gekreuzten Gittern 2 und 3 angeordnet. Die       einzelnen    diese Gitter bildenden Leiter ragen je auf       einer    Seite über die Schichten 1 und 11 heraus, wobei  diese herausragenden Teile der Gitterleiter mit 12  und 13 bezeichnet sind.

   Mit den einzelnen Gitter  leitern 5 und 4 sind Sammelschienen oder Vorspann  elektroden 14 und 15 über     geeignete    Trennwider  stände 16 und 17 verbunden. Der Zweck dieser Wi  derstände besteht darin, den Kurzschluss der entspre  chenden Gitterleiter zu verhindern. Eine Batterie 18  liefert eine geeignete     Vorspannung    an die beiden  Sammelschienen 14 und 15, um die     ferroelektrische     Schicht 11 in einen     Betriebszustand    nahe an die         Sättigung    zu bringen, wie dies im Hauptpatent ein  gehend     dargelegt    ist.  



  Durch Anlegung einer geeigneten Erregerspan  nung an irgend zwei ausgewählte Gitterleiter, wie  beispielsweise die Leiter 19 und 20, wird der     Leucht-          phosphor    an der Stelle 21, welche an der Kreuzung  der Leiter 19 und 20 liegt, zum Lumineszieren ge  bracht. Man erkennt, dass durch aufeinanderfolgende  und rasche Anlegung einer Erregerspannung an die  entsprechenden Leiter der Gitter 2 und 3 ein sicht  bares Kontrastbild erzeugt werden kann.  



  Auf den vorstehenden Enden 12 und 13 der Lei  ter 5 und 4 sind     zwei        Kathodenstrahlvorrichtungen     22 und 23 montiert. Da diese beiden Vorrichtungen  oder Röhren identisch sind, wird nur eine beschrie  ben. Die Röhre weist einen evakuierten Kolben 24  aus Glas oder dergleichen von länglicher Form und  annähernd rundem Querschnitt auf, wobei im Quer  schnitt jedoch die Seite 25 abgeflacht ist, welche an  den verlängerten Enden 12 der Leiter     anliegt.    Auf der  Innenwand des Kolbens ist ein geeigneter leitender  Überzug 26 vorhanden, dessen Zweck nachstehend  beschrieben wird. Der Überzug 26 erstreckt sich nicht  über die abgeflachte Seite 25.

   Im einen Ende des  Kolbens 24 ist eine übliche Elektronenkanone 27  untergebracht, welche einen Elektronenstrahl erzeugt,  welcher     normalerweise    einen Weg beschreibt, wel  cher parallel zur Ebene der     Gitterverlängerungen    12  und senkrecht zu diesen Verlängerungen verläuft. Auf  die Kanone 27 folgen in der Strahlrichtung elektro  statische     Ablenkplatten    28, welche den Strahl nur  in einer Ebene ablenken, welche senkrecht zur Ebene  der Verlängerungen 12 steht.

   Somit kann durch     An-          legung    geeigneter     Ablenkspannungen    an die Platten  28 der Strahl der Reihe nach quer über alle     Leitcrver-          längerungen    12 geführt werden.  



  Man erkennt, dass in beiden Röhren 22 und 23  der Elektronenstrahl über den abgeflachten Wand  teil 25     geführt    werden kann, welcher an den Verlän  gerungen 12 und 13     anliegt,    und zwar mit der glei  chen Geschwindigkeit oder mit verschiedenen Ge  schwindigkeiten. Für die Erzeugung eines üblichen  Fernsehbildes würde die     Abtastgeschwindigkeit    der  Röhre 22 der     Bildabtastung    und die     Abtastung    der  Röhre 23 der     Zeilenabtastung    entsprechen.  



  An dieser Stelle ist es zweckmässig, kurz auf eine       bevorzugte    Ausbildung der Elektronenkanone 27  hinzuweisen. Es ist erwünscht, dass der Strom der  Elektronenstrahlen im Betrieb hoch ist. und solche  Ströme werden üblicherweise mit Hilfe von sog.       Pierce-Kanonen    oder mit üblichen     Triodenkanonen     erzeugt, welche     bandförmige    Strahlen mit Rechteck  querschnitt erzeugen. Solch ein bandförmiger Strahl  ist in der     Fig.    2 durch die gestrichelten Linien 29  und 30 dargestellt, welche von den Kanonen der bei  den Röhren 22 und 23 ausgehen.

   Die Wichtigkeit  einer hohen Stromstärke ergibt sich aus den folgenden  Überlegungen:  Im Betrieb wird ein Videosignal an die Steuer  gitter oder an andere geeignete     Elektroden    der Ka-           nonen    der beiden Röhren 22 und 23 angelegt, um die  entsprechenden Strahlen in     ihrer    Intensität .zu modu  lieren. Durch Anlegung der     Ablenksignale    an die  beiden Röhren ergibt sich der     Auftreffpunkt    auf der  Wand 25 längs eines geradlinigen W     eges    und bewirkt  die Freigabe oder Auslösung von Sekundärelektronen  aus der Wand 25, und zwar mit einem     Verhältnis     grösser als 1.

   Diese Sekundärelektronen werden durch  den leitenden Wandüberzug 26 gesammelt. Infolge  dessen erzeugt der Elektronenstrahl positive Ladun  gen auf dem abgeflachten Wandteil 25, und zwar  in einem Ausmass, welches dem     Momentanwert    des  Videosignals entspricht. Während der Zeitdauer,  während welcher diese Ladung gegenüber einer be  sonderen Leiterverlängerung 12 oder 13 aufgebaut  wird, wird auf dieser Verlängerung durch die     kapa-          zitive    Kopplung über das zwischenliegende Wandele  ment ein Spannungsimpuls erzeugt. Während die eine  Röhre eine solche Ladung oder einen solchen Energie  impuls für einen der entsprechenden Gitterleiter  erzeugt, bewirkt die andere Röhre die Erzeugung ent  sprechender Impulse auf den Leitern des anderen  Gitters.

   Wenn man den     Momentanzustand    betrachtet,  in welchem der Strahl 29 eine Ladung über dem Lei  ter 20 und der Strahl 30 eine Ladung über dem Lei  ter 19     erzeugt,    so erkennt man,     d'ass    an der Kreu  zungsstelle 21 der beiden     erwähnten    Leiter ein Licht  punkt     erzeugt    wird. Indem man den     Strahl    29 mit  einer     Fernseh-Bildabtastfrequenz    über die entspre  chenden Leiter und den Strahl 30 mit der horizon  talen Zeilenfrequenz über die zugeordneten Leiter  führt, wird auf dem     Leuchtphosphorschirm    1 ein  üblicher Fernsehraster erzeugt.  



  Um Impulse genügender Intensität auf den Gitter  leitern zu     erzeugen,    ist es nötig, dass erstens die  Kopplungskapazität     zwischen    der Innenfläche der  Röhre und den Leitern hoch ist, und dass zweitens  die     Strahlintensität    hoch ist.

   Eine hohe Kopplungs  kapazität lässt sich durch Beachtung der folgenden  Forderungen erzielen:  a) der flache Wandteil 25 sollte so dünn sein, als  dies überhaupt möglich ist, und  b) Luftzwischenräume zwischen der Aussenseite  des flachen Wandteiles 25     und    den Leiterverlän  gerungen sollten vermieden werden, indem ein  plastischer Stoff mit hoher     Dielektrizitätskonstante     verwendet wird, welcher als Kopplungsfilm oder  Kopplungsschicht     zwischen    der Röhrenwand und den  Leiterverlängerungen dient.  



  Eine     kapazitive    Kopplung durch die Röhren  wand hindurch mit den Leitern lässt sich in etwas ab  geänderter Form gemäss dem     Ausführungsbeispiel     der     Fig.    4 bewerkstelligen. In der     Fig.    4 sind gleiche  Teile mit den gleichen Überweisungszeichen versehen  wie in den früheren Figuren. Anstatt eine Wand der  Röhre abzuflachen, um den abgeflachten Wandteil  25 der     Fig.    3 zu erzeugen, wird ein flaches Stück  oder Fenster 31 verwendet, welches aus     ferroelek-          trischem    Material besteht. Dieses Material kann das       gleiche    sein, das für die Schicht 11 des Schirmes    selbst verwendet wird.

   Durch     geeignete        Teile    32  wird das Fenster 31 mit dem eigentlichen Röhren  kolben hermetisch verbunden, so dass das Fenster 31  auf die     Leiterverlängerungen.    12 zu liegen kommt, in  gleicher Weise,     wie    dies für den abgeflachten Ab  schnitt 25 der Fall war.  



  Da das     ferroelektrische    Fenster eine hohe     Dielek-          trizitätskonstante    aufweist, erkennt man, dass eine  hohe     Kopplungskapazität    mit den Leiterverlängerun  gen 12 erreicht wird.  



  Da der Elektronenstrahl den abgeflachten Wand  teil rasch abtastet, kann sich in gewissen Fällen der  Zustand einstellen, dass die durch einen     Abtastvorgang     erzeugten elektrostatischen Ladungen nicht genügend  rasch verschwinden. In diesem Fall ist es wünschens  wert, auf der Innenseite des abgeflachten Wandteils  einen Halbleiterüberzug zu verwenden, um die La  dung zu löschen oder abzuführen, kurz nachdem sie       erzeugt    wurde. Ein     geeignetes        Halbleitermaterial     ist     Titanium-Oxyd-Dioxyd,    welches in     einer    Sauer  stoffatmosphäre auf die Röhrenwand aufgedampft  wird.

   Der aufgedampfte Film     kann    entweder im Va  kuum oder im Sauerstoff einer     Wärmebehandlung     unterworfen werden, um die gewünschten Wider  standseigenschaften zu erzielen. Eine andere mögliche       ,Art    zur Löschung der Ladungen, die durch einen       Strahlabtastvorgang    erzeugt werden, bevor die nächste       Abtastung        einsetzt,    besteht darin, die Geschwindig  keit der     Strahlelektronen    während der Rücklauf  periode auf einen Wert zu vermindern, welcher gerin  ger als der zur Erzeugung einer Sekundäremission  benötigte Wert ist.

   Somit wird     während    des aktiven       Abtastzyklus    die     Elektronenstrahigeschwindigkeit    hoch  gemacht, um die nötige Sekundäremission zu erzeu  gen, während beim     Strahlrücklauf    die Elektronenge  schwindigkeit so weit herabgesetzt wird, dass das Se  kundäremissionsverhältnis kleiner als 1 wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Anordnung zur optischen Wiedergabe von In formation mit einem flächenelementweise erregba ren Leuchtphosphorschirm nach Patentanspruch des Hauptpatentes, dadurch gekennzeichnet, .dass die Signalsteuerspannungen durch kapazitive Kopplungs vorrichtungen impulsmässig an die genannten Leiter gelangen. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Anordnung nach Patentanspruch, gekennzeich net durch eine erste Schicht aus dielektrischem Mate rial, die an dem von den auf der einen Seite der Leucht- phosphorschicht liegenden Leitern gebildeten ersten Gitter anliegt, weiter durch eine zweite Schicht aus dielektrischem Material, welche an dem von den auf der anderen Seite der Leuchtphosphorschicht liegenden Leitern gebildeten zweiten Gitter anliegt, weiter durch eine erste Elektronenstrahlvorrichtung, deren Strahl die genannte erste Schicht abtastet,

   um auf dieser elektrostatische Ladungen zu erzeugen, die kapazitiv auf die Leiter des ersten Gitters gelangen, ferner durch eine zweite Elektronenstrahlvorrichtung, deren Strahl die genannte zweite Schicht abtastet, um auf dieser elektrostatische Ladungen zu erzeugen, die kapazitiv auf die Leiter des zweiten Gitters ge langen, und Mittel zur Modulation der genannten Elektronenstrahlen. 2.

   Anordnung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahl der ersten Elektronen strahlvorrichtung quer zu den Leitern des ersten Gitters und praktisch parallel zur genannten ersten Schicht verläuft, dass weiter erste Ablenkmittel vor handen sind, welche bewirken, dass der genannte Strahl die erste Schicht linear abtastet, dass weiter der Strahl der zweiten Elektronenstrahlvorrichtung quer zu Leitern des zweiten Gitters und praktisch parallel zur genannten zweiten Schicht verläuft, und dass zweite Ablenkmittel vorhanden sind, welche bewirken,

   dass der letztgenannte Strahl die zweite Schicht linear abtastet. 3. Anordnung nach Patentanspruch, gekennzeich net durch eine erste Kathodenstrahlröhre mit einem Glaskolben, dessen Aussenwand auf dem ersten Gitter aufliegt, das durch die auf der einen Seite der Leucht- phosphorschicht liegenden Leiter gebildet wird, wobei diese erste Röhre eine Elektronenkanone zur Erzeu gung eines Strahles aufweist, welcher sich quer zu den Leitern des ersten Gitters und parallel zur Ebene dieses Gitters erstreckt, weiter durch der ersten Röhre zugeordnete Ablenkmittel,

   um den Strahl über die den Leitern des ersten Gitters direkt gegenüberlie gende Innenwand des Röhrenkolbens zuführen zwecks Erzeugung von elektrostatischen Ladungen auf dieser Innenwand; weiter durch eine zweite Kathodenstrahl röhre mit einem Glaskolben, dessen Aussenwand auf dem zweiten Gitter aufliegt, dass durch die Leiter auf der anderen Seite der Leuchtphosphorschicht gebildet wird, wobei diese zweite Röhre eine Elektronenkanone zur Erzeugung eines Strahles aufweist, welcher sich quer zu den Leitern des zweiten Gitters und parallel zur Ebene dieses Gitters erstreckt,

   weiter durch der zweiten Röhre zugeordnete Ablenkmittel, um den Strahl dieser Röhre über die den Leitern des zweiten Gitters direkt gegenüberliegende Innenwand des Röh renkolbens der zweiten Röhre zu führen zwecks Er zeugung von elektrostatischen Ladungen auf dieser Innenwand.