DE1078169B

DE1078169B - Bildwiedergabeeinrichtung mit einem Elektrolumineszenzschirm

Info

Publication number: DE1078169B
Application number: DEI12159A
Authority: DE
Inventors: Richard K Orthuber
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1955-09-06
Filing date: 1956-09-06
Publication date: 1960-03-24
Also published as: US2877376A; CH353033A

Description

Bildwiedergabeeinrichtung mit einem Elektrolumineszenzschirm Die Erfindung befaßt sich mit einer Bildwiedergabeeinrichtung mit einem Elektrolumineszenzschirm, bei dem eine Leuchtstoffschicht zwischen gekreuzten Gittern angeordnet ist, die aus parallel voneinander isolierten, zueinander senkrechtenLeitern bestehen, an die in vorbestimmter Reihenfolge Signalspannungen gelegt werden.
In derUSA.-Patentschrift 2698915 ist einElektrolumineszenzschirm mit gekreuzten Gittern beschrieben. Der Elektrolumineszenzschirm besteht im wesentlichen aus einer Schicht eines elektrolumineszierenden Materials, die zwischen zwei verschiedenen Sätzen von Leitern angeordnet ist, wobei die Leiter der beiden Sätze sich im wesentlichen senkrecht zueinander erstrecken. Beim Anlegen von nacheinander folgenden Spannungssignalen mittels mechanischer Schaltmittel zu den einzelnen Leitern jedes Satzes ist es möglich, den Leuchtstoff anzuregen und dadurch ein Leuchtbild zu erzeugen. Die mechanischen Schaltmittel sind für kleine Geschwindigkeiten geeignet, sie genügen jedoch nicht bei den üblichen Fernsehabtastfrequenzen.
In dem älteren deutschen Patent 1002 789 ist eine Bildwiedergabeeinrichtung unter Schutz gestellt, bei der das Leuchttableau mit den gekreuzten Leitern und der Leuchtstoffschicht im Vakuum angeordnet ist. Im gleichen Vakuum sind auch zwei Kathodenstrahlerzeuger untergebracht, deren Kathodenstrahlen auf die Enden der gekreuzten Leiter auftreffen und auf den Leitern des einen . Systems positive und auf denen des anderen Systems negative Ladungen erzeugen.
Die Erfindung schlägt bei einer Bildwiedergabeeinrichtung mit einem Elektrolumineszenzschirm, bei dem die Leuchtstoffschicht zwischen gekreuzten Gittern angeordnet ist, die aus parallelen, voneinander isolierten Leitern bestehen, an die in vorbestimmter Reihenfolge durch Kathodenstrahlen Signalspannungen gelegt werden, vor, diese Signalspannungen kapazitiv über durch den Elektronenstrahl zweier Elektronenstrahlröhren abgetastete Dielektrika, vorzugsweise die Röhrenwandungen, anzulegen. Der Elektrolumineszenzschirm der erfindungsgemäßenAnordnung weist eine Schicht aus elektrolumineszierendem Material auf, auf deren einer =Seite sich ein erstes Gitter, bestehend aus parallelenLeitern, und auf deren anderer Seite sich ein zweites Gitter, bestehend aus parallel zueinander angeordneten Leitern, befindet, wobei die 'Leiter der entsprechenden Gitter quer zueinander angeordnet sind und zwischen den Gittern und der Elektrolumineszenzschicht wenigstens auf einer Seite eine Schicht von dielektrischem Material angeordnet ist. Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, daß das Anlegen der Signalspannungen kapazitiv erfolgt. Dies geschieht vorzugsweise folgendermaßen: Ein erster Elektronenstrahl tastet die erste Röhrenwandung ab und erzeugt darauf elektrostatische Ladungen, die mit den Leitern des ersten Gitters kapazitiv gekoppelt sind. Ein zweiter Elektronenstrahl tastet die zweite Röhrenwandung ab und erzeugt elektrostatische Ladungen, die mit den Leitern des zweiten Gitters kapazitiv gekoppelt sind.
An Hand der Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele dargestellt sind, soll nun dieErfindung näher erläutert werden.
Fig. 1 ist die Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung; Fig. 2 ist einschnitt längs derLinieA-A derFig.1; Fig. 3 zeigt einen Teilschnitt eines besonders abgeänderten Beispiels der Erfindung.
An Hand der Fig. 1 und 2 soll nun das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben werden. In diesen Figuren sind eine Leuchtstoffschicht 1 und eine Schicht 11 mit nichtlinearer Impedanz (ferroelektrische Schicht oder Polarisatorschicht) zwischen den gekreuzten Gittern 2 und 3 angeordnet. Die einzelnen Leiter dieser Gitter ragen etwas über die Schichten 1 und 11 hinaus, wie dies durch die Bezugszeichen 12 und 13 angezeigt ist. Vorspannungsschienen 14 und 15 sind mit den einzelnen Leitern 4 und 5 der entsprechenden Gitter mittels geeigneter Widerstände 16-und 17 verbunden. Der Zweck dieser Widerstände ist der, einen Kurzschluß der entsprechenden Leiter zu verhindern. Die Batterie 18 liefert den Schienen 14 und 15 eine geeignete Vorspannung, die die ferroelektrische Schicht 11 in die Nähe der Sättigung bringt. Beim Anlegen einer geeigneten Erregungsspannung an zwei Leiter, beispielsweise 19 und 20, leuchtet das Leuchtstoffmaterial im Punkt 21, der dem Zwischenraum zwischen diesen beiden Leitern entspricht, auf. Durch aufeinänderfolgendes räschesAnlegen einerErregungsspannung an die entsprechenden Leiter des Gitters 2 -und 3 kann also ein sichtbares Bild erzeugt werden. Zwei Elektronenstrahlröhren 22 und 23 sind auf den überragenden Leiterenden 12 und 13 angeordnet. Da diese beiden Röhren 22 und 23 identisch sein können, sei nur eine Röhre an Hand von Fig. 2 näher beschrieben. Die Röhre besteht aus einer evakuierten Glasumhüllung:- Sie ist langgestreckt und weist mit Ausnahme der ebenen Seite 25, welche auf den Verlängerungen 12 der Leiter aufliegt, einen im wesentlichen runden Querschnitt auf. Mit Ausnahme der ebenen Seite 25 ist die innere Oberfläche der Röhre mit einem leitenden Belag 26 versehen. Ein Strahlerzeugungssystem 27 der üblichen Bauart ist an einem Ende der Umhüllung 24 angeordnet und erzeugt einen Elektronenstrahl, dessen Weg normalerweise parallel zur Ebene der Leiterverlängerungen 12 und quer zu diesen verläuft. Ferner sind geeignete Ablenkmittel, beispielsweise die elektrostatischen Ablenkplatten 28 zur Ablenkung des Elektronenstrahls in einer Ebene senkrecht zu der Ebene der Leiterverlängerung 12 vorgesehen.
Die Elekronenstrahlen der Röhren 22 und 23 können die entsprechenden Wandteile 25, die den Leiterverlängerungen 12 bzw. 13 gegenüber angeordnet sind, entweder mit der gleichen oder mit verschiedenen Geschwindigkeiten abtasten. Um ein übliches Fernsehbild zu erzeugen, entspricht die Abtastfrequenz der Röhre 22 dem Bildwechsel, während die Frequenz der Röhre 23 den Zeilenfrequenzen entspricht. -Es ist wünschenswert, daß die Elektronenstrahlen eine große Stromdichte aufweisen. Derartige Ströme werden üblicherweise mit Hilfe von sogenannten Pierceschen Strahlerzeugungssystemen oder mit den gebräuchlichen Triodenanordnungen erzeugt. Diese Strahlerzeugungssysteme erzeugen einen Strahl mit rechteckigem Querschnitt. Derartige Strahlen sind durch die gestrichelten Linien 29 und 30 (Fig. 1), die von den Strahlerzeugungssystemen der zwei Röhren 22 und 23 ausgehen, wiedergegeben. Die Bedeutung der hohen Stromdichte des Strahls soll im folgenden näher erläutert werden: Das Fernsignal wird an das Steuergitter oder eine andere Steuerelektrode des Strahlerzeugungssystems der Röhre 22 angelegt, um den Strahl in seiner Dichte zu modulieren. Beim Anlegen der Ablenksignale an jede der beiden Röhren wandert der Auftreffpunkt jeweils auf der Wand 25 geradlinig weiter und löst aus dieser Wand Sekundärelektronen mit einem Sekundäremissionsfaktor größer als 1 aus. Diese Sekundärelektronen werden durch den leitenden Wandbelag 26 gesammelt. Auf der ebenen Wand 25 der Röhre 22 ,verden durch den Elektronenstrahl somit positive Ladungen erzeugt, die der augenblicklichen Amplitude des Fernsehsignals entsprechen. Diese Ladungen erzeugen durch kapazitive Kopplung an einer Leiterverlängerung 12 Impulsspannungen, während die Röhre 23 gleichbleibende, ebenfalls positive Ladungen bzw.Impulsspannungen, jedoch von anderer Höhe, für die Leiter des anderen Gittersystems erzeugt.
Wenn im gleichen Augenblick der Strahl 29 eine Ladung am Leiter 20 und der Strahl 30 eine Ladung am Leiter 19 erzeugt, wird im Zwischenraum 21 ein Lichtpunkt erzeugt. Tastet der Strahl 29 die entsprechenden Leiter mit der Bildfrequenz und der Strahl 30 seine Leiter mit der Zeilenfrequenz ab, so wird durch, den Leuchtschirm 1 ein übliches Rasterbild erzeug.
Um auf den Leitern Impulse von genügender Intensität zu erzeugen, ist es wichtig, daß die Kopplungskapazität zwischen der inneren Oberfläche der Röhre und den Leitern und die Strahlintensität größer sind. Eine große Kopplungskapazität kann durch folendes erreicht werden: a) Die ebene Wand 25 soll so dünn wie möglich ausgeführt werden.
b) Luftzwischenräume zwischen der Außenwand 25 und den Leiterverlängerungen sollen durch ein plastisches Material mit großer Dielektrizitätskonstante vermieden werden. Das plastische Material dient als Kopplungsfilm zwischen der Röhrenwand 25 und den Leiterverlängerungen.
Eine derart verbesserte kapazitive Kopplung durch die Röhrenwand zu den Leitern kann durch das etwas abgeänderte Ausführungsbeispiel der Fig.3 erreicht werden. Für die gleichen Teile sind die gleichen Bezugszeichen verwendet. An Stelle der ebenen Wand 25 der Fig. 2 wird ein ebenes Fenster 31 aus ferroelektrischem Stahl verwendet. Dieses Material kann das gleiche sein wie es für die Schicht 11 des Schirmes verwendet wird. Geeignete Verbindungen werden dazu benutzt, um das Fenster 31 mit der Röhrenumhüllung vakuumdicht zu verbinden. Das Fenster 31 wird in der gleichen Weise wie die ebene Röhrenwand 25 auf den Leiterverbindungen 12 angeordnet.
Da das ferroelektrische Fenster eine hohe Dielektrizitätskonstante besitzt, ist eine große Kopplungskapazität zu den Leiterenden 12 gewährleistet.
Da der Elektronenstrahl die ebene Wand rasch abtastet, ist es möglich, daß die durch ihn erzeugten elektrostatischen Ladungen nicht rasch genug ver schwinden. In diesem Falle ist es wünschenswert. einen halbleitenden überzug auf der Innenwand des ebenen Röhrenteiles zu verwenden, um die Ladung möglichst bald nach ihrer Erzeugung zu entfernen. Als geeignetes Material für die halbleitende Schicht hat sich Titanoxyd-Dioxyd erwiesen, das in einer Sauerstoffatmosphäre auf die Röhrenwand aufgedampft ist. Der aufgedampfte Film kann entweder im Vakuum oder im Sauerstoff erhitzt werden, um die gewünschten Widerstandseigenschaften zu erhalten. Ein anderer Weg zur Beseitigung der Ladungen ist die Verringerung der Strahlgeschwindigkeit bei seiner Rückführung auf einen Wert unterhalb des zur Erzeugung von Sekundärelektronen erforderlichen Wertes. Die Geschwindigkeit des Schreibstrahls wird also so groß gemacht, daß die nötigen Sekundärelektronen erzeugt werden, aber bei der Strahlrückkehr ist die Geschwindigkeit so weit vermindert, daß der Sekundäremissionsfaktor kleiner als 1 wird. Es können selbstverständlich auch alle anderen bekannten Verfahren zur Beseitigung der Ladung zwischen zwei Schreibperioden verwendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Bildwiedergabeeinrichtung mit einem Elektrolumineszenzschirm, bei dem die Leuchtstoffschicht zwischen gekreuzten Gittern angeordnet ist, die aus parallelen, voneinander isolierten Leitern bestehen, an die in vorbestimmter Reihenfolge durch Kathodenstrahlen Signalspannungen gelegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlegen dieser Signalspannungen kapazitiv über durch den Elektronenstrahl zweier Elektronenstrahlröhren abgetastete Dielektrika, vorzugsweise die Röhrenwandungen, erfolgt. z. Bildwiedergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den mit der Signalspannung modulierten Elektronenstrahl auf dem Dielektrikum Sekundärelektronen ausgelöst werden. 3. Bildwiedergabeeinrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem einen Gitter und der Leuchtstoffschicht ein Material mit sich mit angelegter Spannung ändernder Impedanz angeordnet ist. 4. Bildwiedergabeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhren zur Erzeugung der Elektronenstrahlen derart angeordnet sind, daß die Elektronenstrahlen senkrecht zu den Leitern des entsprechenden Gitters und im wesentlichen parallel zu den Schichten verlaufen. 5. Bildwiedergabeeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Wände der Röhren auf den Leitern der entsprechenden Gitter angeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 698 915. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1002 789.