DE2358643A1 - Gasgefuelltes sichtgeraet, insbesondere fuer fernsehen - Google Patents

Description

Patentanwälte

Dr.-Ing. Wilhelm Reichel
pl-Tng. Woligang Reichel

6 Fionkiuri a. M. 1
Paiksiraße 13

7584

Burroughs Corporation, Detroit, Michigan, VStA

Gasgefülltes Sichtgerät, insbesondere für Farbfernsehen

Die Erfindung betrifft ein gasgefülltes Sicht- oder Anzeigegerät, insbesondere für Farbfernsehen.

Seit das Fernsehen durch Kathodenstrahlröhren kommerziell durchführbar wurde, bestanden ständig Bemühungen, eine flache Fernsehröhre zu entwickeln· Es wurden verschiedene Arten flacher Sichtgeräte beschrieben, die zum Anzeigen von Bildern verwendbar waren, und zwar unter anderem Geräte mit einzelnen Lampen, eine Matrix aus elektrolumineszenten Leuchtstoff elementen und dgl. Jedoch scheint ein gasgefülltes Punktmatrixsichtgerät, das als ^MSELF-SCAN^ⁿ-Sichtgerät bekannt ist, hergestellt von Burroughs-Corporation, am besten als Farbfemsehsichtgerät geeignet zu sein, wenn Leuchtstoffmaterialien in die punktförmigen Zellen eingeführt werden. Jedoch würde ein SELF-SCAN Sichtgerät zur Wiedergabe von Fernsehbildern eine große Anzahl kleiner

409824/098 9

235 J643

Zellen erfordern, die in Spalten und Zeilen angeordnet sind, und da das - Sichtgerät durch aufeinanderfolgendes und kontinuierliches Abtasten der Zellen Spalte für Spalte betrieben wird, wäre der erforderliche Zyklus für eine Spalte relativ kurz. Um daher eine geeignete Lichtausbeute von dem Sichtgerät zu erhalten und ein zufriedenstellendes Bild zu liefern, wären relativ hohe Arbeitsströme erforderlich. Es sind jedoch keine Leuchtstoffe bekannt, die derartig hohe Ströme in einer Gasatmosphäre über lange Zeitdauern aushalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Sichtgeräte zu verbessern und insbesondere ein flaches Sichtgerät für Farbfernsehzwecke zu schaffen.

Kurz zusammengefaßt enthält ein Sicht- oder Anzeigegerät gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine Anordnung von gasgefüllten Zellen in einem äußeren Gehäuse, das eine Filterplatte enthält, die alle Zellen bedeckt und nur ultraviolette Strahlung hindurchläßt. Leuchtstoffe zur Erzeugung von rotem, grünem und blauem Licht sind in Dreiergruppen von Punkten auf der Filterplatte außerhalb der gasgefüllten Zellen, jedoch in Wirkverbindung mit denselben angeordnet. Wenn die Zellen in Übereinstimmung mit Eingangsvideosignalen mit Energie versorgt werden, regt die Intensität der Ausgangsstrahlung aus den Zellen die Leuchtstoffe an und erzeugt ein Farbbild in einer Weise, die der Erzeugung eines Bildes in einer Kathodenstrahlröhre mit Leuchtstoffdreiergruppen innerhalb des Vakuums ähnlich ist. Wegen weiterer Ausbildungsformen wird auf die Unteransprüche verwiesen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

In den Zeichnungen zeigt:

409824/0989

ORIGINAL INSPECTED

Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht , eines Anzeigegeräts gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in Fig. 1, die das Anzeigegerät in zusammengebautem . Zustand darstellt;

Fig. 3 eine vergrößerte Draufsicht eines Teils des Anzeigegeräts von Fig. 1;

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Anzeigegeräts gemäß der Erfindung und ein System, in dem es betrieben werden kann,, und

Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Teil eines Anzeigegeräts einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung in bezug auf die Anordnung der Anze.igezellen zu den Abtastzellen.

Eine Anzeigeplatte oder ein Anzeigegerät 10, das eine Ausführungsform der Erfindung darstellt, enthält eine Grundplatte 20 aus Isoliermaterial, wie z.B. Glas oder Keramik, die eine Vielzahl paralleler Rillen oder Schlitze 30 aufweist, die in ihrer oberen Oberfläche ausgebildet sind. In jedem dieser Schlitze 30 sind Elektroden 40 angeordnet, die in einer Betriebsart des Geräts als Ablenk- oder Abtastanoden verwendet werden, und Elektroden 50, die als Ablenkoder Abtastkathoden verwendet werden, liegen auf oder in der oberen Oberfläche der Platte 20. Jede als Kathode geschaltete Elektrode 50 kreuzt jede als Anode geschaltete Elektrode 40, und jeder Kreuzungspunkt bestimmt eine Abtastzelle 60 (Fig. 2). Die Kathoden enthalten Reihen aus "kleinen öffnungen 70, die jeweils bei einer Abtastzelle 60 liegen. Die Abtastzellen sind in Zeilen und Spalten angeordnet, und jede Kathode 50 ist entlang einer vertikalen Spalte von Abtastzellen auf der Platte ausgerichtet, wie es dargestellt ist. 409824/0989

Die Anzeigeplatte 10 enthält eine isolierende Platte 80, die über den Kathoden 50 angeordnet ist und mit Dreiergruppen von Öffnungen oder Anzeigezellen 9QR, B und G versehen ist, die in Wirkverbindung jeweils mit einer Kathodenöffnung 70 stehen und über dieser angeordnet sind und der Abtastzelle 60 zugeordnet sind. Die entsprechenden Zellen 9OR, 9OB und 9OG der Dreiergruppen sind in getrennten Zeilen ausgerichtet, und ein Anzeigeanodendraht 100R, B und G ist auf oder in der Oberfläche der isolierenden Platte SO angeordnet, wobei jeder Draht auf eine Zeile von Anzeigezellen 90 ausgerichtet ist und mit ihr in tfirkverbindung steht, vobei der Anodendraht 100R auf die Zellen 9OR, der Anodendraht 100B auf die Zellen 9OB und der Anodendraht 100G auf die Zellen 9OG ausgerichtet ist.

Die Anzeigeplatte bzw. das Sicht- oder Anzeigegerät 10 enthält eine Schicht oder Platte 110 aus Filtermaterial, die geeignet ist, die Transmission von weißem Licht zu verhindern und primär nur ultraviolette Strahlung hindurchzulassen. Das Filter 110 kann auf einer (nicht dargestellten) Glasträgerplatte ausgebildet sein, wenn es gewünscht wird. Die Schicht aus Filtermaterial 110, die isolierende Platte und die Grundplatte 20 sind entlang ihrer benachbarten Kanten mittels einer Glasfritte oder dgl. verbunden und abgedichtet, um eine gasdichte Abdichtung 120 zu bilden, und die Anzeigeplatte bzw. das Anzeigegerät ist über eine Zuführung 130 mit einem geeigneten Gas gefüllt. Details des Aufbaus einer derartigen Anzeigeplatte wie die Anzeigeplatte 10 können dem US-Patent Nr. 3 687 513 entnommen werden.

Gemäß der Erfindung sind dünne Punkte 14O (R, B, G) aus drei Arten von lichtemittierendem Leuchtstoffmaterial als Dreiergruppen auf der äußeren Oberfläche der Filterschicht 11C als getrennte, im allgemeinen kreisrunde Bereiche angeordnet, wobei jede Dreiergruppe auf die Dreiergruppen der

409824/0989

Zellen 90 ausgerichtet ist. Daher liegt in jeder Dreiergruppe der Leuchtstoffpunkt 14OR über der Zelle 9OR, der Leuchtstoffpunkt 140B über der Zelle 9OB und der Leuchtstoff punkt 140G über der Zelle 90G> Die drei Arten von Leuchtstoffmaterial können rotes, grünes und blaues Licht erzeugen, wenn sie durch ultraviolette Strahlung mit Energie versorgt werden, wobei die ultraviolette Strahlung von den zugeordneten Gaszellen 90 durch die Filterschicht an sie abgegeben wird. Wie in der Farbfernsehkathodenstrahlröhre bildet jede Leuchtstoffdreiergruppe ein Bildelement" und enthält einen roten_? grünen und blauen lichtemittierenden Leuchtstoff. Die Zellen 60, 90 und die Leuchtstoffpunkte 140 sollten hinreichend klein sein und dicht genug liegen, damit ein geeignetes Farbbild -erzeugt wird, wenn die Leuchtstoffpunkte in der oben beschriebenen "Weise mit Energie versorgt werden und dadurch angeregt werden. ·

Leuchtstoffnaterialien, die zur Durchführung der Erfindung geeignet sind, können leicht in der Industrie erhalten werden. Typische geeignete Leuchtstoffe können von General Electric Company erhalten werden, und einige dieser Leuchtstoffe sind in dem General Electric Bulletin of Electronic Phosphor Reference Data No. 9113 beschrieben. Ein geeigneter roter lichtemittierender Leuchtstoff ist der P22 Television Phosphor, der die Formel YVO^rEuYVO,:EuBi aufweist. Geeignete grünes Licht emittierende Leuchtstoffe sind der P1-Phosphor, der die Formel Zn₂SiO^:Mh aufweist, der F2-Phosphor, der die Formel ZnSrAgCu aufweist, und der P31-Phosphor, der die Formel ZnS:Ca besitzt. Geeignete blaue lichtemittierende Leuchtstoffe sind der PTB-Phosphor, der die Formel ZnS:Ag besitzt, und der PI1-Phosphor, der die Formel ZnSrAg aufv/eist.

Kurz zusammengefaßt wird beim Betrieb eines S3LF-SCAN Anzeigegeräts -jede Spalte der Abtastzellen 60 der Reihe nach aufeinanderfolgend gezündet, und die Schlitze 30, die in der

409824/0989

"Grundplatte 20 vorgesehen sind, erleichtern den Übergang des Glimraens aus einer Spalte der Abtastzellen zu der be-. naclibarten. Spalte. V/eiterhin bewirkt in ;edan Moment, wenn eine Spalte aus Abtastzellen eingeschaltet ist, ein Signalpotential, das an eine Abtastanode 100 gelegt wird, die einer "EIII"-Abtastzelle zugeordnet ist, die Übertragung des Glimmens von der Abtastzelle zu der zugeordneten Anzeigezelle. Die Helligkeit des Glimmens in der Anzeigezelle und die Intensität der erzeugten ultravioletten Strahlung wird durch die Amplitude des Stromes durch die Zelle zwischen der Kathode und der Anzeigeanode bestimmt. Venn die Spalten der Abtastzellen abgetastet werden und Signalpotentiale variierender Intensitäten an die zugeordneten Anzeigeanoden 100 gelegt werden, wird ein Signal oder ein Bild von der gesagten Anzahl der eingeschalteten Anzeigezellen dargestellt. Venn Leuchtstoffe, die durch ultraviolette Strahlung rait Znergie versorgt werden, den Anzeigezellen zugeordnet sind, wird das Signal oder das Bild durch die Leuchtstoffe angezeigt.

Im Anzeigegerät 10 stellt jede Dreiergruppe von Zellen 9OR, B und G und ihre zugeordneten Leuchtstoff punkte 140R, B und G ein Bildelement dar, und die Farbe der Lichtausbeute von jedem Bildelement ist eine Mischung der Lichtausbeute von jedem, einzelnen Leuchtetoffpunkt, wie das beim Farbfernsehen bekannt ist. Im Anzeigegerät 10 wird die Lichtausbeute jedes Leuchtstoffpunktes durch die Intensität des Signals, das an seine Anzeigeanodfe 100 gelegt wird, und die Intensität des Stromes, der .durch seine Zelle 90 fließt, bestimmt.

Eine typische Schaltung zum 3etrieb des Anzeigegeräts 10 ist schematisch in Fig. 4 dargestellt, in der das Anzeigegerät ebenfalls schematisch dargestellt ist und eine verschiedene Anzahl von Abtastzellen, Anzeigezellen und Bildelementen im Vergleich zu Fig. 1 aufweist. In Fig. 4 stellt

409824/0989

BAD ORIGINAL

" ⁷ ' 2353643

jeder mit 60-70 bezeichnete Kreis eine Abtastzelle 60 und die Öffnung 70 in dem zugeordneten Teil der als Kathode geschalteten Elektrode 50 dar. Die Kreise 90R, 90B und 90G stellen die Dreiergruppen der Anzeigezellen dar, und die Kreise 140R, 140B und 140G stellen die zugehörigen Dreiergruppen aus Phosphorpunkten dar, wobei jede Dreiergruppe in Wirkverbindung mit einer Abtastzelle 60 und einer Kathodenöffnung 70 steht. Die Dreiergruppen der Zellen 90 und die zugehörigen Leuchtstoffpunkte 140 bilden die Bildelemente.

Beim Betrieb der in Fig. 4 dargestellten Schaltung wird ein Betriebspotential an alle Abtastanoden 40 von einer Energiequelle 200 angelegt, und dann wird Betriebspotential aufeinanderfolgend und abwechselnd an jede der als Kathode geschalteten Elektroden 50 gelegt, wobei links begonnen wird und nach rechts forgeschritten wird. SELF-SCAN-Anzeigegeräte erlauben, daß die Kathoden gruppenweise mit je einer Treiberstufe 210 verbunden werden, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Eine Quelle 220 für Videosignale, einschließlich der Fernsehaufnahmekamera und ihrer zugehörigen Schaltung, ist mit den Schaltungen 230R, B und G gekoppelt, um rote, blaue und grüne Farbinformationssignale herauszuziehen, und diese Schaltungen sind mit den Anzeigeanoden 100R, B und G verbunden, damit die Farbinformationssignale an sie gelegt werden können.

Wenn jede Abtastkathode 50 durch ihre Treiberstufe 210 erregt wird und die Abtastanoden 40 erregt sind, wird die zugehörige Spalte von Abtastzellen 60 ionisiert und eingeschaltet, und dieser Betrieb wird der Reihe nach durch die gesamte Anzeigeplatte durchgeführt, wobei jede Spalte von Abtastzellen der Reihe nach eingeschaltet wird. Gleichzeitig mit der Erregung jeder Kathode 50 und dem Einschalten jeder Spalte von Abtastzellen 60 werden Fernsehinformationssignale, die durch die ursprünglichen Bildelemente bestimmt

409824/0989

sind, an die Anzeigeanoden 100R, B und G gelegt, die jeder Spalte von Dreiergruppen der Zellen 90 und jeder Spalte von Abtastzellen zugeordnet sind. Die Anzeigezellen 90 in jeder Dreiergruppe, die den erregten Anoden 100 zugeordnet sind, werden gezündet, und Strom fließt durch sie hindurch, wobei die Größe des Stromes durch die Amplitude der jeweiligen angelegten Informationssignale bestimmt wird. In jedem Falle bestimmt die Amplitude des Stromes durch jede Anzeigezelle 90 in jeder Dreiergruppe, wenn sie mit Energie versorgt wird, die Intensität der darin ausgebildeten Glimmentladung, und die Intensität der Glimmentladung wiederum bestimmt die Intensität der erzeugten ultravioletten Strahlung und die Intensität der Energieabgabe und Lichtausbeute jedes zugehörigen Leuchtstoffpunktes 140. Wie oben beschrieben worden ist, ist die Farbe des von jeder Dreiergruppe aus Leuchtstoffpunkten abgegebenen Lichtes eine Mischung des Lichtes, das von jedem einzelnen Leuchtstoffpunkt in jeder Dreiergruppe abgegeben worden ist. Beim Abtasten der Spalten der Abtastzellen ändern sich die Fernsehinformationssignale, die an die den entsprechenden Spalten von Dreiergruppen aus Zellen 90 zugeordneten Anoden 100 gelegt werden, wie es durch die entsprechenden Bildelemente in dem ursprünglichen Bild bestimmt ist, das durch Fernsehen übertragen wird. Das Ergebnis ist ein vollständiges Bild, das in Farbe dem ursprünglichen übertragenen Bild entspricht.

Wenn es gewünscht wird, kann das Sicht- oder Anzeigegerät 10 mit einer Zeilenrasterabtastung anstelle der Spalte-für-Spalte-Abtastung, wie sie oben beschrieben worden ist, betrieben werden. Anordnungen zum Durchführen einer Rasterabtastung sind in den US-Patentanmeldungen S.N. 38 408/1970 und 64 227/1970 beschrieben worden. Bei Zeilenrasterabtastung wurden die Zellen 60 der Reihe nach Zeile für Zeile erregt werden,

409824/0989

und die entsprechenden Farbinfornationssignale, die an die Dr ei or gruppen von Zellen 90 angelegt '-/erden, würden jede der Dreiergruppen aus -Leuchtsto-ffpunkten der Reihe nach mit Energie versorgen, um das geiriinschte zusammengesetzte Farbbild zu liefern.

In einer Abwandlung der Erfindung (Fig. 5) besitzen die drei /.nzeigezellen 9OR, B und G eine einzige Abtastzelle · und eine Kathodenöffnung 70 in einem Bildelement in einer etwas verschiedenen Art, als sie oben beschrieben worden ist. In dieser Abwandlung passen die Bereiche der Anzeigezelle 90 nicht in den gesamten Bereich einer Abtastzelle, und liegen stattdessen nur über einem Teil derselben und wirken mit diesem Teil zusammen. Diese Anordnung erlaubt, daß die Anzeigezellen und die Bildelemente enger zusammen als in der vorher beschriebenen Anordnung angeordnet wer den können.

409824/0989

Claims (6)

1. " ¹⁰ " 2353643

   Patentansprüche

   Λ*) Sicht- oder Anzeigegerät mit einem gasgefüllten Gehäuse, in dem eine Glimmentladung aufrechterhalten werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine als Kathode geschaltete Elektrode (50) und eine als Anode geschaltete Elektrode (40) innerhalb des Gehäuses (20, 80, 110, 120) angeordnet sind und beim Anlegen von Betriebsspannungen Kathoden-Glimmlicht erzeugen, wobei durch dieses Kathoden-Glimmlicht ultraviolette Strahlung erzeugt wird, und daß ferner eine bestimmte Menge Leuchtstoff (140R, 140B, 140G) außerhalb des äußeren Gehäuses vorgesehen ist, die jedoch mit dem im Gehäuse befindlichen Gas zusammenwirkt und derart angeordnet ist, daß sie ultraviolette Strahlung empfängt, wenn an der Kathode (50) Kathoden-Glimmlicht erzeugt wird.
2. 2. Sichtgerät nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet, daß es eine Vielzahl von Zellen (9OR, 9OB, 90G), die in einer Schicht oder Platte (80) innerhalb des Gehäuses angeordnet sind und von denen jede eine als Kathode geschaltete Elektrode (50) und eine als Anode geschaltete Elektrode (40) besitzt, und eine Vielzahl von Punkten aus Leuchtstoffmaterial (140R, 140B, 140G) enthält, die außerhalb des Gehäuses angeordnet sind, und daß jeder Leuchtstoffpunkt (14OR, 140B, 140G) auf eine der Zellen (9OR, 9OB, 90G) ausgerichtet ist und in dieser Zelle erzeugte ultraviolette. Strahlung empfängt.
3. 3. Sichtgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine Frontplatte aufweist, die ein Filter (110) enthält, das für innerhalb des Gehäuses erzeugte ultraviolette Strahlung durchlässig ist.

   409824/0989

   ORIGINAL INSPECTED
4. 4. Sichtgerät nach Anspruch 3,
   dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstoffpunkte (140R, 140B, 14OG) auf der äußeren Oberfläche der Frontplatte aufgebracht sind*
5. 5. Sichtgerät nach Anspruch 1 oder 2, " . dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstoffpunkte (140R, 140B, 140G) in Dreiergruppen angeordnet sind und drei Farben aufweisen, die zum Erzeugen von Farbfernsehbildern durch Mischen geeignet sind.
6. 6. Sichtgerät nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Lage oder Schicht erster Zellen (60-70) enthält, die in dem Gehäuse in Zeilen und Spalten angeordnet sind und Elektroden (40, 50) besitzen, mit denen die ersten Zellen (60-70) Spalte für Spalte abtastbar sind, daß es ferner eine Lage oder Schicht zweiter Zellen (9OR, 9OB, 90G) enthält, die an die Lage oder Schicht erster Zellen (60-70) angrenzt und in der die Zellen (9OR, 9OB, 90G) in Zeilen und Spalten angeordnet sind, wobei jede zweite Zelle (9OR, 9OB, 90G) in Wirkverbindung oder Arbeitsbeziehung mit einer ersten Zelle (60-70) steht, daß Elektroden (100R, 100B, 100G) vorgesehen sind, die.das Glimmen von ausgewählten ersten Zellen zu ausgewählten zweiten Zellen übertragen bzw. in diese zweiten Zellen hineinziehen, wenn die Spalten erster Zellen (60-70) abgetastet werden, und daß die Leuchtstoffpunkte (140R, 140B, 140G) anf eine der zweiten Zellen (9OR, 9OB, 90G) ausgerichtet sind und in dieser Zelle erzeugte ultraviolette Strahlung empfangen.

   A09824/0989

   eerseite