DE2623988A1

DE2623988A1 - Verfahren zur modulation eines ladungstraegerstroms

Info

Publication number: DE2623988A1
Application number: DE19762623988
Authority: DE
Inventors: Anton Knoll; Peter Dipl Ing Marten; Ingo Dipl Chem Dr Rer Steiner
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1976-04-30
Filing date: 1976-05-28
Publication date: 1977-12-08

Description

"Verfahren zur Modulation eines Ladungsträgerstroms"
Zusatz zu DT-PS . ... ...
(Patentanmeldung P 26 19 139.9) Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Modulation eines Ladungsträgerstroms in einer Einrichtung zur Ansteuerung einer Anzeigevorrichtung, vorzugsweise eines Flachbildschirmes mit einer aus Zeilen und Spalten bestehenden Matrix, in deren Knotenpunkten Schalt zellen angeordnet sind, wobei jede der Schaltzellen Mittel zur Erzeugung eines elektrostatischen Querfeldes enthält, durch welches Ladungsträger eine im wesentlichen parallel zur Ebene der Anzeigevorrichtung gerichtete Beschleunigung erfahren und wobei auf beiden Seiten der Schaltzellen Mittel zur Erzeugung eines elektrostatischen Längsfeldes vorgesehen sind, durch welches Ladungsträger eine im wesentlichen senkrecht zur Ebene der Anzeigevorrichtung gerichtete Beschleunigung erfahren, nach Patent . ... ... (Patentanmeldung P 26 19 139.9 Entsprechend der Hauptanmeldung befinden sich die Schaltzellen, d. h. der Selektionsbereich gemäß Figur 1 zwischen einem Kathodenbereich und einem Absaugbereich. Der Absaugbereich muß ladungsträgerdurchlässig ausgebildet sein, damit die selektierten Ladungsträger in den Verstarkungsbereich gelangen können, wo z. B. eine Ladungsträgervervielfachung erfolgt. Der verstärkte Ladungaträgerstrom kann sodann auf eine Leuchtschicht (Anodenbereich) weitergeleitet und dort für eine optische Anzeige verwendet werden.
Der Kathodenbereich besteht z. B. aus einer Planplatte, deren Oberseite (zum Selektionsbereich hin) eine ladungsträgererzeugende Schicht aufweist. Die Anregung dieser Schicht kann durch indirekte oder direkte Heizung der Platte erfolgen, wobei die emittierende Schicht aus thermisch anregbarem Material (z. 3. Ultra-2ot-Kathode) besteht oder durch Anregung einer Fotokathodenschicht mit Strahlung, vorzugsweise UV-Strahlung, wobei die Schicht aus entsprechend geeignetem Material als Netallschicht- oder Alkalifotokathode wirkt. Im weiteren ist es :n'clich, die notwendigen Ladungsträger durch Gasionisation zu erzeugen oder thermische Kathoden in Flachbauweise zu verwenden.
Der Jelektionabereich besteht sus einer Anordnung von tialtzellen, welche jeweils zwei planparallele Elektroden besitzen, ähnlich einen Plattenkondensator, die eine Ablenkung von Ladungsträgern quer zur Schaltzellenachse erlauben. Zeiterhin ist es vorteilhaft, eine der beiden planparallelen Elektropen mit der Eathode zu verbinden, damit bei fehlendem Querfeld auch kein Feld zwischen diesen Elektroden und der Kathode ausgebildet werden kann, sondern im wesentlichen nur zwischen Absaugbereich und Kathode.
Die Schalt zellen können derart angesteuert werden, daß ein der Ansteuerspannung entsprechendes Querfeld aufgebaut wird, wodurch ein der Ansteuerspannung entsprechender Anteil des Ladunsträgerstroms in der Schalt zelle ausgeblendet wird.
Durch Variation des Querfeldes könnte somit dann auch der Ladungsträserstrom in der Schaltzelle moduliert werden. Allerdings ergeben sich einige Vorteile, wenn durch die Ansteuerspannungen, welche an die entsprechenden Zeilen und spalten der matrix gelegt werden, lediglich die Schalt zellen entweder ganz gefffnet oder ganz geschlossen werden. Hierdurch ist es beisoielsweise möglich, die Schaltzellen im opalten-Zeilen-Betrieb mit digitalen Schaltungen und TTL-Pegeln direkt anzusteuern.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren ur Modulation eines Ladungsträgerstrons anzugeben, welches unabhängig aa der wo der Ansteuerung der Schaltzallen an er t erden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Modulationssignal an eine von wenigstens zwei zur Erzeugung des Längs feldes dienenden Elektroden angelegt wird.
Ausgehend von der Gesamtanordnung gemäß Figur 1 soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert werden.
In Figur 2 sind die beiden planparallelen Selektionselektroden (S-Elektroden) einer Schalt zelle mit ihren Spannungspegeln Ux (Zeilentreiberspannung) und Uy (Spaltentreiberspannung) sowie die kathode mit dem Spannungspegel Uk (Kathodenspannung) und die Absaugelektrode mit dem Spannungspegel U2 (Absaugspannung) dargestellt. Im Koinzidenzfall (Ukw P Ux = U ) herrscht praktisch y kein Querfeld in der Schalt zelle und somit kann ein maximaler Ladungsträgerstrom von der Kathode zur Anode fließen. Der abgesaugte Strom hat dann den Wert 100 %. In der Praxis wählt man zweckmäßigerweise die Spannungspegel Uk - Ux - U # 5 V. U2 ist y grö2er als 5 V und erfüllt damit durch Ausbildung des Feldes Ey die Absaugfunktion fiEr die emittierten Elektronen. Ey ist ungefähr proportional U2 - Uk. Die Feldverteilung für den Loinzidenzfall ist in Figur 3 dargestellt.
Legt man nun entsprechend Figur 4 die Helligkeitsinformation UH, z. B. ein Fernrehsignal (Amplitudenmodulation) mit negativer Polarität an die Kathode, so verringert sich die Kathodenspannung Uk zu Uk - UH Weil die Kathodenspannung nun nicht mehr den Spannungen U1 und Uy entspricht, bilden sich elektrische Feldlinien von den S-Elektroden zur Kathode aus. Das hat zur Folge, daß die Elektronen nicht alle zur Absaugelektrode gelangen, sondern zum Teil auf die S-Elektroden abgelenkt werden. Die Ausbeute der Zelle ist also gemindert. Dieses Ansteuerverfahren kann also zur Ladungsträgermodulation herangezogen werden. Wichtig ist zugleich, daß die Kathode keine parallelen Flächen zu den S-Elektroden auf spannt, wodurch eine kleine Kathodenkapazität und hohe flodulationsfrequenzen erreichbar sind.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden zum Zwecke der Modulation hochfrequente Impulse an die Kathode angelegt, wodurch eine änderung des elektrischen Feldverlaufs im Inneren der adressierten Schaltzelle erreicht wird. Dies hat eine Änderung der Ausbeute der Schaltzelle analog zu den Impulsamplituden zur Folge, was beispielsweise zur Helligkeitsmodulation eines Flachbildschirms ausgenutzt werden kann.
Die ibsaugelektrode ist als Gitternetzelektrode quer über der Schaltzelle aufgespannt. Die abgesaugten Elektronen können der hohen Transparenz wegen fast alle passieren und in den Verstärkungsbereich der Multikanalplatte gelangen. Gleichzeitig bildet die Elektrode eine elektrische quipotentiallinie, die den Durchgriff der hohen Kanalverstärkerspannung in die Schaltzelle unterbindet. Der Durchgriff auf den Selektionsbereich, einnal ohne und einmal mit Gitternetzelektrode,ist aus den Figuren 5 und 6 zu ersehen.
Der Verstärkungsbereich (V-Bereich) besteht aus einer Multikanalplatte, deren Kanäle den Schaltzellen gegenüberliegend angeordnet sind. Die Kanäle der Multikanalplatte enthalten einen Sekundäremissionsbelag an den sich durch Anlegen einer positiven Spannung an die obere Röhrenöffnung (Kanal austritt) ein Potentialgradient längs der Röhre ausbildet. Am unteren Ende (Kanaleintritt) steht zur Erzeugung der Primärenergie einfallender Elektronen (ca. 100 eV) eine entsprechende Spannung (ebenfalls ca. 100 V) an. Die Primärenergie der eingeleiteten Elektronen ist wesentlich für die Ausbeute der Kanalröhre verantwortlich; das Variieren der Spannung am unteren Kanalende kann daher zur Einstellung der Grundhelligkeit dienen.
Die Verstärkung einer Kanalröhre ist bei einem Längen-Durchmesser-Verhältnis von 1 : 50 ca. 106fach. Die maximale Ausbeute ist, unabhängig von der Geometrie, ungefähr 100/uA.
Die Anode ist eine ebene Glasplatte mit Leuchtphosphorbeschichtung. Die Schicht ist mit aufgedampftem Aluminium belegt, um leitfähig zu sein und die Rückstrahlung von Licht in die Kanäle und letztlich auf die Kathode zu vermeiden.
Dieses würde den unerwünschten Effekt der optischen Rückkopplung ergeben. Die Al-Schicht ist gleichzeitig der elektrische Kontakt der Anodenelektrode.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Modulation eines Ladungsträgerstroms in einer inrichtung zur Ansteuerung einer Anzeigevorrichtung, vorzugsweise eines Flachbildschirmes mit einer aus Zeilen und Spalten bestehenden Matrix, in deren Knotenpunkten Schalt zellen angeordnet sind, wobei jede der Schaltzellen Mittel zur Erzeugung eines elektrostatischen Querfeldes enthält, durch welches Ladunsträger eine im wesentlichen parallel zur Ebene der Anzoigevor richtung gerichtete Beschleunigung erfahren und wobei auf beiden Seiten der Schaltzellen Mittel zur Erzeugung eines elettrostatischen Längsfeldes vorgesehen sind, durch welches Ladungsträger eine im wesentlichen senkrecht zur Ebene der Anzeigevorrichtung gerichtete Beschleunigung erfahren, nach Patent . ... ...

(Patentanmeldung P 26 19 139.9), dadurch akennzeichnet, daß das Modulations signal an eine von wenigstens zwei zur Erzeugung des Längsfeldes dienenden Elektroden angelegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Modulationssignal an diejenige von wenigstens zwei der zur Erzeugung des Längsfeldes dienenden Elektroden angelegt wird, welche den geringeren Spannungspegel aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Modulationssigaal derart angelegt wird, daß der Spannungssegel an der auf geringeren Spannungspegel liegenden Elektrode verringert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf geringerem Spannungspegel liegende Elektrode durch das Modulationssignal impulsartig angesteuert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungspegel an der auf geringerem Spannungspegel liegenden Elektrode ohne Modulationssignal derart gewählt wird, da3 zwischen dieser Elektrode und mindestens zwei.auf gleichen Spannunspegeln liegenden Elektroden in wenigstens einer der Schaltzellen kein Peld gebildet wird.
6. Verfahren nach einen der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der aus wenigstens einer der Schaltzellen austretenden liadungsträgerstrom auf eine zur Verstärkung dienenden Multikanalplatte weitergeleitet wird, deren Kanäle den Schaltzellen gegenüberliegend angeordnet sind.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladungsträgerstrom durch Sekundär-Elektronen-Emission in wenigstens einer der Kanäle der Nultikanalplatte verstärkt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der aus wenigstens einem der Kanäle der Multikanalplatte austretende Ladungsträgerstrom auf eine Leuchtstoffschicht weitergeleitet wird und daß die Grundhelligkeit der Leuchtstoffschicht durch Änderung des Spannungspegels am Eingang der Multikanalplatte variiert wird.