DD220171A1

DD220171A1 - FLAT, MATRIX ADDRESSED HIGH VACUUM DISPLAY ELEMENT

Info

Publication number: DD220171A1
Application number: DD25848283A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Heidborn; Emil Haeussler; Martin Richter; Horst Schmidt
Original assignee: Werk Fernsehelektronik Veb
Priority date: 1983-12-22
Filing date: 1983-12-22
Publication date: 1985-03-20

Abstract

Um den Aufwand bei der funktionsgerechten Anregung der Leuchtstruktur flacher, matrixadressierter Hochvakuum-Anzeigeelemente, wie sie fuer die Informations- und Bilddarstellung verwendet werden, reduzieren zu koennen, soll das Missverhaeltnis zwischen durch eine Gluehkatode erzeugten Elektronen und am Bildaufbau beteiligten Elektronen ohne wesentliche Komplizierung der Strahlfuehrung abgebaut werden. Dazu ist im Ladungstraegererzeugungsraum eines flachen, matrixadressierten Hochvakuum-Anzeigeelementes mit Leuchtschirm und Trennung des Vakuumraumes in einen Ladungstraegererzeugungsraum und einen Beschleunigungsraum durch ein Lochblendensystem mit Zeilenleiterbahnen und Spaltenleiterbahnen an der einen Seite, parallel zu den Zeilen- oder Spaltenleiterbahnen ein Elektronenstrahlsystem zur Erzeugung eines der Zeilen- oder Spaltenlaenge entsprechenden Flachstrahls angeordnet. Dem Fokussier- und Ablenksystem des Elektronenstrahlsystems ist eine oertliche Uebereinstimmung zwischen dem Schaltzustand "offen" der Zeilen- oder Spaltenleiter und der Auftreffflaeche des Flachstrahls gewaehrleistende Steuerschaltung zugeordnet. FigurIn order to be able to reduce the effort in the functionally correct excitation of the illuminating structure of flat, matrix-addressed high-vacuum display elements, as used for the information and image display, the mismatch between electrons generated by a glow cathode and electrons involved in the image formation without substantial complication of Strahlfuehrung be reduced. For this purpose, in the charge carrier generation space of a flat, matrix-addressed high-vacuum display element with a luminescent screen and separation of the vacuum space into a charge carrier generation space and an acceleration space through a pinhole system with row conductors and column conductors on one side, parallel to the row or column conductors, an electron beam system for generating one of the line or column length corresponding flat jet arranged. The focusing and deflection system of the electron beam system is associated with a local agreement between the switching state "open" of the row or column conductors and the area of incidence of the flat beam ensuring the control circuit. figure

Description

a?itel der Erfindunga the invention

Flaches, matrixadressiertes Hochvakuum-AnzeigeelementFlat, matrix-addressed high-vacuum indicator

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Flache, matrixadressierte Hochvakuum-Anzeigeelemente werden für die Informations- und Bilddarstellung verwendet.Flat, matrix-addressed high-vacuum display elements are used for information and image display.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Aus der D1>-PS 148408 ist ein flaches elektronenstrahladressiertes Wiedergabebauelement bekannt, das aus einer Vakuumhülle, beispielsweise aus zwei parallelen ebenen, vakuumdicht verbundenen Glasplatten, besteht, auf deren Innenfläche homogene oder strukturierte Leuchtstoffschichten, eine homogene oder strukturierte reflektierende Metallschicht unter der Leuchtstoffschicht und eine optisch transparente homogene oder strukturierte ümlenkelektrode aufgebracht sind, wobei seitlich neben der Bildschirmfläche parallel zu den Kanten Blektronenstrahlsysteme zur Erzeugung und statischer und dynamischer Fokussierung faden- oder bandförmiger Elektronenströmungen angeordnet sind, deren ebene strukturierte Elektrodensysteme paarweise parallel zur Elektronenquelle liegen. Nachteilig anFrom the D1> -PS 148408 a flat electron beam addressed display device is known, which consists of a vacuum envelope, for example of two parallel planar, vacuum-tightly connected glass plates, on its inner surface homogeneous or structured phosphor layers, a homogeneous or structured reflective metal layer under the phosphor layer and a optically transparent homogeneous or structured ümlenkelektrode are applied, wherein laterally next to the screen surface parallel to the edges of Blektronenstrahlsysteme for generating and static and dynamic focusing filament or band-shaped electron flows are arranged, the planar structured electrode systems are in pairs parallel to the electron source. Disadvantageous

dieser .Lösung-ist, daß es schwierig ist, eine exakte Führung und gute Fokussierung des Elektronenstrahls über die ganze Bildschirmfläche zu realisieren.This solution is that it is difficult to realize an accurate guidance and good focusing of the electron beam over the entire screen area.

Aus der DE-OS 2638308 ist es bekannt, den in einer seitlieh angeordneten Glühkatode erzeugten Elektronenstrahl mittels einer sogenannten Slalomfokussierung über die Bildschirmfläche zu führen, nachteilig an dieser Lösung ist die komplizierte, einen hohen Aufwand erfordernde Elektronenstrahlführung.From DE-OS 2638308 it is known to guide the electron beam generated in a seitlieh arranged Glühkatode by means of a so-called slalom focusing on the screen surface, disadvantageous in this solution is the complicated, requiring a lot of effort electron beam guidance.

Ahnlich hoher Aufwand, insbesondere Ansteueraufwand ist erforderlich zur Realisierung der aus der DE-PS 2902852 bekannten Lösung zur Führung eines in einer seitlichen Glühkatode erzeugten Elektronenstrahls mittels eines definierten Querfeldes in einer komplizierten Wellenbewegung über die Bildschirmfläche.Similarly high effort, in particular driving effort is required to implement the known from DE-PS 2902852 solution for guiding an electron beam generated in a lateral Glühkatode means of a defined transverse field in a complicated wave motion over the screen area.

Aus der DE-OS 2713954 ist es bekannt, die in einer seitlichen Glühkatode erzeugten Elektronen in Einzelbündel zu zerlegen und in elektrostatischen Führungskanälen, bestehend aus einer Vielzahl von parallelen Leitungsdrähten und/oder parallelen Gitterstrukturen parallel zum Bildschirm bis zum gewählten Auftreffort zu leiten. Hachteile dieser Lösung sind der erhebliche konstruktive und technologische Aufwand sowie eine begrenzte Auflösung*From DE-OS 2713954 it is known to disassemble the electrons generated in a lateral Glühkatode in single bundle and to guide in electrostatic guide channels, consisting of a plurality of parallel wires and / or parallel grid structures parallel to the screen to the chosen place of impact. The disadvantages of this solution are the considerable constructional and technological complexity as well as a limited resolution *

Aus der DE-OS 2638309 ist es bekannt, die in einer seitliehen Glühkatode erzeugten Elektronen elektrostatisch zu führen und abzulenken, wobei die Führung als Wendelstrahlen um parallele Leitungsdrähte erfolgt und das Führungsfeld durch die Leitungsdrähte umschließende Wandelemente erzielt wird, die gleichzeitig eine Stützfunktion haben. Nachteile dieser Lösung sind ebenfalls der erhebliche konstruktive und technologische Aufwand sowie eine begrenzte Auflösung.From DE-OS 2638309 it is known to electrostatically conduct and deflect the electrons generated in a side glow cathode, wherein the leadership is carried out as helical beams around parallel wires and the guide field is achieved by the wire elements surrounding wall elements, which also have a support function. Disadvantages of this solution are also the considerable design and technological complexity and a limited resolution.

Aus der DE-OS 3247132 ist eine flache Vakuum-Bildröhre für-, Bildwiedergabeeinrichtungen mit Glaskolben, Elektronenquelle, Elektronensteuereinrichtung und Bildschirm bekannt, bei der die Bildröhre aus einer linienförmigen thermischen Katode, einem Gitter mit Anode und mehreren Drahtelektrodenebenen besteht. Die von der linienförmigen Katode erzeugten Elektronen sollen von einem Gitter und einer Anode mit geringer Energie zwischen die Elektrodenebenen in den Elektronenpfad injiziert werden, vom Steuergitter zeilenweise abgesaugt, in einzelne Elektronenstrahlen unterteilt und zum Bildschirm durch Hochspannung beschleunigt werden· nachteilig an dieser Lösung ist die relativ komplizierte Ausbildung der Elektrodenebenen.From DE-OS 3247132 a flat vacuum picture tube for, image display devices with glass bulb, electron source, electron control device and screen is known in which the picture tube consists of a line-shaped thermal cathode, a grid with anode and a plurality of wire electrode layers. The electrons generated by the line-shaped cathode are to be injected by a grid and an anode with low energy between the electrode planes in the electron path, sucked line by line by the control grid, divided into individual electron beams and accelerated to the screen by high voltage · adversely affecting this solution complicated formation of the electrode levels.

Außerdem sind flache Hochvakuum-Anzeigeelemente bekannt, bei denen die Bildröhre durch ein Iochblendensystem, das meist aus einer vielfach gelochten Glas- oder Keramikplatte mit Zeilenleiterbahnen auf der einen und Spaltenleiterbahnen auf der anderen Seite besteht, in einen Ladungsträger erzeugungs- und einen Beschleunigungsraum unterteilt.In addition, flat high-vacuum display elements are known in which the picture tube by a yoke diaphragm system, which consists mostly of a multi-perforated glass or ceramic plate with row conductors on one side and column conductors on the other side, in a charge generating and an acceleration space.

Das Lochblendensystem übernimmt dabei eine Adressierfunktion für die durch eine' Flächenkatode aus beheizten Emissionsdrahten (DE-OS 2604104), durch eine beleuchtete, großflächige Fotokatode (DE-OS 3026608) oder durch eine großflächige Kaltkatode bzw. ein Mosaik einzelner KaItkatoden (DE-OS 3035988) erzeugten Elektronen. Nachteilig an einer derartigen Elektronenerzeugung ist, daß die großflächige Glühkatode einen hohen Leistungsbedarf hat, bei großen Formaten mechanisch instabil und relativ aufwendig in der Herstellung ist, während eine geeignete Kalt- oder Fotokatode erhebliche Fertigungsschwierigkeiten bereitet und nur eine relativ kurze Zeit stabile Eigenschaften aufweist·The pinhole system adopts an addressing function for the emission wires heated by a flat cathode (DE-OS 2604104), an illuminated, large-area photocathode (DE-OS 3026608) or a large-area cold cathode or a mosaic of individual cathode cathodes (DE-OS 3035988 ) generated electrons. A disadvantage of such electron generation is that the large-area hot cathode has a high power requirement, is mechanically unstable and relatively expensive to produce in large formats, while a suitable cold or photocathode prepares considerable manufacturing difficulties and has stable properties for only a relatively short time.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Reduzierung des Aufwandes bei der funktionsgerechten An-Reduction of the effort in the functionally appropriate

regung der Leuchtstruktur flacher, matrixadressierter Hochvakuum-Anzeigeelemente.Movement of the lighting structure of flat, matrix-addressed high-vacuum display elements.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

- Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird._: - The technical problem which is solved by the invention. _:

Um den Aufwand bei der funktionsgerechten Anregung der Leucht struktur flacher,, matrixadressierter Hochvakuum-Anzeigeelemente reduzieren zu können, soll das Mißverhältnis zwischen mit einer Glühkatode erzeugten Elektronen und zum Bildaufbau tatsächlich benötigten Elektronen abgebaut werden, ohne besonders hohe Forderungen an die Strahlführung stellen zu müssen und damit die Strahlführung wesentlich zu komplizieren.In order to reduce the effort in the functionally appropriate excitation of the lighting structure flat, matrix-addressed high-vacuum display elements, the disproportion between electrons generated with a hot cathode and the image actually required electrons to be degraded, without having to make particularly high demands on the beam guide and thus significantly complicating the beam guidance.

- Merkmale der ErfindungFeatures of the invention

Im Ladungsträgererzeugungsraum eines flachen, matrixadressierten Hochvakuum-Anzeigeelementes mit Leuchtschirm und Trennung des Vakuumraumes in einen Ladungsträgererzeugungsraum und einen Beschleunigungsraum durch ein Lochblendensystem mit Zeilenleiterbahnen und Spaltenleiterbah- nen ist an der einen Seite, parallel zu den Zeilen- oder Spaltenleiterbahnen des Lochblendensyst ems ein Slektronenstrahlerzeugungssystem zur Erzeugung eines der Zeilen- oder Spaltenlänge entsprechenden Flachstrahls angeordnet. Das Slektronenstrahlerzeugungssystem besteht aus einer Streifenkatode, streifenförmigen Beschleunigungs- und Pokussierelektroden ,sowie einem streif enförmigen, elektrostatischen Ablenksystem, das den Austrittswinkel der Elektronen und damit die Auftreffflache auf dem Lochblendensystem steuert. Die Elektroden sind auf besonderen Trägern, dem Lochblendensystem und der Gefäßwandung angeordnet. Dem Pokussier- und Ablenksystem ist eine örtliche Übereinstimmung zwischen dem Schaltzustand "offen" der Zeilen-In the charge carrier generation room of a flat, matrix-addressed high vacuum display element with luminescent screen and separation of the vacuum space in a charge carrier generation space and an acceleration space through a pinhole system with Zeilenleiterbahnen and Spaltenleiterbah- NEN on one side, parallel to the row or column traces of Lochblendensyst ems a Slektronenstrahlerzeugungssystem for generating arranged one of the row or column length corresponding flat beam. The slektronenstrahlerzeugungssystem consists of a stripe cathode, stripe-shaped acceleration and Pokußierelektroden, as well as a stripe enförmigen, electrostatic deflection system that controls the exit angle of the electrons and thus the Aufwreffflache on the pinhole system. The electrodes are arranged on special carriers, the aperture system and the vessel wall. The pokering and deflection system is a local match between the "open"

oder Spaltenleiter und der Auftrefffläche des Flachstrahls gewährleistende Steuerschaltung zugeordnet₀ or column conductor and the incident surface of the flat jet ensuring control circuit assigned ₀

Es ist vorteilhaft, mehreren zueinander mindestens einen der Breite des Flachstrahls entsprechenden Abstand aufweisenden Zeilen- oder Spaltenleitern eine gemeinsame Steuerleitung zuzuordnen.It is advantageous to assign a common control line to a plurality of row or column conductors having at least one width corresponding to the width of the flat beam.

Ausführungsbeispielembodiment

Das Anzeigeelement wird anhand der Zeichnung näher erläutert· Es besteht aus einem Vakuumgefäß 8 mit ebener Schirmfläche, das durch ein Lochblendensystem 5 in einen Ladungsträgererzeugungsraum 1 und einen Beschleunigungraum 6 geteilt wird. Die durchsichtige Schirmfläche ist im Falle einer einfarbigen Ausführung gleichmäßig mit Leuchtstoff 7 bedeckt, wie er für die Herstellung von Fernsehbildröhren Verwendung findet. Der Leuchtstoff 7 wird nach den dort üblichen Verfahren aufgebracht· Zur Kontaktierung mit dem Anodenspannungsanschluß dient entweder eine zwischen GLasoberflache und Leuchtstoffschicht aufgebrachte durchsichtige Elektrode aus SnO« oder ITO oder ein auf die Leuchtstoffschicht großflächig aufgedampfter Al-Film. Im Falle eines Farbbildschirmes ist die Frontplatte in bekannter Weise mit verschiedenfarbig emittierenden Leuchtstoffelementen bedeckt, die eine der Bildpunktgeometrie entsprechende Mosaik- oder Streifenstruktur besitzt. Die Leuchtstoffelemente werden in bekannter V/eise durch mehrmalige Fotochemigraphie oder mehrmaligen Siebdruck aufgetragen*The display element is explained in more detail with reference to the drawing. It consists of a vacuum vessel 8 with a flat screen surface, which is divided by an apertured diaphragm system 5 into a charge carrier generation space 1 and an acceleration space 6. The transparent screen surface is uniformly covered with phosphor 7 in the case of a monochrome embodiment, as it is used for the production of television picture tubes. The phosphor 7 is applied according to the methods customary there. A transparent electrode made of SnO 2 or ITO or an Al film vapor-deposited over a large area on the phosphor layer is used for contacting the anode voltage connection. In the case of a color screen, the front panel is covered in a known manner with different colored emitting phosphor elements, which has a mosaic or stripe structure corresponding to the pixel geometry. The phosphor elements are applied in known manner by repeated photochemistry or multiple screen printing *

Parallel zum Bildschirm befindet sich im Abstand weniger Millimeter das erwähnte Lochblendensystem 5, bestehend aus einer dünnen isolierenden Platte, die im Rastermaß der Bildpunkte angebrachte Öffnungen aufweist, z. B. aus einer Glaskeramik besteht und auf der einen Seite parallele, voneinander isolierte Zeilenleiterbahnen und auf der ande-Parallel to the screen is located at a distance of a few millimeters, the aforementioned pinhole system 5, consisting of a thin insulating plate having the grid of the pixels mounted openings, z. B. consists of a glass ceramic and on the one side parallel, mutually insulated row conductors and on the other

ren Seite dazu orthogonale Spaltenleiterbahnen, die nach bekannten Verfahren der Siebdrucktechnik, der Aufdampftechnik, der Fotolithographie aufgebracht sind, aufweist. Die .Anschlüsse der Leiterbahnen werden durch das Vakuumgefaß 8 nach außen geführt und dienen in bekannter V/eise der Auswahl und Intensitätssteuerung der Bildpunkte.ren page orthogonal column conductors, which are applied by known methods of screen printing technique, the vapor deposition technique, the photolithography has. The .Anschlüsse the interconnects are routed through the vacuum vessel 8 to the outside and serve in a known V / eise the selection and intensity control of the pixels.

Auf die Rückseite des Lochblendensystems 5 trifft ein streifenförmiger Elektronenstrahl 9, der in einem an einer Seite der Anordnung befindlichen und parallel zu den Zei-1enleitern angeordneten Elektronenstrahlerzeugungs-, Fokus sier- und Ablenksystem erzeugt wird. Durch einen geeigneten zeitlichen Verlauf der Ablenk- und Fokussierspannung mittels einer äußeren Schaltung wird erreicht, daß der Elektronenstrahl immer gerade in der Umgebung der Zeile des Lochblendensystems 5 auftrifft, deren Öffnungen durch den anliegenden Zeilenimpuls freigegeben sind. Die Rückwand des Vakuumgefäßes 8 ist mit einem gleichförmigen oder streifenförmigen leitfähigen Belag 4 versehen, an den von außen geeignete Spannungen angelegt werden, die die Ablenkung und Fokussierung des !Elektronenstrahls unterstützen. Die Fokussierspannung wird zweckmäßig synchron mit der Ablenkspannung verändert.A strip-shaped electron beam 9, which is produced in an electron beam generating, focusing and deflecting system located on one side of the arrangement and arranged parallel to the row conductors, strikes the rear side of the apertured diaphragm system 5. By a suitable time course of the deflection and focusing voltage by means of an external circuit is achieved that the electron beam always impinges straight in the vicinity of the line of the pinhole system 5, the openings of which are released by the applied line pulse. The rear wall of the vacuum vessel 8 is provided with a uniform or strip-shaped conductive coating 4, to which externally suitable voltages are applied, which support the deflection and focusing of the electron beam. The focus voltage is appropriately changed in synchronism with the deflection voltage.

Das Slektronenstrahlerzeugungssystem selbst besteht aus einer linearen Katode 2, die eine direkt oder indirekt geheizte Glühkatode und als gespannter, geheizter, emissionspast ebedeckt er Draht ausgebildet sein kann und einer Reihe von streifenförmigen und parallel zur Katode angeordneten aufgedampften oder aufgedruckten Elektroden 3> die ,sich auf zwei, die Katode parallel in geringem Abstand umfassenden isolierenden Flächen befinden. Diese isolierenden Flächen können aus Glimmer, Glas, Keramik oder ähnlichem Material bestehen und insbesondere durch die Rückwand des Vakuumgefäßes und einem Teil des Diaphragmas realisiert sein und parallel zueinander verlaufen oder einen mit wachsender Entfernung von der Katode zunehmendenThe slektronenstrahlerzeugungs system itself consists of a linear cathode 2, which may be a directly or indirectly heated Glühkatode and taut, heated, emissionspaste ebedeckt wire and a series of strip-shaped and parallel to the cathode arranged vapor-deposited or printed electrodes 3>, on two, the cathode in parallel at close spaced insulating surfaces are located. These insulating surfaces may be made of mica, glass, ceramic or similar material and in particular realized by the rear wall of the vacuum vessel and a part of the diaphragm and run parallel to one another or increasing with increasing distance from the cathode

Abstand voneinander haben.Have distance from each other.

Zur ordnungsgemäßen Punktion der Einrichtung liegen die Potentiale der Elektroden des Strahlsystems sowie der Ablenkstreifen in der GrÖQenordnung einiger 100 V, die Impulsspannungen am Lochblendensystem 5 um max. 100 V und die Beschleunigungsspannung am Bildschirm in der Größenordnung einiger KV«For proper puncturing of the device, the potentials of the electrodes of the blasting system and of the deflection strips are in the order of magnitude of a few 100 V, the pulse voltages at the aperture system 5 are limited by max. 100 V and the acceleration voltage on the screen in the order of a few KV «

Da der Elektronenstrahl infolge seiner Fokussierung nur einige Zeilen gleichzeitig bedeckt, wird die Punktion der Anordnung nicht gestört, wenn die Zeilenleiter der Anordnung periodisch an eine geringe Anzahl von gemeinsamen Anschlußleitungen angeschlossen werden, v/o durch der Ansteueraufwand erheblich sinkt.Since the electron beam due to its focus covers only a few lines at the same time, the puncture of the arrangement is not disturbed when the row conductors of the array are periodically connected to a small number of common leads, v / o significantly reduced by the driving effort.

Claims

Claim for invention

*

1. Flat, matrix addresses it high-vacuum display element with fluorescent screen and separation of the vacuum space in a Trägersträgererzeugungs- and an acceleration space through a pinhole system with row and column conductors, characterized in that in. Carrier generating space (1) on one side, parallel to the row or column conductors a consisting of a Strdifenkatode, stripe-shaped Besohleunigungs- and focusing and a St-shaped, electrostatic deflection existing Blektronenstrahlerzeugungssystem arranged to generate a line or column length corresponding flat jet that the strip-shaped Electrodes (3) are arranged on special carriers, the pinhole diaphragm system (5) and / or the vessel wall and that the focusing and deflection system is assigned a local coincidence between the switching state "open" of the row or column conductors and the impingement surface of the flat beam ensuring control circuit,

2. Flat, matrix-addressed high-vacuum display element according to item 1, characterized in that a plurality of mutually at least one of the width of the flat beam corresponding distance having row or column conductors associated with a common control line.

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