DE1044869B - Farbbildwiedergabesystem - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf verbesserte Wiedergabesysteme und -schirme für Farbbildröhren. Im besonderen bezieht sich diese Erfindung auf Wiedergabesysteme und -schirme, die besonders geeignet sind, kleine Signale mit großer Helligkeit wiederzugeben.

In der Fernsehtechnik und im besonderen in der Farbfernsehtechnik sind zur Wiedergabe von Bildern großer Helligkeit komplizierte und teure Anordnungen notwendig. So hat sich z. B. gezeigt, daß zur Wiedergabe von Bildern genügender Helligkeit und Güte für die Beschleunigung des Elektronenstrahles, der den Leuchtschirm zum Leuchten anregt, eine Beschleunigungsspannung in der Größenordnung von 15 000 bis 20 000VoIt benötigt wird. Diese hohen Spannungen haben komplizierte Schaltungen zur Folge und sind sehr gefährlich. Ein weiterer Nachteil der gegenwärtigen Farbfernsehwiedergabesysteme ergibt sich aus der Betrachtung der Tatsache, daß eine übliche Farbfernsehröhre nach dem Liniensystem eine Phosphorschicht benötigt, die etwa 500 parallele Streifen besitzt, von denen wiederum jeder in drei die Grundfarben ausstrahlende Streifen unterteilt ist, so daß auf der Schirmfläche insgesamt etwa 1500 Phosphorstreifen aufgebracht sein müssen. Fernsehwiedergaberöhren nach dem Punktprinzip benötigen einen Phosphorschirm, der aus angenähert einer Dreiviertelmillion Phosphorpunkten besteht und außerdem vor dem Schirm eine Maske besitzt, die ungefähr eine Million Öffnungen aufweist. Es ist verständlich, daß der Aufbau solcher Röhren sich überaus kompliziert und teuer gestaltet.

Ähnliche Probleme treten auch bei Radarwiedergabesystemen auf. Im allgemeinen benötigen Radarwiedergabesysteme extrem hohe Spannungen zur Erzeugung eines deutlich sichtbaren Signals. Hinzu kommt noch, daß die Helligkeit des Bildes, das man von einem Radarsystem erhält, wesentlich geringer ist als die, welche man von einem Fernsehsystem erhält. Weiterhin ist noch kein System zur Wiedergabe von farbigen Radarbildern entwickelt worden, das erlauben würde, einen größeren Betrag von Signalen zu übertragen.

Grundsätzlich ist es bereits bekannt, auf der Elektrolumineszenz beruhende Lichtverstärker für Zwecke des Farbfernsehens zu verwenden und die zur Erzeugung der verschiedenen Grundfarben vorgesehenen Leuchtstoffe mit Hilfe von Strahlungen bestimmter Wellenlängen, beispielsweise mit Hilfe von Ultraviolettstrahlungen, anzuregen.

Es ist weiter bekannt, die die verschiedenen Grundfarben ausstrahlenden übereinanderliegenden Leuchtstoffschichten tranparent auszubilden. Bei dieser Anordnung wurde die jeweils gewünschte Leuchtstoff Farbbildwiedergabesystem

Anmelder:

General Electric Company,
Schenectady, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. B. Johannesson, Patentanwalt,
Hannover, Göttinger Chaussee 76

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 16. August 1956

Ferd Elton Williams, Scotia, N. Y. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

schicht durch einen entsprechend beschleunigten Elektronenstrahl erregt. Man machte also von dem Effekt Gebrauch, daß der Elektronenstrahl dort, wo er endgültig gebremst wird, seine größte Energie abgibt. Bei dieser bekannten Anordnung ist es jedoch sehr schwierig, die Leuchtstoff schichten in gleichmäßiger Stärke und Verteilung aufzubringen. Darüber hinaus ergeben derart aufgebaute Leuchtschirme eine verhältnismäßig schlechte Lichtausbeute, da die in Licht umzusetzende Energie von dem Elektronenstrahl geliefert werden muß.

Es ist ein Merkmal der Erfindung, ein Farbfernseh- und Radarwiedergabesystem vorzusehen, daß bei niedrigen Betriebsspannungen Bilder von großer Helligkeit ergibt.

Es ist ein anderes Merkmal der Erfindung, ein Farbfernseh- und Radarwiedergabesystem vorzusehen, das lichtelektrische, lumineszente Schichten besitzt und zur Wiedergabe von Farbbildern geeignet ist.

Erfindungsgemäß wird eine Anordnung eines Wiedergabesystems für Farbbilder vorgeschlagen, das aus mehreren Wiedergabeschichten besteht, und zwar einer ersten Phosphorschicht, die imstande ist, bei Erregung durch Kathodenstrahlen oder durch die Anordnung eines elektrischen Feldes blaue oder ultraviolette Strahlung auszusenden. Dicht dabei und erregt durch die Emission der ersten Phosphorschicht wird eine zweite Schichtengruppe vorgesehen, die aus drei verschiedenen Schichten von lichtelektrolumineszentem und lichtverstärkendem Phosphor besteht, von denen jede von der Emission der ersten Phosphorschicht abhängig ist und von denen jede geeignet ist, Licht einer bestimmten Farbe zu emittieren. Es werden Mittel

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vorgesehen, an jede der lichtverstärkenden Phosphor- prozent, vorzugsweise 0,5 Molprozent, Mangan und

schichten ein elektrisches Feld anzulegen, und zwar Chlor, bestehen. Schicht 3 kann z. B. so gewählt wer-

synchron mit der Wiedergabe des Bildes auf der ersten den, daß sie rotes Licht emittiert, und kann Zinksulfid

Phosphorschicht in Raster-, Linien- oder Punktreihen- enthalten, aktiviert mit 0,1 bis 1 Molprozent Eisen

folge. Die Nachricht, die auf den lichtverstärkenden 5 und Chlor. Schicht 4 kann z. B. so gewählt werden,

Phosphorfilm gegeben wird, wird dadurch in ein Färb- daß sie blaues Licht emittiert, und kann Zinksulfid

bild hoher Helligkeit übersetzt, das sich besonders für enthalten, das aktiviert ist mit 0,1 bis 1 Molprozent

Farbfernsehen und Farbradarwiedergabe eignet. Zer und Chlor. Diese speziellen Phosphorarten sind

Da die Leistung, die zur Erzeugung des Bildes als Beispiel erwähnt, und es ist genauso möglich,

großer Helligkeit erforderlich ist, in dem erfmdungs- io andere fotoelektrolumineszente Phosphorschichten zur

gemäßen System von dem elektrischen Feld geliefert Wiedergabe der verschiedenen Farben als Schichten 2,

wird, das an die lichtverstärkenden Phosphorschichten 3 und 4 zu verwenden.

angelegt ist, erhält man Bilder hoher Helligkeit, ohne Die durchsichtigen leitenden Schichten 5, 6 und 8

daß dabei die unerwünschten hohen Spannungen not- können dünne aufgedampfte Schichten von ungefähr

wendig sind, wie sie gegenwärtig bei Farbfernsehen 15 1 μ Dicke sein und aus Metall bestehen, wie z. B. aus

und Radarwiedergabe üblich sind. Aluminium oder Silber oder aus einer Metallegierung

Fig. 1 der Zeichnung zeigt beispielsweise einen er- oder aus einem Gitter von hoher Transparenz. Zum fmdungsgemäßen Farbfernsehwiedergabeschirm, der anderen können diese Schichten auch aus Zinkoxyd an der Frontplatte der Farbkathodenstrahlröhre ange- von mehreren μ Dicke, in der Technik als leitendes bracht werden kann. Die Wiedergabeschicht enthält 20 Glas bekannt, bestehen, vorzugsweise jedoch bestehen eine Schicht 1, die blaue und ultraviolette Strahlen bei diese Schichten aus dünnen Schichten von Titan-Erregung durch Kathodenstrahlen aussendet. Dicht an dioxyd, die gemäß einem Prozeß nach USA.-Patent der Schicht 1 liegen drei lichtverstärkende Schich- 2 732 313 von Cusano und S tüder hergestellt werten 2, 3 und 4, von denen jede empfindlich für die den können. In Übereinstimmung mit den Lehren Emission der Schicht 1 ist und von denen jede ein 25 dieses Patentes kann eine dünne Schicht von Titan-Licht bestimmter Farbe aussendet, wenn sie durch die dioxyd, ungefähr 0,1 bis 10 μ dick, auf eine Fläche Emission der Schicht 1 angeregt wird. Die Schicht 2 aufgebracht werden, indem man Titantetrachlorid und liegt planparallel zwischen transparenten, leitenden Wasserdampf sich in der Nähe der erhitzten Fläche Schichten 5 und 6. Ebenso liegen die Schichten 3 vermischen läßt. Zunächst ist die Titandioxydschicht und 4 planparallel zwischen den transparenten, leiten- 30 nichtleitend, aber sie kann leitend gemacht werden, ■den Schichten 6 und 7 bzw. 7 und 8. indem man einen transparenten fotoelektrolumines-

Die zusammengesetzten Schichten werden auf eine zenten, lichtverstärkenden Phosphorfilm darauf andurchsichtige, isolierende Grundplatte 9 aufmontiert, bringt, oder man kann die Titandioxydschicht leitend die z. B. direkt die Frontplatte einer Kathodenstrahl- machen gemäß dem Verfahren nach USA.-Patent röhre sein kann oder die dicht dahinter angebracht 35 2 717 844 von L. R. Koller,
sein kann. Verschiedene farbemittierende, lichtverstärkende

Die kathodenlumineszente Schicht 1 kann aus einem Phosphorschichten 2, 3 und 4, wie vorhergehend ergebräuchlichen kathodenlumineszenten Phosphor be- wähnt, können aus drei verschiedene Farbstrahlungen stehen, der bei Erregung durch Kathodenstrahlen emittierendem, lichtverstärkendem oder fotoelektrcr-Licht in dem blauen Gebiet des sichtbaren Spektrums 40 lumineszentem Phosphor bestehen. Diese Schichten oder in dem ultravioletten Gebiet aussendet. Es wird können gemäß den Lehren des USA.-Patentes 2 675 331 hier das Gebiet gemeint, das sich von ungefähr 3200 von Cusano und Stüder hergestellt werden. Überbis 4600 Ängströmeinheiten erstreckt. Die Schicht 1 einstimmend mit dieser Methode wird die Grundplatte, kann zu. B. zusammengesetzt sein aus Aluminium- auf welcher die Schicht aufgebracht werden soll, auf oxydkristallen und einem passenden Bindematerial, 4-5 eine Temperatur von ungefährt 500 bis 650° C erz. B. Kaliumsilikat oder Zinksulfidphosphor, aktiviert hitzt und mit dem Dampf eines Materials, das die mit ungefähr 0,05 Gewichtsprozent Silber. Phosphoranionen enthält, dem Dampf von Phosphor-

Von den Schichten 2, 3 und 4 besitzt jede die Eigen- kationen und dem Aktivator in Berührung gebracht, schaft, bei Bestrahlung durch die Schicht 1 ein be- Diese Schichten können direkt auf eine Glasfläche oder, stimmtes sichtbares Licht auszuschicken. Hinzu kommt 50 wie in diesem Falle, auf eine transparente leitende noch, daß die Helligkeit der Emissionsschichten 2, 3 Schicht oder auf den Phosphorfilm aufgebracht werden, und 4 viel größer ist als bei alleiniger Elektronen- Die aufgebrachte Schicht kann irgendeine gebestrahlung, wenn die Schichten außerdem einem elek- wünschte Dicke erhalten, z. B. 1 bis 100 μ, je nachtrischen Gleichfeld unterworfen sind. Mit anderen dem, wie lang der Prozeß dauert. Vorzugsweise je-Worten, die Schichten 2, 3 und 4 können irgend drei 55 doch wird man die Schicht ungefähr 10 μ dick machen. Phosphorschichten sein, die eine bestimmte Farbe Sie ist durchsichtiger kristalliner Struktur und gleichaussenden und die die Eigenschaft der Fotoelektro- mäßig und enthält keine körnigen Teile, die das Licht lumineszenz besitzen. Fotoelektrolumineszenz ist die zerstreuen könnten oder dunkle Stellen verursachen Eigenschaft, von bestimmten gleichförmigen homo- könnten, und ist von gleichmäßiger Dicke. Es hat sich genen Phosphorschichten verstärkte Strahlen in dem 60 gezeigt, daß die oben beschriebenen transparenten, Gebiet des sichtbaren Lichtes auszusenden, wenn die gleichförmig aufgedampften Phosphorschichten, wenn Schicht durch einfallende Strahlungsenergie angeregt sie besonders der blauen und ultravioletten Strahlung wird und gleichzeitig in einem elektrostatischen und einem elektrostatischen Gleichfeld ausgesetzt Gleichfeld liegt. sind, sichtbares Licht emittieren, je nachdem, wie sie

So· kann jede Kombination von drei verschiedenen 65 im einzelnen zusammengesetzt sind. Dieses Licht ist Primär- oder Grundfarben emittierendem fotoelektro- von viel größerer Intensität als die einfallende Strahlumineszentem Phosphor für die Schichten 2, 3 und 4 lung, und deshalb werden diese Schichten hier als verwendet werden. Zum Beispiel kann Schicht 2 so lichtverstärkende Phosphorschichten bezeichnet. Dagewählt werden, daß sie gelbes Licht emittiert, und mit diese Schichten fotoelektrolumineszente Eigensie kann aus Zinksulfid, aktiviert mit 0,1 bis 1 Mol- 70 schäften haben, ist es notwendig, daß die Elektroden,

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die das elektrostatische Feld bilden, in bestem «lektri- Eine Gleichspannungsquelle, die gewöhnlich durch

schem Kontakt mit dem Phosphor stehen. Aus diesem eine Batterie 35 dargestellt ist, wird dazu verwendet,

Grunde darf der Phosphor nicht an einem Dielektri- ein Gleichpotential V an die Elektroden 10, 11, 12

kum angebracht sein. und 13 zu legen, um die lichtverstärkenden Phosphor-

Der Schirm von Fig. 1 kann so aufgebaut werden, 5 schichten 2, 3 und 4 mit Leistung zu versorgen, in daß eine isolierende und für sichtbares Licht durch- Abhängigkeit des durch die Kontrollelektrode 26 einlässige Grundplatte 9, die z. B. aus Quarz, Glimmer gespeisten Signals. Ein Teil der Batterie 35 wird mit oder Glas bestehen kann, eine transparente, leitende dem Teil 10 verbunden, und ein anderes Teil 9 der Titandioxydschicht 8 trägt, die nach dem Verfahren Batterie 35 wird mit dem Teil 3 verbunden. Diese gemäß USA.-Patent 2 732 313 aufgebracht wurde. io Spannung beträgt gewöhnlich 10 bis 100 Volt und Darauf ist die richtverstärkende Phosphorschicht 4 auf wird so geschaltet, daß nur eine der lichtverstärkender Schicht 8 nach einem Verfahren nach dem USA.- den Schichten in einem elektrischen Feld liegt. Diese Patent 2 675 331 aufgebracht. Die Reihenfolge der Schaltung wird von den Kathoden verstärkern 36 und Aufbringung der transparenten leitenden Schicht und 37 mit den dazugehörigen Widerständen 38 und 39 der lichtverstärkenden Phosphorschichten erfolgt ab- 15 übernommen. Diese Röhren wiederum werden von den wechselnd in der Reihenfolge 7, 3, 6, 2 und 5. Die Multivibratoren 40 und 41 gesteuert,
kathodenlumineszente Phosphorschicht 1 wird dann Beim Betrieb des Schaltkreises wird das Eingangsauf der transparenten leitenden Elektrode 5 aufge- signal an die Kapazität 42 und über einen Widerstand bracht nach einem üblichen Sprüh- oder Sedimenta- 43 an Masse gelegt. Dieses Signal gelangt zusammen tionsverfahren oder ebenfalls nach dem Aufdampf- 20 mit einem Synchronisierimpuls, dargestellt in 44, an verfahren des USA.-Patentes von Cusano und die Klemme 45 der Multivibratoren 40 und 41. Der S tüder. andere Eingang ist an Masse gelegt. Die Multivibra-

Der zusammengesetzte Schirm, wie er in Fig. 1 ge- toren 40 und 41 können üblicherweise frei laufende zeigt ist, kann dann an der Frontplatte der Katho- oder synchronisierte Multivibratoren sein, wie sie auf denstrahlröhre angebracht werden und mit den Ver- 25 S. S12 ff. von Termans: »Radio Engineers Handbindungen 10, 11, 12 und 13 an die leitenden Elektro- book«, Oktober 1943, von McGraw Hill Book Comp., den 5, 6, 7 und 8 angeschlossen werden. Nachdem man beschrieben sind. Die Konstanten des Multivibrators die einzelnen Schichten angeschlossen hat, kann man werden so justiert, daß der Multivibrator 41, der norden ganzen Schichtenzusammenbau als ganze Einheit mal geöffnet ist, durch den ersten Synchronisierauf die Frontplatte einer Fernsehröhre oder einer 30 impuls eingeschaltet und bei dem dritten Impuls aus-Radarröhre anbringen. geschaltet wird. Er wird wieder eingeschaltet bei dem

Wenn auch in Fig. 1 der Schirm als flach gezeigt vierten Impuls und ausgeschaltet bei dem sechsten ist, so kann er ohne weiteres auch in der üblichen Impuls, wie es in Fig. 2b mit der Kurvet dargestellt Weise gewölbt sein. Fig. 2 a zeigt in schematischer ist. Die Konstanten des Multivibrators 40 werden so Darstellung eine Fernsehröhre mit einem Schirm der 35 eingeregelt, daß der Multivibrator, der normal geöff-Fig. 1 und der Spannungsversorgung. In Fig. 2 a be- net ist, durch den zweiten Synchronisierimpuls einsteht die Kathodenstrahlröhre 20 aus dem konischen geschaltet wird und durch den dritten wieder geöffnet Teil 21, aus der Frontplatte 22 und dem Röhrenhals wird, bei dem fünften wieder eingeschaltet und bei

23. In dem Röhrenhals 23 befinden sich eine Kathode dem sechsten wieder geöffnet wird usw., wie es dar-

24, ein Heizer 25, eine Steuerelektrode 26 und die 40 gestellt ist in der Kurve B der Fig. 2b.
Beschleunigungselektrode 27 und 28. Dicht hinter den Die Kathodenstufen 36 und 37 mit den betreffenden Beschleunigungselektroden folgt ein Paar von vertika- Widerständen 38 und 39 werden so dimensioniert, daß len elektrostatischen Ablenkplatten 29 und ein Paar sie eine solche Spannung erzeugen, die gleich der von horizontalen elektrostatischen Ablenkplatten 30. Spannung V der Batterie 35 ist. Der Kathodenver-Man kann an Stelle der elektrostatischen Äblenk- 45 stärker 36 erzeugt beim Betrieb an dem Widerstand platten 29 und 30 ebenso magnetische Ablenkvorrich- 38 die Spannung V, wenn der Multivibrator 41 eingetungen verwenden, da die Charakteristik der Elektro- schaltet ist. In gleicher Weise zieht der Kathodennenkanone nicht kritisch ist. verstärker 37 Strom und erzeugt an dem Kathoden-

Die Betriebsspannungen zum Betrieb der Röhre 20 widerstand 39 die Spannung V, wenn der Multivibra-

werden einer Gleichspannungsquelle entnommen, im 50 tor 40 durchgeschaltet hat.

allgemeinen einer Batterie, der ein Spannungsteiler 32 In den Zeitintervallen zwischen der Null-Zeit und

parallel geschaltet ist. An den Abzapfungen des Span- dem Ankommen des ersten Synchronisierimpulses an

nungsteilers werden die einzelnen Spannungen für die Multivibratoren 40 und 41 liegt das Potential der

Kathode und die Beschleunigungselektroden sowie die Batterie 35 zwischen dem Teil 13 und dem Teil 12,

anderen Betriebsspannungen abgenommen. Die volle 55 das über den Kathodenwiderstand 38 des Multivibra-

Spannung der Gleichspannungsquelle wird an dem tors 36 auf Masse gelegt ist, da der Widerstand 38

Beschleunigungsring 33 und an das Teil 30 des Färb- einen wesentlich kleineren Widerstand besitzt als die

fernsehschirmes 34, also an die als Anode dienende Phosphorschichten 2 und 3.

Elektrode 5, angeschlossen. Während die Spannung, Auf diese Weise wird die gesamte Spannung V an die an der Elektronenkanone liegt, die übliche ist, be- 60 die lichtverstärkende Phosphor schicht 4 gelegt, und trägt die Beschleunigungsspannung an dem als Be- wenn die kathodenlumineszierende Phosphorschicht 1 schleunigungsanode dienenden Ring 33 etwa 500 Volt. durch Kathodenstrahlen angeregt wird, so daß sie Sie ist also im Vergleich zu den bislang gebrauch- blaues oder ultraviolettes Licht aussendet, wird eine liehen Beschleunigungsspannungen von 2000VoIt erste Farbe von der zusammengesetzten Schicht wesentlich geringer. Diese Spannung kann deshalb so 65 emittiert. Nach der Ankunft des ersten Synchronisier- niedrig sein, weil der Elektronenstrahl das Signal impulses, wie es in Fig. 2b gezeigt ist, schaltet der lediglich auf den Schirm überträgt, aber nicht zur Multivibrator 41 ein, und folglich zieht die Kathoden-Leistungslieferung für die Lichtleistung des Schirmes stufe 36 einen Strom. Eine Spannung V fällt an dem herangezogen wird. Diese Leistung wird durch das Kathodenwiderstand 38 ab und gelangt an das Teil 12. elektrostatische Gleichfeld dem Schirm zugeführt. 70 Da die Spannung V ebenso an dem Teil 13 infolge der

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angeschlossenen Batterie 35 liegt, entwickelt sich in es ebensogut für Linien^- oder Punktfolgesysteme zu

der lichtverstärkenden Phosphorschicht 4 kein elek- verwenden. Hinzu kommt noch, daß, obwohl die Er-

trisches Feld, und eine Emission dieser Schicht ist findung besonders für ein Dreifarbensystem beschrie-

dadurch ausgeschaltet. Jedoch erhält Teil 11 und folg- ben ist, die Erfindung ebenso für ein Zweifarbenlich die transparente leitende Schicht 6, die über den 5 system verwendet werden kann, wenn man die ge-

Kathodenwiderstand 39 der Kathodenstufe 37 auf eigneten Phosphorschichtzusammensetzungen aus-

Massepotential liegt, die Spannung V, die somit an wählt.

der lichtverstärkenden Phosphorschicht 3 liegt. Auf Gemäß einer weiteren Anordnung der Erfindung

diese Weise wird eine zweite Farbausstrahlung hoher können die lichtverstärkenden Phosphorschichten Intensität durch die lichtverstärkende Phosphor- io ebenso mit einem Kreuzgitterwiedergabesystem ver-

schicht 3 bewirkt, wenn die kathodenlumineszierende bunden werden, um auch hier eine intensive Farb-

Phosphorschicht 1 durch Elektronenstrahlen angeregt wiedergabe zu erhalten. Ein Wiedergabesystetn nach

und damit blaues oder ultraviolettes Licht aussendet. dem Kreuzgitterprinzip ist in dem USA.-Patent

Bei Ankunft des dritten Synchronisierimpulses, wie es 2 698 915 von W.W.Piper beschrieben. Ein Zuin Fig. 2 b gezeigt ist, tritt im Betrieb des Multivibra- 15 sammenbau eines solchen Wiedergabesystems gemäß

tors 41 keine Änderung ein. Jedoch wird der Multi- der Erfindung ist beispielsweise in Fig. 3 der Zeich-

vibrator 32 dann eingeschaltet, nimmt den Kathoden- nung dargestellt.

verstärker 37 in Betrieb und verursacht einen Span- Die Fig. 3 a zeigt eine Kreuzgitteranordnung in nungsabfall V an dem Kathodenwiderstand 39. So Draufsicht und Fig. 3 b eine gleiche Anordnung in wird das Potential V über die Leiter 11 an die trans- 20 einem Querschnitt. In Fig. 3 a ist ein erster Satz von parente leitende Schicht 6 gelegt. Da die Spannung V horizontalen Elektroden 50, von denen jede einen Annun an den leitenden Schichten 6, 7 und 8 liegt, ent- schluß 51 besitzt, an die eine Seite der Phosphorwickelt sich in den lichtverstärkenden Phosphorschich- schicht 60 gelegt, die blaues oder ultraviolettes Licht ten 3 und 4 kein elektrisches Feld, und die erste und emittiert, wenn sie durch ein elektrisches Feld angezweite Farbausstrahlung wird unterdrückt. Da jedoch 25 _regt wird. Ein zweiter Satz von vertikalen, parallelen das Potential V über die Verbindungen 10 und 11 an Elektroden 52 ist an die andere Fläche der elektroder lichtverstärkenden Phosphorschicht 2 liegt, sendet lumineszenten Phosphorschicht angelegt. Die Gitter diese Schicht eine dritte Farbe aus, wenn die katho- sind in dieser Weise angeordnet, daß die Leiter des denlumineszente Phosphorschicht 1 blaues oder ultra- einen Gitters senkrecht auf den Leitern des anderen violettes Licht emittiert. 30 Gitters stehen. Ein erster Schalter 54 schaltet ab-Aus der vorhergehenden Beschreibung läßt sich er- wechselnd die Leiter des horizontalen Gitters auf sehen, daß der Wiedergabeschirm erfindungsgemäß so Massenpotential und wird von einem üblichen angeordnet ist, daß drei lichtverstärkende Phosphor- Elektromotor 55 angetrieben. Ein zweiter Schalter 55 filme in enger Beziehung zu der blau oder ultraviolett kann abwechselnd an ein Eingangssignal gelegt weremittierenden kathodenlumineszenten Schicht des 35 den, das über einen Kondensator 57 an einem WiderSchirmes stehen. Jede der lichtverstärkenden Schich- stand 58 abfällt und an die vertikalen Elektroden 52 ten emittiert eine andere Farbe, wenn sie durch Emis- über die Verbindungen 53 gelangt. Der zweite Schalsion der kathodenlumineszenten Schicht angeregt wird ter 56 wird ebenso von einem Motor 59 angetrieben, und wenn sie in einem elektrostatischen Gleichfeld Beide Motoren 55 und 59 und die Schalter 55 und 56 liegt. Das elektrostatische Gleichfeld wird synchron 40 können durch eine äquivalente Elektronenschaltung mit dem ankommenden Signal an den Steuerelektro- ersetzt werden, wie z. B. eine Verzögerungsleitung, den der Kathodenstrahlröhre an die einzelnen licht- ein binäres Zählsystem oder ein System, in dem verstärkenden Phosphorschichten gelegt. Auf diese Schalterleiter 53 und 31 durch einen Elektronenstrahl Weise liegt an der lichtverstärkenden Schicht, die die abgetastet werden, der elektrische Leitwege bildet erste Farbe aussendet, ein elektrostatisches Gleich- 45 und die Teile 51 auf Massenpotential und die Teile feld, wenn ein die erste Farbe enthaltendes Signal an 53 auf das Eingangssignal legt.

die Steuerelektrode der Kathodenstrahlröhre gelangt In Fig. 3 b ist das gesamte Wiedergabesystem in und dieses Signal auf den Elektronenstrahl überträgt, vertikalem Querschnitt dargestellt. Die horizontalen während an den anderen zwei lichtverstärkenden Elektrodenteile 50 liegen dicht an der elektrolumines-Schichten keine Gleichspannung liegt. Ebenso liegt 50 zenten Phosphorschicht 60, die z. B. aus einer Matrix ein elektrostatisches Gleichfeld an der zweiten oder von einfachen Kristallen oder aus einer aufgedampfdritten lichtverstärkenden Schicht, wenn ein Signal, ten Phosphorschicht gemäß USA.-Patent 2 675 331 die zweite oder dritte Farbe betreffend, an die Steuer- bestehen kann. Diese Phosphorschicht kann irgendein elektrode der Röhre gelangt. elektrolumineszenter Phosphor sein, der blaues oder In dieser Anordnung der Erfindung kommt die 55 ultraviolettes Licht ausschickt, und kann üblichereigentliche Energie, die die hohe Lichtintensität des weise Zinksulfid, aktiviert mit 0,01 Gewichtsprozent Schirmes verursacht, von der an die einzelnen licht- Kupfer, sein, wobei der Erhitzungsvorgang in einer verstärkenden Phosphorfilmen angelegten Gleichspan- Atmosphäre von Schwefelwasserstoff und Chlornung. Der an der Kathodenstrahlröhre erzeugte Elek- ~ wasserstoff stattfindet. Die vertikalen Elektroden 52 tronenstrahl benötigt lediglich so viel Energie, um 60 Hegen an der anderen Seite der Phosphorschicht 60. das Signal auf die kathodenlumineszente Phosphor- Dicht an den vertikalen Elektroden 52 befindet sich schicht 1 zu übertragen. Deshalb ist die erfmdungs- eine dünne isolierende, für Licht durchlässige Schicht gemäße Anordnung geeignet, bei Beschleunigungs- 61, die z. B. aus nicht reduziertem Titandioxyd bespannungen von ungefähr 500 Volt gegenüber den bis- stehen kann. Auf die Isolierschicht 61 folgt eine lang benötigten 15000 bis 20000VoIt Bilder hoher 65 durchsichtige leitende Schicht 62, die aus einem Helligkeit zu erzeugen. In der vorliegenden Anord- durchsichtigen leitenden Material bestehen kann, wie nung konnten Beschleunigungsspannungen von 500 es aus der Beschreibung der Fig. 1 hervorgeht. Auf bis 1000 Volt verwendet werden. Obwohl das erfin- die transparente leitende Schicht 62 folgen ein erster dungsgemäße Wiedergabesystem besonders für eine lichtverstärkender Phosphorfilm 63, eine zweite transAnordnung nach dem Rasterprinzip geeignet ist, ist 70 parente leitende Schicht 64, eine zweite lichtverstär-

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kende Phosphorschicht 65, eine dritte transparente leitende Elektrode 66, eine dritte lichtverstärkende Phosphorschicht 67 und eine vierte transparente leitende Schicht 68. Die ganzen Schichten können auf einer isolierenden, lichtdurchlässigen Grundplatte 69 angebracht werden. Die Grundplatte kann jedoch auch an der entgegengesetzten Fläche der Anordnung direkt anschließend an die Elektroden 50 angebracht werden. Die Zuführungen 70, 71, 72, 73 führen an die leiten-

Piper-Patent 2 698 915. Die Phosphorschicht zwischen den einzelnen horizontalen und vertikalen Gitterstäben wird zur Elektrolumineszenz angeregt, wenn die zwei entsprechenden Gitter durch die Schal-5 ter 54 und 56 geschaltet werden in der Weise, daß sie den Stromkreis zwischen Eingang und Masse schließen. Die restlichen Teile des Schirmes werden nicht angeregt. In dieser Weise wird ein Raster durch den Betrieb der Schaltmotoren 55 und 59 überstrichen,

den Elektroden 62, 64, 66 und 68. Die lichtverstärken- io und gleichzeitig damit wird die Spannung an die den Phosphorschichten 63, 65 und 67 können aus ver- lichtverstärkenden Phosphorschichten in der Weise schiedenen lichtemittierenden und lichtverstärkenden
Phosphorschichten bestehen, die genauso aufgebaut

sind, wie es in der Beschreibung zu Fig. 1 der Erfin-

gelegt, daß, wenn ein erstes Farbsignal an der Kapazität 57 anfällt, die Erregung eines Teiles des gekreuzten Gitters verursacht wird und ein elektrostati-

dung beschrieben ist. 15 sohes Gleichfeld an die erste farbemittierende licht-

Eine Gleichspannungsquelle liefert eine Spannung verstärkende Phosphorschicht gelegt wird. Ähnlich,

von 10 bis 100 Volt und wird wie üblich durch die Batterie 74 dargestellt. Sie ist an die Schalterkontakte 75 und 76 angeschlossen, die mechanisch oder elektro-

wenn zweitfarbige und drittfarbige Signale ankommen, wird an den Kreuzgitterschirm eine Spannung gelegt, die in den zweitfarbig und drittfarbig emittie-

nisch gedreht werden wie das Schaltsystem gemäß 20 renden lichtverstärkenden Schichten ein Feld hervor-Fig. 3, z. B. durch einen Elektromotor 77. Die Um- ruft.

drehungszahl des Elektromotors 77 wird auf die Um- In Fig. 4 ist eine andere Ausführung des Leuchtdrehung des Motors 59 synchronisiert durch eine ge- schirmes gezeigt. Sie unterscheidet sich von dem bräuchliche elektronische Teilerschaltung 78, der die Aufbau nach Fig. 1 lediglich dadurch, daß die licht-Schaltfrequenz der Schalter 75 und 76 von der Schalt- 25 verstärkenden Schichten 3, 4 und 5 nochmals unterfrequenz des Schalters 56 abhängig macht. Diese teilt sind. Die kathodenlumineszente Phosphorschicht Schaltfrequenz ist wiederum abhängig von der Gege- ist mit 2 bezeichnet und hat die gleiche Zusammenbenheit, ob die Wiedergabe in einem Raster-, Streifen- Setzung wie die kathodenlumineszente Phosphoroder Punktfolgesystem geschieht. Da solche Teiler- schicht 1 in Fig. 1. Die transparenten leitenden schaltungen bekannt sind, wird der Teiler 78 nur im 30 Schichten sind mit 6, 7,8 und 9 bezeichnet und werden Blockschaltbild gezeigt. in der gleichen Weise hergestellt und aufgebracht wie

Der Schirm der Fdg. 3 b kann gemäß den vorher- die entsprechenden Schichten in Fig. 1. Der gesamte gegangenen Lehren hergestellt werden. Auf diese Schichtaufbau ist auf einer lichtdurchlässigen Grund-Weise z. B. wird man bei der Herstellung eines sol- platte 10 aufgebaut. Mit 11,12,13 und 14 sind Anchen Schirmes mit der Grundplatte 69 beginnen, die 35 Schlüsse zu den einzelnen leitenden, transparenten für sichtbares Licht durchsichtig ist und z. B. aus Schichten bezeichnet.

Quarz, Glas oder Glimmer bestehen kann, und darauf Die lichtverstärkenden Schichten 3, 4 und 5, von

dann eine transparente leitende Elektrode 68 von denen jede eine Schicht aus lichtempfindlichem Wider-Titandioxyd gemäß den Lehren des USA.-Patentes Standsmaterial Za, 4a, 5 a und eine Schicht aus elek-2 732 313 anbringen. Dann folgt eine aufgedampfte, 40 trolumineszentem Material 3 b, 4 b, 5 b enthält, liegen lichtverstärkende Phosphorschicht 68 gemäß der jeweils zwischen zwei transparenten leitenden Schich-Methode, die in Patent 2 675 331 beschrieben ist. Der ten. Die Wirkungsweise ersieht man aus folgender Prozeß wiederholt sich dann abwechselnd, indem man Betrachtung. Zunächst liegt eine elektrische Spannung die Schichten 67, 66, 65, 64, 63 und 62 aufbringt. Eine zwischen den transparenten leitenden Schichten, z. B. transparente, isolierende Schicht 61, die z. B. aus 45 an den elektrisch leitenden Schichten 6 und 7, und soeiner unreduzierten, durchsichtigen Schicht von Titan- mit liegt die lichtverstärkende Schicht 3 in dem dioxyd besteht, wird dann auf die zuletzt genannte Gleichfeld dieser Spannung. Wenn nun kein Signal Schicht 62 aufgebracht. Ein Gitter von parallelen, ver- auf die lichtverstärkende Schicht fällt, ist die FeIdtikalen, leitenden Elementen 52 wird dann auf die verteilung in dieser Schicht so, daß die Spannung, Isolierschicht 61 aufgebracht, z. B. durch Aufdampfen 50 die an der elektrolumineszenten Schicht anfällt, nicht oder Aufmalen oder indem man dünne metallische genügend groß ist, um eine Elektrolumineszenz dieser Linien in der bekannten Sprühtechnik aufbringt. Ein Schicht zu bewirken. Der Grund dafür ist, daß die Phosphorpuderschlamm, der die dielektrische Phos- unbestrahlte lichtempfindliche Widerstandsschicht 3 α phorschieht bildet, kann üblicherweise aus Zinksulfid, einen hohen Widerstand besitzt und somit die ganze aktiviert mit 0,01 Gewichtsprozent Silber, bestehen, 55 Spannung an dieser Schicht 3a abfällt. Wenn jedoch aber die Schicht kann ebensogut aus einem anderen Strahlungsenergie, z. B. die Emissionsstrahlung der bekannten, ultraviolettes oder blaues Licht emittieren- kathodenlumineszenten Schicht 2, auf die lichtempden elektrolumineszenten Phosphor bestehen, die dann findliche Widerstandsschicht 3 a fällt, dann geht der aufgesprüht oder in anderer Weise auf die vertikalen Widerstand des bestrahlten Teiles der Schicht 3 α Elektroden der Matrix in der gewünschten Dicke, die 60 merklich zurück, während die Spannung an der elekangenähert 50 μ beträgt, aufgebracht wird. Nachdem trolumineszenten Schicht 3 b anwächst und dadurch die Phosphorschlämmung angetrocknet ist, kann man die Schicht 3 b zur Lumineszenz angeregt wird. Die eine Matrix von horizontalen parallelen Gitterelektro- Lichtmenge, die durch die elektrolumineszente Schicht den aufbringen, z. B. durch Sprühen, Aufdampfen ausgestrahlt wird, ist größer als die Lichtmenge, die oder Malen, ebenso wie man die vertikalen Elektro- 65 auf die lichtempfindliche Widerstandsschicht 3 α fällt, den aufgebracht hat. Dann sind noch die Zuführung»- Es findet also eine Verstärkung des Lichtsignals statt, kontakte zu den leitenden Schichten und zu den verti- Die lichtempfindlichen Widerstandsschichten 3 a, 4a kalen und horizontalen Gitterelektroden anzubringen. und 5 a können aus einem üblichen lichtempfindlichen

Der Schirm dieser erfindungsgemäßen Anordnung Widerstandmaterial bestehen, dessen Widerstand bei arbeitet dann gemäß den Lehren in dem vorerwähnten 70 dem Einfallen von sichtbarem oder ultraviolettem

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Licht, wie es von der kathodenlumineszenten Phosphorschicht 2 ausgesendet wird, unter einen bestimmten Wert absinkt. Es sind eine Anzahl solcher Materialien bekannt; sie enthalten üblicherweise Sulfide, Selenide und Teleride von Zink, Cadmium oder Blei. Das physikalische Gefüge dieser Schichten ist nicht kritisch. So können beispielsweise die lichtempfindlichen Widerstandsschichten aus mikrokristallinen Schichten eines lichtempfindlichen Materials bestehen, das an einen dielektrischen oder einfachen Kristall eines in Mosaik angeordneten lichtempfindlichen Materials gebunden ist. Diese Materialien sind vorzugsweise dünne transparente Schichten von Cadmiumsulfid. Die transparenten, lichtempfindlichen Widerstandsschichten von Cadmiumsulfid werden durch eine Dampfreaktion von Cadmiumdampf und einer Atmosphäre von Wasserstoffsulfid bei einem Druck von 100 bis 5000 μ Quecksilber hergestellt. Auf einem auf 500 bis 650° C erhitzten Isoliermaterial, beispielsweise Glas, schlagt sich dann eine kristalline Schicht von Cadmiumsulfid nieder.

Die eiektrolumineszenten Schichten 3 b, 4 b und 5b können aus irgendeinem bekannten eiektrolumineszenten Phosphor bestehen, der üblicherweise so gewählt wird, daß drei verschiedene Farben emittiert werden. Beispielsweise kann die rotes Licht emittierende Schicht 3 b aus Zinksulfid bestehen, das mit ungefähr 0,3 Gewichtsprozent Kupfer aktiviert und in reinem Wasserstoffsulfid erhitzt wird. Die grünes Licht emittierende Schicht 4 & kann üblicherweise aus Zinksulfid bestehen, das mit ungefähr 0,01 Gewichtsprozent Kupfer aktiviert ist und in einer Atmosphäre von Wasserstoffsulfid und Chlorwasserstoff erhitzt wird. Die blaues Licht aussendende Schicht 5 & kann aus Zinksulfid bestehen, das mit 0,1 Gewichtsprozent Kupfer in einer Atmosphäre von Wasserstoffsulfid und Chlorwasserstoff erhitzt wird. Die physikalische Struktur der eiektrolumineszenten Schichten 3 &, 4 & und 5 b ist dabei nicht kritisch und kann z. B. gemäß der Methode nach dem USA.-Patent 2 675 331 hergestellt werden.

Ebenso können auch die Schichten 63, 65 und 67 in Fig. 3 b in der oben dargestellten Weise aus einer lichtempfindlichen Widerstandsschicht und einer eiektrolumineszenten Schicht hergestellt sein.

Auf diese Weise wird ein Drei-Grundfarben-Bild emittiert. Natürlich kann in der gleichen Weise dieser Schichtaufbau auch für ein Zwei-Grundfarben-System aufgebaut werden, wenn man die entsprechenden zwei lichtverstärkenden Phosphorschichten verwendet.

Während die Erfindung im Hinblick auf bestimmte Ausführungen beschrieben worden ist, ist es einleuchtend, daß viele Abänderungen und Modifikationen in technischer Hinsicht nahegelegt sind. Demgemäß wird beabsichtigt, mit den Ansprüchen alle die Änderungen und Modifikationen, die dem gleichen Gedanken der Erfindung zugrunde liegen, zu umfassen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Leuchtschirm für Kathodenstrahlröhren zur Farbbildwiedergabe, insbesondere für Fernseh- und Radarwiedergaberöhren, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtschirm aus einer ersten Leuchtschicht besteht, die bei Erregung durch einen Elektronenstrahl blaue und ultraviolette Strahlen aussendet, und daß auf dieser ersten Leuchtschicht mehrere lichtverstärkende und jeweils in einer bestimmten Grundfarbe leuchtende, jeweils zwischen transparenten, elektrisch leitenden Schichten liegende transparente Schichten angebracht sind, die durch die blaue und ultraviolette Strahlung der ersten Schicht zum Leuchten in verschiedenen Farben angeregt werden, wenn an ihre Oberflächen mittels der transparenten leitenden Schichten eine Gleichspannung angelegt wird, so daß die zur Bildhelligkeit benötigte Leistung nicht dem Elektronenstrahl, sondern den sich zwischen den transparenten, elektrisch leitenden Schichten ausbildenden elektrostatischen Feldern entnommen wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten der ersten Leuchtschicht und senkrecht zueinander stehend elektrisch leitende Streifen angebracht sind, die gegen die übrigen lichtverstärkenden Schichten durch eine transparente Isolierschicht isoliert sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Zwischenschichten und die elektrisch leitenden Streifen mit Anschlüssen versehen sind.

4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltanordnungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe jeweils an die entsprechenden elektrisch leitenden Schichten und elektrisch leitenden Streifen in Abhängigkeit von dem Eingangssignal Gleichspannungen gelegt werden können.

5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die lichtverstärkenden Schichten zwischen den transparenten elektrisch leitenden Schichten aus einer lichtempfindlichen Widerstandsschicht und aus einer eiektrolumineszenten Schicht zusammensetzen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 749 798;
USA.-Patentschrift Nr. 2 566 713.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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