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Festkörperbildschirn, Die Erfindung betrifft einen Festkörperbildschirm.
In der britischen Patentschrift 829 255 wird gezeigt, daß es verschiedene Schaltungen
zur Steuerung der Lichtausbeute der einzelnen Elemente eines Bildschirms gibt. Der
Bildschirm besteht hierbei aus zahlreichen lichterzeugenden Elementen, z. B. aus
einzelnen Elektrolumineszenzzellen oder einem einzigen Elektrolumineszenzphosphor
mit zahlreichen einzeln erregbaren Elementen. Diese Schaltungen enthalten im allgemeinen
eine oder mehrere konstante Wechselspannungsquellen, die zur Erregung der Elektrolumineszenzzellen
dienen. Ferner sind ein oder mehrere nichtlineare dielektrische Kondensatoren vorgesehen,
die den einzelnen Elektrolumineszenz= elementen zugeordnet sind und deren effektiver
Scheinwiderstand gegenüber der erregenden Spannung bei Anlegung einer Steuergleichspannung
sich stark ändert. Die Scheinwiderstandsänderung führt zu einer Änderung des Spannungsabfalls
der Erregungsspannung am Elektrolumineszenzglied und demgemäß zu einer Änderung
der Lichtausbeute desselben. Der nichtlineare dielektrische Kondensator kann z.
B. ein sögenanntes Ferroelektrikum, wie Bariumtitanat oder Bärium-Strontiumtitanat,
enthalten, die bekanntlich die erwähnte Impedanzänderung zeigen.
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Diese bekannten Festkörperbildschirme werfen verschiedene Konstraktionsprobleme
auf. Da jedes Schirmelement zur Erzielung einer hohen Auflösung klein sein muß,
ist die Herstellung und nachträgliche Zusammensetzung einzelner Elemente unmöglich.
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Ein eigener älterer Vorschlag betrifft einen Festkörperbildschirm,
bei dem die Elektrolumineszenzschicht, die Schicht aus nichtlinearem dielektrischem
Material und die erforderlichen Elektroden schichtweise hergestellt werden. Hierbei
besitzt die Elektrolumineszenzschicht eine durchgehende Frontelektrode und einzelne
Hinterelektroden, die zahlreiche lichterzeugende Elemente in einem zusammenhängenden
Zustand bilden. Eine einzige Schicht aus nichtlinearem dielektrischem Material,
gewöhnlich in keramischer Form, mit Elektroden, Anschlußschienen und gegebenenfalls
anderen Steuervorrichtungen, die auf die Schicht aufgedruckt oder sonstwie niedergeschlagen
sind, wird mit der Elektrolumineszenzschicht in Kontakt gebracht.
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Es wurde gefunden, daß eine Brückenschaltung für die Steuerung der
Lichtausbeute der Elektrolumineszenzzelle am günstigsten ist. Die Helligkeitsänderung
für ein bestimmtes Steuersignal ist also bei dieser Schaltung unter allen bekannten
Schaltungen am größten. Auch eine derartige Brückenschaltung kann in einzelnen nachträglich
vereinigten Schichten hergestellt werden, wie sich aus dem obigen Vorschlag ergibt.
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Bei den angegebenen Anordnungen müssen sämtliche Elektroden des Steuerteils
eines bestimmten lichterzeugenden Elementes in einer Fläche auf der nichtlinearen
dielektrischen Folie angebracht werden, die im allgemeinen gleich der Fläche des
lichterzeugenden Elementes ist. Etwas Raum kann dadurch gespart werden, daß man
einige Elektroden des Steuerteils für mehr als ein Element benutzt, aber hierdurch
wird wieder die Wechselwirkung zwischen den Elementen begünstigt, und die Platzersparnis
ist nicht sehr bedeutend. Ferner müssen alle Teile der Signalverteilungsanordnung,
z. B. Entkopplungs- oder Speicherelemente, die im Bildschirm selbst untergebracht
werden müssen, ebenfalls in der gleichen Fläche untergebracht werden. Für einen
Schirm mit befriedigender Auflösung ist die Elementarfläche nur etwa 0,025 cm2,
wenn man 6,4 Elemente auf den Zentimeter unterbringen will. Bei der Herstellung
von Bildschirmen mit immer kleineren lichterzeugenden Elementen muß also auch der
Steuerteil und gegebenenfalls ein Teil der Signalverteilungsvorrichtung in einer
immer kleineren Fläche untergebracht werden. Damit ergibt sich eine untere Grenze
für die Größe der einzelnen Bildpunkte, die mit den bisher vorgeschlagenen Herstellungsmethoden
nicht unterschritten werden kann.
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Selbst wenn es aber auch noch möglich sein sollte, Elemente der gewünschten
Größe in Schichtform herzustellen,
wird ein weiteres -Problem so
ernst, daß sich keine wirkliche Verbesserung mehr ergibt. Dieses Problem ist die
Wechselwirkung zwischen benachbarten Elementen, ,Weil, die. Elektroden dieser Elemente
so nahe beieinander!' stehen,'' daß die Elemente nicht mehr ausreichend elektrisch
voneinander isoliert sind, um die Steuerung-der Lichterzeugung an scharfbegrenzten
Stellen zu ermöglichen.
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Ziel der Erfindung ist demgemäß die Schaffung eines Festkörperbildachirmsmit
einzelnen steuerbaren lichterzeugenden Elementen kleiner Abmessungen, bei dem der
Raum für die Bildung der Steuerelemente nicht durch die Elementengröße begrenzt
ist und bei dem Wechselwirkung benachbarter Elemente vermieden werden kann.
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Demgemäß betrifft die Erfindung.einen Festkörperbildschirm mit einer
Elektrolumineszenzschicht, die unter dem Einfluß elektrischer Wechselfelder Licht
emittiert und einer Vielzahl unabhängig steuerbarer Schirmelemente gemeinsam ist,
die zwischen einer durchsichtigen Frontelektrode und einzelnen Hinterelektroden.
an der anderen Seite der Elektrolumineszenzschicht in einem periodischen Muster
angebracht sind, um 'Bilder entsprechend elektrischen Eingangssignalen zu erzeugen.
Dieser Bildschirm ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Steueranordnung,
die aus einem oder mehreren flachen nichtlinearen dielektrischen Gliedern besteht,
deren ebene Breitseiten: senkrecht oder geneigt zu der Elektrolumineszenzschicht
verlaufen. An den Breitseiten der dielektrischen Glieder befinden sich in einem
periodische. Muster angeordnete Elektroden, die eine Vielzahl elementarer nichtlinearer
Kondensatoren definieren, deren effektive Kapazität durch angelegte Eingangssignale
gesteuert werden kann. Jedes Bildelement ist mit mindestens einem der nichtlinearen
Elementarkondensatoren derart verbunden, daß die Größe des an dieser Stelle der
Elektrolumineszenzschicht herrschenden elektrischen Wechselfeldes entsprechend der
effektiven Kapazität der Elementarkondensatoren gesteuert wird.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnung. Hierin ist Fig.
1 ein Schrägbild eines Festkörperbildschirms gemäß der Erfindung, Fig.2 ein Teilschnitt
längs der Linie II-H in Fig. 1, Fig. 3 ein Schrägbild einer einzelnen Steuerleiste
gemäß der Erfindung, Fig. 4 ein Ersatzschaltbild eines Bildelementes gemäß der Erfindung,
Fig. 5 ein Schrägbild einer anderen Ausführungsform der Erfindung und Fig. 6 ein
Schrägbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung im zerlegten Zustand.
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Fig.1 zeigt einen Festkörperbildschirm mit einer Elektrolumineszenzzelle
10, die an. ihrer Rückseite mehrere Elementarelektroden 12 aufweist. Die
Elementarelektroden 1.2 definieren eine Mehrzahl von Leuchtelementen. Die Verwendung
eines durchgehenden Elektrolumineszenzteils 10 ist nicht erfindungswesentlich,
sondern. es kann jede Anordnung verwendet werden, die ein Bild erzeugt, das für
den Betrachter in einet einzigen Bildebene 9 und in Projektionen derselben erscheint.
Die Elektrodenanordnung kann. .ebenfalls abgeändert werden, soweit sichergestellt
; ist,, Äaß_ _ d e elektrolumineszente Phosphor erregt werden kann. Eine Mehrzahl
gekapselter Steuerleisten 14, die jeweils die nötigen Teile zur Steuerung der Lichterzeugung
einer Reihe von Bildelementen aufweisen, ist erfindungsgemäß in Parallelanordnung
an der Rückseite des Elektrolumineszenzteils 10 angeordnet. Jede Steuerleiste 14
steht in elektrischem Kontakt mit einer Reihe von Hinterelektroden 12 über Zwischenstücke,
z. B. die dargestellten leitenden Gummischeiben 16. Elektrische Anschlußdrähte 18
ragen aus den gekapselten Steuerleisten 14 heraus, um den einzelnen Elementen Steuersignale
zuführen zu können. Der Deutlichkeit halber wird nachstehend jedes einzelne Bildelement
des Elektrolumineszenzteils 10 mit 10' bezeichnet, während einzelne Steuerelemente
der Steuerleisten 14 mit 14'
bezeichnet werden.
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In. Fig. 2 und 3 sind dieEinzelheiten der erfindungsgemäßen Anordnung
dargestellt. Jede Steuerleiste enthält einen nichtlinearen dielektrischen Streifen
20, der sich längs einer Reihe lichterzeugender Elemente erstreckt. Auf dem Streifen
20 ist eine Elektrodenanordnung vorgesehen. Auf der einen Seite des Streifens
befinden sich bei dieser Ausführungsform drei parallele Streifenelektroden
22, 23 und 24, die über die ganze Elementreihe hinwegreichen können.
Zwei dieser Elektroden, 22 und 23, werden nachstehend als Netzelektroden bezeichnet.
Der dritte Streifen 24
wird als geerdete Kondensatorbelegung bezeichnet.
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Auf der anderen Seite des Dielektrikums 20 befinden sich Streifenelektroden
26, und zwar eine für jedes Steuerelement 14'. Jede Streifenelektrode besteht aus
drei Abschnitten 27, 28 und 29, die sich unmittelbar auf dem Dielektrikum
20 befinden. Außerdem stehen die Anschlüsse 18 und 19 in Kontakt mit
den entgegengesetzten Enden der Streifenelektroden 26. Ein leitender Abschnitt 27
jedes Streifens 26 befindet sich gegenüber den beiden Netzelektroden 22 und 23 auf
der anderen Seite des Dielektrikums 20. Diese leitenden Abschnitte 27 werden nachstehend
als Steuerelektroden eines Elementes bezeichnet. Mit jeder Steuerelektrode 27 steht
ein Widerstandselement 28 in Kontakt, das ferner in Kontakt mit einem zweiten leitenden
Abschnitt 29 steht, der sich gegenüber der geerdeten Kondensatorbelegung 24 befindet.
Die leitenden Abschnitte 29 werden nachstehend als Kopplungskondensatorbelegung
bezeichnet.
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Ein Bildelement des Bildschirms nach Fig. 1 besitzt also ein Elektrolumineszenzelement
10', von dessen Hinterelektrode 12 ein nichtlineares Dielektrikum
20
ausgeht, auf dem sich eine Steuerelektrode 27 befindet. Diese ist mit der
Hinterelektrode 12 des betreffenden Elektrolumineszenzelementes 10' galvanisch
gekoppelt. Gegenüber der Steuerelektrode 27 befinden sich zwei Netzelektroden 22
und 23, so daß sich zwei nichtlineare Kondensatoren ergeben. Die Steuerelektrode
27 steht in unmittelbarem Kontakt mit einem Widerstandselement 28, das seinerseits
in Kontakt mit einer Kopplungskondensatorbelegung 29 steht. Diese steht einer geerdeten
Kondensatorbelegung 24 auf der anderen Seite des Dielektrikums 20 gegenüber. Die
Kopplungskondensatorbelegung 29 ist mit der Eingangselektrode 18 verbunden.
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Mehr oder weniger Schaltungselemente können unmittelbar auf den nichtlinearen
dielektrischen Leisten 20 angebracht, sein: Beispielsweise genügt es in vielen Fällen,
nur die Steuerelektrode 27 und -die beiden Netzelektroden 22 und 23 auf den dielektrischen
Leisten 20 anzubringen. Die gewählte Anordnung hängt
von
den elektrischen Anforderungen, den Herstellungskosten, der Betriebssicherheit usw.
ab.
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Ein Ersatzschaltbild der Anordnung nach Fig. 1 bis 3 ist in'Fig. 4
dargestellt. Wie man dort sieht, befindet sich das Elektrolumineszenzelement 10'
in einer Brückenschaltung. Jedes Bildelement, das durch den strichpunktierten Rahmen
in Fig. 4 dargestellt wird, enthält ein Elektrolumineszenzelement 10' mit
einer geerdeten Vorderelektrode 11 und einer Hinterelektrode 12, die galvansich
mit zwei nichtlinearen Kondensatoren 30 und 31 gekoppelt ist. Erfindungsgemäß kann
ein einziger Leiter, nämlich die Steuerelektrode 27, die Belegung beider Steuerkondensatoren
30 und 31 darstellen.
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Die anderen Belegungen der Steuerkondensatoren 30 und 31 werden durch
die Netzleitungen 22 und 23 gebildet, die mit den zur Erregung des Elektrolumineszenzelementes
10' dienenden Spannungsquellen 32 und 33 verbunden sind. Die Spannungsquellen 32
und 33 geben eine konstante Wechselspannung ab. In Reihe mit einer oder beiden Spannungsquellen
befindet sich eine Gleichspannungsquelle 34. Die Verbindungsstelle 36 der beiden
Wechselspannungsquellen 32 und 33 ist geerdet. Selbstverständlich
sind die Spannungsquellen 32, 33 und 34 nicht für jedes einzelne Element
besonders vorgesehen, sondern versorgen eine größere Anzahl von Elementen in dem
Bildschirm. Die gemeinsame Belegung 27 der beiden Steuerkondensatoren 30 und 31
ist mit einem Ent kopplungswiderstand 28 verbunden, der seinerseits mit einer Belegung
29 eines Entkopplungskondensators 38 verbunden ist. Die andere Belegung 24 des Entkopplungskondensators
38 ist geerdet.
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Die Anordnung nach Fig. 1 bis 3 bzw. ihr Ersatzschaltbild nach Fig.
4 liefert ein Beispiel für die Art, in der erfindungsgemäß nichtlineare dielektrische
Leisten oder Rippen an der Rückseite eines Elektrolunüneszenzteils 10' angebracht
werden können, während auf den Leisten zahlreiche verschiedene Schaltungselemente
angeordnet sein können. Zur Signalverteilung auf einem derartigenBildschirm können
in jedem Bildelement zwei Dioden 42 und 43 vorgesehen sein, die mit
der Verbindungsstelle des Widerstandes 28 und des Kondensators 38 verbunden sind.
Diese Dioden können in Streifen auf einem Fortsatz der dielektrischen Leisten angebracht
sein. Eine Signalquelle 44 und eine Signalverteilungsvorrichtung 46 sind so geschaltet,
daß sie der ersten Diode 42 ein Steuersignal in Vorwärtsrichtung zuführen. Die zweite
Diode 43 ist durch eine an ihrer Klemme 45 angelegte Vorspannung im
allgemeinen nichtleitend. Die Art der Signalverteilung bildet jedoch keinen Teil
der Erfindung, so daß keine weiteren Erläuterungen nötig erscheinen.
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Es ist natürlich nicht erforderlich, daß alle zu der Rippenanordnung
gehörendenSchaltungselemente auf einem einzigen durchlaufenden Körper angebracht
werden. Es wurde gefunden, daß die Herstellung oft vereinfacht wird, wenn eine erste
Rippengruppe mit bestimmten daran angebrachten Elementen mechanisch und elektrisch
mit einer zweiten Rippengruppe mit anderen Elementen verbunden wird. Beispiele hierfür
werden weiter unten beschrieben.
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Wie oben ausgeführt wurde, ist die günstigste Betriebsart eine Brückenschaltung.
Demgemäß befindet sich bei der Ersatzschaltung nach Fig. 4 die Elektro= lumineszenmelle
10' in der Brückendiagonale, und die nichtlinearen Kondensatoren 30 und 31 liegen
in den äußeren Brückenzweigen je in Reihe mit einer Wechselspannungsquelle 32 bzw.
33 und gegebenenfalls mit einer Gleichspannungsquelle 34, die zur Empfindlichkeitssteigerung
dient. Wenn kein Steuersignal zugeführt wird, so ist die Brücke abgeglichen, und
demgemäß wird der Elektrolumineszenzzelle 10' kein elektrisches Feld zugeführt,
so daß sie nicht erregt wird. Die Anlegung eines Steuersignals bewirkt eine Verschiebung
des Brückengleichgewichts und das Auftreten eines Feldes an der Elektrolumineszenzzelle
10'. Auf diese Weise kann erreicht werden, daß die Lichtausbeute der Zelle 10' mit
der Anlegung eines ansteigenden Steuersignals zunimmt. An Stelle der Brückenschaltung
können aber auch andere Schaltungen verwendet werden.
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Zur Herstellung eines Bildschirms nach Fig. 1 bis 3 kann man von einer
großflächigen Elektrolumineszenzzelle 10 bekannter Art ausgehen. Zum Beispiel wird
auf einen Träger 13, der lichtdurchlässig ist und im allgemeinen aus Glas bestehen
wird, eine Schicht 15 aus einem Elektrolumineszenzphosphor in Mischung mit einem
dielektrischen Bindemittel aufgebracht. Diese Schicht kann z. B. mitKupfer aktiviertes
Zinksulfid in einem Bindemittel aus Polyvinylchlorid enthalten. Die durchgehende
Frontelektrode 11 kann vorher auf den Träger 13 aufgebracht werden und besteht z.
B. aus Zinnoxyd in bekannter Weise. Auf der Rückseite der Elektrolumineszenzschicht
15 können Elementarelektroden 12 durch Aufdampfen eines leitenden Werkstoffes, z.
B. Aluminium, durch eine Maske gebildet werden.
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Die Steueranordnung enthält Rippen 20 aus nichtlinearem dielektrischem
Werkstoff. Dieser kann z. B. aus den bekannten ferroelektrischen Stoffen, insbesondere
denjenigen des Bariumtitanattyps@ ausgewählt werden. Zu diesem Typ gehören unter
anderem Bariumtitanat,Bariumstrontiumtitanat,Bariumstannat, Natriumniobat, Natriumtantalat,
Kaliumniobat und Kaliumtantalat.
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Als nichtlineare dielektrische Werkstoffe werden hier Stoffe bezeichnet,
bei denen die mit der Zeit veränderliche Komponente der elektrischen Verschiebung
vom Mittelwert eines angelegten periodischen elektrischen Feldes abhängt. Lineare
dielektrische Werkstoffe sind umgekehrt diejenigen, bei denen die mit der Zeit veränderliche
Komponente der elektrischen Verschiebung vom Mittelwert der Wechselfeldstärke nicht
abhängt.
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Die Schaltungselemente, nämlich die Netzleiter 22 und 23, die geerdete
Kondensatorbelegung 24, die Steuerelektroden 27, die Widerstandselemente 28 und
die Kopplungskondensatorbelegungen 29, können durch eine fotogeätzte Maske hindurch
aufgespritzt oder im Siebdruckverfahren oder mittels eines Stempels aufgedruckt
werden. So kann man z. B. eine Paste aus Silber und einer Glasfritte auf die nichtlineare
dielektrische Leiste 20 durch eine entsprechende Maske hindurch im Muster der leitenden
Elemente aufspritzen und brennen, wodurch sich ein festanhaftender Leiterüberzug
ergibt. Der Widerstand 28 kann dann durch Aufspritzen und Brennen eines Überzugs
aus Kohle mit einem Füllstoff aus einem Phenol hergestellt werden.
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Die fertige nichtlineare dielektrische Rippe 14 wird dann allein oder
gemeinsam mit anderen Rippen in einem geeigneten Stoff 17, z. B. Epoxyharz, oder
ein niedrig schmelzendes Glas, eingebettet. Die Einbettung ist nicht unbedingt erforderlich,
wurde aber bei
vielen Anwendungen als .günstig .befunden. Für diesen
Zweck wird ;die Rippe 14 irn allgemeinen in eine Form eingebracht,:: . in die. das
Einbettungsmaterial gegossen und ausgehärtet, wird; Bei gemeinsamer Einbettung mehrerer,
dielektrischer Rippen können die jeweiligen Netzleiter 22 und 23 der einzelnen Rippen
durch Drähte, miteinander verbunden werden. Es braucht dann nur.ein Paar von Netzleitern
22 und 23 herausgeführt zu Werden. Die Anschlüsse 18 für das Eingangssignal, können
durch Anlöten dünner Drähte an die Kopplungskondensatorplatten 29 für jedes Element
oder.dadurch gebildet werden, daß die Rippe 14 nur bis zu-ihrem oberen Rand eingekapselt
wird, so daß ein direkterZugang zu der Kopplungskondensatorbelegung 29 möglich ist.
Ebenso, können die Anschlußdrähte 19 zur Verbindung mit den Hinterelektroden
12 der'i Elßktrolumineszenzzelle 10 an den Steuerelektroden 27 angebracht
werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dienen leitende Gummischeiben
16 .zur Verbindung der Anschlußdrähte 19 mit den Hinterelektroden 12. Eine gute
mechanische und elektrische .Verbindung zwischen diesen Elementen ; "wird durch
Verwendung eines leitenden Klebstoffes hergestellt. Es wurde gefunden, daß die Gummischeiben
16 genügend elastisch sind, um unebene Stellen..der Elektrolumineszenzzelle 10 und
der _nichthnummrdielektrischen Teile 20 auszugleichen. Die Steuerelektrode 27 jedes
Elementes kann aber auch bis zum Rand der gekapselten Rippe 14 reichen und ohne:
:Zwischenlage leitender Gummischeiben 16 unmittelbaren Kontakt mit der Hinterelektrode
12 machen.
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Die nichtlinearen.' dielektrischen Rippen 20 erstrekken sich
bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 etwa senkrecht zur Rückseite der Elektrolumineszenzzelle
10. Offenbar ist es nicht erforderlich, die Rippen in einem bestimmten Winkel zur
Bildebene 9 anzuordnen. Die Hauptvorteile der Erfindung werden durch Verwendung
einer von der Bildebene 9, d. h. in den dargestellten Beispielen der Ebene der Elektrolumineszenzzelle
10; abweichenden Dimension erzielt. Die von der Bildebene 9 abweichende Abmessung
der Rippen ist etwa fünfmal oder mehr größer als der Durchmesser eines einzelnen
lichterzeugenden Elementes 10' bzw. als die Projektion eines solchen Elementes auf
die Bildebene 9. Unter Umständen kann es erwünscht sein, . die Rippen in einem Winkel
von weniger als 90° zur Bildebene 9 anzuordnen. Im allgemeinen wird man den Winkel
aber nicht kleiner als 30° wählen.
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Die Zeichnungen sind der Deutlichkeit halber nicht maßstabgerecht
ausgeführt. DieAbmessung der nichtlinearen dielektrischen Glieder 20 in Fig. 1 bis
3 senkrecht zur Bildebene 9 .ist im Verhältnis zum Durchmesser eines Elektrolumineszenzelementes
10'
wesentlich geringer als in Wirklichkeit.
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Die nichtlinearen dielektrischen Glieder 20 sind lang und rechteckig
dargestellt und erstrecken sich parallel über die Elemente einer Reihe der Elektrolumineszenzzelle.
Sie könnten aber natürlich auch unregelmäßige Gestalt haben und auf eines oder einige
Elemente beschränkt sein.
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Es sind Bildschirme gemäß der Erfindung hergestellt worden, bei denen
die nichtlinearen dielektrischen Glieder 20 eine Breite von etwa 12,5 mm
und eine Dicke von etwa 0;125 'mm aufweisen. Mehr als 40 Glieder pro Z eixtimeter
sind in dem Bildschirm. vorgeselieärDie Netzleiter 22 .und 23 haben etwa eine Breite
von 0,125 mm und einen Abstand von etwa 1 mm. Die Steuerelektroden 27 der
einzelnen Elemente haben auch etwa eine Breite von 0,125 mm und einen Abstand
von etwa 0,25 mm: Die Verteilung der Steuerelektroden 27, die derjenigen der Hinterelektroden
12 der Elektrolumineszenzzelle 10' entspricht, bestimmt natürlich die Anzahl der
Elemente je Flächeneinheit des Bildschirms.
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DieAbmessungen des Bildschirms sind in gewissem Ausmaß durch die an
die verschiedenen Elemente angelegten Spannungen bestimmt, da die Kapazität der
nichtlinearen Steuerkondensatoren 30 und 31 und des Kopplungskondensators 38 durch
die Dicke der nichtlinearen elektrischen Glieder 20 und die Größe der leitenden
Elemente bestimmt ist. Die erwähnten Abmessungen gelten für eine Anordnung, bei
der die Signalspannung zwischen 0 und etwa 200 Volt Gleichstrom schwankt und die
Spannungsquellen für die Erregungsspannung je etwa 250 Volt Wechselstrom mit 2000
Hertz abgeben, während die Gleichvorspannung etwa 300 Volt beträgt.
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Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt.
Hier sind mehrere Steuereinheiten 14 mit nichtlinearen dielektrischen Leisten 20,
auf denen die Schaltungselemente angeordnet sind, gemeinsam in eine Vergußmasse
17 eingebettet. Anord-, nung und Ausbildung der Schaltungselemente auf den nichtlinearen
dielektrischen. Leisten und Einbettung können wie bei der Ausführungsform nach Fig.
1 vorgenommen werden. Zur Verdeutlichung der Erfindung ist die Anordnung nach Fig.
5 von der Ausgangsseite her gesehen, während Fig. 1 eine Ansicht von der Steuerseite
des Bildschirms her zeigt. Die Steueranschlüsse 19 gehen durch die Vergußmasse 17
hindurch. Es kann erwünscht sein, weiteres leitendes Material darauf anzubringen,
um eine größere Kontaktfläche zu erzielen. Zu diesem Zweck kann ein Silber- oder
Aluminiumtropfen am Ende jedes Anschlusses angebracht werden. An der anderen Seite
der gekapselten Einheit befinden sich die Anschlüsse für Signalzuführung.
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An der Vorderseite der gekapselten Einheit wird das Muster der Hinterelektroden
für die Elektrolumineszenzschicht 15 in Kontakt mit den Anschlüssen 19 angebracht.
Auf dieses Elektrodenmuster wird dann ein Gemisch. 15 aus einem Elektrolumineszenzphosphor
und einem Dielektrikum aufgebracht. Dieses kann z. B. aus kupferaktiviertem Zinksulfid
in Polyvinylchloridbestehen. ZumHärten desElektrolumineszenzphosphors bzw. des Kunststoffbindemittels
wurde eine Erhitzung auf etwa 100° C während 15 Minuten günstig befunden. Auf der
Vorderseite der Elektrolumineszenzschicht 15 wird dann eine Frontelektrode
40 angebracht. Der Stoff, aus dem die Frontelektrode 40 besteht, hängt in
gewissem Ausmaß von dem Material ab, in das der Elektrolumineszenzphosphor eingebettet
ist. Zum Beispiel kann Zinnoxyd nicht ohne weiteres auf eine Elektrolumineszenzschicht
aufgetragen werden, bei der ein Kunststoff als Einbettungsmaterial dient, weil hierbei
hohe Temperaturen erforderlich sind. Wenn dagegen Glas als Einbettungsstoff dient,
was gewöhnlich in Form einer Glasfritte geschieht, die anschließend zur Bildung
einer glasierten Oberfläche gebrannt wird, so kann ein leitender überzug aus Zinnoxyd
in üblicher Weise aufgespritzt werden. Bei Verwendung eines Kunststoffes kann man
z. B. eine Schichtaus Gold oder Zinnoxyd aufdampfen. Gold hat eine verhältnismäßig
geringe.
Durchlässigkeit für Licht und ist deshalb zur Bedeckung
der ganzen Oberfläche der Elektrolumineszenzschicht 15 weniger geeignet. Deshalb
wird ein Gitter 40 aus dünnen, eng benachbarten Linien gebildet, das die
nötigen elektrischen Eigenschaften für den Bildschirm aufweist und doch eine ausreichende
Lichtausbeute ergibt. Die Linien dieses durchsichtigen Gitters können z. B. eine
Dicke von 0,05 bis 0,075 mm und einen Abstand von etwa 0,25 bis 0,3 mm haben und
ergeben dann eine Durchlässigkeit von 75 bis 80"/o.
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Die erfindungsgemäße Anordnung ergibt weit mehr Platz für die Anbringung
der Schaltungselemente auf der nichtlinearen dielektrischen Leiste 20 und
ermöglicht die Herstellung von Bildschirmen mit sehr geringer Elementgröße. Da die
Breite der einzelnen leitenden Streifen 27 nicht groß zu sein braucht, können die
Elemente geringen Abstand haben. Es ist immer noch genügend Platz verfügbar, um
die einzelnen Leiter 27 so weit entfernt zu halten, daß eine störende Wechselwirkung
verhindert wird.
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Beim Vergleich mit Bildschirmen der gleichen Auflösung von z. B. 6,4
Bildelementen je Zentimeter in der Bildebene ergibt sich der Vorteil der Erfindung
ohne weiteres. Während bei einer Schichtanordnung bekannter Art eine ebene Fläche
von 0,025 cm= zur Verfügung steht, liefert uns eine vergleichbare Anordnung gemäß
der Erfindung ein Volumen von 0,025 cm= mal der Tiefe des Schirms für die Anordnung
der Steuerelemente. Da die Schirmdicke keinen wesentlichen Begrenzungen unterliegt,
kann diese leicht bis zu etwa 2,5 cm gewählt werden. Damit ist die auf dem nichtlinearen
dielektrischen Glied zur Herstellung der Steuerelemente verfügbare Fläche weit größer
als die Fläche der Elemente auf dem Schirm.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine einzelne
Reihe oder einige Reihen von Steueranordnungen leicht in einem einzigen Arbeitsgang
hergestellt und geprüft werden können und bei irgendwelchen Fehlern der fertigen
Anordnung leicht ausgewechselt werden können.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 6 gezeigt.
Hierbei kann die Elektrolumineszenzzelle 10 in der in Fig. 1 gezeigten bekannten
Art ausgeführt werden. Hierauf befindet sich ein Steuerteil 50, bestehend
aus einer Vielzahl von Rippen 51, auf denen sich leitende Elemente 52 und 53 befinden,
zwischen denen ein Widerstandselement 54 angeordnet ist. Diese allgemeine Anordnung
entspricht derjenigen nach Fig.3. Auf der Rückseite jeder nichtlinearen dielektrischen
Rippe 51 befinden sich Netzleiter 55 und 56 und eine geerdete Kondensatorbelegung
57, ebenfalls ähnlich wie in Fig. 3. Die einzelnen nichtlinearen dielektrischen
Glieder 51 sind je in einem Halter aus Isoliermaterial 60 angeordnet, der
einen Teil 61 aufweist, gegen den sich das nichtlineare dielektrische Glied
51 legt. Jeder Halter 60 hat Endteile mit mehreren Zähnen 62 und 63. Eine
Zahnreihe 62 steht der Elektrolumineszenzzelle 10 gegenüber, während die andere
Zahnreihe 63 am anderen Ende der Halter 60 angeordnet ist. Die Halter
60 aus Isoliermaterial können z. B. aus einem keramischen Werkstoff mit geringer
Dielektrizitätskonstante bestehen. Als solcher kann ein Aluminiumsilikat dienen.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, sind die Endteile 62 und 63 und der Abschnitt
61 so angeordnet, daß sie einen Trog bilden, in dem sich der nichtlineare dielektrische
Teil 51 befindet. Auf den Zähnen 62 und 63 befindet sich jeweils ein leitender Streifen
62a bzw. 63a, der in gleicher Weise wie die Leiter auf dem nichtlinearen dielektrischen
Glied 51 ausgebildet ist. Er erstreckt sich über die zur Fläche des nichtlinearen
dielektrischen Gliedes 51 parallele Fläche und die dazu senkrechte Stirnfläche des
Zahnes. Auf diese Weise sind am Ende 62 Elektroden ausgebildet, die als Hinterelektroden
der Elektrolumineszenzzelle dienen können oder mit diesen Kontakt machen. Am anderen
Ende des Steuerteils 50
sind entsprechend Elektroden für die Anlegung des
Eingangssignals gebildet.
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Ein zweiter Teil 70, der aus einer Vielzahl von Haltern 71 aus Isoliermaterial
mit Zähnen 72 am Ende besteht, ist hinter dem Steuerteil 50 angeordnet. Jeder Zahn
72 ist mit einem leitenden Streifen 75 versehen, der Kontakt mit den entsprechenden
Streifen der Zähne 63 des Steuerteils 50 macht. In parallelen Schlitzen der Halter
71 befindet sich halbleitendes Material zur Bildung der Dioden 73 und 74, die den
in Fig.4 gezeigten Dioden entsprechen und die gleiche Aufgabe erfüllen. Die Dioden
sind durch die leitenden Streifen 75 miteinander verbunden. Es können Verankerungsnuten
vorgesehen sein, damit der Steuerteil 50 und der Diodenteil 70 elektrisch
und mechanisch sicher miteinander verbunden werden. Der Steuerteil 50 und der Diodenteil
70 sind so angeordnet, daß aus mechanischen Gründen ihre einzelnen Glieder zueinander
senkrecht sind.