DE2139868A1

DE2139868A1 - Elektronenstrahlabtaster mit hoher Kontrastwiedergabe

Info

Publication number: DE2139868A1
Application number: DE19712139868
Authority: DE
Inventors: Lester A Palos Verdes Peninsula Calif Jeffries (V St A)
Original assignee: Northrop Grumman Corp
Current assignee: Northrop Grumman Corp
Priority date: 1970-08-28
Filing date: 1971-08-09
Publication date: 1972-03-02
Also published as: FR2106143A5; NL7110936A; US3671795A; GB1311406A; CA943261A; JPS5529544B1

Description

"Elektronenstrahlabtaster mit hoher Kontrast— wiedergabe"

Die Erfindung betrifft phosphoreszierende Anzeigeschirme für Elektronenstrahlabtaster, insbesondere solche mit einer lichtabsorbierenden Oberfläche zur Verbesserung des Kontrastes,

In Elektronenstrahlgeräten mit optischer Anzeige, wie Kathodenstrahlröhren mit phosphoreszierendem Schirm, tritt ein bemerkenswerter Kontrastverlust durch Streulicht auf, das von dem Phosphor reflektiert wird. Die meisten bekannten CRT-Phosphorschirme sind weiss oder leicht gefärbt, so dass ein grosser Prozentsatz von Nebenlicht, das auf die Oberfläche des Phosphors fällt, zum Betrachter reflektiert wird.

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-lng. Axal Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

Um diesen Kontrastverlust zu vermindern, hat man in einigen Fällen in bekannten Kathodenstrahlröhren einen dünnen Film transparenten Phosphors verwendet, auf dem eine dünne schwarze, undurchsichtige Schicht aufgebracht ist. Diese deckende Schicht absorbiert jegliches reflektiertes oder Nebenlichts das auf den Phosphor fällt. Bei dieser Kontrastverbesserung liegt aber die deckende Schicht zwischen dem Elektronenstrahl und dem Phosphor, so dass die Elektronen sie passieren müssen. Dies hat einen bemerkenswerten Energie— verlust und eine Reduzierung der Leuchtkraft des Phosphors zur Folge.

Die Anordnung nach der Erfindung verwendet Mittel zum Absorbieren reflektierten sowie Nebenlichtes, das auf das Licht emittierende Material auffällt, ohne dass eine bemerkenswerte Schwächung deg Elektronenstrahls erfolgt, da der Elektronenstrahl nicht durch das absorbierende Medium hindurchzutreten braucht. Die Erfindung ist besonders geeignet für Elektronenstrahl-Abtasteinriehtungen mit einer Flächenkathode und einem Schirm mit breiter Oberfläche, zwischen denen eine Anzahl von Steuerelektrodenplatten zwischengeschichtet sind, die zum Steuern des Elektronenstrahls dienen und die Öffnungen aufweisen, die Elektronenstrahlkanäle bilden. Solche Anordnungen sind im US-Patent No. 3,^08,532 der Anmelderin beschrieben, das am 29. Oktober 1968 ausgegeben worden ist.

Es ist also das hauptsächliche Ziel der Erfindung, bei einem optischen Anzeigeschirm für Elektronenstrahlabtaster einen verbesserten Kontrast zu schaffen.

Weitere Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Erläuterung der Erfindung anhand der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele ersichtlich.

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In diesen Zeichnungen stellen dar;

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Anordnung nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Ebene, die in Fig. i durch 2-2 angedeutet ist, und

Fig. 3 eine schematische Darstellung, die die Arbeitsweise der Anordnung nach der Erfindung erläutert.

Kurz zusammengefasst besitzt die Anordnung nach der Erfindung eine lichtabsorbierende Oberfläche, die sich im räumlichen Abstand gegenüber der Oberfläche des rückwärtigen Teils des liehtemittierenden Phosphors auf dem Schirm befindet. Der Phosphor ist in einer dünnen, optisch durchlässigen Schicht auf der Rückseite der transparenten Schirmplatte aufgebracht. Die lichtabsorbierende Oberfläche sitzt auf den Elektroden einer Steuerelektrodenplatte, die an der Schirmplatte anliegt und Öffnungen besitzt, die Kanäle für die Elektronen zur Schirmplattenoberfläche hin bilden. Auf diese Weise fliegen die Elektronen durch die Öffnungen in der Steuerplatte hindurch zum Schirm, ohne durch die lichtabsorbierende Schicht beeinflusst zu werden. Neben— und reflektiertes Licht tritt durch die transparente Phosphorschicht hindurch und wird durch die lichtabsorbierende Oberfläche der Steuerelektrodenplatte absorbiert, so dass es auf das Schirmbild nur einen Minimaleffekt ausübt.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Einzelheiten der Elektronen-Abtasteinrichtung sind nur kurz erläutert, da eine vollständige Beschreibung von ihnen sich in dem erwähnten Patent Nr.3,408,532 findet. Diese Ausbildung ist für den Gegenstand der Erfindung übernommen.

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Die Trägerplatte 11, die aus transparentem Material wie Glas bestehen kann, hat eine phosphoreszierende Bedeckung 12 auf" ihrer inneren Oberfläche in Form eines dünnen, transparenten Filmes, der auf ihr in bekannter Technik, wie ZoB₀ durch Vakuumaufdampfen oder chemische Verdampfung, aufgebracht sein kann. Als eine solche Bedeckung kann z.B. ein Zinksulfid dienen, das einen Aktivator wie Arsen enthält. Die Kathode 14 ist als Flächenquelle für Elektronen vorgesehen. Zwischen die Kathode 14 und den Schirm sind eine Anzahl Steuerelektrodenplatten ±6 zwischengeschichtet, die Öffnungen l6a aufweisen, welche als Kanäle für den Elektronenfluss zwisehen der Kathode und dem Schirm dienen. Die Steuerelektrodenplatten l6 tragen leitende Elektroden 18 auf ihren Breitseiten, mit denen das Abtasten des Elektronenstrahls in Abhängigkeit von einem digitalen Steuersignal vorgenommen wird, wie dies in dem erwähnten Patent näher beschrieben ist. Die obere Steuerplatte ±6 wird durch eine lichtabsorbierende Oberfläche 17 im wesentlichen auf ihrer ganzen Breite überdeckt. Dieses Resultat kann auf verschiedene Weise erreicht werden, z.B. durch Dunkelanodisieren der Steuerelektroden 18, oder, sofern die Elektroden aus Gold bestehen, durch einen Niederschlag von Goldschwärze (gold black), mittels eines schlechten Vakuums während des Niederschlagsprozesses, oder durch irgendeine andere Bedeckung der Elektroden mit einem lichtabsorbierenden Material.

In Fig. 3 wird die Wirkungsweise der Anordnung nach der Erfindung erläutert. Wie Pfeil 20 anzeigt, tritt Nebenlicht durch den transparenten Phosphor 12 und wird durch die absorbierende Oberfläche 17 absorbiert. Ebenso geht irgendwelches Licht, das durch die Oberfläche dex~ transparenten Schirmplatte 11 reflektiert wird, wie durch Pfeil 22 angedeutet, durch den transparenten Phosphor und wird durch die Oberfläche 17 absorbiert. Der Elektronenstrahl, angezeigt

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durch Pfeil 24, tritt durch die Öffnungen l6a in der Steuerplatte und wird auf diese Weise nicht durch die lichtabsorbierende Oberfläche 17 beeinflusst. Auf diese Weise wird also sowohl Nebenlicht als auch reflektiertes Licht hinter der lichtemittierenden Phosphorschicht absorbiert, so dass seine Wirkung auf das Schirmbild auf ein Minimum herabgesetzt wird und ein Maximum an Kontrast dieses Bildes erreicht wird.

Die Anordnung nach der Erfindung erreicht also einen hohen Kontrast und hohe Leuchtkraft in optischen Anzeigeanordnungen, wie sie in einem Elektronenstrahlabtaster benutzt werden. Nebenlicht und reflektiertes Licht werden wirkungsvoll absorbiert, und dieses Ergebnis erhält man ohne Schwächung des den Schirm anregenden Elektronenstrahls.

Zum Schluss sei nochmals eine kurze Zusammenfassung der Erfindung gegeben:

Ein Elektronenstrahlabtaster besitzt einen grossflächigen Schirm und eine Flächenkathode mit Steuerelektroden dazwischen, die den Elektronenfluss zwischen der Kathode und dem Schirm steuern. Der Schirm besitzt eine transparente Platte mit einer phosphoreszierenden Bedeckung darauf, die Licht durch die transparente Platte in Abhängigkeit von dem Elektronenaufprall emittiert, Die Elektronen werden durch in ihrer Plugrichtung liegende Öffnungen in den Steuerelektroden von der Kathode zum Schirm geleitet. Die Oberfläche der der phosphoreszierenden Bedeckung des Schirmes gegenüberliegenden Elektrode ist lichtabsorbierend gestaltet, derart, dass im wesentlichen alles Licht, das durch die Schirmplatte hindurchgeht oder von der äusseren Oberfläche dieser Platte reflektiert wird, durch diese Schicht absorbiert wird.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE:

l.y Elektronenstrahl "-Abtasteinrichtung, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
eine Flächenelektronenquelle (14),

ein Schirmelement mit breiter Oberfläche (ll), das transparent ist und eine transparente Bedeckung (12) auf einer seiner beiden Oberflächen besitzt, die zum Aussenden von Licht in Abhängigkeit von auf sie auftreffende Elektronen dient, und

ein Steuerplatteneleiaent (l6) zwischen der Elektronenquelle und dem Schirm zum Steuern des Elektronenflusses zwischen diesen beiden, das Öffnungen (l6a) besitzt, die als Kanäle für die zum Schirm fliegenden Elektronen dienen und deren eine breite Oberfläche direkt gegenüber und im wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Schirmelementes lie^t und lichtabsorbierend ausgestaltet ist, derart, dass sie Licht, das auf die Schirmbedeckung auffällt und durch diese zur Steuerelektrode hindurchtritt, absorbiert.

2. Elektronenstrahlabtaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektrodenplatte (l6) auf der dem Schirm direkt gegenüberliegenden Oberfläche Elektroden (18) besitzt, und dass die lichtabsorbierende Oberfläche (17) auf diesen Elektroden sitzt.

3. Elektronenstrahlabtaster nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden mit einer lichtabsorbierenden Bedeckung anodisiert sind,

h. Elektronenstrahlabtaster nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden mit Goldschwärze bedeckt sind.

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5. Elektronenstrahlabtaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Bedeckung des Schirmes aus einem dünnen, transparenten Phosphor(a»Leuchtstoff)-Film besteht.

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