DE2145201C2 - Kathodenstrahlröhre zur Erzeugung von Schriftzeichen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kathodenstrahlröhre zur Erzeugung von Schriftzeichen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Röhre dieser Art ist in der GB-PS 10 69 763 als Monoskop-Röhre in Form einer Kathodenstrahlröhre beschrieben, die eine Auffangelektrode für die Abgabe von Sekundärelektronen, wie beispielsweise eine Aluminium-Elektrode in Gestalt einer flachen Platte aufweist. Die Elektrode ist mit einem Material wie Kohlenstoff bedeckt, das keine Sekundärelektroden abgibt. Dieser Kohlenstoff wird zum Freilegen der darunterliegenden Aluminium-Elektrode selektiv so entfernt, daß der Kathodenstrahl durch das Auftreffen auf die Elektrode aufgrund der Sekundäremission derselben ein gewünschtes Zeichen in Form von elektrischen Signalen ergibt. Hierzu wird der Elektronenstrahl mittels der Ablenkeinrichtung in den Bereich eines gewählten Zeichens gelenkt, an dem dann mit dem Strahl eine Abtastung vorgenommen wird. Bei dieser bekannten Röhre kann jedoch aufgrund der Anwendung des Prinzips, Unterschiede im Sekundäremissionsvermögen zu nutzen, nur eine relativ geringe Anzahl von Schriftzeichen an dem Zeichenschirm untergebracht werden, da die Einzellinien der Schriftzeichen ausreichend fett gemacht werden müssen.

Aus der US-PS 31 81 026 ist ferner eine Kathodenstrahlröhre zur Erzeugung von Schriftzeichen in Form elektrischer Signale bekannt, bei der in einem evakuierten Kolben mittels eines von einer Ablenkeinrichtung abgelenkten Elektronenstrahls ein Zeichenschirm abgetastet wird. Bei dieser bekannten Röhre werden die darzustellenden Zeichen unter Hinzunahme von Synchronisier-Markierungen in übereinanderliegende Abtast-Zeilen aus Zeichen-Flächen und Synchronisier-Flächen aufgeteilt, die dann an dem Zeichenschirm zu einer durchlaufenden Zeichen-Zeile hintereinander gesetzt werden. Zur Abtastung eines Zeichens wird von der Ablenkeinrichtung zunächst eine erste Ablenkung zur Wahl der Zeichen-Zeile vorgenommen, längs der dann eine zweite Ablenkung zur Abtastung dieser Zeile erfolgt. Zur Bildung der jeweiligen Signale sind drei Platten notwendig, von denen in Laufrichtung des Elektronenstrahls eine erste Platte mit Synchronisier- und Zeichenöffnungen für den Elektronenstrahldurchlaß versehen ist, während die zweite Platte nur mit Synchronisieröffnungen versehen ist, so daß der durch die erste Platte hindurchtretende Elektronenstrahl an der zweiten Platte Zeichen-Signale erzeugt und beim Hindurchtreten durch die zweite Platte an der dritten Platte Synchronisier-Signale hervorruft. Dieser kompli-

2^r> zierte Aufbau des Zeichenschirms macht es jedoch notwendig, entweder die jeweiligen Öffnungen äußerst genau auszurichten oder zu einer weniger kritischen Ausrichtung die Öffnungen unter Inkaufnahme einer Verringerung der Zeichen-Kapazität größer zu wählen.

Ferner ist es bei dieser bekannten Röhre notwendig, daß die Zeichen von vorneherein in Zeilen aufgeteilt werden, was eine photographische Direkt-Übertragung von Zeichen ausschließt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kathodenstrahlröhre gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, bei der unter einfachem Aufbau auf dem Zeichenschirm eine große Anzahl von Schriftzeichen untergebracht werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs I aufgeführten Mitteingelöst.

Durch die direkte Nutzung des Elektronenstrahls ist es damit möglich, Zeichen mit sehr feinen Linien in einfacher Weise darstellbar zu machen und damit auf dem Zeichenschirm eine sehr große Anzahl von Zeichen unterzubringen. Die zeichengemäße Gestaltung der Isolierschicht kann wie bei der Halblcitertechnik im Photoätzverfahren erfolgen, was mit einfachen Mitteln eine präzise Herstellung des Zeichenschirms zuläßt, so daß ein einzelnes Schriftzeichen an dem Zeichenschirm eine Quadratfläche mit einer Seitenlänge von ungefähr 200 μπι erhält und dadurch an dem Zeichenschirm eine sehr große Anzahl von Zeichen Platz findet.

Bei der Röhre nach der Erfindung wird der Elektronenstrahl rasterförmig über das Schriftzeichen für die zu erzeugenden Signale geführt, wobei die auf den Träger gelangenden Elektronen einen Signalstrom ergeben. Dabei rufen je nach Art der Isolierschicht Elektronen, die auf die die Zeichen umgebenden Isolierschicht-Abschnitte auftreffen, an diesen Abschnitten eine Ansammlung negativer Ladungen hervor, die dazu führen kann, daß die Zeichen an ihren Randabschnitten dichter als an den davon umgebenen Abschnitten werden, was allgemein als »Randeffekt« bezeichnet wird. Andererseits üben die an den Isolierschicht-Abschnitten angesammelten negativen Ladungen eine Abstoßkraft auf die auf die Zeichen gerichteten Elektronen aus, was zu einer Störung des

Elektronenstrahls und damit gleichfalls zu einer ungenauen Wiedergabe des Zeichens führen kann.

In Ausgestaltung der Erfindung erfolgt ein Ausschalten eines derartigen »Randeffekts« vorteilhaft dadurch, daß der Träger eine Siliciumscheibe ist, auf die als Isolierschicht eine Siliciumdioxidschicht aufgebracht ist und daß die Siliciumdioxidschicht eine geringe Menge eindiffundierten Antimonsulfids enthält, um ihren spezifischen Widerstand zu verringern. Auf diese Weise wird durch die Verringerung des spezifischen Widerstands der Isolierschicht erreicht, daß durch den Elektronenstrahl aufgebrachte Ladungen allmählich abgeführt werden und keine störende Konzentration ergeben.

Eine gleichmäßige Verteilung der durch den Elektronenstrahl aufgebrachten Ladungen unter Vermeidung von Konzentrationen derselben an den Ziffern-Randbereichen ergibt sich in weiterer Ausgestaltung auch dadurch, daß die Isolierschicht mittels einer Vielzahl aufeinander senkrecht stehender dünner Linien in eine Vieizahl kleinster Quadratstücke unterteilt ist. Damit wird erreicht, daß sich die aufgebrachten Ladungen auf den kleinsten Quadratstücken im wesentlichen gleichmäßig verteilen, so daß die Ziffern-Randbereiche keine erhöhte Ladungskonzentration erhalten. Diese Unterteilung erfolgt vorteilhaft in der Weise, daß die Seite jedes der kleinen Quadratstücke etwa 5 μιτι lang ist und die dünnen Linien eine Breite von etwa 2 μιη haben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Kathodenstrahlröhre.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen Zeichenschirm mit einer Ausführungsform.

Fig. 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Zeichenschirms nach F i g. 2.

Die in Fig. 1 dargestellte Kathodenstrahlröhre hat einen Zeichenschirm 10 und einen Elektronenstrahlerzeuger 11, die in einem evakuierten Kolben 12 eingeschlossen sind, der üblicherweise aus Glas besteht. Der Zeichenschirm 10 ist an einer Stirnplatte des Kolbens 12 und im wesentlichen senkrecht zur Längsachse desselben angeordnet. Der Zeichenschirm 10 besteht aus einer Isolierschicht »4, die auf einem Träger 15 sitzt, der aus Metall oder einem Halbleitermaterial gebildet ist. Die Isolierschicht hat an ihrer Oberfläche zeichenförmige Aussparungen, die den Zeichen entsprechende Oberflächenabschnitte des Trägers 15 einem Elektronenstrom 16 aussetzen, der von dem Elektronenstrahlerzeuger 11 auf den Zeichenschirm 10 gerichtet ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind mehrere Tausend Zeichen in den Zeichenschirm 10 eingesetzt. Der Träger 15 ist über einen Kondensator 17 mit einem Anschluß 18 verbunden, der zu einem (nicht gezeigten) Verstärker führt. Zwischen dem Träger 15 und Masse ist ein Widerstand 19 angebracht.

Die Kathodenstrahlröhre besitzt ferner ein auf dem Kolben 12 angeordnetes Ablenkjoch 20 zum Ablenken des Elektronenstrahls für die Abtastung des Zeichenschirms 10. Eine (nicht gezeigte) Ablenkeinrichtung ist dafür vorgesehen, mittels des Ablenkjochs 20 den Elektronenstrahl in Rasterform, jedoch nur über einem kleinen, das gewählte Zeichen enthaltenden Abschnitt des Schirms 10 abzulenken. Diese Strahlablenkung erfolgt durch Überlagerung horizontaler und vertikaler Kippsignale auf vorbestimmten Vorspannungspegeln. Die Ablenkeinrichtung kann natürlich auch eine elektrostatische Ablenkeinrichtung sein.

Zur Vermeidung des Randeffekts wird ferner gemäß einem Ausführungsbeispiel der Kathodenstrahlröhre

κι ein Zeichenschirm 30 verwendet, dessen Isolierschicht einen Mosaikaufbau gemäß der Darstellung in F i g. 2 aufweist. In dieser Figur sind Zeichen sowie zueinander senkrechte Bezugslinien und Abstände zwischen diesen zu klein und zu dünn für eine brauchbare Darstellung;

ι ·"■ daher werden sie schematisch in vergrößertem Maßstab gezeigt. Der Zeichenschirm 30 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß F i g. 1 darin, daß die Teile der Isolierschicht, die jeweils ein darzustellendes Zeichen 31 umgeben, durch eine Vielzahl von

-'<> zueinander senkrechten Linien 32, 33 mit einer Breite von etwa 2 μπι in eine Vielzahl von regelmäßig angeordneten winzigen Quadratstücken unterteilt sind, deren Seitenlänge etwa 5 μπι beträgt. Da bei dieser Anordnung die negativen Ladungen, die durch die auf

.'·"> die Isolierschicht-Abschnitte auftreffenden Elektronen erzeugt werden, über die winzigen Quadratstücke des Mosaiks gleichmäßig verteilt werden, wird der sich durch die Ansammlung von negativen Ladungen an den Randabschnitten der Zeichen ergebende Randeffekt

so wirksam vermieden, so daß eine genaue Widergabe von Zeichen an einer Aufzeichnungs- bzw. Sichteinheit gewährleistet ist.

Die F i g. 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt eines Zeichenschirms 34, der ein Zeichenmuster trägt. In

|-> seiner Isolierschicht 34 sind ein Zeichen 35 mit einer Breite von ungefähr 100 μιη um eine Anzahl von Linien 36 mit einer Breite von 2 μπι eingraviert, die in Maschenform mit einem Abstand von ungefähr 5 μηι angeordnet sind.

«ι Beim Betrieb der Kathodenstrahlröhre nach F i g. 1 wird dem Ablenkjoch 20 an der Röhre ein unabhängiges Stellungssignal zusammen mit horizontalen und vertikalen Kippsignalen zugeführt, um den Elektronenstrahl 16 in Art einer Fernsehabtastung, jedoch nur über einem

ti kleinen Zcichenschirm-Abschnitt abzulenken, der das an einer (nicht gezeigten) Aufzeichnungs- bzw. Sichteinheit wiederzugebende Zeichen enthält. Das Stellungssignal wird natürlich für jedes aufzuzeichnende Zeichen geändert. Wenn der Elektronenstrahl 16 keinen

>o Abschnitt des gewählten Zeichens trifft, fließt kein Strom über den Träger 15. Wird jedoch ein Abschnitt des Zeichens abgetastet, so tritt ein entsprechender Stromfluß auf, der ein Videosignal bildet, das das Zeichen darstellt. Das an dem Anschluß 18 auftretende

>5 Videosignal wird nach Verstärkung dem Intensitätsgitter einer (nicht gezeigten) Kathodenstrahlröhren-Aufzeichnungseinheit zugeführt, deren Abtastzyklus mit dem Abtastzyklus der Ablenkeinrichtung für die Zeichensignal-Erzeugung synchronisiert ist. Somit er-

iu gibt die dem Videosignal entsprechende Intensitätsmodulation der Kathodenstrahlröhren-Aufzeichnungseinheit auf der Stirnfläche derselben das Zeichen in Sichtdarstellung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kathodenstmhlröhre zur Erzeugung von Schriftzeichen in Form von elektrischen Signalen, mit einem evakuierten Kolben, mit einem an der Innenseite der Stirnplatte des Kolbens angeordneten Zeichenschirm, der aus einem elektrisch leitenden Träger und einer auf der von der Stirnplatte abgewandten Seite des Trägers aufgebrachten Schicht besteht, in der die zu erzeugenden Schriftzeichen ausgespart sind, mit einem Elektronenstrahlerzeuger, der einen Elektronenstrahl auf den Zeichenschirm richtet, mit einer Ablenkeinrichtung für den Elektronenstrahl zur Abtastung ausgewählter Schriftzeichen sowie mit Einrichtungen zum Ableiten von den abgetasteten Schriftzeichen entsprechenden elektrischen Signalen, d a durch gekennzeichnet, daß die Schicht (14) eine Isolierschicht ist und daß die einzelnen Schriftzeichen eine solche Größe besitzen, daß jedes Zeichen in einer quadratischen Fläche liegt, deren Seitenlänge ungefähr 200 μίτι beträgt.

2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (15) eine Siliciumscheibe ist, auf die als Isolierschicht (14) eine Siliciumdioxidschicht aufgebracht ist und daß die Siliciumdioxidschichl eine geringe Menge eindiffundierten Aniimonsulfids enthält, um ihren spezifischen Widerstand zu verringern.

3. Kathodenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (14) mittels einer Vielzahl aufeinander senkrecht stehender dünner Linien in eine Vielzahl kleinster Quadratstücke unierteilt ist.

4. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seite jedes der kleinen Quadratstücke ungefähr 5 μπι lang ist und daß die dünnen Linien eine Breite von ungefähr 2 μιη haben.