DE2412869A1

DE2412869A1 - Entladungs-lumineszenz-anzeigeeinrichtung

Info

Publication number: DE2412869A1
Application number: DE2412869A
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Veith
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-03-18
Filing date: 1974-03-18
Publication date: 1975-10-02
Also published as: DE2412869B2; GB1496442A; FR2265172A1; NL7503147A; JPS50133774A; FR2265172B1; NL180463B; NL180463C; DE2412869C3; US3956667B1; IT1034221B; JPS5527422B2; US3956667A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München 2, den 18. MRZ 1974 Berlin und München Wittelsbacherplatz 2

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Entladungs-Lumineszenz-Anzeigeeinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Entladungs-Lumineszenz-Anzeigeeinrichtung , in der innerhalb einer gasgefüllten, gasdichten Hülle eine der Bildpunktzahl (Anzeigeelemente) entsprechend vielfach regelmäßig gelochte Isolierplatte für eine Gasentladungszellen-Matrix als Träger zweier den Entladungszellen zur Erregung zugeordneter, aus z.B. in entsprechend zeilenverlaufende Metall-Leiterbahnen aufgeteilte Elektroden, insbesondere Hilfsanode, und eine geraeinsame Flächenkathode sowie Lumineszenz-Elektrode angeordnet sind.

Sie hat besondere Bedeutung für alle optoelektronische Bildwiedergabeeinrichtungen, wie z.B. für Fernsehbildwiedergabeeinrichtungen, als auch alle möglichen Anzeigedisplays, sowohl für eine Wiedergabe in Schwarz-Weiß als auch in Farbe.

Aus der DT-OS 2 213 153 ist eine Anzeigetafel mit einer Gasentladungszellen-Matrix bekanntgeworden, bei der durch die Kreuzungspunkte von nach crossbar Art orthogonal zueinander angeordnete Paralleldraht-Elektroden jeweils sogenannte .Abtastzellen bzw. Anzeigezellen definiert sind. Während für eine Bilddarstellung die einzelnen Abtastzellen im Rahmen einer bistabilen Betriebsweise einmal

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direkt Leucht- oder Bildpunkte in der betreffenden Gasentladungsfarbe ergeben, können sie bei erhöhter Entladungsstärke außerdem noch UV-Strahlen erzeugen, die dann in den nachgeschalteten, mit Phosphoreszenzfarbe versehenen Anzeigezellen eine abweichende Phosphoreszenzfarbe, also eine zweite Farbe ergeben können.

Nachteilig bai dieser bekannten Anordnung ist die bistabile Betriebsweise, so daß Bilder weder mit Grautönen noch mit üblichem-farbigen Aufbau gemäß den drei Elementargrundfarben erzeugt werden können. Hinzu kommt, daß das sekundär erzeugte UV-Licht nicht lichtgebündelt werden kann und somit auch nicht selektiv einen bestimmten Phosphorpunkt anregen kann, und daß außerdem auch die Intensität, z.B. für die bei Fernsehbildwiedergabe erforderliche Bildhelligkeit, zu gering ist.

Die aufgezeigten Schwierigkeiten und Nachteile durch eine vom Bekannten abweichende Betriebsart mit außerdem niedriger Betriebsspannung zu vermeiden, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Erreicht wird dies bei einer im ersten Absatz beschriebenen Entladungs-Lumineszenz-Anzeigeeinrichtung, nach der Erfindung dadurch, daß Kathode und Hilfsanode der Hilfsgasentladungsstrecke in einem für normale Glimmentladungserfordernisse (-bedingungen) genügend großen gegenseitigen Abstand auf der einen Seite der Isolier-Lochplatte und auf deren anderer Seite unmittelbar dahinter«, oder darauf zunächst eine aus senkrecht zur Zeilenrichtung verlaufenden, den einzelnen Löchern zugeordneten Einzelelementen bestehende Steuerelektrode sowie eine zusammenhängende, insbesondere aus

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einer Vielzahl von Farbtripeln aufgeteilte Lumineszenzschirm-Flächenelektrode in einem wesentlich geringeren gegenseitigen, selbst "bei einigen 1000 V Spannung unbedingt eine Gasentladung ausschließenden Abstand angeordnet sind.

Die abweichende Betriebsart besteht danach darin, daß die in einer zeilenweise gesteuerten Hilfs-Glimmentladung entstehenden und zur Hilfsanode hin bev/egten Elektronen in einer durch die Lochmaske abgetrennten, besonderen, nachgeschalteten Entladungsstrecke hoher Feldstärke durch eine entsprechend aufgeteilte Steuerelektrode punktweise und intensitätsmäßig gesteuert auf die zusammenhängende · Schirmelektrode beschleunigt und abgebildet werden. Dabei ist infolge des in Anlehnung an die Paschen-Entladungscharakteristik zur unbedingten Vermeidung einer Gasentladung gewählten genügend geringen Elektrodenabstandes und einer Aufteilung durch die Lochmatrix-Struktur jeweils eine Abbildung der Elektronen als definierte Bildpunkte und außerdem infolge einer Steuerung nach Triodenart auch eine entsprechend differenzierte Helligkeit ohne weiteres möglich.

Dazu teilt die Isolierlochplatte, d.h. die Lochmatrix, aus Glas, Keramik oder auch einem Kunststoff genügend niedrigen Dampfdrucks, den Gesamt-Entladungsraum räumlich im wesentlichen in eine Hilfsgasentladungsstrecke und eine Elektronenbeschleunigungsstrecke derart auf, daß die Gasentladung aufgeteilt, jeweils in die Löcher der Loch-Matrix hineinreicht. *

Dabei beträgt die Hilfsgasentladungsstrecke bei technisch geeignetem Gas und Gasdruck im Hinblick auf die Paschen-Entladungscharakteristik z.B.*»1 cm und die Elektronen-

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beschleunigungsstrecke wesentlich weniger als 1cm, d.h. sie beträgt nur Ms zu 1/10 der Hilfsgasentladungsstrecke.¹

Der Durchlaßfaktor der Lochmatrix wird größer als 20%

gewählt, während die Anzahl der Löcher im Fall eines Fernem seh-Bildwiedergabeschirms etwa 5 . 10 und im Fall eines

Farbfernseh-Bildschirmes etwa 1,5 . 10 beträgt.

Außerdem weist die Lochplatte, d.h. die Lochmatrix, beidseitig voneinander getrennte parallele Leiterbahnen oder dergleichen derart auf, daß auf der einen Seite die Zeilenleiterbahnen und auf der anderen Seite dazu senkrecht die Bildpunkt-Leiterbahnen angeordnet sind.

In vorteilhafter Weise sind die Leiterbahnen nach üblichen Verfahren, wie Drucken, Aufdampfen oder Fototechnik hergestellt - und weisen bei den Löchern der Matrix entsprechend Öffnungen auf, oder durchlaufen den Umfang der einzelnen Löcher jeweils in zwei aufgeteilten Bahnen.

Bei einer technisch besonders einfachen Ausführungsform bestehen die Leiterbahnen auf jeder Seite der Lochplatte aus Parallel-Drähten.

Bei einer Wiedergabe in Farbe muß im Hinblick auf eine dreifache Bildpunktzahl die Anzahl einer der Leiterbahnenarten entsprechend auf das Dreifache erhöht werden. Besonders vorteilhaft geschieht dies bei den Zeilenleiterbahnen, weil andernfalls mindestens drei getrennte Zwischenspeicher für die einzelnen Farbsignale bei Anwendung solcher Einrichtungen erforderlich wären.

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Für den Betrieb der Lumineszenz-Anzeigeeinrichtung werden mit besonderem Erfolg in bezug auf das Kathodenpotential an die einzelnen Längselemente der Hilfsanode der Hilfsgasentladungsstrecke im Rhythmus eines Zeilenwechsels eine positive Spannung von einigen 100 V, an die Schirmelektrode ein konstantes positives Potential von einigen 1000 V sowie an die Srauerslektrode außer einer Gleichregelvorspannung das- betreffende Steuersignal direkt, insbesondere Video-Signale, mit Hilfe von Zwischenspeicher.für die einzelne Zeile gleichzeitig angelegt.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung, insbesondere zur " Erhöhung der Bildhelligkeit unter Ausnutzung eines Speichereffektes, bei der das Video-Signal-mit Hilfe mindest eines Zwischenspeichers angelegt wird, sind z.B. zwecks Einfügen jeweils eines Planartransistors eine abgewandelte Ausbildung der bisher beschriebenen Elektroden, nämlich eine punktmäßig aufgeteilte, nicht galvanisch angeschlossene Steuerelektrode sowie zusätzlich zwei weitere Elektroden von sich senkrecht kreuzenden Elektrodenelementen als Zeilen- und Bildpunktelektroden notwendig.

Dazu sind außerdem abweichend die Elemente der Hilfsanode z.B. miteinander galvanisch verbunden, so daß sie insbesondere eine zusammenhängende Elektrodenfläche bilden; darüberhinaus ist auf der Rückseite der Lochmatrix eine entsprechende Anzahl sich senkrecht kreuzender, voneinander isolierter Parallel-Leiterbahnen als Zeilen- bzw. Bildpunkt-Leiterbahnen angebracht.

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Das besondere Kennzeichen einer derartigen Ausführungsform besteht darin, daß in der Nähe der Kreuzungsstellen jeweils ein Planartransistor derart ausgebildet ist, daß die Zeilenleiterbahnen als Source, mit kurzen seitlichen Abzweigungen, die dazu senkrechten Bildpunkt-Leiterbahnen als Gate_} sowie isolierte Metall-Berandungen der Löcher als Drain ausgebildet sind, wobei das Halbleitermaterial selber großflächig aufgebracht ist.

Mit besonderem Vorteil wird das Halbleitermaterial aufgedampft und besteht dazu aus zum Aufdampfen geeigneten Stoffen wie ZnS, CdS, CdSe oder Te.

Aus Sicherheitsgründen wird die Transistor-Matrix mit einer isolierenden Schutzschicht, aus z.B. SiO, SiOp oder dergleichen, abgedeckt.

Nähere Einzelheiten der Erfindung sollen anhand der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert werden. Darin sind Teile, die nicht unbedingt zum Verständnis der Erfindung beitragen, unbezeichnet oder fortgelassen.Es zeigen:

Figur 1 in perspektivischer Darstellung die Isolierlochmatrix als Träger der in Einzelelemente aufgeteilten Elektroden in räumlicher Anordnung zu den übrigen Elektroden wie Kathode und Schirmelektrode sowie die betreffenden elektrischen Anschlüsse;

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Figur 2 Entladungsverhalten einiger technischer Gase gemäß dem Paschen-Gesetz, z.B. aus: Gaseous Conduction nach I.D. Cobinej Dover-Application N.Y. 1957, S. 164- 165;

Figur 3 die Isolierlochmatrix mit metallberandeten Löchern als Steuerelektroden sowie den sich senkrecht kreuzenden Zeilen- und Bildpunktelektroden für die jeweils einzufügenden Transistoren.

In der Figur 1, in der schematisch perspektivisch die Elektrodenanordnung' dargestellt ist, ist mit 1 eine Isolierlochplatte, genannt Lochmatrix, aus Quarz, Glas, Keramik oder einem Kunststoff mit genügend niedrigem Dampfdruck bezeichnet, die eine Vielzahl regelmäßig angeordneter Löcher 2 enthält. Über diese Löcher hinweg führt zumindest die eine Sorte von Elektrodenelementen der Ansteuerungselektroden, insbesondere in Form von aufgebrachten Leiterbahnen 3s z.B. als Hilfsanode, für die Zeilenelektroden. Die betreffenden Leiterbänder bzw. -bahnen 3 sind auf der Unterlage z.B. durch Drucken, Aufdampfen oder Fototechnik aufgebracht. Bei jedem Loch 2 läuft das betreffende Leitungsband um die Öffnung herum und wird dann wieder als schmales Leitungsband fortgesetzt. Auf der anderen Seite der Lochmatrix, d.h. auf der unteren Seite, sind die Leiterbahnen 4 für die einzelnen Bildpunkte, d.h. die Bildpunktelektroden, die zu den Zeilenelektroden senkrecht verlaufen, in gleicher "Weise aufgebracht. Hinzu kommt dann noch die massive Kathode 5 im Hinblick auf die Paschen-Entladungscharakteristik in einem für eine Glimmentladung genügend großen Abstand als eine der beiden Elektroden für die Hilfsgasentladungsstrecke 3,5 sowie die Leuchtschirmelektrode 6. Bei Ansteuerung einer einzigen Zeile durch Anheben des Potentials der zugehörigen Leiterbahn zündet eine Gasentladung nur zu dieser Zeile hin

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und bleibt zunächst brennen, da die anderen Zeilenelektroden freischwebendes Potential oder Kathodenpotential haben. Aus diesem schmalen, zu der betreffenden Zeile hinführenden Gasentladungsstreifen können nun die Steuerelektroden für die einzelnen Bildpunkte, d.h. die Bildpunktelektroden, auf der anderen Seite der Lochmatrix durch die einzelnen dieser Zeile zugeordneten Lecher 2 der Lochmatrix 1 nacheinander oder durch alle Löcher gleichzeitig hindurch - je nachdem, ob das Signal in zeitlicher Folge direkt oder mittels Zwischenspeicher nach Art eines Serienschieberregisters (SR) für die ganze Zeile gleichzeitig an die einzelnen Bildpunkt-Leiterbahnen gelegt werden - Elektronen herausziehen , wenn das betreffende Steuersignal einen entsprechend positiven Wert hat. Trotz der hohen positiven Feldstärke kommt es in dieser Entladungsstrecke zu keiner Zündung einer Glimmentladung, weil gemäß den Bedingungen aus der Paschen-Entladungscharakteristik der Abstand der Entladungsstrecke genügend klein ist.

Bei Weitersehalten auf die nächstfolgende Zeile zündet dann diese, indem durch die verbliebene Restionisation aus der. vorhergehenden Zeile, nachdem diese vorher erloschen ist, deren Zündung erleichtert wird. Die Gasentladung wird somit gewissermaßenj insbesondere im Rhythmus der Zeilenfrequenz ,von Zeife zu Zeile weitergereicht und bleibt allein auf diese Gasentladungsstrecke begrenzt. Das auf der anderen Seite der Lochmatrix angeordnete _i ebenfalls in Parallelelemente aufgeteilte Bildpunktgitter fungiert somit als Steuergitter 4 durch die Löcher hindurch, indem es die Intensität (des Stroms) der aus der Gasentladung durch die

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hohe Spannung der Schirmelektrode herausgezogenen Elektronen steuert. Bei negativer Vorspannung dieser Elektrode gegen die etwa auf Erde liegende Hilfsanode 3 wird der Elektronenstrom gesperrt.

Bekanntermaßen kann nach dem Paschen-Gesetz gemäß Figur 2, in der über dem Produkt: Gasdruck χ Elektrodenabstand = ρ χ d als Abszisse die Entladungsspannung V als Ordinate aufgetragen ist, z.B. bei vorgegebenem Gasdruck in Abhängigkeit vom Elektrodenabstand diejenige Spannung abgelesen werden, unterhalb der auf keinem Fall eine Zündung, also z.B. keine Glimmentladung möglich ist. Unterhalb eines, für jedes einzelne Gas charakteristischen Minimal-Wertes dieses Produkts steigt danach die Entladungsspannung und damit z.B. .auch die noch nicht zündende Spannung sehr stark an; dieser Wert beträgt z.B. für Argon 0,9 nun Hg χ cm bei einer Spannung von 137 V (nicht dargestellt).

Bei kleinem Druck von etwa 1 mm Hg und einem Elektrodenabstand zwischen Kathode 5 und Hilfsanode 3 von z.B. etwa 1 cm kann bereits mit einigen 100 V eine Glimmentladung gezündet und aufrechterhalten werden. In der von diesem Gasentladungsraum durch die Lochmatrix 1 abgetrennten Elektronenbeschleunigungsstrecke 4, 6 kann infolge des sehr viel geringeren Elektrodenabstandes, z.B. der Steuerelektrode 4 von der Schirmelektrode 6 eine sehr viel höhere, einige 1000 V betragende Spannung angelegt werden, ohne daß eine Zündung erfolgt. Das Einsetzen einer Glimmentladung wird somit bei vorgegebenen Werten von Gasdruck und Spannung durch den Elektrodenabstand bestimmt.

Die somit aus der Gasentladung sozusagen nach Art einer Großflächenkathode herrührenden Elektronen, von denen ein

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Teil durch die Löcher der Lochmatrix hindurchtreten kann, können infolge der im Beschleunigungsraum herrschenden hohen Feldstärke_;aber auch wegen der Gasfüllung gut gebündelt je einen bestimmten Schirmbildpunkt treffen, ohne einen benachbarten Bildpunkt dabei zu stören. Bei individueller Steuerung der einzelnen Elektronenstrahlen ergeben sich somit etwa die gleichen Verhältnisse wie bei einer normalen Kathodenstrahlröhre. Die Lage des mittleren Potentials, entsprechend einer Gitter-Gleichvorspannung, kann außerdem noch dazu benutzt werden, die Strahlfokussierung zu optimieren, was ohnehin für den kurzen Abstand nicht schwierig ist. Die beschriebene Anordnung ersetzt · gewissermaßen eine großflächige Glühkathode. Für die Entladungsverhältnisse sind Füllgase, wie z.B. Neon oder auch Argon, insofern günstig, als deren Brennspannung sehr viel niedriger als z.B. von Luft liegt. Außerdem ist z.B. bei Argon die störende Leuchterscheinung im Gas selbst vernachlässigbar gering.

Zum Ansteuern der Bildpunkte, z.B. einer Zeile, können die einzelnen Signale, insbesondere Video-Signale, in zeitlicher ^Folge an die betreffenden Leiterbahnen der Steuerelektrode gelegt werden, so daß die einzelnen Teil-Elektronenströme nacheinander punktweise auf die Schirmelektrode 6 gelangen und zwar sehr kurz, jeweils nur so lange, wie das Signal bei den Entladungsverhältnissen besteht. Da diese Zeit sehr kurz ist, führt dies zu mehr oder weniger dunklen Bildern. Deshalb ist es vorteilhaft, wenn die den Inhalt einer ganzen Zeile betreffenden Signale vorher in einem Pufferbzw. Zwischenspeicher entsprechend einem Serienschieberregister (SR) derart verarbeitet werden, daß das Signal einer ganzen Zeile gleichzeitig an die betreffendai Leiter-

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bahnen gelegt wird. Dabei erfolgt die Verarbeitung und Neuorganisation des betreffenden Video-Signals zu einem der Matrix angepaßten Signal in einem gebräuchlichen Serienschieberregister (SR) mit entsprechender Anzahl von z.B. etwa 800 Parallelausgängen in Anlehnung an ein 625-Zeilenfernsehbild. In dem Serienschieberregister wird dazu das analoge Video-Signal solange punktweise verschoben, bis die einzelnen, aus Halbleiterspeicher bestehenden Register gefüllt sind.

Um eine möglichst große Helligkeit mit der Entladungs-Anzeigeeinrichtung zu erzielen, ist in der Praxis beim · Schwarz-Yfeiß-Bild die Zeilendauer von 64 Mikrosekunden für eine Speicherung voll auszunutzen. Solange braucht aber auch das Register etwa bis es gerade gefüllt ist, so daß danach zwei derartige Speicher wechselweise die Signale, z.B. für die geraden und ungeraden Zeilen verarbeiten könnten. Somit kann aufgrund der z.B. bei Fernsehbildern üblichen Zeilendauer von 64 Mikrosekunden ein entsprechender Faktor für die Helligkeit erzielt werden.

Sollen jedoch die einzelnen Elektronenteilströme über eine längere Zeit stehen bleiben, so muß das Video-Signal für jeden Punkt individuell gespeichert werden. Dazu ist z.B. eine Matrix-Ansteuerung geeignet, indem die Signaleingabe mit einem Drei-Pol, z.B. in Form eines Transistors erfolgt. In einem solchen Falle ist z.B. ein integriertes System von 500 000 Transistoren auf einer Fläche entsprechend der des Bildschirms erforderlich. Dieses Problem ist heute allein nur durch eine Dünnschichttechnik, etwa mit Feldeffekt-Transistoren zu lösen.

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Die Anordnung der Transistoren in der Entladungseinrichtung ist in Figur 3 schematisch dargestellt. Darin "besteht das Gitter zum Steuern der durchtretenden Elektronen als metallische Berandung 14 der einzelnen, z.B. quadratischen, Löcher 12 der Isolierlochmatrix 11. Auf der oberen Seite der Lochmatrix ist die Verdrahtung der Matrix vorgenommen und besteht auj den Zeilenelektroden 17_;als S> für Source bezeichnet. sowie aus den Bildpunktelektroden 18 ,als G. für Gate bezeichnet. Die dritte, vorher erwähnte Steuerelektrode 14 als D., als Drain bezeichnet, ist punktweise aufgeteilt und nicht an die Verdrahtungen angeschlossen. Sie bildet mit der metallisierten Unterseite der Lochmatrix als eine durchlöcherte Anode 13 Teilkapazitäten. Die einzelnen Transistoren 21 liegen jeweils nahe den einzelnen Kreuzungspunkten 20 der S- und G-Leitungen mit Ansatz 19 zwischen 17 und 18. Die gesamte so aufgebaute Fläche wird abschließend aus Sicherheitsgründen mit einer isolierenden Schutzschicht überzogen um Veränderungen der Transistoren auszuschließen.

Bei punktsequentieller Ansteuerung mit individueller punktmäßiger Speicherung wird das Video-Signal V bzw. ein in einem Serienschieberregister verarbeitetes Signal an die einzelnen Leiterbahnen 18 (G.) angelegt. Zum Schreiben einer einzigen Zeile wird an eine der horizontal verlaufenden Leiterbahnen 17 (S.) positives Potential in bezug auf Kathode angelegt. Da die Steuerelektrode^4 (GitterelektrodeiD., ) zunächst auf Erde oder auf negativem Potential liegen, fließt zu diesen je nach Potential der jeweiligen G.-Elektroden ein verschieden starker Strom, der die Kapazitäten der einzelnen Steuerelektroden 14 (Steuergitter D., ) entsprechend einem positiven Potentialgebirge auflädt.

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Dieses Potentialgebirge steuert dann den eigentlichen, aus dem Hilfsgas-Entladungsraum stammenden Elektronenstrom zur Leuchtschirmelektrode hin, schaltet damit also den Einzelelektronenstrahl mit der gewünschten Intensität ein. Der Fluß dieses Elektronenstromes erfolgt solange, wie die Steuerelektrode 14 (Steuergitter D., ) ausreichend positiv aufgeladen ist |

Aufgeladen, wird bei dieser Steuerung der Kondensator zwischen den Elektroden 14 (G., ) und 13 (Hilfsanode). Er dient damit als individueller Speicher für jeden Elektronenteilstrahl. Seine Ladung und damit seine Steuerspannung kann definiert gesteuert durch Fehlströme abgebaut werden; es können aber auch - falls diese Fehlströme zu klein sind - die Kondensatoren durch eine aufgedampfte Widerstanclsschicht zwischen den Elektroden 14 und 13 überbrückt werden, so daß sich damit eine definierte Zeitkonstante ergibt. Sollten die erwähnten Fehlströme zu groß sein, so können diese durch konstruktive Maßnahmen , etwa Vergrößerung der Löcher 12 in der Lochmatrix 11, d.h. der Steuergitteröffnungen 14 gegen die Öffnungen der geerdeten Hilfsanode 13 auf der Rückseite der Lochmatrix verkleinert werden.

Durch die Weiterschaltung der konstanten Spannung an den Leiterbahnen 17 (S.) wird dann
in gleicher Weise geschrieben.

Leiterbahnen 17 (S.) wird dann eine Zeile nach der anderen

Durch Weiterschalten der G.-Kontakte erfolgt das Ansteuern des Video-Signals punktsequentie11. Vorteilhafter ist jedoch das vorher beschriebene, an sich bekannte Verfahren, bei dem das Video-Signal in einem Puffer-Speicher bzw. Zwischen-

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speicher (SR) gespeichert, d.h. entsprechend einem Serienschieberregister vorbereitet und jeweils das Signal einer ganzen Zeile gleichzeitig an die Leitungen 18 (G.) gelegt wird. Dieses Verfahren hat vor allem u.a. den v/es ent liehen Vorteil, daß das Bild weniger flimmert; insbesondere wird damit aber auch Zeit zur Aufladung sämtlicher Kapazitäten (Kreuzungspunkte 20) mit den Leitern V (S.) auf das volle Video-Signal gewonnen. Wird hierfür die volle der für die einzelne Zeile verfügbaren Zeitspanne, von z.B. 64 Mikrosekunden bei Fernsehbildern, genommen, so kann ein ausreichend helles Bild erzielt werden.

Das gleiche System eignet sich auch für Fälle, bei denen kein bewegtes Bild wiederzugeben ist. In diesem Fall muß die Speicherkapazität besonders groß gewählt werden bzw. der Leckstrom der Steuerelektrode besonders klein sein.

Die beschriebene Anordnung erlaubt auch die Darstellung farbiger Bilder. Dazu ist zunächst die dreifache Anzahl von S.- oder G.-Leiterbahnen erforderlich, wobei im Hinblick auf möglichst geringe Schaltkapazität das Erhöhen der Zeilenleiterbahnen vorteilhafter ist. Dabei sind die einzelnen Farbauszüge ebenfalls so vorzubereiten, daß sie auch gleichzeitig für jede Farbzeile angelegt werden können. Allerdings steht hierbei dann für jede einzelne Farbzeile nur ein Drittel der Zeit, also nur noch etwa 21 Mikrosekunden zur Verfugung. Ein schwaches Video-Signal an den Transistoren kann eventuell auch durch höhere Strahlintensität oder aber durch längere Speicherzeit, z.B. von mehr als 1/10 der betreffenden Bilddauer, ausgeglichen werden.

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Das gleiche Prinzip der Trennung von Gasentladungsstrom , und Elektronenstrom durch die Verwendung eines dem Gasentladungsraum nachgeschalteten,aber abgetrennten zweiten Raumes mit kurzer Weglänge und hoher Feldstärke ist keineswegs auf die beschriebene Anzeigevorrichtung beschränkt, sondern ist allgemeinerer Bedeutung. Dieses Prinzip läßt sich sicherlich auch auf andere bekannte mit Gasentladung arbeitende Anzeigevorrichtungen bzw. -röhren anwenden, um auch dort größere Helligkeit sowie die Möglichkeit einer sauberen gewünschten Farbwiedergabe im bistabilen Speicherbetrieb zu erzielen.

15 Patentansprüche
3 Figuren

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Claims

- 16 Patentansprüche

.] Entladimgs-Lumineszenz-Anzeigeeinrichtung, in der innerhalb einer gasgefüllten, gasdichten Hülle eine der Bildpunktzahl (Anzc.Lgeelemente) entsprechend vielfach regelmäßig gelochre Isolierplatte für eine Gasentladungszellen-Matrix als Träger zweier den Entlsdungszellen zur Erregung zugeordneter, aus z.B. in entsprechend zeilenverlaufenden Metall-Leiterbahnen aufgeteilte Elektroden, insbesondere Hilfsanode, und eine gemeinsame Flächenkathode sowie Lumineszenz-Schirmelektrode angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet , daß Kathode (5) und Hilfsanode (3, 13) der Hilfsgasentladungsstrecke (5-3»-13) in einem für normale Glimmentladungserfordernisse (-bedingungen) genügend großen gegenseitigen Abstand auf der einen Seite der Isolierlochplatte (1,11) und auf deren anderer Seite unmittelbar dahinter oder darauf zunächst eine aus senkrecht zur Zeilenrichtung verlaufenden, den einzelnen Löchern (2,12) zugeordneten Einzelelementen bestehende Steuerelektrode (4, 14) sowie eine zusammenhängende, insbesondere aus einer Vielzahl von Farbtripeln aufgebaute Lumineszenzschirm-Flächenelektrode (6) in einem wesentlich geringeren, gegenseitigen, selbst bei einigen 1000 V Spannung unbedingt eine Gasentladung ausschließenden Abstand angeordnet sind.
2. Entladungs-Lumineszenz-Anzeigeeinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierlochplatte (1,11) (Lochmatrix) aus Glas, Keramik oder einem Kunststoff genügend niedrigen Dampfdrucks besteht und den Gesamtentladungsraum

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im wesentlichen in einen Hilfsentladungsraum(-strecke) derart aufteilt, daß die Gasentladung aufgeteilt in die Löcher (2,12) der Lochmatrix (1,11) hineinreicht.
3. Entladungs-Lumineszenz-Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochplatte (1,11) (Lochmatrix) beidseitig voneinander getrennte,parallele Leiterbahnen derart aufweist, daß ar.\ der einen Seite die Zeilenleiterbahnen (17) und auf der anderen Seite dazu senkrecht die Bildpunkt-Leiterbahnen (18) angeordnet sind.
4. Entladungs-Lumineszenz-Anzeigeeinrichtung nach Anspruch-3* dadurch gekennzeichnet, daß für eine Wiedergabe in Farbe die Anzahl der Leiterbahnen einer der beiden Arten von Leiterbahnen (3,4; 17,18), insbesondere die der Zeilenleiterbahnen (3t 17) auf das Dreifache erhöht ist.
5. Entladungs-Lumineszenz-Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (3,4; 17,18) nach üblichen Verfahren, wie Drucken, Aufdampfen oder Fototechnik hergestellt sind und bei den Löchern (2,12) der Matrix Öffnungen aufweisen oder d.en Umfang der einzelnen Löcher jeweils in zwei aufgeteilten Bahnen umlaufen.
6. Entladungs-Lumineszenz-Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (3,4) aus Parallel-Drähten bestehen.
7. Entladungs-Lumineszenz-Anzeigeeinrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsgasentladungsstrecke z.B.»1 cm und. die Slektronenbeschleunigungsstrecke wesentlich weniger als 1 cm bis zu 1/10 der Hilfsgasentladungsstrecke betragen.

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8. Entladungs-Lumineszenz-Anzeigeeinrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 1-7, dadurch ge- ' kennzeichnet, daß der Durchlaßfaktor der Lochmatrix (1,11) größer als 20?ό ist.
9. Entladungs-Lurnineszenz-Anzeigeeinrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Löcher (2,12) der Lochmatrix (1,11) im Fall eines Fernseh-Bildwiedergabeschirms etwa 5. 10 und im Fall eines Farbfernsehbildschirms etwa 1,5 . 10⁶ beträgt.
10. Verfahren zum Betrieb einer Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in bezug auf das Kathodenpotential an die einzelnen Längselemente der Hilfsanode (3) der Hilfsgasentladungsstrecke im Rhythmus eines Zeilenwechse3-S ein konstantes positives Potential von einigen 100 "V, an die Schirmelektrode (6) ein konstantes positives Potential von einigen 1000 V sowie an die Steuerelektrode (4,14) außer einer Gleichregelvorspannung das betreffende Steuersignal direkt, insbesondere Video-Signal mit Hilfe eines Zwischenspeichers für die gesamte einzelne Zeile gleichzeitig)angelegt werden.
11. Entladungs-Lumineszenz-Anzeigeeinrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente der Hilfsanode (13) miteinander galvanisch verbunden sind, insbesondere eine zusammenhängende Elektrodenfläche bilden, und daß auf der Rückseite der Lochmatrix (1,11) eine entsprechende Anzahl sich senkrecht kreuzender, voneinander isolierter Parallel-Leiterbahnen (17,18) angebracht sind.

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12. Entladungs-Lumineszenz-Anzeigeeinrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der (unmittelbaren) Nähe der Kreuzungsstellen (20) jeweils ein Flächentransistor (21) derart ausgebildet ist, daß die Zeilenleiterbahnen (17), als Source, mit kurzen seitlichen Abzweigungen die dazu senkrechten Bildpunkt-Leiterbahnen (18) als Gate und isolierte Met'allberandungen (14) der Löcher (12) als Drain ausgebildet sind, wobei das Halbleitermaterial selber großflächig aufgebracht ist.
13. Entladungs-Lumineszenz-Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitermaterial aufgedampft ist.
14. Entladungs-Lumineszenz-Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 11 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitermaterial aus zum Aufdampfen geeigneten Stoffen wie CdS, CdSe, ZnS oder Te besteht.
15. Entladungs-Lumineszenz-Anzeigeeinrichtung nach einem oder' mehreren der vorangehenden Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistor-Matrix mit einer isolierenden Schutzschicht aus z.B. SiO, SiOg oder dergleichen abgedeckt ist.

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