DE2462643C2 - Anzeigevorrichtung mit einem Gasentladungsraum als Elektronenquelle, mit einem Nachbeschleunigungsraum und mit einem Leuchtschirm - Google Patents

Description

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

]. die Gasentladungskathode ist als Flächenkathode ausgebildet, die sich parallel zur Platte (11) erstreckt,

K. die Gasentladungsanode (13) ist als ein zusammenhängender, die dem Gasentladungsraum zugewandte Fläche der Platte (11) überziehender Belag ausgebildet,

L Zeilenleiter (17) und Spaltenleiter (18) befinden sich auf der dem Nachbeschleunigungsraum zugewandten Fläche der Platte (11),

M. die Öffnungen (12) in der Platte (11) sind mit elektrisch leitenden und voneinander elektrisch isolierten Berandungen (14) versehen,

N. nahe der Kreuzungspunkte (20) von Zeilenleitern (17) mit Spaltenleitern (18) ist jeweils ein Flächentransistor (21) ausgebildet,

O. die Zeilenleiter (17) dienen als Source-Elektro- to de für den jeweiligen Flächentransistor,

P. die Spaltenleiter (18) sind an den Kreuzungspunkten (20) jeweils mit kurzen seitlichen Abzweigungen (19) versehen, die als Gate-Elektrode für den jeweiligen Flächentransistor (21) dienen,

Q. die Berandungen (14) dienen als Drain-Elektrode für den jeweiligen Flächentransistor.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Flächentransistoren aufgedampft sind.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächentransistoren aus CdS, CdSe, ZnS oder Te bestehen.

4. Anzeigevorrichtung naclt einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächentransistoren mit einer isolierenden Schutzschicht aus SiO, SiO₂ oder dergleichen abgedeckt sind.

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Anzeigevorrichtung ist aus der DE-OS 23 07 487 bekannt.

Bei der vorbekannten Anzeigevorrichtung wird ein Querplasma erzeugt, aus dem durch ausgewählte öffnungen in der Isolierplatte Elektronen in den Nachbeschleunigungsraum gezogen werden, dort eine Energie von einigen kV aufnehmen und durch Aufprall auf die Nachbeschleunigungsanode auf dem Lumineszenzschirm Lichtflecke bilden. Eine solche Anzeigevorrichtung hat im allgemeinen keine homogene Flächenhelligkeit, weil dii Elektronendichte längs der Entladungsstrecke schwankt. Um diesen Nachteil zu mildern, ist in der eingangs zitierten Offenlegungsschrift vorgesehen, die Elektronen intermittierend zu erzeugen und abzusaugen. Mit einer solchen Betriebsschaltung kommt man zweifellos zu einer besseren Helligkeitsverteilung, allerdings läßt die Leuchtkraft nach. So ist vor allem der Kontrast bei einer extrem kurzzeitigen Bildpunktansteuerung, wie sie etwa zur Wiedergabe farbiger Fernsehbilder erforderlich ist, noch nicht ausreichend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anzeigevorrichtung der eingang* genannten Art so abzuwandeln, daß sie auch ohne intermittierenden Betrieb gleichmäßige, leuchtkräf'ige Bilder liefert.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die vorliegende Anzeigevorrichtung arbeitet mit einem Längsplasma, bei dem die unterschiedliche Elektronendichte in Entladungsrichtung nicht zu Helligkeitsfluktuationen in der Leuchtschirmebene führen kann. Die aus dem Längsplasma gewonnenen Elektronen werden durch Flächentransistoren gesteuert, die über einen Speichereffekt verfugen und deshalb für eine hohe Bildhelligkeit sorgen. Die erzeugten Bilder lassen sich überdies in ihrer Helligkeit abstufen und/oder in üblicher Weise aus drei Grundfarben aufbauen. Die erforderlichen Betriebsspannungen sind gering.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Ansprüche. Die dort angegebenen Maßnahmen sind an sich bei Flächentransistoren wohlbekannt. Zum Stand der Technik gehört im übrigen auch die Maßnahme, als Plasmakathode eine parallel zur Bildschirmebene erstreckte Flächenkathode zu verwenden (US-PS 25 58 019).

Die Erfindung soll nun anhand eines in der Zeichnung rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

Die Zeichnung ist eine perspektivische Ansicht der

Isolierplatte einer Anzeigevorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der die einzelnen Elektronenteilströme über eine längere Zeit stehenbleiben sollen, bei der also das Video-Signal für jeden Punkt individuell gespeichert werden muß. Dazu eignet sich beispielsweise eine Matrix-Ansteuerung, bei der die Signaleingabe mit einem Drei-Pol, etwa 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 läßt sich heute nur durch eine Dünnschicht-Technik, etwa mit Feldeffekttransistoren lösen.

Die dargestellte, mit dem Bezugszeichen 11 versehene Isolierplatte enthält auf ihrer der Nachbeschleunigungsanode zugewandten Seite, die in der Zeichnung oben liegt eine Vielzahl von Flächentransistoren. Dabei dienen Zeilenleiter 17 als Source, Spaltenleiter 18 als Gate und metallische Berandungen 14 der einzelnen, beispielsweise quadratischen Isolierplattenöffnungen als Drain. Die Berandungen sind nicht an die Zeilenbzw. Spaltenleiter angeschlossen, sie übernehmen die Funktion eines Steuergitters für die durchtretenden Elektronen und bilden mit der metallisierten Unterseite der Isolierplatte (Gasentladungsanode 13) jeweils eine Teilkapazität. Die einzelnen Flächentransistoren 21, deren Orte mit gestrichelten Kreisen in der Zeichnung angedeutet sind, liegen jeweils nahe den einzelnen Kreuzungspunkten 20 der Source- und Gate-Leitungen. Letztere Leitungen sind mit jeweils einer Abzweigung 19 zwischen den Zeilenleitern 17 und den Spaltenleitern 18 versehen. Die gesamte Fläche wird nach ihrem Aufbau abschließend aus Sicherheitsgründen mit einer isolierenden Schutzschicht überzogen, um Veränderungen der Flächentransistoren auszuschließen.

Bei punktsequentieller Ansteuerung mit individueller punktmäßiger Speicherung wird das Video-Signal bzw. ein in einem Serienschieberegister verarbeitetes Signal an die einzelnen Spaltenleiter 18 angelegt. Zum Schreiben einer einzigen Zeile wird an eine der horizontal verlaufenden Zeilenleiter 17 positives Potential in bezug auf die Kathode angelegt. Da die als Steuerelektroden wirkenden Berandungen 14 zunächst auf Erde oder auf negativem Potential liegen, fließt zu diesen je nach Potential der jeweiligen Gate-Elektroden ein verschieden starker Strom, der die Kapazitäten der einzelnen Berandungen 14 entsprechend einem positiven Potentialgebirge auflädt. Dieses Potentialgebirge steuert dann den eigentlichen, aus dem Gasentladungsraum stammenden Elektronenstrom zur Nachbeschleunigungsanode hin, schalte· damit also den Einzelelektronenstrahl mit der gewünschten Intensität ein. Der Fluß dieses Elektronenstromes erfolgt solange, wie die Berandung 14 ausreichend positiv aufgeladen ist.

Aufgeladen wird bei dieser Steuerung der Kondensator zwischen de!> als Gate-Elektroden wirkenden Berandungen 14 und der Gasentladungsanode 13. 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 Widerstandsschicht zwischen der Berandung 14 und der Gasentladungsanode 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 Öffnungen in der Isolierplatte 11, d.h. der Berandungen 14 gegen die Öffnungen der geerdeten Gasentladungsanode 13 auf der Rückseite der Isolierplatte 11 verkleinert werden.

Durch die Weiterschaltung der konstanten Spannung an den Zeilenleitern 17 wird dann eine Zeile nach der anderen in gleicher Weise geschrieben.

Durch Weiterschaiten der Gate-Elektroden erfolgt das Ansteuern des Video-Signals punktsequentiell. Vorteilhafter ist jedoch das an sich bekannte Verfahren, bei dem das Video-Signal in einem P^ifer-Speicher bzw. Zwischenspeicher gespeichert d. h. eritsj 'rechend einem Serienschieberegister vorbereitet und jeweils das Signal einer ganzen Zeile gleichzeitig an die Spaltenleiter 18 gelegt wird. Dieses Verfahren hat vor allem den wesentV-chen Vorteil, daß das Bild weniger flimmert; insbesondere wird damit aber auch Zeit zur Aufladung sämtlicher Kapazitäten (Kreuzungspunkte 20) mit den Zeilenleitern 17 auf das volle Video-Signal gewonnen. Wird hierfür die volle der für die einzelne Zeile verfügbaren Zeitspanne (z. B. 54 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 auoh die Darstellung farbiger Bilder. Dazu ist zunächst die dreifache Anzahl von den als Source- bzw. Gate-EIektroeen wirkenden Zeilen- bzw. Spaltenleitern erfordernch, wobei im Hinblick auf möglichst geringe Schaltkapazität das Erhöhen der Zeilenleitei 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 Flächentransistoren kann eventuell auch durch höhere Strahlintensität oder aber durch längere Speicherze^:t, z. B. von mehr als '/_i0 der betreffenden Bilddauer, ar-sgt^tichen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Anzeigevorrichtung mit einem Gasentladungsraum als Elektronenquelle, mit einem Nachbeschleu- , nigungsraum und mit einem Leuchtschirm, die folgende Merkmale aufweist:

A. es ist eine gasgefüllte gasdichte Hülle vorgesehen, H)

B. eine elektrisch isolierende Platte unterteilt das Hülleninnere in den Gasentladungsraum und den Nachbeschleuniguugsraum,

C. auf der Platte ist eine Anzahl zueinander paralleler und voneinander isolierter Zeilenlei- _t-, ter angeordnet,

D. auf der Platte ist eine Anzahl zueinander paralleler und voneinander isolierter Spaltenleiter angeordnet,

E. Zeilenleiter und Spaltenleiter sind voneinander isoliert und verlaufen senkrecht zueinander,

F. die Platte enthält jeweils in der Nähe der Kreuzungspunkte, an denen ein Spaltenleiter einen Zeilenleiter kreuzt, eine durchgehende Öffnung,

G. im Gasentladungsraum ist eine Gasentladungskathode angeordnet,

H. im Gasentladungsraum ist eine Gasentladungsanode angeordnet, die zu der Gasentladungskathode einen eine normale Glimmentladung jo ermöglichenden Abstand besitzt,

I. im Nr.chbeschleunigungsraum ist vor dem Leuchtschirm eine Nachbeschleunigungsanode angeordnet, die zu den Äir benachbarten auf der Platte angeordneten Zeilenleitern oder Spaltenleitern einen entsprechend der anliegenden Nachbeschleunigungsspannung von einigen kV derart bemessenen Abstand einhält, daß eine Gasentladung im Nachbeschleunigungsraum sicher ausgeschlossen ist,