DE2540826A1

DE2540826A1 - Mehrfarben-bildwiedergabevorrichtung

Info

Publication number: DE2540826A1
Application number: DE19752540826
Authority: DE
Inventors: Georges Broussaud
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1974-09-13
Filing date: 1975-09-12
Publication date: 1976-03-25
Also published as: FR2284975A1; US4017893A; FR2284975B1; JPS5154734A; GB1515319A

Description

75008 PARIS / Frankreich

Unser Zeichen: T 1850

Mehrfarben-Bildwiedergabevorrichtung

Die Erfindung bezieht sioh auf die Mehrfarbenwiedergabe von Bildern, die in Form von elektrischen Signalen geliefert werden, insbesondere auf die Wiedergabe solcher Bilder auf einem großen Bildschirm, d.h. einem Bildschirm mit der Größenordnung von einigen Quadratmetern.

Es sind bereits verschiedene Vorrichtungen für die farbige Wiedergabe von Bildern auf einem großen Bildschirm bekannt. Von diesen kann man insbesondere das "Eidophor" nennen, dessen Leistungen hinsichtlich Auflösungsvermögen und Leuchtdichte befriedigend sind, das aber sehr kompliziert ist und demzufolge einen zu großen Herstellungspreis hat. Es ist auch die Projektion des auf dem Bildschirm (kleinerAbmessungen) einer Katodenstrahlröhre erzeugten Bildes auf einen großen Bildschirm vorgenommen worden, jedoch mit zu mäßigen Leistungen, die der kommerziellen Ausnutzung einer solchen

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Vorrichtung entgegenstehen. Schließlich sind andere Verfahren versucht worden, bei denen die elektro-optische Modulation des lichtes benutzt wird, doch sind diese im allgemeinen entweder zu wenig leistungsfähig oder zu aufwendig.

Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Bildschirms für die Mehrfarbenwiedergabe elektrischer Informationen, insbesondere von Fernsehsignalen, der große Abmessungen hat, flach ist, Eigenschaften aufweist, die denjenigen der kleinen üblichen Fernseh-Bildschirme wenigstens gleich sind, und dessen Herstellungspreis ausreichend niedrig ist, um seine kommerzielle Verbreitung zu erlauben.

Zu diesem Zweck enthält der Bildschirm nach der Erfindung eine Anordnung von Zellen, die ein ionisierbares Gas enthalten und von denen jede eine Elektrode an jedem Ende aufweist, wobei eine dieser Elektroden an der der anderen Elektrode zugewandten Seite mit einer fotoleitenden Schicht und einem leuchtstoff bedeckt ist; die Adressierung der Zellen erfolgt durch eine Ultraviolettstrahlung geringer Energie, welche die fotoleitende Schicht örtlich leitend macht, wodurch eine Ionisierung des Gases der ausgewählten Zelle und demzufolge eine lichtemission durch den Leuchtstoff ermöglicht wird.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Bildwiedergabevorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht der Vorrichtung von Fig. 1 und

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Pig. 3 eine schematische Darstellung einer anderen Ausftihrungsform der Bildwiedergabevorrichtung nach der Erfindung.

Pig. 1 zeigt eine Bildwiedergabetafel (bzw. einen Bildschirm)1. eine elektronische Vorspannungs- und Modulationsanordnung (Bezugszeichen 20 bis 26) und schließlich eine Adressiereinrichtung (Bezugszeichen 30 bis 34).

Die !Tafel 1 hat einen ersten Träger 8, der lichtdurchlässig ist, beispielsweise aus Glas besteht, und die Yorderflache der Bildwiedergabetafel bildet. Auf diesen Träger 8 sind der Reihe nach aufgebracht:

- eine lichtdurchlässige Elektrode 2, die beispielsweise durch eine Zinnoxidschicht mit einer Dicke von der Größenordnung eines Mikron gebildet ist;

- eine fotoleitende Schicht 3, welche die Eigenschaft hat, daß ihr Widerstand um 1 bis 3 Größenordnungen verringert wird, wenn sie mit einer nicht sichtbaren Strahlung beleuchtet wird, beispielsweise einer Ultraviolettstrahlung bei einer fotoleitenden Schicht 3, die aus Zinkoxid mit einer Dicke von einigen Mikron gebildet ist;

- eine Eolge von Streifen 6 aus lumineszierenden Oxiden, die auch Leuchtstoffe oder Phosphore genannt werden, wie diejenigen, die bei der Herstellung von Mehrfarben-Katodenstrahlröhren verwendet werden, und die beim Auftreffen von Elektronen eine sichtbare Strahlung emittieren, deren Wellenlänge von der Art des Leuchtstoffs abhängt. Als Beispiel sind in der Zeichnung drei Sorten von Leuchtstoffen dargestellt, die rotes Licht (Bezugszeichen 6_Ώ), blaues

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Licht (6t>) bzw. grünes Licht (6„) emittieren und sich in ■ 60981 3 /.0801

dieser Folge wiederholen. Die Breite der Leuchtstoffstreifen ist durch die Wahl und die Abmessungen des Bildschirms und des Auflösungsvermögens bestimmt.

Die Tafel 1 enthält ferner einen zweiten Träger 5, der ebenfalls aus Glas bestehen kann und am ersten Träger 8 so befestigt ist, daß ein dicht abgeschlossener Raum 4 von einigen Millimetern Dioke gebildet wird; dieser Raum ist mit einem vorzugsweise leicht ionisierbaren Gas unter geringem Druck gefüllt, beispielsweise einem Edelgas. An der Innenfläche des zweiten Trägers 5 ist eine Reihe von Elektroden 7 in Form von parallelen Streifen angeordnet, die den Leuchtstoffstreifen 6 gegenüberliegen.

Die zuvor erwähnte Vorspannungs- und Modulationsanordnung enthält eine Spannungsquelle 20, die einerseits mit der Elektrode 2 und andererseits über drei Modulatoren 21, 22, 23 mit den Elektroden 7 verbunden ist. Diese Modulatoren weisen außerdem jeweils einen Steuereingang 24 (R), 25 (B), bzw. 26 (V) auf.

Die Spannungsquelle 20 liefert kontinuierlich eine Hochspannung, die ausreicht, um das Gas zwischen den Elektroden 2 und 7 zu ionisieren, wenn die fotoleitende Schicht 3 nicht vorhanden ist.

Die Adressiereinrichtung ist durch eine Strahlungsenergiequelle gebildet, die eine außerhalb des sichtbaren Spektrums liegende Strahlung liefert, beispielsweise eine Ultraviolettstrahlung (UV-Strahlung), die auf eine vorbestimmte Zone der Tafel 1 fokussiert werden kann. Die Wirkung dieser Adressiereinrichtung besteht darin, die Fotoleiterschicht 3 örtlich leitend zu machen; dies ist mit Hilfe eines Bündels sehr geringer Energie durchführbar, insbesondere im Fall einer UV-Strahlung, die auf eine Schicht 3 aus Zinkoxid trifft.

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Bei der in Pig, 1 dargestellten Ausführungsforra ist die Strahlungsquelle durch eine Katodenstrahlröhre 30 gebildet, deren Leuchtstoff im Ultraviolettbereich emittiert. Diese Katodenstrahlröhre empfängt an einem schematisch angedeuteten Eingang 34 die Koordinaten der Zone 33 der Potoleiterschicht 3, auf die das Ultravioletfbündel 32 gerichtet wird und außerdem durch ein Objektiv 31 konzentriert wird.

¥enn im Betrieb die drei Modulatoren 21, 22, 23 so gesteuert werden, daß sie die von der Spannungsquelle 20 gelieferte Spannung insgesamt an die Elektroden? anlegen, und wenn keine Beleuchtung der Potöleiterschient 3 durch das ITV-Bündel 32 erfolgt, ist der Widerstand der Potoleiterschicht 3 so groß, daß keine Ionisierung des im Zwischenraum 4 enthaltenen Gases möglich ist und demzufolge keine Erregung der Leuchtstoffe 6 erfolgt. Wenn der Widerstand der Potoleiterschicht 3 örtlich mit Hilfe des UV-Bündels 32 verringert wird, erfolgt eine Entladung zwischen den Elektroden 7 und 2 auf der Höhe der Zone 33, wodurch Elektronen freigesetzt werden, die den an der Stelle der gleichen Zone liegenden Leuchtstoff 6 erregen.

Es ist zu bemerken, daß die Konzentrationszone 33 des UV-Bündels in der Zeichnung praktisch punktförmig dargestellt ist. Diese Zone kann sich natürlich auch über mehrere Leuchtstoffstreifen 6 erstrecken, vorzugsweise drei dieser Leuchtstoff streif en, damit in Abhängigkeit von den an die Modulatoren 21, 22, 23 angelegten Steuersignalen eine beliebige Parbe zusammengesetzt werden kann. Die Modulatoren ergeben nämlich die Wirkung, daß sie die an die Elektroden 7 angelegte Spannung entsprechend dem ihrem Steuereingang 24» 25 bzw. 26 zugeführten Signal modulieren, damit die Intensität der Entladung und demzufolge die Intensität der angezeigten Parbe moduliert wird. Zu diesem Zweck ist jede der Elektroden 7 mit einem der drei Modulatoren in der in der Zeichnung gezeigten

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Weise so verbunden, daß der Modulator 21 die rote Farbe über die den Leuchtstoffstreifen 6„ gegenüberliegenden Elektroden steuert, und der Modulator 22 die blaue Farbe und der Modulator 23 die grüne Farbe in der gleichen Weise steuert.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils der Vorrichtung von Fig. 1. Man erkennt wieder den ersten, lichtdurchlässigen Träger 8, die lichtdurchlässige Elektrode 2, den Fotoleiter 3, die Leuchtstoffstreifen 6 und die Elektrodenstreifen 7; in diesem Fall sind die Elektrodenstreifen 7 von den Leuchtstoffstreifen 6 durch eine Matrize 10 getrennt.

Die Matrize 10 ist durch ein Isoliermaterial gebildet, in dem Löcher angebracht sind, die das ionisierbare Gas enthalten. Diese Löcher sind einerseits auf die Streifen 6 und 7 ausgerichtet, und andererseits auf Achsen 12, welche die Abtastzeilen des für die Adressierung verwendeten UY-Bündels bilden; Fig. 1 zeigt einen Schnitt der Vorrichtung entlang einer der Achsen 12. Diese Matrize 10 hat die Funktion, die Entladung zu lokalisieren, wie es aus der Technik der Plasma-Sichtanzeigetafeln bekannt ist.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Man erkennt wieder den ersten Träger 8, die Elektroden 7 und den zweiten Träger 5. In diesem Fall sind aber Elektroden 9 hinzugefügt, die in Form dünner Schichten auf die den Elektroden 7 gegenüberliegende Fläche der Leuchtstoffstreifen 6 aufgebracht und über drei Schaltungswege mit Modulatoren 27, 28, bzw. 29 so verbunden sind, wie in Fig. 1 die Elektroden 7 mit den Modulatoren 21, 22, 23 verbunden waren. In Fig. 3 sind die Elektroden 7 mit der Spannungsquelle 20 verbunden, die andererseits mit der Elektrode 2 verbunden ist, gegebenenfalls jeweils über einen Farbenschalter, nämlich die Farbschalter 371 38, 39 für die rote, blaue bzw. grüne Farbe.

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Diese abgeänderte Ausführungsform ergibt eine Verbesserung der Modulation der Intensität der von einem Leuchtstoff in Abhängigkeit von der an den Modulatoren angelegten Spannung emittierten Parbe: Da die Entladungserscheinungen in Gasen schwierig zu modulieren sind, steuert man die Elektronenmenge, die jeden Leuchtstoff erregt, mit Hilfe der Elektroden 9 und der Spannung, die von den Modulatoren 27, 28, 29 aufgrund einer äußeren Steuerung (Klemmen R, B, V) zu diesen Elektroden geliefert wird.

Die Elektroden 9 können außerdem für die Abführung der ladungen verwendet werden, die sich an den Leuchtstoffen ansammeln und demzufolge den Betrieb der Bildwiedergabetafel stören können.

In Pig. 3 sind weder die Matrize 10 von Pig. 2 noch die Adressiereinrichtung von Pig. 1 dargestellt, doch ist es selbstverständlich, daß die Matrize 10 bei der Vorrichtung von Pig. 3 vorhanden sein kann und die Adressiereinrichtung bei dieser Vorrichtung vorhanden sein muß.

Es ist somit eine verhältnismäßig einfache Vorrichtung geschaffen worden, die wenig aufwendig und leicht anzuwenden ist, da die Adressierung mit UV-Strahlung nur eine sehr geringe Energie erfordert.

Die zuvor beschriebene Vorrichtung ist natürlich nur als Beispiel anzusehen. So sind beispielsweise die Leuchtstoffe so beschrieben worden, daß sie für das Auftreffen der durch eine Entladung im Gas erzeugten Elektronen empfindlich sind; diese Leuchtstoffstreifen 6 können auch durch Leuchtstoffe ersetzt werden, die für die UV-Strahlung empfindlich sind, die bei der gleichen Entladung erzeugt wird. Ebenso ist eine Elektrode 2 beschrieben worden, die den ganzen Träger 8

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bedeckt, während die Leuchtstoffe 6 die Form von Streifen haben; es ist ebenso gut möglich, die Elektrode 2 in ein Gitter aus parallelen Streifen zu unterteilen (die senkrecht zu den parallelen Streifen 7 liegen), während die Leuchtstoffe eine Ausdehnung haben, die auf die Schnittpunkte dieses Elektrodengitters mit den Elektroden 7 beschränkt ist.

Schließlich ist angegeben worden, daß für die UT-Adressierung die elektronische Abtastung einer Katodenstrahlröhre verwendet wird; die gleiche Wirkung kann auch auf andere Weise erhalten werden, beispielsweise durch die mechanische Ablenkung eines ITV-Strahls, der von einer Quecksilberdampflampe geliefert wird, oder auch eine akusto-optische oder elektro-optische Ablenkung eines Laserbündels.

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Claims

Patentansprüche

Vi^Jbildwiedergabevorriehtung zur Erzeugung eines leuchtenden Mehrfarbenbildes auf einem Bildschirm unter der gemeinsamen Steuerung durch elektrische Signale und ein den Bildschirm "bestreichendes Strahlungsbündel, mit einer Bildwiedergabetafel, die zwei einander gegenüberliegende Hauptflächen hat, die einen geschlossenen Raum abgrenzen, der eine Schicht aus ionisierbarera Gas einschließt, leuchtstoffelementen, die im Innern des Raums entlang einer der beiden Hauptflächen angeordnet sind, elektrischen Ionisierungseinrichtungen für das Gas und einer fotoleitenden Schicht mit einer ersten Fläche, die an die Gasschicht angrenzt, wobei die Leuchtstoffelemente in mehrere Gruppen unterteilt sind, die jeweils eine Primärfarben-Lichtstrahlung emittieren, die eine additive Mehrfarbensynthese des Bildes ergeben, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Gruppen aus parallelen, in gleichmäßigen Abständen angeordneten Leuchtstoffstreifen besteht, welche die ganze Ausdehnung des Bildschirms bedecken und an der ersten Hauptfläche angeordnet sind, daß zu den elektrischen Ionisierungseinrichtungen eine lichtdurchlässige Elektrode gehört, welche die zweite Fläche der fotoleitenden Schicht bedeckt, sowie mehrere Gruppen von Leiterstreifen, die so angeordnet sind, daß sie den Leuchtstoffstreifen gegenüberliegen, und Einrichtungen zum Anlegen einer Ionisierungsspannung an die Gruppen von Leiterstreifen, daß die fotoleitende Schicht nur für eine nicht sichtbare Strahlung empfindlich ist, deren Wellenlänge kleiner als diejenige der Primärfarben-Lichtstrahlungen ist, und daß die nicht sichtbare Strahlung von der Fotoleiterschicht in Form eines Lichtflecks empfangen wird, der von einer außerhalb der Bildwiedergabetafel liegenden Quelle projiziert wird und die ganze Ausdehung des Bildschirms in einem Abtastraster bestreicht, dessen Zeilen einen von Null verschiedenen Winkel mit den Leuchtstoffstreifen bilden.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Anlegen der Ionisierungsspannung mit einem Spannungsgenerator über Modulatorschaltungen verbunden sind, welche die elektrischen Signale empfangen.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Leuchtstoffstreifen mit einer Modulatorelektrode ausgestattet ist, die unter der Steuerung durch die elektrischen Signale die Dosierung des Flusses elektrischer Ladungen bewirkt, die durch die Ionisierung des Gases erzeugt werden.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstoffstreifen in Tripein angeordnet sind, damit die Bildung eines Dreifarbenbildes unter der Steuerung durch drei getrennte elektrische Signale erfolgt, welche die Videoinformation eines Fernsehbildes darstellen.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Volumen der Gasschicht ein dielektrisches Trennglied vorgesehen ist, um eine matrixartige Ausbildung von elementaren Wiedergabezellen abzugrenzen, und daß die Zeilen und Spalten der Matrixanordnung dem Verlauf der Streifen bzw. dem Verlauf der Zeilen des Abtastrasters entsprechen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht sichtbare Strahlung von der Bildwiedergabetafel an der Fläche empfangen wird, an der sich das leuchtende Mehrfarbenbild bildet.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht sichtbare Strahlung eine Ultraviolettstrahlung ist und daß die fotoleitende Schicht eine Zinkoxidschicht ist.

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