DE2638829A1

DE2638829A1 - Control system of display or flat screen - has matrix consisting of lines and columns with control cells in nodal points

Info

Publication number: DE2638829A1
Application number: DE19762638829
Authority: DE
Inventors: Anton Knoll; Peter Dipl Ing Marten; Ingo Dipl Chem Dr Rer Steiner
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1976-08-28
Filing date: 1976-08-28
Publication date: 1978-03-02

Abstract

Control system of display or flat screen has matrix consisting of lines and columns with control cells in nodal points. Each control cell contains elements for producing an electrostatic transverse field which applies acceleration to charge carriers directed para to the plane of the display device. An electrostatic longitudinal field applies acceleration which is directed vertically to the plane of the display device. In each nodal point two or more control cells are arranged in succession in the forward direction of the charge carriers. Four control cells (1-4) are in the lower plane and four control cells (5-8) are in the upper plane.

Description

"Einrichtung zur Ansteuerung einer Anzeigevorrichtung" "Device for controlling a display device"

(Zusatz zu P 26 19 139.9 vom 30.4.76) Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ansteuerung einer Anzeigevorrichtung, vorzugsweise eines Flachbildschirmes mit einer aus Zeilen und Spalten bestehenden Matrix, in deren Knotenpunkten Schaltzellen angeordnet sind, wobei jede der Schaltzellen Mittel zur Erzeugung eines elektrostatischen Querfeldes enthält, durch weiches Ladungsträger eine im wesentlichen parallel zur Ebene der Anzeigevorrichtung gerichtete Beschleunigung erfahren und wobei auf beiden Seiten der Schaltzellen Mittel zur Erzeugung eines elektrostatischen Längsfeldes vorgesehen sind, durch welches Ladungsträger eine im wesentlichen senkrecht zur Ebene der Anzeigevorrichtung gerichtete Beschleunigung erfahren, nach Patent . ... ... (Patentanmeldung P 26 19 139.9). (Addition to P 26 19 139.9 of 04/30/76) The invention relates to a Device for controlling a display device, preferably a flat screen with a matrix consisting of rows and columns with switching cells in the nodes are arranged, each of the switching cells means for generating an electrostatic Contains the transverse field, due to the soft charge carrier, a substantially parallel to the Level of Experience directional acceleration display device and wherein on both sides of the switching cells means for generating an electrostatic Longitudinal field are provided, through which charge carriers a substantially perpendicular experience directional acceleration to the level of the display device, according to patent . ... ... (patent application P 26 19 139.9).

In der Hauptanmeldung wurde bereits vorgeschlagen, die Schaltzellen in einer Ebene zwischen einer Elektronenquelle und einer Absaugelektrode anzuordnen. Eine solche Absaugelektrode ist derart ausgebildet, daß die Elektronen durch diese Elektrode hindurchfliegen und dann z. B. auf ein Verstärkerelement etwa einem islektronenvervielfacher auftreffen. Der Schaltzustand der Zelle bestimmt, ob Elektronen zum Verstärkerelement gelangen oder nicht, womit die Adreßierfunktion der Zelle erfüllt ist. Die im Verstärker befindlichen Elektronen können dann vervielfacht und beschleunigt werden und z. B. zur Anregung eines Leuchtphosphors auf einem Bildschirm benutzt werden.In the main application it was already proposed that the switching cells to be arranged in a plane between an electron source and a suction electrode. Such a suction electrode is designed so that the electrons through this Fly through the electrode and then z. B. on an amplifier element such as an electron multiplier hit. The switching state of the cell determines whether electrons go to the amplifier element arrive or not, so that the addressing function of the cell is fulfilled. The one in the amplifier electrons located can then be multiplied and accelerated and z. B. can be used to excite a luminous phosphor on a screen.

Zweckmäßigerweise sind die Schalt zellen in Form von Plattenkondensatoren mit planparallelen Platten aufgebaut und werden über die Zeilen und Spalten der Matrix derart angesteuert, daß z. B.Appropriately, the switching cells are in the form of plate capacitors constructed with plane-parallel plates and are spread across the rows and columns of the Matrix driven in such a way that z. B.

eine ausgewählte Zelle (Ja-Selektion) die Elektronen hindurchflSeBen läßt, während die nicht ausgewählten Zellen (Nein-Selektion) die Elektronen zurückhalten. Die Selektion wird dadurch erreicht, daß bei der ausgewählten Zelle keine Querbeschleunigung der /EIRktronen erfolgt und das Längsfeld somit alle Elektronen in Richtung Absaugelektrode ziehen kann. Bei den nicht ausgewahlten Zellen dagegen wird ein Querfeld in den Schalt zellen ausgebildet und die Elektronen hierdurch derart ausgelenkt, daß sie auf eine der beiden Elektroden des Plattenkondensators treffen, wo sie ungehindert abfließen können.a selected cell (yes selection) to flow the electrons through lets, while the unselected cells (no selection) hold back the electrons. The selection is thereby achieved that at the selected cell there is no transverse acceleration of the / EIR electrons and the longitudinal field thus all electrons can pull in the direction of the suction electrode. In the case of the cells that were not selected, however a transverse field is formed in the switching cells and the electrons through it deflected in such a way that it hits one of the two electrodes of the plate capacitor meet where they can flow away unhindered.

Durch Variation des Querfeldes könnte der Ladungsträgerstrom auch moduliert werden, jedoch ergeben sich einige Vorteile, wenn durch die Ansteuerspannungen, welche an die entsprechenden Zeilen und Spalten der Matrix gelegt werden, lediglich die Schaltzellen entweder ganz geöffnet oder ganz geschlossen werden. Die Modulation des Elektronenstroms erfolgt dann zweckmäßigerweise durch Variation des Längsfeldes wie bereits in der deutschen Patentanmeldung P 26 23 988 vorgeschlagen wurde. By varying the transverse field, the charge carrier flow could also can be modulated, but there are some advantages if the control voltages which are placed on the corresponding rows and columns of the matrix, only the switching cells are either fully opened or fully closed. The modulation of the electron flow then expediently takes place by varying the longitudinal field as already proposed in German patent application P 26 23 988.

Die Anzahl der bei dieser Modulation des Elektronenstroms möglichen Graustufen der entsprechenden Helligkeitssignale z. B. auf einem Bildschirm ist jedoch begrenzt. The number of possible with this modulation of the electron flow Grayscale of the corresponding brightness signals z. B. is on a screen however limited.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art an.zugeben, mit deren Hilfe es möglich der ist, die AnzahX(G~austufen eines solchen Helligkeitssignals zu erhöhen. The invention was therefore based on the object of providing a device of Specify the type mentioned at the beginning, with the help of which it is possible to grade the number (G ~ to increase such a brightness signal.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in jedem der Enotenpunkte wenigstens zwei Schalt zellen hintereinander in Durchlaßrichtung der Ladungsträger angeordnet sind und daß die Mittel zur Erzeugung elektrostatischer Quertelder mit den Zeilen und Spalten der Matrix derart verbunden sind, daß die eine der Schaltzellen über wenigstens eine der Zeilen und die andere der Schaltzellen über wenigstens eine der Salzen ansteaerbar ist.This object is achieved in that in each of the Enotenpunkt at least two switching cells one behind the other in the forward direction of the Charge carriers are arranged and that the means for generating electrostatic Cross elements are connected to the rows and columns of the matrix in such a way that the one of the switch cells over at least one of the rows and the other of the switch cells is anesteaerable via at least one of the salts.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, daß die Ansteuerung jeweils einer Schaltzelle entweder nur über wenigstens eine Zeile oder über wenigstens eine Spalte der Matrix erfolgt, so daß die den Zeilen oder Spalten zugeordneten Schaltzellen in getrenntenvbenen d. h. in Zeilen- oder Spaltenebenen angeordnet werden können. Diese Trennung erlaubt den Einbau von mehreren Absaugelektroden in Serienbetriebsweise, wodurch eine Erhöhung des ModulationsgradE.des Ladungsträgerstroms und damit der Helligkeitsgradation des entsprechenden Helligkeitssignals erreicht werden kann.The advantage of the solution according to the invention is that the Control of one switching cell either only via at least one line or takes place over at least one column of the matrix, so that the rows or columns assigned switching cells in separate levels d. H. in row or column levels can be arranged. This separation allows the installation of several suction electrodes in series operation, whereby an increase in the degree of modulation E. of the charge carrier current and thus the brightness gradation of the corresponding brightness signal is achieved can be.

In Fig. 1 ist die Anordnung von Schaltzellen im zwei übereinanderliegenden Ebenen d. h. der Zeilen- und Spaltenebene dargestellt. Die vier Schaltzellen 1, 2, 3, 4 liegen in der unteren Ebene, welche beispielsweise die Spaltenebene sein kann, während die vier Schaltzellen 5, 6, 7, 8 in der oberen Ebene d. h. in diesem Fall dann in der Zeilenebene liegen. Zelle 1 und Zelle 5 beispielsweise bilden zwei hintereinander angeordnete Schaltzellen im Sinne der Erfindung. Die einzelnen Schaltzellen weisen auf|3inander gegenüberliegenden Seiten metallische Beläge oder Ablenkplatten auf, welche in Verbindung mit den dazwiEchenliegenden Selektorraumen Jeweils einen Ablenkkondensator bilden.In Fig. 1 the arrangement of switching cells is in two superimposed Levels d. H. the row and column levels. The four switching cells 1, 2, 3, 4 are in the lower level, which can be the column level, for example can, while the four switching cells 5, 6, 7, 8 in the upper level d. H. in this Case then lie in the line level. Cell 1 and Cell 5 for example form two switching cells arranged one behind the other within the meaning of the invention. the individual switching cells have metallic sides on opposite sides Coverings or baffles, which in connection with the intervening Selector spaces each form a deflection capacitor.

In Fig. 1 sind diejenigen Beläge oder Ablenkplatten, welche über dieselbe Zeile oder Spalte angesteuert werden unmittelbar-ineinander übergehend eingezeichnet, jedoch können selbstverständlich die Ablenkplatten auch durch Zwischenräume voneinander getrennt und über Kontaktierungsleitungen miteinander verbunden sein. Ebenso können diejenigen Schaltzellen, welche in Fig. 1 ineinander übergehend eingezeichnet sind (z. B. 1 und 3) durch isolierende Zwischenwände voneinander getrennt sein.In Fig. 1 are those pads or baffles, which over the same Row or column controlled are drawn in immediately, merging into one another, however, of course, the baffles can also be spaced apart from one another separated and connected to one another via contacting lines. Likewise can those switching cells which are drawn into one another in FIG. 1 (e.g. 1 and 3) must be separated from one another by insulating partitions.

Der prinzipielle Aufbau einer Anzeigevorrichtung mit den erfindungsgemäß hintereinander angeordneten Schaltzellen in der Zeilen- und Spaltenebene ist aus Fig. 2 zu ersehen. Die Schaltzellen gehen wieder entsprechend Fig. 1 ineinander über, so daß ein sehr einfacher Aufbau aus selbsttragenden streifen- oder plattenförmigen Elementen, welche zugleich als Ablenkplatten und Ansteuerleitungen dienen, möglich ist. Die Bezeichnung H (High) und L (Low) in den streifen- oder plattenförmigen Elementen sollen auf die Ansteuerspannungen UH und UL hinweisen, welche in die Elemente angelegt werden beim Betrieb. Eine Querbeschleunigung der Ladungsträger findet nur zwischen solchen benachbarten Platten statt, welche auf ungleich Spannungspegel also beispielsweise H und L liegen. Zwischen den einander benachbarten Platten mit gleichem Spannungspegel (z. B. H und H) können die Ladungsträger dagegen ungehindert hindurchfliegen. Nach Passieren der beiden Schaltzellenanordnungen in der Zeilen- und Spaltenebene verbleibt ein ausgefilterter Ladungsträgerstrom, dessen Querschnitt etwa rechteckförmig'vorzugsweise etwa quadratisch ausgebilder ist. Ein "2bersprechen" der beiden Ebenen untereinander kann durch geeignete Wahl der Absaugpotentiale der Potentialnetzelektroden verhindert werden. Der ausgefilterte Ladungcträgerstrom tritt sodann in die Multikanalplatte ein, wo eine Verstärkung beispielsweise durch Sekundäremission erfolgt und wird schließlich auf eine lichtemittierende Schicht weitergeleitet, wo der Ladungsträgerstrom in entsprechende Helligkeitssignale umgewandelt wird.The basic structure of a display device with the inventive switching cells arranged one behind the other in the row and column levels is off Fig. 2 can be seen. The switching cells go into one another again according to FIG. 1 over, so that a very simple structure of self-supporting strip or plate-shaped Elements that also serve as deflection plates and control lines are possible is. The designation H (High) and L (Low) in the strip or plate-shaped Elements should indicate the control voltages UH and UL, which are in the elements be created during operation. A lateral acceleration the load carrier only takes place between those neighboring plates which have a different voltage level so for example H and L lie. Between the adjacent plates with On the other hand, the charge carriers can unhindered at the same voltage level (e.g. H and H) fly through. After passing the two switch cell arrangements in the row and column level, a filtered-out charge carrier flow remains, its cross-section is approximately rectangular, preferably approximately square. A "crosstalk" of the two levels with one another can be achieved by a suitable choice of the suction potentials Potential mesh electrodes are prevented. The filtered out charge carrier stream then enters the multi-channel plate, where reinforcement, for example, through Secondary emission occurs and is ultimately applied to a light emitting layer forwarded, where the charge carrier stream is converted into corresponding brightness signals will.

Die Zeilenebene besitzt die Leitungsnumerierung xl ... xn; die Spaltenebene y1 ... yn. Zur Auswahl von n Zellen in der Spaltenebene und n + 1 Leitungen notwendig; zur Anwahl von einer Zelle aus einer Spalte sind in der Zeilenebene gleichfalls n + 1 Leitungen erforderlich. Für die Selektion der Zellenkombination i, j sind die Potentiale auf den Leitungen xi und xi + 1 sowie yj und Yj + 1 = "High" zu wählen. Die Potentiallagen bei Auswahl der Zellen einer Zeile sind im folgenden Schema dargestellt. ~ / UJOOLO In Durchlaß- Y1 72 97 Y4 Y5 Y6 Y7 betrieb > 4 L H L H L lt ;0 K zu L H L H L . Zelle z Ti L E nu L E L H . Zelle 2 . X v XE L ii . Zelle 3 L . L H odI L II Zelle 4 E L H L H \ii L Zelle 5 ~ + L H L H L H 4 Zelle 6 H # High # 3 V L # Low O V Hieraus ist zu ersehen, daß bei der Umschaltung von einer Zelle auf die folgende, alle Treiberleitungen y1 ... Y7 ihre jeweilige Potentiallage ändern (alternierender Betrieb). Die Ausnahme bildet die zur angewählten Zelle i, j gehörige Leitung 9i (jeweils nächste Leitung unterhalb der gestrichelten Diagonalen).The line level has the line numbering xl ... xn; the column level y1 ... yn. Necessary to select n cells in the column level and n + 1 lines; To select a cell from a column, n + 1 lines are also required in the row level. For the selection of the cell combination i, j the potentials on the lines xi and xi + 1 as well as yj and Yj + 1 = "high" are to be selected. The potential positions when selecting the cells of a row are shown in the following diagram. ~ / UJOOLO In passageway Y1 72 97 Y4 Y5 Y6 Y7 operation > 4 LHLHL according to ; 0 K to LHLHL. Cell z Ti LE nu LELH. Cell 2 . X v XE L ii. Cell 3 L. LH or I L II cell 4 ELHLH \ ii L cell 5 ~ + LHLHLH 4 cell 6 H # High # 3 VL # Low OV This shows that when switching from one cell to the next, all driver lines y1 ... Y7 change their respective potential position (alternating operation). The exception is the line 9i belonging to the selected cell i, j (next line below the dashed diagonal).

Diese Leitung erfährt jeweils keinen Potentialwechsel.This line does not experience any change in potential.

Die Zeilenvorwahl erfolgt analog in der vorstehend beschriebefo nen Weise, lediglich mit der langsamen Frequenz fz = n . (fo = Zellenumschaltfrequenz,.n = Anzahl der Zellen einer Zeile). Bei diesen Verfahren müssen allerdings im wesentlichen alle Leitungen einer vorgewählten Zeile mit der Taktfrequenz fo ihre POtentiallagen ändern, wobei durch die Anzahl n der umzuladencen Zellen ein erheblicher Ladestrom fließt, der vom Netzteil aufzubringen ist.The line preselection is carried out in the same way as described above Way, only with the slow frequency fz = n. (fo = cell switching frequency, .n = Number of cells in a row). at these procedures must, however essentially all lines of a preselected line with the clock frequency fo change their potential layers, whereby the number n of cells to be reloaded is a considerable charging current flows, which has to be generated by the power supply unit.

ns ist daher vorteilhaft, ein analoges Verfahren anzuwenden, bei dem an jede zweite Leitung eine statische Vorspannung UH U = (UH = Potential "High" # 3 V) gelegt wird. Die Potential-2 lagen ergeben sich aus dem folgenden Schema. In tå VI i2 y3 y4 y5 Y6 y7 Durchlaß- L II L H L Ausgangslage 2 L 2 2 2< entspr. Vor- spannung il H L H L H Zelle 1 2 C 2 2 H H H L H L H Zelle 2 2 H L H H L L H Zelle 3 2 2 H L II II H L II Zelle 4 2 2 2 H L H H H L H ; - - Zelle 5 2 2 H L E X L H B. H Zelle 6 Z Z H L H L II H H Zelle 7 2 2 2 Die ungeraden Leitungen y1, y3, y5 ... werden von einem Zähler 1 geschaltet; die geraden Leitungen y2, y4, 96 - von einem weiteren mit zeitverschobenen Takt t ist # betriebenen Zähler 2 geschaltet. Die Impulsfolge ist aus Fig. 3 zu ersehen. In analoger Weise werden die Leitungen xn betrieben.It is therefore advantageous to use an analog method in which a static bias voltage UH U = (UH = potential "high"# 3 V) is applied to every second line. The potential-2 positions result from the following scheme. In tå VI i2 y3 y4 y5 Y6 y7 open L II LHL starting position 2 L 2 2 2 <corresponds to pre tension il HLHLH cell 1 2 C 2 2 HHHLHLH cell 2 2 HLHHLLH cell 3 2 2 HL II II HL II cell 4 2 2 2 HLHHHLH; - - Cell 5 2 2 HLEXLH B. H cell 6 ZZ HLHL II HH cell 7 2 2 2 The odd lines y1, y3, y5 ... are switched by a counter 1; the even lines y2, y4, 96 - switched by a further counter 2 operated with a time-shifted clock t ist #. The pulse sequence can be seen from FIG. 3. The lines xn are operated in an analogous manner.

Zwei Schaltungsanordnungen zur Ansteuerung solcher LeItungen sind in den Figuren 4 und 5 wiedergegeben. Fig. 4 zeigt die Ansteuerung einer ungeraden Leitung, also z. B. y1, y3, y5 Fig. 5 die Ansteuerung einer geraden Leitung, also z. B. y2, y4, y6 ... . Die Ahsteuerlogik ist in beiden Figuren vereinfacht als Potentialschalter z. B. TTL-Schalter mit einem Innenwiderstand R, dargestellt. Zur Vermeidung von Reflexionen auf den Leitungen ist ihr Wellenwiderstand zu ermitteln und die Leitung mit R = ZL reflexionsfrei abzuschließen.Two circuit arrangements for controlling such lines are shown in FIGS. Fig. 4 shows the control of an odd line, so z. B. y1, y3, y5 Fig. 5 the control of a straight line, so z. B. y2, y4, y6 .... The Ahsteuerlogik is simplified in both figures as a potential switch z. B. TTL switch with an internal resistance R shown. To avoid reflections on the lines, their wave impedance to be determined and terminate the line with R = ZL reflection-free.

Die Trennung der Selektionsbereiche ermöglicht die Steuerung der Ausbeute der selektierten Zelle an den'Potentialnetzen 3 und 2 (Fig. 2). Potentialnetz 1 dient zur Absaugung der Elektronen aus der Kathodenebene z. B. der Oxidkathode, vorzugsweise im Sättigungsgebiet, durch die Absaugspannung U1. Unterschreitet U1 die- Sättigungsspannung Us, so läßt sich die Stromdichte der gesamten Kathodenebene exponentiell modulieren was durch das Anlaufstromgesetz bedingt ist. Das Potentialnetz 1 läßt sich folglich ebenfalls zur Helligkeitssteuerung heranziehen. Ist der Steuerinfluß bzw. der Modulationsgrad eines Netzes Imin m1 = # z. B. 1/10, so ergibt sich der Modulationsgrad des Imax 1 Zellerstromes zu m#m1 . m2 . m3 z. B. , d. h. es kann 1000 eine hohe Helligkeitsgradation bzw. Graustufung des durch die Ledungsstärke hervorgerufenen Helligkeitssignals auf einem Bildschirm erreicht werden.The separation of the selection areas enables the yield to be controlled of the selected cell on the potential networks 3 and 2 (Fig. 2). Potential network 1 serves to extract the electrons from the cathode level z. B. the oxide cathode, preferably in the saturation area, due to the suction voltage U1. Falls below U1 the saturation voltage Us, the current density of the entire cathode plane modulate exponentially, which is determined by the starting current law. The potential network 1 can consequently also use for brightness control. If the control influence or the degree of modulation of a network Imin m1 = # z. B. 1/10, this gives the degree of modulation of the Imax 1 cell current to m # m1. m2. m3 z. B., d. H. it can achieve a high gradation of brightness or grayscale through 1000 the Ledungskraft achieved brightness signal on a screen will.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Device for controlling a Display device, preferably a flat screen with one of lines and Columns of existing matrix, in whose nodes switching cells are arranged, each of the switching cells having means for generating a transverse electrostatic field contains, through which charge carriers a substantially parallel to the plane of the Display device experience directional acceleration and being on both sides of the switching cells means are provided for generating an electrostatic longitudinal field are, through which charge carrier a substantially perpendicular to the plane of the display device experience directional acceleration, according to patent. ... ... (patent application P 26 19 139.9), characterized in that at least two switch cells in each of the nodes are arranged one behind the other in the forward direction of the charge carriers and that the means to generate electrostatic cross fields with the rows and columns of the matrix are connected in such a way that the one of the switching cells over at least one of the rows and the other of the switching cells can be controlled via at least one of the columns.

o 2. Device according to claim 1, characterized in that the Switching cells arranged in selection levels running parallel to the display level are and that such means for E-generation electrostatic cross fields it is provided that the load carriers are arranged in at least two one behind the other Switching cells experience different accelerations.

3. Device according to claim 1 or claim 2, characterized in that that such means for generating electrostatic transverse fields are provided that the charge carriers in at least two switching cells arranged one behind the other 900 opposing accelerations experienced.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that for BrzeugwAg the transverse field in each of the switching cells deflection plates are provided are that the baffles located in one selection level are parallel are aligned with each other and that the baffles are at least two choices levels are aligned by 900 against each other.

5. Device according to claim 4, characterized in that the relative their position in the switching cells by means of metal baffles corresponding to their position Contacting lines are connected in such a way that in at least two of the selection levels a line or columnar arrangement is created.

6. Device according to claim 5, characterized in that the for Control of the rows or columns of the matrix vcrge-leaning voltages to the corresponding Contacting lines and baffles of the row or columnar arrangement can be applied.

7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that because to show the interconnected baffles in at least two of the selection levels, metallic strips or wires aligned parallel to one another have taken place that extend over the entire width or height of the display device extend and that the metallic strips or wires of the two selection levels are aligned at 90 ° to each other.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that that after each of the selection levels seen in the direction of the charge carrier flow as well optionally between the cathode and the first selection level, preferably in the form of a network trained suction electrodes are arranged.

9. Device according to claim 8, characterized in that at least one of the suction electrodes is the voltage used to set the basic brightness can be applied.

1C. Device according to claim 8, characterized in that at least one of the suction electrodes is the voltage used to modulate the charge carrier current can be applied.