DE2656621C3

DE2656621C3 - Bildanzeigevorrichtung mit einer Gasentladungsstrecke und einer Elektronenbeschleunigungsstrecke

Info

Publication number: DE2656621C3
Application number: DE19762656621
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr. 8521 Bubenreuth Tiemann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-12-14
Filing date: 1976-12-14
Publication date: 1980-08-14
Also published as: FR2374736A1; DE2656621A1; NL7712287A; JPS5375757A; FR2374736B1; DE2656621B2; GB1585645A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bildanzeigevorrichtung mit einer Gaseniladiingsstrccke und einer Elcklronenbcsehlcunigungsstrecke, die mit einem durch Elektronen anregbaren Leuchtschirm abgeschlossen ist, und mit Hilfselektroden zur Zeilenfortschaltung und senkrecht dazu angeordneten weiteren Hilfsclcktroden zur Helligkeitssteuerung. Eine derartige Bildanzeigevorrichtung ist bekannt aus der deutschen Offcnlcgungsschrift24 12 869.

Diese bekannte Vorrichtung enthalt eine Matrix aus Gasentladungszelle^ denen Hill'sanodcn zur Steuerung der Zeilen und Steuerelcktrodcn zur Helligkeitssteuerung der Spalten zugeordnet sind. Im Innenraum der gasdichten Hülle dieser Biidanzcigevorrichtung ist eine Gascntladungsstreckc zwischen einer Kathode und den Hilfsanoden sowie eine F.lcktroncnbesehleunigungsstrecke zwischen den Steuerelcktrodcn und einer Anode vorgesehen. Die Gasentladungsstrecke mit verhältnismäßig großer Länge zum Betrieb mit niedriger Spannung ist von der Elektronenbeschleunigungsstreckc mit kurzer Weglhnge und hoher Feldstärke durch eine plaltcnlormigc Lochmatrix aus Isolierstoff getrennt. Die Lochmatrix dient als Träger für die den Zeilen der Matrix zugeordneten Hilfsanoden. Gegebenenfalls können auf der gegenüberliegenden Flachseite der Matrix die Steuerelektroden zur Helligkeitssteuerung der Spalten angeordnet sein. Kathode und Anode sind großflächig ausgebildet. Die in der zeilenweise gesteuerten Gasentladung entstehenden und zur Hilfsanode hin bewegten Elektronen werden in der nachgeschalteten Entladungsstrecke hoher Feldstärke durch die entsprechend aufgeteilte Steuerelektrode punktweise gesteuert, auf die Anode beschleunigt und auf deren Leuchtbildschirm abgebildet. Die Anode ist vorzugsweise als zusammenhängende Schirmelektrode gestaltet. Auf ihr werden die Elektronen als definierte Bildpunkte abgebildet. Mit der Aussteuerung einer Zeile der Hilfsanoden brennt die Entladung gleichmäßig längs der gesamten Elektrode, während das negative Glimmlicht ein Gebiet bedeckt, dessen Fläche durch die bekannte Abhängigkeit der Stromdichte an der Kathode und vom Gasdruck bestimmt wird.

Bei dieser Bildanzeigevorrichtung werden Gasart, Gasdruck und Kathodenmaterial so gewählt, daß man zwar in der Gasentladungsstrecke eine optimale Glimmentladung mit möglichst hoher Stromdichte erhält, daß aber zugleich im Beschleunigungsraum die Zündung einer selbständigen Entladung, die auch als dielektrischer Durchschlag bezeichnet wird, ausgeschlossen ist. Die Höhe der Beschleunigungsspannung wird deshalb wesentlich bestimmt durch die Auswahl und den Druck des Füllgases.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Bildanzeigevorrichtung mit hoher Beschleunigungsspannung und entsprechend erhöhter Leuchtdichte zu schaffen.

Diese Aufgabe wird bei einer Bildanzcigevorriehtung

J5 der eingangs genannten Art nach der Erfindung gelöst durch die Gestaltungsmcrkmale gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs I.

Weitere Ausgestaltungen der Bildanzeigevorriehtung nach dem Patentanspruch 1 ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei der Bildanzeigevorriehtung nach der Erfindung werden die Luminophore auf dem Leuchtschirm durch Elektronenstrahlen angeregt. Als Elektronenquelle dient die Fotokathode, der der Leuchtschirm gegcnübersteht. Die aus der Fotokathode ausgelösten Elektronen werden durch eine Hochspannung von der Fotokathode zum Leuchtschirm beschleunigt. Die Fotokathode ist dabei auf der Innenseite der lichtdurchlässigen, gasdichten Trennwand aufgebracht. Als Lichtquelle dient das negative Glimmlicht der Glimmentladung in dem Gasentladungsraum. Die Glimmentladung bietet den Vorteil, die Lichtquelle in sehr flacher Bauweise und gegebenenfalls mit großer Flächenausdehnung herzustellen.

Wenn in dem Elektronenbeschleunigungsraum ein Hochvakuum herrscht, können mit Vorteil hohe Beschleunigungsspannungcn vorgesehen werden, ohne daß die Gefahr einer Entladung besteht. Mit hohen Beschlcunigungsspannungen erreicht man eine verhält-

bo nismäßig hohe Bildverstärkung und eine gute Abbildungsschärfe.

Ferner besteht in dem hochevakuierten Elektronenbeschleunigungsraum die Gefahr von Streuungen der Elektronen an noch vorhandenen Ciasteilchen praktisch

b^r> nicht. Auch dadurch wird eine hohe Schärfe der bbildung erreicht. Da im Bcschlcunigungsraum auch keine loncnbildung möglich ist, kann eine Helligkeitssteuerung der eventuell in diesem Raum vorgesehenen

Hilfselektroden mit verhältnismäßig geringer Steuerleistung vorgenommen werden.

Darüber hinaus ist eine vorteilhafte Anpassung der Glimmentladung an die Fotokathode möglich durch die im Anspruch 4 beanspruchte Auswahl des für die Glimmentladung erforderlichen Gmndgases sowie durch eine Beimengung eines geeigneten Zusatzgases zu dem Grundgas entsprechend dem Anspruch 5. Quecksilberdampf als Zusatzgas erhöht den UV-Anteil des Glimmlichtes.

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung erläutert.

In der Figur ist schematisch als Querschnitt ein Teil einer Fernsehbildröhre angedeutet. Die Röhre enthält eine gasdichte Hülle, beispielsweise einen Glaskörper 2, dessen Innenraum durch eine lichtdurchlässige Trennwand 3 in zwei voneinander getrennte Räume 4 und 5 unterteilt ist. Der eine dieser Räume 4 ist als Gasentladungsraum ausgebildet und enthält eine Anode 6 auf einem vorgegebenen Potential von beispielsweise 200 V, der gegenüber auf der Trennwand 3 eine lichtdurchlässige Siebelektrode als Kathode 7 liegt. Der Gasentladungsraum 4 ist mit einem Gas, beispielsweise Neon, von einigen Torr ausgefüllt. Diesem Gas können beispielsweise noch geringe Mengen eines zusätzlichen Gases wie Quecksilberdampf beigemengt sein. Dadurch kann insbesondere eine Kathodenzerstäubung reduziert werden. Zwischen der Anode 6 und der Kathode 7, die beispielsweise auf Nullpolential liegt, wird eine Glimmentladung erzeugt, deren Glimmlicht durch eine gestrichelte Front 8 angedeutet ist. Die der Trennwand 3 zugewandte und mit 9 bezeichnete Seite dieses Glimmlichtes wird als negatives Glimmlicht bezeichnet und bildet eine scharfe Front gegenüber der Kathode 7 und der Trennwand 3 aus. Die von einem negativen Glimmlicht ausgesandten Fotonen können die Trennwand 3, die aus einem lichtdurchlässigen Material besteht, durchdringen und gelangen auf eine Fotokathode 11, die auf der den Elektronenbeschleunigungsraum 5 begrenzenden Seite der Trennwand angeordnet ist. In diesem Elektronenbeschleunigungsraum herrscht vorteilhaft ein Hochvakuum von kleiner als 10~^b Torr. Durch die einfallenden Fotonen werden in der Fotokathode 11 Elektronen ausgelöst. Auf der der Fotokathode 11 gegenüberliegenden Seite des Elektro nenbeschleunigungsraumes 5 ist ein Leuchtbildschirm 12 angeordnet, der eine Schicht aus Luminophoren 13 enthält, die gegenüber dem Elektronenbeschleunigungsraum 5 durch eine dünne Aluminisierung 14 abgedeckt sind. Die Luminophore 13 sind auf einer Frontglasscheibe 15 aufgebracht, die einem in der Figur nicht dargestellten Betrachter zugewandt ist. Zwischen der Fotokathode und der Aluminisierung 14 liegt eine Hochspannung von 10 bis 2OkV. Die aus der Fotokathode austretenden Elektronen werden in dieser Hochspannung beschleunigt, durchdringen die Aluminisierung und treffen auf die Luminophore auf. wo sie einen Bildpunkt erzeugen.

In der Figur sind die für eine Bildröhre erforderlichen Hilfselektroden zur Zeilenfortschaltung und die dazu senkrecht angeordneten weiteren Hilfselektroden für eine Helligkeitssteuerung der Übersichtlichkeit halber nicht ausgeführt. Diese Elektroden können sowohl in dem Gasentladungsraum 4 als auch in dem Elektronenbeschleunigungsraum 5 gemeinsam oder auch durch die Trennwand 3 getrennt angeordnet sein. Gegebenenfalls kann ein in der Figur durch eine gestrichelte Linie 17 in dem Elektronenbeschleunigungsraum 5 angedeutetes weiteres netzartiges Gitter vorgesehen sein, mit dessen Hilfe Sekundärelektronen zur Verstärkung des von der Fotokathode 11 ausgehenden Elektronenstrahles erzeugt werden können. Dadurch kann eine weitere Steigerung der Helligkeit des Bildes erreicht werden.

Zwischen diesem Gitter 17 und der Fotokathode kann beispielsweise eine Potentialdiffcrenz von etwa 200 V vorgesehen sein.

Die Vorrichtung nach der Erfindung eignet sich insbesondere zur Ausbildung von flachen Bildröhren zur Wiedergabe von farbigen Fernsehbildern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. 3ildanzeigevorrichtung mit einer Gasentladungsstrecke und einer Elektronenbeschleunigungssirecke. die mit einem durch Elektronen anregbaren Leuchtschirm abgeschlossen ist, und mit Hilfselektroden zur Zeilenfortschaltung der Gasentladung und senkrecht dazu angeordneten weiteren Hilfselektroden zur Helligkeitssteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasentladungsstrekke und die Elektronenbeschleunigungsstrecke durch eine lichtdurchlässige, hochvakuumdichte Trennwand (3) voneinander in einen Gasentladungsraum (4) und einen Elektronenbeschleunigungsraum (5) getrennt sind, und daß die dem Leuchtschirm (12) zugewandte Seite der Trennwand (3) mit einer durch dab Licht der Gasentladung anregbaren Fotokathode (11) versehen ist.

2. Sildanzeigevorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektroden für die Zeilenfortschaltung und die weiteren Hilfselektroden für die Helligkeitssteuerung gemeinsam entweder in dem Gasentladungsraum (4) oder dem Elektronenbeschleunigungsraum (5) angeordnet sind.

3. Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektronenbeschleunigungsraum (5) ein Sekundäreleklronenemissionsgitter(17) enthält.

4. Bildanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß dem für eine Glimmentladung in dem Gasentladungsraum (4) erforderlichen Grundgas zur Anpassung der Glimmentladung an die Fotokathode (11) ein Zusatzgas in geringen Mengen beigemengt ist.

5. ßildanzcigevorrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzgas Quecksilberdampf ist.

6. Verwendung der Bildanzcigcvorriehuing nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Wiedergabe farbiger Fernsehbilder.