DE2722950A1

DE2722950A1 - Sichtanzeigeanordnung

Info

Publication number: DE2722950A1
Application number: DE19772722950
Authority: DE
Inventors: Raymond Poirier; Nicolas Szydlo
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1976-05-21
Filing date: 1977-05-20
Publication date: 1977-12-01
Also published as: FR2352390B1; FR2352390A1; US4123687A; JPS52143753A; GB1557094A

Description

	Patentanwälte	T 2205	Dtpl-Ing.
Oipl.-lng.	Dipl.-Chem.		G.Leiser 2722950
E. Prinz	Dr. G. Hauser
	Ernsbergerstrasse 19
	8 München 60
	4	17.Mai 1977
Unser Zeichen:

-THOMSON-CSF

173 Bd.Haussmann

75008 Paris, Frankreich

Sichtanzeigeanordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sichtanzeigeanordnung mit einem flachen Schirm, bei der in einer elektrischen Gasentladung, d.h. in einem Plasma erzeugte energiearme Elektronen angewendet werden . Mit Hilfe der Erfindung soll ein System dieser Art geschaffen werden, das eine von außen steuerbare Speicherung aufweist, wobei es bei Anordnungen mit flachem Bildschirm zu Anzeigezwecken oder zu Fernsehzwecken angewendet werden kann. Außerdem soll dieses System alle Zwischenzustände zwischen weiß (oder dem echten Farbton einer Farbsendung) und schwarz ( der Auslöschung) reproduzierbar sein, d.h. sie soll eine echte Grauleiter ( der Halbtöne) aufweisen.

Es sind Sichtanzeigesysteme mit ebenem Bildschirm bekannt, bei denen die Eigenschaften der elektrischen Entladung in Edelgasen ausgenutzt werden; diese Systeme können in zwei große Kategorien eingeteilt werden:

Schw/Ba

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-Z-

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a) mit Wechselstrom arbeitende Anzeigetafeln des Typs "DIGIVUE'i der Firma OWENS, Illinois, V.St.A.; diese Anzeigetafel hat eine Speicherwirkung, doch stößt die Erzielung einer echten Grauleiter auf große Schwierigkeiten.

b) Mit Gleichstrom arbeitende Anzeigetafeln mit selbsttätiger Ablenkung der Firmen Zenith, Bell usw., bei denen eine Grauleiter dadurch erhalten wird, daß die Entladestromstärke in der Leuchtzelle ( Elementarpunkt) verändert wird; eine solche Anordnung besitzt jedoch keinen eigenen Speicher.

Mit Hilfe der Erfindung werden diese Mängel beseitigt.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird von einer Elementarzelle Gebrauch gemacht, die eine gewisse Menge eines Edelgases enthält, das bei elektrischer Anregung ein Elektronenerzeugungsplasma bilden kann, diese Zelle enthält in diesem Plasma eine Katode, eine Anode und eine von einem Leuchtstoff überzogene Elektrode, die Photonen aussenden kann, wenn sie Elektronen empfängt. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode, auf der der Katode gegenüberliegenden Seite der Anode angebracht ist und daß die Zelle ein Gitter enthält, das auf der der Anode gegenüberliegenden Seite der Elektrode angebracht ist und von dem Plasma erzeugte Elektronen anzieht, wenn es an ein genügend hohes Potential gelegt ist, damit von der Elektrode zu empfangende Elektronen ganz oder teilweise eliminiert werden.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigen:

Fig.1 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Anordnung,

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Fig.2 ein Ausführungsbeispiel wesentlicher Bestandteile der Elementarteile der erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig.3 eine auseinandergezogene Darstellung der gesamten Zelle und

Fig.4 eine Schemadarstellung einer Anzeigematrix nach der Erfindung.

Die Erfindung beruht auf der nachfolgend erläuterten Ausgestaltung der Sichtanzeige-Elementarzelle.

In einer Heliumatmosphäre, die unter einem Druck in der Größenordnung von 1 Torr steht, sind nacheinander längs der X-Achse nach Fig.1 entsprechend dem Pfeil in der Richtung von der Zelle zum Auge 0 eines Beobachters nacheinander folgende Bauelemente angeordnet:

- eine Katode 1, die beispielsweise aus Molybdän besteht;

- eine Anode 2, die beispielsweise aus Molybdän besteht und solche Abmessungen hat, daß ein Teil der Elektronen des aus dem Helium erzeugten Plasmas den Katoden-Anoden-Raum entsprechend der Pfeile E verlassen kann, wenn bestimmte Bedingungen des elektrischen Feldes zusammentreffen;

-> eine Metallelektrode 3, auf der Leuchtstoff, beispielsweise mit Zink dotiertes Zinkoxid (ZnO) angebracht ist;

- eine Gitterelektrode 5, die ein einfacher, mit einer Isolierhülle überzogener Draht sein kann.

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Zwischen die Katode und die Anode kann mit Hilfe einer Quelle 6 eine Potentiladifferenz von beispielsweise 150 Volt angelegt werden. Wenn die Anode an Masse gelegt ist, dann liegt die Katode an einer Klemme mit - 150 Volt.

Die Elektrode 3 kann an eine Klemme mit einer Spannung von + 20 Volt einer Vorspannungsquelle 7 angelegt sein, deren negative Klemme mit der Anode verbunden ist, wobei eine Unterbrechung mit Hilfe eines Schalters 71 möglich ist.

Die Spannung zwischen Anode und Katode ist so festgelegt, daß eine sogenannte abnormale Entladung vorliegt, in der der Plasmastrom von der Spannung im wesentlichen unabhängig ist.

Die Anode 2 und der Leuchtstoff 4 sind in der Zone der Entladung angeordnet, die als Faradaysche Zone bezeichnet wird.

Am Gitter 5 liegt mittels einer Gleichspannungsquelle eine positive Vorspannung, die zwischen 0 Volt und + 30 Volt veränderlich ist; die Masseklemme dieser Quelle ist mit der Anode verbunden, wobei mit Hilfe eines Schalters 81 eine Unterbrechung möglich ist.

Entsprechend dem Gitterpotential sind drei Leuchtzustände möglich:

A) Der Zustand "volle Helligkeit" oder "satter Farbton", der vorliegt, wenn keine Gittervorspannung vorhanden ist (Ruhezustand); die vom Potential +20V der Elektrode 3 angezogenen Elektronen regen den Leuchtstoff an, der im Falle des mit Zink dotierten Zinkoxids grünes Licht aussendet.

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B) Der Zustand "Zwischenhelligkeit", "Grau¹¹ oder "Halbton·¹, der vorliegt, wenn das Gitterpotential zwischen O und +30 V liegt; dabei wird ein umso größerer Anteil der Elektronen zum Gitter abgelenkt, Je positiver das an ihr liegende Potential ist;

C) Der Zustand "Löschung" oder "Schwarz¹¹, der vorliegt, wenn das Gitterpotential ziemlich hoch ist, damit das Gitter alle Elektronen einfängt.

Was die Speicherung anbelangt, können die Punktionen des Schreibens, des Lesens und des Löschens in folgender Weise verwirklicht werden:

1) Schreiben: Diese Funktion erfolgt mit Negativmodulation; das Fehlen einer positiven Spannung am Gitter tritt als der Zustand der vollen Helligkeit in Erscheinung. Der positive Wert eines Videosignals zeigt sich durch eine Verringerung der Helligkeit, die umso stärker ist, je größer dieser positive Wert ist. Das Schreiben kann durch Anlegen von Impulsen an das Gitter bewirkt werden, was in Fig.1 durch den Schalter 81 symbolisch dargestellt ist.

2) Lesen: Diese Funktion tritt als sichtbare Anzeige in Erscheinung, wenn die Spannung der Quelle 7 an die Leuchtstoffe angelegt wird; diese Funktion kann bis zu einem vorbestimmten Zeitpunkt verschoben werden, wenn der Schalter 71 benutzt wird. Außerdem kann diese Funktion verlängert werden, so daß eine Festbildanzeige erhalten werden kann, wenn die Vergleichsspannungen an den Elektroden 3 und 5 aufrechterhalten werden.

3) Löschen: Diese Funktion erfolgt selbständig nach einer gewissen Zeit entsprechend der natürlichen Entladung des Gitters. Im Fall des Fernsehens muß die natürliche

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Entladezeit des Gitters deutlich über der Folgefrequenz der Schreibvorgänge liegen( im Falle der französischen Normen 40 ms). Das Dielektrikum muß zur Erzielung dieser Wirkung ausgewählt werden. Das Löschen kann durch Neutralisieren der Ladung am Gitter mit Hilfe eines an das Gitter angelegten negativen Impulses herbeigeführt werden.

In Fig.2 sind drei wesentliche Bauelemente oder Bauelementgruppen einer Elementarzelle dargestellt, nämlich

- bei (a) eine Katode 21 in Form einer quadratischen Platte aus Molybdän, wobei dieses Metall wegen seiner guten Widerstandsfähigkeit gegen die im Plasma unvermeidliche Katodenzerstäubung ausgewählt ist; diese Katode ist senkrecht zur X-Achse angeordnet, die bereits in Fig.1 dargestellt worden ist;

- bei (b) eine Gruppe aus drei rechtwinkligen zusammengefügten Platten mit einer aus Molybdän bestehenden Anode 22, einer Schicht 26 aus Polytetrafluoräthylen und einer Elektrode 24, die eine Leuchtstoffschicht aus Zinkoxid trägt; die rechtwinklige Form mit einer kleinen Seite, die kürzer als die Seitenlänge des Quadrats der Katode 21 ist, erleichtert das Heraustreten von Elektronen aus dem Katoden-Anoden-Raum im Hinblick auf eine Anregung der Leuchtstoffe;

- bei (c) ein Gitter 25 aus einem Metalldraht 251, der mit einem Isoliermaterial 252 (Polytetrafluoräthylen) umgeben ist; das Gitter kreuzt die X-Achse senkrecht und es verläuft parallel zur kleinen Seite der Rechtecke 22, 24 und 26;

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sein Abstand von der Anode ist so festgelegt, daß es eine ausreichende und im wesentlichen gleichmässige Wirkung auf die auf der Elektrode 24 verteilten Elektronen des Leuchtstoffs hat.

In Fig.3 ist ein Ausführungsbeispiel einer Elementarzelle in auseinandergezogener Form dargestellt. Ein Glasblock weist in seiner Mitte eine Ausnehmung zur Aufnahme von Helium auf. Auf einer seiner Flächen (gegenüber der Ausnehmung) ist eine Metallschicht angebracht, die eine Katode 31 bildet. In die der Katode gegenüberliegenden Fläche sind Nuten 321 zur Aufnahme der Anode und Nuten 322 zur Aufnahme des Gitters geschnitten. In der Praxis würden alle Zellen des gleichen Bildschirms aus der gleichen Glasplatte erhalten, in die nacheinander die Ausnehmungen und..dann die Nuten geschnitten werden.

Nach der Anbringung der Bauteilegruppe 33 (Anode 22, Isoliermaterial 26 und Leuchtstoffträger 24) wird eine Glasplatte aufgekittet, die die Vorderfläche der Sichtanzeigezelle bildet. In der Praxis wäre für die den ebenen Bildschirm darstellende Zellenmatrix nur eine einzige Glasplatte vorhanden.

In Fig.4 ist schematisch eine Matrix mit neun Zellen als Beispiel dargestellt. Die für alle diese Zellen gemeinsam vorhandene Katode ist nicht dargestellt worden. Die Anoden der aufeinanderfolgenden Zeilen werden mit Hilfe von drei Anodenleitern 201, 202 und 203 gesteuert, wobei ein Anodenleiter pro Zeile vorhanden ist. Die Leuchtstoffträger 3 der aufeinanderfolgenden Zeilen werden mit Hilfe von drei weiteren Leitern 301, 302 und 303 gesteuert, die von Anodenleitern isoliert sind. Die Gitter 5 der gleichen Spalte werden von einem Spaltenleiter gesteuert; als Beispiel sind die Spaltenleiter 501 bis 503 ausgewählt. Alle diese sorg-

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fältig gegeneinander isolierten Leiter sind an eine Ablenkelektronik 40 angeschlossen, die die folgenden Funktionen ermöglicht:

- das Schreiben von Informationen mit Hilfe der Gitterleiter;

- das Lesen von Informationen und gegebenenfalls das Löschen mit Hilfe der Anodenleiter;

- das Löschen während des Schreibens einer Zeile mit Hilfe der Leiter 301, 302 und 303.

Die Erfindung kann für flache Fernsehbildschirme angewendet werden. Für die Dreifarbendarstellung wurden zur Bildung der Dreierpunkte drei Leuchtstoffe verwendet.

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Claims

Patentanwälte

Dtpl-Ine- Dipl.-Chem. Dipl.-Ing.

E.Prinz - Dr.G.Hauser - G.Leiser 97^-Or₁-,

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Ernsbergerstrasse 19

8 München 60

Unser Zeichen: T 2205 17.Mai 1977

THOMSON-CSF

173 Bd.Haussmann

75008 Paris, Frankreich

Patentansprüche

M·JSichtanzeigeanordnung, die mit energiearmen Elektronen und mit Speicherung unter Anwendung einer Elementarzelle arbeitet, die eine gewisse Menge eines Gases, das bei elektrischer Anregung ein Elektronenerzeugungsplasma bildet, und in diesem Plasma eine Katode, eine Anode und eine mit einem beim Empfang von Elektronen Photonen aussendenden Leuchtstoff überzogene Elektrode enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle ein Gitter aufweist, das auf der der Anode gegenüberliegenden Seite der Elektrode angebracht ist und von dem Plasma erzeugte Elektronen anzieht, wenn es an ein genügend hohes Potential gelegt ist, damit von der Elektrode zu empfangende Elektronen ganz oder teilweise eliminiert werden.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 das Gas zwischen einer eine gemeinsame Katode für mehrere Elementarzellen bildenden Metallplatte und einer lichtdurchlässigen Platte eingeschlossen ist und daß jede Zelle von einem Block aus Isoliermaterial begrenzt ist, der eine

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Mittelöffnung und Nuten zur Aufnahme der Anode, der Elektrode und des Gitters aufweist.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode und die Elektrode unter Einfügung eines isolierenden Materials miteinander verbunden sind und eine Gruppe aus drei rechtwinkligen Platten mit gleicher Fläche bilden.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter aus einem Metalldraht besteht, der durch eine IsolierhUlle geschützt ist.
5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen eine zeilen-und spaltenaufweisende Matrix bilden, daß die Anoden und die Elektroden mit ihrer größten Abmessung parallel zu den Zeilen der Matrix verlaufen und daß die Gitter mit ihrer größten Abmessung parallel zu den Spalten der Matrix verlaufen und umgekehrt.
6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Katode aus Molybdän besteht.
7. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas Helium mit sehr niedrigem Druck ist und daß das lichtdurchlässige Material Glas ist.
8. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode aus Molybdän besteht, daß der Block aus Glas besteht, und daß das isolierende Material Polytetrafluoräthylen ist.
9. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Metalldraht aus Kupfer besteht und daß die Hülse aus Polytetrafluoräthylen besteht.

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10. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterdrähte elektrisch gegeneinander isoliert sind und die Anoden, die Elektroden und die Gitter der glei chen Reihe miteinander verbinden.
11. Anordnung mit flachem Bildschirm, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 enthält.

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