DE3406252A1 - Flache gasentladungsanzeigevorrichtung - Google Patents

Description

Siemens Aktiengesellschaft ' Unser Zeichen Berlin und München VPA gl* P 1 1 3 3 DE

Flache Gasentladungsanzeigevorrichtung.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gasentladungsanzeigevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Vorrichtung wird in der älteren, noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung P 33 26182.2 beschrieben.

Bei der'vorbeschriebenen Flachbildröhre gelangen Elektronen eines rückwärtigen Plasmas durch ausgewählte Löcher einer Steuerstruktur in einen vorderen Raum, nehmen dort Energien von einigen kV auf und erzeugen schließlich auf einem Leuchtschirm Lichtpunkte. Die Steuerstruktur enthält in mindestens drei Ebenen Gitterelektroden: Eine Steuermatrix aus Zeilenleitern und davorgesetzten Spaltenleitern sowie Tetrodenleiter, die sich vor der Matrix befinden und zeilenleiterparallel erstrecken. Die gesamte Struktur ist in den Kreuzungspunkten der Spaltenleiter mit den Tetrodenleitern gelocht; jedes Loch entspricht dabei einem Bildpunkt. Die Zeilenleiter sind überbreit: Sie erfassen jeweils η (η * ganze Zahl>1) nebeneinander liegende Lochreihen und dienen dazu, eine bestimmte Bildzeilengruppe auszuwählen. Die Auswahl aus dieser Gruppe besorgen dann die Tetrodenleiter, die jeweils mit ihren η-ten Nachbarn elektrisch verbunden sind.

Eine solche Elektrodenkonfiguration benötigt relativ wenig Anschlüsse, spart breitbandige Ansteuertreiber ein und ermöglicht ein vergleichsweise grobes Zeilenleiterraster, das sich auch bei hoher Bildpunktdichte ohne sonderliche Mühe ätzen läßt. Der Fertigungsaufwand wäre allerdings noch geringer, wenn auch die Spalten- und/oder Tetrodenleiter gröber gerastert werden könnten.

Dies ist möglich, wenn man - beispielsweise entsprechend Les 1 Lk/10.2.1984

340625; vpa8^P1 133 Oi

der älteren, noch unveröffentlichten Patentanmeldung P 32 41 605.9 - die Elektronen auf ihrer Nachbeschleunigungsstrecke in Spalten- und/oder Zeilenrichtung mehrere Bildpunkte abtasten läßt. Dieses in der Theorie bestechende Konzept läßt sich jedoch, wie die Praxis inzwischen gezeigt hat, nicht immer glatt in die Praxis umsetzen. So muß man vor allem bei relativ großen Bildpunktabs tänden mit hohen Spannungshüben ablenken und sorgfältig darauf achten, daß die Strahlquerschnitte nicht zu stark deformiert werden. Überdies bereitet der Umstand, daß die Ablenkelektroden nicht zwischen, sondern über den Löchern ihres Substrats voneinander getrennt werden müssen, ätztechnische Probleme.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Plasmapanel der eingangs genannten Art bereitzustellen, das bequem kontaktiert und adressiert werden kann, eine saubere Elektronenstrahlführung ohne hohe Schaltspannungen gewährleistet und zudem weniger Zeilenleiter und Tetrodenleiter als Bildzeilen hat. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anzeigevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Vorzüge der Erfindung kommen vor allem dann zum Tragen, wenn η den Wert 2 hat, das heißt, die Zeilenleiter jeweils zwei Bildzeilen breit sind. In diesem Fall haben nämlich die Tetrodenleiter die gleiche Breite - sie sind gegenüber den Zeilenleitern lediglich um eine Bildzeile versetzt - und lassen sich mit gleicher Sorgfalt genauso exakt strukturieren. Außerdem gestaltet sich die Ansteuerung denkbar einfach: Zum zeilenweisen Einschreiben des Bildes steuert man die Zeilen nacheinander jeweils zwei Bildzeilenperioden lang an, gibt während jeder Bildzeilenperiode auf die Spaltenleiter die zugehörigen Informationssignale und schaltet die Tetrodenleiter im gleichen Takt wie die Zeilenleiter, allerdings um eine Bildzeilenperiode verschoben, fort. Der Schaltungs- und Kon-

taktierungsaufwand ließe sich bei Bedarf durch gruppenweise Zusammenfassung der Zeilenleiter und/oder Tetrodenleiter noch weiter reduzieren (vgl. hierzu die DE-OSen 32 07 685 und 32 11 507).

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Lösungsvorschlags sind in zusätzlichen Ansprüchen beschrieben.

Die Erfindung soll nun in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden. In den Figuren sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung, in einer teilweise weggeschnittenen Perspektivansicht,

Fig. 2 vom Ausführungsbeispiel der Fig. 1 die Steuerstruktur im Schnitt II-II, und Fig. 3 von einem weiteren Ausführungsbeispiel die Steuerstruktur, dargestellt wie in Fig. 2.

Der Flachbildschirm der Fig. 1 ist zur Darstellung von Schwarz-Weiß-Bildern vorgesehen. Er enthält in einzelnen eine gasgefüllte Hülle 1 mit einer Rückplatte 2, einer Frontplatte 3 und einer Steuerstruktur 4. Alle drei Teile liegen in zueinander parallelen Ebenen, wobei die Steuerstruktur das Hülleninnere in zwei Räume, einen vorderen Nachbeschleunigungsraum 5 und einen hinteren Gasentladungsraum 6, unterteilt.

Die Rückplatte 2 ist auf ihrer Vorderseite mit einer Schar aus zueinander parallelen, relativ großflächigen Kathodenstreifen 7 versehen. Die Frontplatte 3 trägt auf ihrer Rückseite eine Phosphorschicht 8, die durch Elektronen zur Lichtemission angeregt werden kann, und darüber eine ganzflächige Nachbeschleunigungsanode 9.

Die Steuerstruktur 4, die gegen die Frontplatte durch einen Abstandsrahmen 10 abgestützt wird, umfaßt drei Scheiben: eine hintere Steuerscheibe 11, eine davor befindliche Abstandsscheibe 12 und eine vor die Abstandsscheibe gesetzte vordere Steuerplatte 13. Die Steuerscheibe 11 ist beidseitig jeweils mit einer Schar aus zueinander parallelen, einzeln ansteuerbaren Leitern versehen. Die Leiter auf der Rückseite (Zeilenleiter 1.4) verlaufen parallel zu den Kathodenstreifen 7, und die frontseitigen Leiter (Spaltenleiter 15) erstrecken sich senkrecht dazu. Die Steuerplatte 13 trägt rück- und frontsei tig zeilenleiterparallele Tetrodenleiter 16 bzw. eine durchgehende Schirmelektrode 17. Dort, wo sich die Tetrodenleiter 16 mit den Spaltenleitern 15 kreuzen, hat die gesamte Struktur jeweils einen Durchtrittskanal 18. Jeder dieser Kanäle entspricht einem Bildpunkt.

Wie am besten der Fig. 2 zu entnehmen, überdecken die Zeilen- und Tetrodenleiter jeweils zwei Lochreihen und sind gegeneinander um jeweils eine Lochreihe verschoben.

Im Betrieb der Röhre liegen an den einzelnen Elektroden folgende Spannungen: An den selektierten und nichtselektierten Kathodenstreifen -200V bzw. Null Volt; an den getasteten und nichtgetasteten Zeilenleitern +30V bzw. +10V; an den Spaltenleitern zwischen Null Volt und +50V; an den Tetrodenleitern Durchlaß- oder Sperrspannungen von -30V bzw. +40V; an der Schirmelektrode ein Festpotential von +100V; an der Nachbeschleunigungsanode +4kV.

Die Zeilenleiter werden nacheinander getastet, das heißt, sukzessive auf die Spannung Null Volt angehoben. Die Kathodenspannungen sind mit der Zeilenabtastspannung derart synchronisiert, daß bei der Zeilenfortschaltung jeweils zwischen dem ausgewählten Zeilenleiter und dem gerade gegenüber liegenden Kathodenstreifen ein Plasma brennt. Die Spaltenleiter erhalten während der Zeit, in der ein bestimmter Zeilenleiter getastet ist, nacheinan-

der die Informationssignale zweier Bildzeilen; jede Zeilenleiterabtastzeit umfaßt also zwei Bildzeilenperioden. Die Tetrodenleiter werden im Takt der Zeilenleiterabtastung fortgeschaltet, wobei die Tetrodenleiterimpulse den Zeilenleiterimpulsen um eine Bildzeilenperiode nachlaufen.

Fig. 3 zeigt eine modifizierte Steuerstruktur, bei der in der Steuerscheibe 11 und in den Zeilenleitern 14 die Stege zwischen jeweils in Spaltenrichtung übereinander liegenden Durchbrüchen entfernt sind. Diese Abwandlung hat den Vorteil, daß von den in die Steuerstruktur hereingezogenen Elektronen ein besonders großer Anteil auch auf die Phosphorschicht gelangt.

Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf die dargestellten Ausführungsbeispiele. So könnte man die Elektronen aus einer anders geformten Gasentladung, etwa einem Querplasma, oder aus einer andersartigen Elektronenquelle, beispielsweise einer Anzahl von Heizkathoden, gewinnen. Davon abgesehen ließe sich auch noch die Steuereinheit in relativ weiten Grenzen modifizieren; insbesondere kann es sich empfehlen, noch breitere Zeilenleiter zu verwenden und/oder die Schirmelektrode in spaltenleiterparallele Streifen aufzuteilen und zur horizontalen Elektronennachablenkung überzugehen. Denkbar wäre es schließlich auch, die Informationen halbbildweise einzuschreiben, derart, daß die einzelnen Zeilenleiter jeweils nur eine Bildzeilenperiode lang angesteuert bleiben und während der aufeinander folgenden Halbbildperioden alternierend die geradzahligen und ungeradzahligen Tetrodenleiter auf Durchlaß geschaltet sind.

jprüche

I \ I \ I \ I

Claims (9)

-a - VPA MP 1 133DE Patentansprüche ry Flache Gasentladungsanzeigevorrichtung mit folgenden Merkmalen:

1) sie enthält eine gasgefüllte Hülle (1) mit zwei zueinander parallelen, in Betrachtungsrichtung hintereinander liegenden Wandplatten (Rückplatte 2, Frontplatte 3);

2) die Rückplatte (2) ist auf ihrer Vorderseite mit mindestens einer großflächigen Kathode (7) versehen;

3) die Frontplatte (3) trägt auf ihrer Rückseite eine kathodolumineszente Schicht (8) und eine Anode (9)j

4) zwischen beiden Wandplatten befindet sich eine Steuereinheit mit drei hintereinander liegenden Gitterelektroden, die jeweils aus einer Schar von zueinander parallelen Streifenleitern bestehen;

5) die Leiter der hinteren Gitterelektrode (Zeilenleiter 1 4) bilden zusammen mit den Leitern der mittleren Gitterelektrode (Spaltenleiter 15) eine orthogonale Matrix;

6) die Leiter der vorderen Gitterelektrode (Tetrodenleiter 16) erstrecken sich parallel zu den Zeilenleitern (14);

7) die Steuereinheit ist dort, wo sich die Tetrodenleiter (16) mit den Spaltenleitern (15) kreuzen, jeweils durchbrochen (Kanäle 18);

8) die Zeilenleiter (14) erfassen jeweils η nebeneinander liegende Kanalreihen (n »ganze Zahl >1); dadurch gekennzeichnet, daß

9) Paare aus einander direkt benachbarten, vor verschiedenen Zeilenleitern liegenden Tetrodenleitern (16) jeweils zu einem einzigen Streifenleiter zusammengefaßt sind.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Zeilenleitern (14) die Stege zwischen spaltenparallel nebeneinander liegenden Kanälen (18) entfernt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g ekennzei chnet, daß jeder Zeilenleiter (14) mit seinem o-ten Nachbarn elektrisch verbunden ist

(o = ganze Zahl >1).
10

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß jeder Tetrodenleiter (16) mit seinem p-ten Nachbarn elektrisch verbunden ist (p »ganze Zahl> 1).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß gilt η ■ 2.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß zum zeilenweisen Einschreiben eines Bildes die Zeilenleiter (14) nacheinander jeweils zwei Bildzeilenperioden lang getastet werden, daß die Spaltenleiter (15) während jeder Bildzeilenperiode jeweils mit den zugehörigen Bildinformationssignalen versehen werden und daß die Tetrodenleiter (16) im Takt der Zeilenleitertastung, jedoch um eine Bildzeilenperiode verschoben, nacheinander angesteuert werden.