DE3924213A1 - Lumineszenz-schirm - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Lumineszenz-Schirm, und insbe­ sondere einen Lumineszenz-Schirm mit einer Schirmplatte, die eine Substanz enthält, die in Reaktion auf auffallendes Anre­ gungslicht Licht emittieren kann.

Es sind Anzeigesysteme mit einem Lumineszenz-Schirm bekannt mit einer Schirmplatte, die eine (lumineszierende) Substanz enthält, die in Reaktion auf Anregungs-"Licht" zum Fluores­ zieren oder Phosphoreszieren fähig ist, wobei das Anregungs­ licht ultraviolette Strahlung, sichtbares Licht und Strah­ lung im nahen Infrarot oder dergleichen sein und die fluores­ zierende Substanz beispielsweise einen Piperidin-Tetra-(Ben­ zoyltrifluorazeton)-Europium-Komplex enthalten kann. Das An­ regungslicht wird auf die Schirmplatte aufgebracht, damit diese ein Bild zeigen kann.

Bisher hatte die Schirmplatte allgemein die Form einer ebe­ nen Kunststoffplatte. Wie in Fig. 1 der Zeichnung ersicht­ lich, wird, wenn Anregungslicht auf eine Kunststoffschirm­ platte 40 auffällt, Lumineszenzleuchten von einer lumineszie­ renden Substanz emittiert (die durch ein Sternsymbol in Fig. 1 dargestellt ist) und in allen Richtungen abgestreut, wie es durch die gestrichelten Linien angezeigt ist. Da das emit­ tierte Licht zu der Anzeigefläche und zu der Rückfläche der Schirmplatte 40 gerichtet und auch in der Schirmplatte wei­ tergeleitet wird, ist die Wirksamkeit, mit der das auffallen­ de Anregungslicht ausgenützt wird, sehr niedrig, und die In­ tensität des zur Anzeigeseite der Schirmplatte hin emittier­ ten Lumineszenz-Leuchtens ist so gering, daß der Betrachter den Schirm relativ dunkel sieht.

Im Hinblick auf die erwähnten Nachteile der üblichen Lumines­ zenz-Schirme ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Lumineszenz-Schirm zu schaffen, der Lumineszenz-Leuch­ ten erhöhter Intensität zur Anzeigeseite hin aussendet, um so eine höhere Schirmhelligkeit in Reaktion auf eine Refe­ renzintensität des auf den Schirm auffallenden Anregungslich­ tes zu erzielen.

Ein erfindungsgemäßer Bildschirm umfaßt eine Schirmplatte mit einer Substanz, die in Reaktion auf auftreffende Anre­ gungsstrahlung Lumineszenzleuchten emittieren kann, und bei der eine reflektierende Schicht an einer Oberfläche der Schirmplatte angebracht ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine Teilschnittdarstellung eines üblichen Lumineszenzschirmes,

Fig. 2A und 2B Teilschnittdarstellungen eines Lumineszenz­ schirmes nach einer Ausführung der Erfindung,

Fig. 3A und 3B Teilschnittdarstellungen eines Lumineszenz­ schirmes nach einer anderen Ausführung der Er­ findung, und

Fig. 4A und 4B Teilschnittdarstellungen eines Lumineszenz­ schirmes nach noch einer weiteren Ausführung der Erfindung.

Fig. 2A und 2B zeigen einen Lumineszenzschirm nach einer Aus­ führung der vorliegenden Erfindung. In jeder Fig. 2A und 2B enthält der Lumineszenzschirm eine Schirmplatte 10 aus Kunst­ stoff. Anregungsstrahlung (durchgezogen dargestellt) wie Ul­ traviolettstrahlung oder dergleichen wird als ein Fleck auf den Bildschirm aufgestrahlt und dieser Fleck wird zweidimen­ sional über den Schirm abgelenkt. Eine durch ein Sternsymbol dargestellte lumineszierende Substanz reagiert auf die auf­ treffende Anregungsstrahlung und emittiert Lumineszenz-Leuch­ ten, wie gestrichelt angezeigt. Der auftreffende Fleck des Anregungsleuchtens umfaßt die Größe eines Pixels (Bildele­ ments, Bildpunktes) des Bildschirms.

Der Lumineszenzschirm nach Fig. 2A ist so aufgebaut, wie er in einem Frontprojektor enthalten ist. Der Schirm enthält eine Reflexionsschicht lla an der Rückfläche der Schirmplat­ te 10, d.h. der Fläche, die entgegengesetzt zu jener Fläche liegt, an der die Anregungsstrahlung eintritt. Die reflektie­ rende Schicht 11 a ist als ein Metallfilm ausgebildet, der auf die gesamte Rückfläche der Schirmplatte 10 aufgedampft wurde. Das (durch gestrichelte Linien angedeutete) Lumines­ zenz-Leuchten, das auf die Rückfläche der Schirmplatte 10 auftrifft, wird deshalb durch die Reflexionsschicht 11 a zum Betrachter hin reflektiert.

Der in Fig. 2B dargestellte Lumineszenzschirm ist zur Verwen­ dung in einem Rückprojektor aufgebaut. Der Schirm enthält eine Reflexionsschicht 11 b, die auf der Fläche aufgetragen ist, auf die auch die Anregungsstrahlung (durchgezogen ge­ zeichnet) auftrifft. Auch diese Reflexionsschicht 11 b ist als ein auf die Oberfläche der Schirmplatte 10 aufgedampfter Metallfilm ausgebildet, jedoch sind die Flächenbereiche aus­ genommen, die den durch den Anregungslichtfleck bestimmten Pixeln entsprechen. Das zur Rückfläche der Schirmplatte 10 emittierte Lumineszenz-Leuchten (gestrichelt angedeutet) wird deshalb durch diese Reflexionsschcht 11 b zum Betrachter hin reflektiert. Die Reflexionsschicht mit den Löchern 12, die den Pixeln entsprechen und durch die die Anregungsstrah­ lung in die Schirmplatte 10 eintritt, ist vorzugsweise so ge­ staltet, daß die Reflexionsschicht 11 ein Gitter mit einzel­ nen Öffnungen 12 bildet; sie kann jedoch auch als ein Strei­ fenmuster ausgebildet werden. Wird angenommen, daß jede Durchbruchöffnung 12 einen Durchmesser P ₁ besitzt, und daß die Reflexionsschicht 11 b zwischen benachbarten Löchern 12 eine Breite P ₂ besitzt, dann sollte der Schirm vorzugsweise so aufgebaut sein, daß die folgenden Beziehungen gelten:

P ₁ Durchmesser des Anregungslichtfleckes; und
P ₁ P ₂ 1/2 P ₁.

Mit der an der Rückfläche der Schirmplatte 10 befindlichen Reflexionsschicht 11 a oder 11 b wird das in Reaktion auf die Anregungsstrahlung emittierte Lumineszenz-Leuchten, das zur Rückfläche der Schirmplatte 10 hin gerichtet ist, durch die Reflexionsschicht 11 a oder 11 b zur Anzeigefläche hin reflek­ tiert. Damit wird die Intensität des Lumineszenz-Leuchtens, das den Betrachter des Schirms erreicht, vergrößert, und die Schirmbildhelligkeit, bezogen auf einen Referenzintensitäts­ pegel des Anregungsleuchtens, erhöht. In der Anordnung nach Fig. 2A, bei der das Schirmbild als Frontprojektor benutzt wird, wird die auftreffende Anregungsstrahlung, die durch die Rückfläche der Schirmplatte 10 hindurchgeleitet wurde, ebenfalls durch die Reflexionsschicht 11 a in die Schirmplat­ te zurückgeleitet. Damit wird die Ausbeute für die Anregungs­ strahlung noch weiter erhöht, und die Schirmhelligkeit be­ trägt fast das Zweifache gegenüber der Schirmhelligkeit eines üblichen Schirms.

Fig. 3A und 3B zeigen einen Lumineszenzschirm nach einer an­ deren Ausführung der vorliegenden Erfindung. Wie in diesen Figuren zu sehen, sind Dunkelfilme 13 a bzw. 13 b, beispiels­ weise schwarze Filmschichten mit hoher Lichtabsorptionsfähig­ keit, jeweils statt der reflektierenden Schichten 11 a und 11 b in den Fig. 2A und 2B an der Schirmplatte 10 angebracht. Die Dunkelfilme 13 a und 13 b können beispielsweise aufgedampf­ te Kohlenstoffilme sein, die durch das Kohlebogenverfahren erzeugt wurden.

Wenn kein Anregungsleuchten auftrifft, ist die Schirmhellig­ keit geringer als bei einem normalen Schirm. Wenn Anregungs­ leuchten auftrifft, wird der größte Teil des emittierten Lumineszenzleuchtens, der auf den Dunkelfilm 13 a oder 13 b auftrifft, absorbiert, jedoch wird ein Teil des Lumineszenz- Leuchtens dabei zur Anzeigefläche hin reflektiert. Die Inten­ sität des zum Betrachter hin emittierten Lumineszenz-Leuch­ tens wird damit erhöht, so daß die Bildschirmhelligkeit, be­ zogen auf einen Referenzpegel der Anregungsstrahlung, eben­ falls erhöht wird. Ohne den Dunkelfilm 13 a oder 13 b liegt das Verhältnis der Schirmbildhelligkeit ohne aufteffende An­ regungsstrahlung zur Schirmbildhelligkeit mit auftreffender Anregungsstrahlung im Bereich von 3 bis 4. Wird ein Dunkel­ film 13 a oder 13 b vorgesehen, erhöht sich das Schirmbild-Hel­ ligkeitsverhältnis auf etwa 18, und gleichzeitig wird der Kontrast verbessert.

Fig. 4A und 4B zeigen eine weitere Ausführung eines erfin­ dungsgemäßen Lumineszenz-Schirmes mit wiederum anderen Eigen­ schaften. Die Schirmanordnungen nach Fig. 4A und 4B umfassen die in Fig. 2A bzw. 2B dargestellten Schirmstrukturen, sind jedoch weiter mit Dunkelfilmen 14 kombiniert, beispielsweise Schwarzfilmen, die jeweils an der Anzeigefläche der Schirm­ platte 10 angebracht sind. Jeder Dunkelfilm 14 hat die Form eines aufgedampften Kohlenstoffilms o.ä. und ist an den Fla­ chenbereichen angebracht, die außerhalb der Pixelbereiche liegen, welche durch den an die Bildschirmplatte angelegten Anregungs-Strahlungsfleck definiert werden. Der Dunkelfilm 14 besitzt den jeweiligen Pixeln entsprechende Durchgangsöff­ nungen 12, durch die das Anregungslicht hindurchtritt.

Der an der Anzeigefläche der Schirmplatte 10 bis auf die Pi­ xelbereiche angeordnete Dunkelfilm 14 bringt es mit sich, daß in Reaktion auf Anregungsstrahlung ausgesendetes Lumines­ zenzleuchten (gestrichelt gezeichnet) nur durch die Löcher 12 zum Betrachter hin emittiert wird. Wenn das Lumineszenz­ leuchten durch die begrenzten Bereiche, beispielsweise die Löcher 12, hindurchtritt, wird Farb-Überstrahlen infolge von Emissions-Beeinflussung zwischen den Pixeln herabgesetzt, und damit der Kontrast erhöht.

Es ist möglich, einen Reflexionsfilm, beispielsweise einen aufgedampften Metallfilm statt des Dunkelfilms 14 mit hoher Lichtabsorptionsfähigkeit zu verwenden. Diese Dunkelfilme 14 nach Fig. 4A und 4B können in Kombination mit dem Schirmauf­ bau nach Fig. 3A und 3B verwendet werden, oder sie können einzeln an den Schirmplatten zum Herabsetzen des Farb-Über­ strahlens verwendet werden, statt in Kombination mit den Schirmen nach Fig. 2A, 2B, 3A und 3B.

Bei dem erfindungsgemäßen Luminizenz-Schirm wird die Refle­ xionsschicht an der Rückfläche der Schirmplatte angebracht, d.h. entgegengesetzt zur Anzeigefläche des Schirmes, so daß in Abhängigkeit von Anregungsstrahlung emittiertes Lumines­ zenz-Leuchten, das zur Rückfläche hin gerichtet ist, durch die reflektierende Fläche zur Anzeigefläche reflektiert wird. Demzufolge wird die Intensität des Lumineszenz-Leuch­ tens, das den Betrachter des Schirmes erreicht, erhöht, und die Schirmhelligkeit bezüglich einer Referenz-Intensität des Anregungslichts gleichfalls erhöht.

Die Benutzung des Dunkelfilms bewirkt eine Erhöhung des Ver­ hältnisses der Schirmhelligkeit ohne auftreffendes Anregungs­ licht zur Schirmhelligkeit bei auftreffendem Anregungslicht, so daß sich ein höherer Kontrast ergibt.

Der an der Anzeigefläche der Schirmplatte bis auf Pixelberei­ che vorgesehene Reflexionsfilm oder Dunkelfilm läßt das emit­ tierte Lumineszenz-Leuchten durch begrenzte Bereiche austre­ ten. Bei einer solchen Anordnung wird ebenfalls das Farb­ Überstrahlen durch Emissions-Beeinflussung zwischen den Pixeln reduziert.

Claims (7)

1. Lumineszenzschirm mit einer Schirmplatte (10) mit einer zum Emittieren von Lumineszenz-Leuchten in Abhängigkeit von auftreffender Anregungsstrahlung fähigen Substanz, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Reflexionsschicht (11 a, 11 b) auf einer Oberfläche der Schirmplatte aufgebracht ist.

2. Lumineszenzschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die eine Fläche der Schirmplatte (10) eine der Anzeigefläche des Schirmes abgewandte Rückfläche ist.

3. Lumineszenzschirm nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rückfläche entgegengesetzt zu der Fläche liegt, durch welche die Anregungsstrahlung eintritt, und daß die Reflexionsschicht (11 a) über die gesamte Rückflä­ che verteilt ist.

4. Lumineszenzschirm nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rückfläche die Fläche ist, auf welche die An­ regungsstrahlung auftrifft, und daß die reflektierende Schicht (11 b) bis auf die Pixelbereiche (12) an dieser Rückfläche angebracht ist.

5. Lumineszenzschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Reflexionsschicht einen Dun­ kelfilm (13 a, 13 b) umfaßt.

6. Lumineszenzschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die eine Fläche die Anzeigefläche ist, und daß die Reflexionsschicht (14) auf der Anzeigefläche mit Aus­ nahme der Pixelbereiche (12) angebracht ist.

7. Lumineszenzschirm nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Reflexionsschicht einen Dunkelfilm (14) umfaßt.