EP0022892A1 - Image display device - Google Patents
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- EP0022892A1 EP0022892A1 EP80100613A EP80100613A EP0022892A1 EP 0022892 A1 EP0022892 A1 EP 0022892A1 EP 80100613 A EP80100613 A EP 80100613A EP 80100613 A EP80100613 A EP 80100613A EP 0022892 A1 EP0022892 A1 EP 0022892A1
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- gas discharge
- auxiliary electrodes
- image display
- display device
- cathode plate
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J17/00—Gas-filled discharge tubes with solid cathode
- H01J17/38—Cold-cathode tubes
- H01J17/48—Cold-cathode tubes with more than one cathode or anode, e.g. sequence-discharge tube, counting tube, dekatron
- H01J17/49—Display panels, e.g. with crossed electrodes, e.g. making use of direct current
- H01J17/498—Display panels, e.g. with crossed electrodes, e.g. making use of direct current with a gas discharge space and a post acceleration space for electrons
Definitions
- the invention relates to an image display device with a gas discharge space, which is separated by a translucent, high-vacuum-tight partition from an electron acceleration space, which is closed with a luminescent screen that can be excited by electrons.
- this image display device both the auxiliary electrodes for advancing the gas discharge, so-called row electrodes, and the perpendicular electrodes for brightness control, so-called column electrodes, can be arranged in the gas discharge space (German specification 26 56 621).
- the invention is based on the object of further improving this known image display device, in particular the structure of the device is to be simplified.
- auxiliary electrodes for line advancement and the auxiliary electrodes for brightness control are each arranged on a flat side of a cathode plate or an anode plate, at least one of which is provided with grooves for receiving the strip-shaped auxiliary electrodes.
- the auxiliary electrodes for the line advancement and brightness control simultaneously take on the function of the cathode or anode for the gas discharge.
- the control plates are placed against one another with the flat sides on which the strip-shaped auxiliary electrodes are each arranged parallel to one another.
- the grooves give them a sufficient distance so that special electrical insulation is not required.
- the control plate facing the partition for example the cathode plate
- the flat side of this control plate opposite the partition contains the auxiliary electrodes.
- the individual auxiliary electrodes for line advancement each form a gas discharge cell with a crossing point of the auxiliary electrodes arranged perpendicular to them for brightness control, the photons of which reach the photocathode through the hole in the hole matrix assigned to the crossing point and trigger electrons there.
- the beam of light passing through the hole in the cell from the glow light is accordingly focused, so that the diameter of the light spot on the screen does not differ significantly from the diameter of the hole. You almost get a parallel light beam.
- the illuminance of the photocathode can be significantly increased in that a special device for transforming the wavelength of the radiation of the negative glow light of the gas discharge is provided in the gas discharge space.
- a special device for transforming the wavelength of the radiation of the negative glow light of the gas discharge is provided in the gas discharge space.
- the flat side of the partition facing the gas discharge space can be provided with a phosphor luminescent layer which has its maximum of spectral emission in the range of the wavelength in which the photocathode has its maximum sensitivity.
- the ultraviolet component of the negative glow light of the gas discharge is also made effective in this phosphor layer. This is because the phosphor layer converts the UV radiation into radiation which can pass through the partition and whose wavelength lies in the sensitivity maximum of the photocathode.
- the evacuated electron acceleration chamber only contains the screen and the photocathode and is therefore of a correspondingly simple construction.
- FIGS. 1 and 2 schematically illustrate an exemplary embodiment of an image display device according to the invention as a section.
- the shell of an image display device is denoted by 2
- a gas discharge space filled with a gas suitable for discharge is denoted by 4
- an evacuated electron acceleration space by 5.
- the gas discharge space 4 is separated from the electron acceleration space 5 by a translucent, vacuum-tight partition 3.
- a photocathode 11 and a screen 12 are arranged, which can preferably consist of a phosphor layer 13, which is provided with a metallic cover 14. This metallic cover 14 prevents the penetration of photons to the screen and can be made of aluminum, for example.
- the gas discharge space 4 contains a cathode plate 20, which is provided on its flat side opposite the partition 3 with auxiliary electrodes 22 arranged parallel to one another for the line advancement. These auxiliary electrodes 22 act as a cathode for the gas discharge, so that a special cathode in the gas discharge space 4 is not required.
- the cathode plate 20 is designed as a hole matrix. The holes 24 are distributed in the plate such that the openings of a horizontal row of holes 24 are arranged in one of the auxiliary electrodes 22 for the line advancement.
- the gas discharge space 4 also contains an anode plate 26, which is provided on its flat side facing the cathode plate 20 with mutually parallel and perpendicularly arranged grooves, in each of which a strip-shaped auxiliary electrode 32 for brightness control is arranged. These strip electrodes are indicated by dashed lines in the figure. At the intersection of an auxiliary electrode 22 for advancing the line with one of the auxiliary electrodes 32 arranged in the bottom of a groove for the brightness control, a discharge cell for the gas discharge is created in each case.
- each line can contain, for example, 1800 holes, of which three successive holes in each case are a control cell for one form colored pixel. Of these three adjacent holes, one serves for the red, the other for the green and the third for the blue portion of the pixel.
- the hole matrix then contains 625 x 1800 holes, which result in 625 x 600 pixels on the screen 12.
- a glow light arises in the groove, which can be seen in the sectional view according to FIG. 2 and is designated 34, in front of the hole 24 in question, the photons of which as light beams through the hole and translucent partition 3 reach the photocathode 11.
- a focusing effect is created so that the light spot created on the screen 12 does not significantly exceed the diameter of the hole 24.
- the distance of the holes 24 from one another and the distance of the cathode plate 20 from the screen 12 as well as the layer thicknesses of the parts necessary for the mode of operation of the image display device are shown significantly enlarged in the figure for clarification.
- the focusing effect of the hole matrix 20 on the photons of the gas discharge depends on the thickness of the cathode plate 20, which is essentially determined by the thickness of the partition 3.
- the cathode plate can be, for example, about 2 to 20 mm, preferably about 5 to 10 mm, thick.
- a particularly advantageous design of the image display device is obtained in that the partition 3 is provided on its flat side facing the gas discharge space 4 with a phosphor layer 36 which covers the Converts the UV component of the negative glow light of the gas discharge into radiation, for which the partition 3 is transparent.
- This increases the illuminance of the photocathode 11 accordingly.
- a phbtocathode which essentially contains cesium-antimony Cs 3 Sb and is therefore particularly sensitive to radiation with a wavelength ⁇ in the range from about 400 to 450 nm
- a phosphor that contains zinc oxide Zn0 can be used.
- the sensitivity maximum of which lies in another range of the wavelength A a luminous phosphor 36 with a correspondingly different radiation maximum is also used.
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- Gas-Filled Discharge Tubes (AREA)
- Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Bildanzeigevorrichtung mit einem Gasentladungsraum, der durch eine lichtdurchlässige, hochvakuumdichte Trennwand von einem Elektronenbeschleunigungsraum getrennt ist, der mit einem durch Elektronen anregbaren Leuchtschirm abgeschlossen ist. Bei dieser Bildanzeigevorrichtung können sowohl die Hilfselektroden zur Zeilenfortschaltung der Gasentladung, sogenannte Zeilenelektroden, als auch die senkrecht dazu angeordneten Hilfselektroden zur Helligkeitssteuerung, sogenannte Spaltenelektroden, im Gasentladungsraum angeordnet sein (deutsche Auslegeschrift 26 56 621).The invention relates to an image display device with a gas discharge space, which is separated by a translucent, high-vacuum-tight partition from an electron acceleration space, which is closed with a luminescent screen that can be excited by electrons. In this image display device, both the auxiliary electrodes for advancing the gas discharge, so-called row electrodes, and the perpendicular electrodes for brightness control, so-called column electrodes, can be arranged in the gas discharge space (
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese bekannte Bildanzeigevorrichtung weiter zu verbessern, insbesondere soll der Aufbau der Vorrichtung vereinfacht werden.The invention is based on the object of further improving this known image display device, in particular the structure of the device is to be simplified.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hilfselektroden zur Zeilenfortschaltung und die Hilfselektroden für die Helligkeitssteuerung jeweils auf einer Flachseite einer Kathodenplatte bzw. einer Anodenplatte angeordnet sind, von denen wenigstens eine mit Nuten zur Aufnahme der streifenförmigen Hilfselektroden versehen ist. In dieser Ausführungsform der Bildanzeigevorrichtung übernehmen die Hilfselektroden für die Zeilenfortschaltung und Helligkeitssteuerung zugleich die Funktion der Kathode bzw. Anode für die Gasentladung. Die Steuerplatten werden mit den Flachseiten aneinandergelegt, an denen die streifenförmigen Hilfselektroden jeweils parallel zueinander angeordnet sind. Durch die Nuten erhalten sie einen ausreichenden Abstand, so daß eine besondere elektrische Isolation nicht erforderlich ist.This object is achieved in that the auxiliary electrodes for line advancement and the auxiliary electrodes for brightness control are each arranged on a flat side of a cathode plate or an anode plate, at least one of which is provided with grooves for receiving the strip-shaped auxiliary electrodes. In this embodiment of the image display device, the auxiliary electrodes for the line advancement and brightness control simultaneously take on the function of the cathode or anode for the gas discharge. The control plates are placed against one another with the flat sides on which the strip-shaped auxiliary electrodes are each arranged parallel to one another. The grooves give them a sufficient distance so that special electrical insulation is not required.
In dieser Ausführungsform der Bildanzeigevorrichtung ist die der Trennwand zugewandte Steuerplatte, beispielsweise die Kathodenplatte, als Lochmatrix ausgeführt. Dann enthält die der Trennwand gegenüberliegende Flachseite dieser Steuerplatte die Hilfselektroden. Die einzelnen Hilfselektroden für die Zeilenfortschaltung bilden jeweils mit einem Kreuzungspunkt der senkrecht zu ihnen angeordneten Hilfselektroden für die Helligkeitssteuerung eine Gasentladungszelle, deren Photonen durch das dem Kreuzungspunkt zugeordnete Loch der Lochmatrix die Photokathode erreichen und dort Elektronen auslösen. Das vom Glimmlicht durch das Loch der Zelle hindurchtretende Lichtbündel wird somit entsprechend fokussiert, so daß der Durchmesser des auf dem Bildschirm entstehenden Lichtpunktes vom Durchmesser des Loches nicht wesentlich abweicht. Man erhält somit nahezu ein Parallellichtbündel.In this embodiment of the image display device, the control plate facing the partition, for example the cathode plate, is designed as a hole matrix. Then the flat side of this control plate opposite the partition contains the auxiliary electrodes. The individual auxiliary electrodes for line advancement each form a gas discharge cell with a crossing point of the auxiliary electrodes arranged perpendicular to them for brightness control, the photons of which reach the photocathode through the hole in the hole matrix assigned to the crossing point and trigger electrons there. The beam of light passing through the hole in the cell from the glow light is accordingly focused, so that the diameter of the light spot on the screen does not differ significantly from the diameter of the hole. You almost get a parallel light beam.
Die Beleuchtungsstärke der Photokathode kann in einer besonderen Ausführungsform der Bildanzeigevorrichtung dadurch noch wesentlich erhöht werden, daß im Gasentladungsraum eine besondere Vorrichtung zur Transformation der Wellenlänge der Strahlung des negativen Glimmlichts der Gasentladung vorgesehen ist. Beispielsweise kann die dem Gasentladungsraum zugewandte Flachseite der Trennwand mit einer Phosphorleuchtschicht versehen werden, die in dem Bereich der Wellenlänge ihr Maximum der spektralen Emission hat, in dem die Photokathode ihr Empfindlichkeitsmaximum hat. In dieser Phosphorschicht wird auch noch der Ultraviolett-Anteil des negativen Glimmlichts der Gasentladung wirksam gemacht. Die Phosphorschicht wandelt nämlich die UV-Strahlung in eine Strahlung um, die durch die Trennwand hindurchtreten kann und deren Wellenlänge im Empfindlichkeitsmaximum der Photokathode liegt.In a special embodiment of the image display device, the illuminance of the photocathode can be significantly increased in that a special device for transforming the wavelength of the radiation of the negative glow light of the gas discharge is provided in the gas discharge space. For example, the flat side of the partition facing the gas discharge space can be provided with a phosphor luminescent layer which has its maximum of spectral emission in the range of the wavelength in which the photocathode has its maximum sensitivity. The ultraviolet component of the negative glow light of the gas discharge is also made effective in this phosphor layer. This is because the phosphor layer converts the UV radiation into radiation which can pass through the partition and whose wavelength lies in the sensitivity maximum of the photocathode.
Der evakuierte Elektronenbeschleunigungsraum enthält nur noch den Bildschirm und die Photokathode und hat somit einen entsprechend einfachen Aufbau.The evacuated electron acceleration chamber only contains the screen and the photocathode and is therefore of a correspondingly simple construction.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in deren Figuren 1 und 2 ein Ausführungsbeispiel einer Bildanzeigevorrichtung nach der Erfindung jeweils als Schnitt schematisch veranschaulicht ist.To further explain the invention, reference is made to the drawing, in which FIGS. 1 and 2 schematically illustrate an exemplary embodiment of an image display device according to the invention as a section.
In Fig. 1 ist die Hülle einer Bildanzeigevorrichtung mit 2, ein mit einem zur Entladung geeigneten Gas gefüllter Gasentladungsraum mit 4 und ein evakuierter Elektronenbeschleunigungsraum mit 5 bezeichnet. Der Gasentladungsraum 4 ist vom Elektronenbeschleunigungsraum 5 durch eine lichtdurchlässige vakuumdichte Trennwand 3 getrennt. Im Elektronenbeschleunigungsraum sind ferner eine Photokathode 11 und ein Bildschirm 12 angeordnet, der vorzugsweise aus einer Leuchtphosphorschicht 13 bestehen kann, die mit einer metallischen Abdeckung 14 versehen ist. Diese metallische Abdeckung 14 verhindert das Durchdringen von Photonen zum Bildschirm und kann beispielsweise aus Aluminium bestehen.In FIG. 1, the shell of an image display device is denoted by 2, a gas discharge space filled with a gas suitable for discharge is denoted by 4 and an evacuated electron acceleration space by 5. The
Der Gasentladungsraum 4 enthält eine Kathodenplatte 20, die auf ihrer der Trennwand 3 gegenüberliegenden Flachseite mit parallel zueinander angeordneten Hilfselektroden 22 für die Zeilenfortschaltung versehen ist. Diese Hilfselektroden 22 wirken als Kathode für die Gasentladung, so daß eine besondere Kathode im Gasentladungsraum 4 nicht erforderlich ist. Die Kathodenplatte 20 ist als Lochmatrix gestaltet. Die Löcher 24 sind in der Platte so verteilt, daß jeweils die Öffnungen einer waagrechten Reihe von Löchern 24 in einer der Hilfselektroden 22 für die Zeilenfortschaltung angeordnet sind. Der Gasentladungsraum 4 enthält ferner eine Anodenplatte 26, die an ihrer der Kathodenplatte 20 zugewandten Flachseite mit pärallel zueinander und senkrecht angeordneten Nuten versehen ist, in denen jeweils eine streifenförmige Hilfselektrode 32 für die Helligkeitssteuerung angeordnet ist. Diese Streifenelektroden sind in der Figur gestrichelt angedeutet. Im Kreuzungspunkt einer Hilfselektrode 22 für die Zeilenfortschaltung mit einer der im Boden einer Nut angeordneten Hilfselektroden 32 für die Helligkeitssteuerung entsteht jeweils eine Entladungszelle für die Gasentladung. In einer Ausführungsform der Bildanzeigevorrichtung für farbige Fernsehbilder mit beispielsweise 625 Zeilen kann jede Zeile beispielsweise 1800 Löcher enthalten, von denen jeweils drei aufeinanderfolgende Löcher eine Steuerzelle für einen farbigen Bildpunkt bilden. Von diesen drei nebenein-anderliegenden Löchern dient eines für den Rot-, das weitere für den Grün- und das dritte für den Blauanteil des Bildpunktes. Die Lochmatrix enthält dann 625 x 1800 Löcher, die 625 x 600 Bildpunkte auf dem Bildschirm 12 ergeben.The
Mit der Steuerung wenigstens einer der Zeilenelektroden 22 und einer der Spaltenelektroden 32 entsteht in der Nut, die der Schnittdarstellung nach Fig. 2 zu entnehmen und mit 34 bezeichnet ist, vor dem betreffenden Loch 24 ein Glimmlicht, dessen Photonen als Lichtbündel durch das Loch und die lichtdurchlässige Trennwand 3 zur Photokathode 11 gelangen. Durch die Löcher 24 der Lochmatrix entsteht eine Fokussierungswirkung, so daß der auf dem Bildschirm 12 entstehende Lichtpunkt den Durchmesser des Loches 24 nicht wesentlich überschreitet. Der Abstand der Löcher 24 voneinander und der Abstand der Kathodenplatte 20 von dem Bildschirm 12 sowie die Schichtdicken der für die Wirkungsweise der Bildanzeigevorrichtung notwendigen Teile sind in der Figur zur Verdeutlichung wesentlich vergrößert dargestellt. Die Fokussierungswirkung der Lochmatrix 20 auf die Photonen der Gasentladung ist abhängig von der Dicke der Kathodenplatte 20, die wesentlich bestimmt wird durch die Dicke der Trennwand 3. In Verbindung mit einer Trennwand von beispielsweise etwa 1 bis 5 mm, nmfl vorzugsweise etwa 2 bis 3 mm, kann die Kathodenplatte beispielsweise etwa 2 bis 20 mm, vorzugsweise etwa 5 bis 10 mm, dick sein.With the control of at least one of the
Eine besonders vorteilhafte Gestaltung der Bildanzeigevorrichtung erhält man dadurch, daß die Trennwand 3 auf ihrer dem Gasentladungsraum 4 zugewandten Flachseite mit einer Phosphorschicht 36 versehen wird, die den UV-Anteil des negativen Glimmlichts der Gasentladung in Strahlung umwandelt, für die die Trennwand 3 durchlässig ist. Dadurch wird die Beleuchtungsstärke der Photokathode 11 entsprechend erhöht. In Verbindung mit einer Phbtokathode, die im wesentlichen Cäsium-Antimon Cs3Sb enthält und somit für Strahlung mit einer Wellenlänge λ im Bereich von etwa 400 bis 450 nm besonders empfindlich ist, kann beispielsweise ein Leuchtphosphor verwendet werden, der Zinkoxid Zn0 enthält. In Verbindung mit einer Photokathode 11, deren Empfindlichkeitsmaximum in einem anderen Bereich der Wellenlänge A liegt, wird auch ein Leuchtphosphor 36 mit entsprechend abweichendem Strahlungsmaximum verwendet.A particularly advantageous design of the image display device is obtained in that the
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