NL8702829A - Weergeefinrichting. - Google Patents

Description

« % 5 PHN 12.337 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Weergeefinrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een weergeefinrichting voorzien van een praktisch luchtledig omhulsel met in hoofdzaak vlakke praktisch evenwijdige voor- en achterwanden, een laag luminescerend materiaal langs het binnenoppervlak van de voorwand en middelen voor het 5 opwekken van tenminste één elektronenbundel die zich praktisch in hoofdzaak in een vlak evenwijdig aan de voor- en achterwand beweegt en in een afbuigeenheid via afbuigmiddelen selectief kan worden afgebogen in de richting van de laag luminescerend materiaal, zodat elke bundel tenminste een deel van de laag luminescerend materiaal aftast, welke 10 inrichting voor het opwekken van elektronen tenminste één kathode-eenheid bevat met tenminste een kathode die afzonderlijk kan worden aangestuurd.

Daarnaast heeft de uitvinding betrekking op een kathode-eenheid voor toepassing in een weergeefinrichting van de genoemde soort.

15 Een dergelijke weergeefinrichting heeft grote voordelen, aangezien hiermee dunne, vlakke televisieschermen kunnen worden gerealiseerd. Hierbij wordt gezocht naar zodanige constructies dat de in verband met het hoge vacuüm vaak noodzakelijk dikke glaswanden zoveel mogelijk kunnen worden vermeden. Andere punten van aandacht zijn het 20 verkrijgen van uniforme helderheid over het gehele beeldoppervlak, onafhankelijk van het bestuurde beeldelement (pixel) en de mogelijkheid van integratie met besturingselektronica.

Een weergeefinrichting van de in de aanhef genoemde soort is bekend uit de Nederlandse Teninzagelegging no. 7610521.

25 Daarin worden elektronenbundels via kanalen geleid en vervolgens niet alleen naar het fosforscherm afgebogen, maar ook voeren de bundels een aftastbeweging uit in de dwarsrichting van het kanaal.

Dit laatste geschiedt om het elektronenkanon voor een dergelijke inrichting te vereenvoudigen. Hierbij is sprake van hetzij een bron voor 30 één bundel hetzij een lijnkathode, opgesteld op respectievelijk langs de eindwand van de kanalen.

De afmetingen van conventionele kathoden zijn zodanig, . 8702829 4 * PHN 12.337 2 dat opgewekte elektronenbundels van twee op minimale afstand van elkaar gelegen kathoden meerdere kolommen beeldelementen insluit, zodat hierbij horizontale afbuiging over meerdere beeldelementen nodig is. Daarnaast is de geleverde energie dermate hoog dat de daar getoonde oplossing op 5 grond van energieoverwegingen en extra materiaalkosten (horizontale afbuigingselektroden in de kanalen) uitermate kostbaar is.

In verschillende weergeefinrichtingen is al het gebruik van halfgeleiderkathoden voorgesteld, met name in de Nederlandse Octrooiaanvrage no. 7905470 (PHN 9532) van Aanvraagster. Dergelijke 10 kathoden hebben echter het nadeel, dat, hoewel zij qua afmeting bij gebruik in een inrichting volgens NL 7610521 ruimschoots aan de gestelde eisen voldoen, het rendement snel achteruitgaat ten gevolge van een inonenbombardement, veroorzaakt door positieve ionen gecreëerd in met name het hoogspanningsgedeelte van de inrichting.

15 Om dit te voorkomen heeft een voorkeursuitvoering van een weergeefinrichting volgens de uitvinding het kenmerk, dat de kathode-eenheid voorzien is van afbuigmiddelen en zich in de bundelbaan tussen de kathode en de afbuig-eenheid een rij elektronenmultiplicatoren bevindt.

20 De kathode is bij voorkeur een halfgeleiderkathode, met bij voorkeur het hoofdoppervlak van het halfgeleiderlichaam praktisch loodrecht op het vlak waarin de elektronenbundels zich bewegen.

Hierbij is het niet per se noodzakelijk dat het emitterend oppervlak samenvalt met het hoofdoppervlak van het 25 halfgeleiderlichaam. Zo kan de kathode bijvoorbeeld zijn opgebouwd uit één of meer puntvormige emitters zoals beschreven in de Nederlandse Tervisielegging NL 7905470.

De uitvinding berust op het inzicht dat het geheel met kathode, afbuigmiddelen en elektronenmultiplicatoren door de afbuiging 30 van de elektronenbundel tussen de kathode en de elektronenmulitiplicatoren als het ware als een ionenval fungeert.

Hierdoor wordt een langere levensduur van de kathode verkregen. Deze verbetering heeft des te meer effect naarmate het totaal aantal benodigde (halfgeleider)kathoden in de gehele weergeefinrichting 35 verminderd kan worden, bijvoorbeeld doorhet aantal kolommen dat door één kathode wordt aangestuurd te vergroten.

Tevens kunnen, doordat voortijdig horizontale deflectie . 8702829 * PHN 12.337 3 plaatsvindt, de kanalen zoals beschreven in de Nederlandse Tervisielegging 7610521 vervallen.

Wel moeten nu echter afwijkingen ten gevolge van het aardmagnetisch veld die in conventionele buizen met behulp van 5 elektronenoptiek grotendeels werden gecorrigeerd, op een andere wijze worden vermeden.

Hiertoe is het vlak waarbinnen de elektronenbundels zich evenwijdig aan de voorwand en de achterwand bewegen praktisch geheel omringd door een magnetische afscherming, waarvan de buitenmantel tevens 10 als hoogspanningselektrode kan fungeren.

Voor de weergave bestaan na het afbuigen van de elektronenbundel uit het vlak evenwijdig aan voor- en achterwand diverse mogelijkheden.

Zo kan (bijvoorbeeld in het geval van twee kleuren) 15 gekozen worden voor het zogenaamde penetratieprincipe, waarbij afhankelijk van de weer te geven kleur de spanning op de voorwand wordt veranderd. Ook kan gebruik gemaakt worden van het zogenaamde indexprincipe.

Bij voorkeur echter bevat de weergeefinrichting een 20 schaduwmasker (dat zonodig nog voorzien is van afbuigelektroden). Het schaduwmasker kan hierbij deel uitmaken van de reeds genoemde magnetische afschermeenheid. Voor de weergave van een beeld zijn in dit geval twee (monochroom) of zes (kleuren) lijngeheugens nodig, voor het weergeven van het vorige, respectievelijk het opslaan van het volgende 25 (deel)beeld.

Ook kan voor de voorplaat een lichtventiel (light-valve) geplaatst worden, bijvoorbeeld een vloeibaar-kristal inrichting, die achtereenvolgens het rode, groene en blauwe deelbeeld doorlaat. In dat geval dient de inrichting van beeldgeheugens te zijn voorzien.

30 Een kathode-eenheid volgens de uitvinding bevat tenminste een kathode, afbuigmiddelen voor één of meer elektronenbundels en een rijelektronenmultiplicatoren.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld en de tekening, waarin 35 Figuur 1 schematisch een dwarsdoorsnede toont van een weergeefinrichting volgens de uitvinding,

Figuur 2 een dwarsdoorsnede toont langs een deel van de 8702829 PHN 12.337 4 inrichting van figuur 1, loodrecht op de dwarsdoorsnede van figuur 1,

Figuur 3 in dwarsdoorsnede een losse kathodeeenheid toont.

De tekeningen zijn schematisch en niet op schaal; 5 overeenkomstige delen zijn doorgaans met dezelfde verwijzingscijfers aangegeven.

Figuur 1 toont schematisch in dwarsdoorsnede een weergeefinrichting 1 volgens de uitvinding voorzien van een praktisch luchtdicht omhulsel met een voorwand 3 en een achterwand 4. De voorwand 10 3 maakt samen met de zijwanden 6 deel uit van een glazen deksel of kuip met een totale hoogte van bijvoorbeeld 5 cm, terwijl de achterwand 4 in dit voorbeeld als een dunne staalwand is uitgevoerd, die zonodig van verstevigingsribben is voorzien. Langs de binnenzijde van de voorwand 3 bevindt zich een laag luminescerend materiaal, bijvoorbeeld een 15 fosforscherm 5.

De weergeefinrichting 1 bevat voorts middelen om meerdere elektronenbundels 14 op te wekken, die zich, althans in hoofdzaak, in een vlak evenwijdig aan het voorvlak 3 en het achtervlak 4 bewegen, alsvorens zij in de richting van het fosforscherm 5 worden afgebogen. De 20 elektronenbundels bewegen zich daarbij niet alleen evenwijdig aan het voorvlak 3 en het achtervlak 4, maar ook praktisch loodrecht op de beeldlijnen van het weer te geven beeld, doordat horizontale afbuiging plaats vindt in de kathode-eenheid 31 voordat de elektronenbundels de afbuigeenheid begrensd door de wanden 3, 4 en eindwanden 16, 17 25 bereiken. De te treffen fosfordelen (met andere woorden de te activeren beeldlijn) wordt geselecteerd via spanningen op afbuigelektroden 7, in dit voorbeeld aangebracht op een geïsoleerde drager 8. De elektronenbundels 14 worden hierdoor afgebogen naar het fosforscherm 5.

De elektronen worden opgewekt met behulp van 30 halfgeleiderkathodes 10, die afzonderlijk kunnen worden aangestuurd, en vervolgens versneld door elektroden 24, waarbij elektronenbundels 14 worden gevormd, terwijl het emitterend oppervlak 12 zich in dit voorbeeld loodrecht aan de vlakken 3, 4 uitstrekt. De elektronenbundels 14 worden direct na de bundelvorming afgebogen met behulp van 35 afbuigelektroden 15.

Volgens de uitvinding bevint zich tussen de afbuigelektroden 15 en het hoogspanningsgedeelte 21 waar de afbuiging .87 01829 PHN 12.337 5 f naar het fosforscherm 5 plaats vindt een rij elektronenmulitiplicatoren 20. Daarna beweegt de (door de werking van de elektronenmultiplicator geintensifeerde) elektronenbundel 14 zich weer praktisch evenwijdig aan de voorwand 3 en de achterwand 4 en bovendien loodrecht op de 5 eindwanden 16, 17.

De functie van de elektronenmulitplicatoren 20 is hierbij tweeledig. Enerzijds vindt hier elektronenmuitiplicatie plaats zodat een intenser beeld kan worden verkregen. Daarnaast worden eventuele positieve ionen die door de elektronen in het hoogspanningsgedeelte 21 10 worden gegenereerd en door het heersende veld in de richting van de kathode-eenheid worden versneld, door de elektronenmultiplicatoren 20 ingevangen zodat zij de kathode 10 niet kunnen beschadigen.

Bij de inrichting zoals weergegeven in figuur 1 en 2 is de afwijking die de bundels 14 met behulp van de afbuigelektroden 15 15 kunnen krijgen zodanig gekozen dat elke kathode bijvoorbeeld n kolommen bestrijkt. De kathode-eenheid 31 is daardoor schijnbaar opgesplitst in een aantal deeleenheden aangegeven door middel van streeplijnen 23. De afbuigelektroden 15 en de kathoden 10 worden nu met behulp van periodieke deflectiespanningen op de afbuigelektroden 15 en informatie 20 vanuit een lijnregister 41 zodanig bestuurd dat op tijdtip t^ de kolommen 1, n+1, 2n+1 _____ op tijdstip t; (1<i<n) de kolommen i, n+i, 2n+i ... op tijdstip tn de kolommen n, 2n, 3n, ..., 3n ..... de bij de betreffende lijn behorende informatie krijgen aangeboden. Nadat vervolgens de informatie van de volgende in te schrijven lijn in het 25 lijnregister 41 is ingeschreven en de besturing van de lijnelektroden 7 (bijvoorbeeld via een niet getekend schakelelement) is aangepast, wordt deze procedure herhaald. Ten behoeve van elektrische aansluitingen van de kathoden en andere elementen zijn de wanden 6 voorzien van doorvoeren 26, waarmee ook eventuele versnellingselektroden 24 bestuurd kunnen 30 worden en waarmee de spanning op de elektronenmultiplicator verzorgd wordt, bijvoorbeeld via contactgeleiders 25.

De van de kathoden 10 afkomstige, door de elektroden 15 afgebogen en in de elektronenmultiplicatoren 20 versterkte elektronen bundels 14 worden vervolgens evenwijdig aan voor- en achtervlak 35 versneld, voordat zij het eigenlijke weergeefgedeelte 9 bereiken.

Hierbij kunnen deze elektronen onder invloed van het aardmagnetisch veld afwijkingen van hun rechte baan gaan vertonen, terwijl hiervoor . 8702629 PHN 12.337 6 geen zijdelingse correctie mogelijk is. Daarom wordt het vlak waarbinnen de elektronen versneld worden en zich evenwijdig aan voor- en achtervlak bewegen praktisch geheel omringd door een magnetische afscherming, in dit voorbeeld opgebouwd uit een kooi-achtige constructie, die 5 bijvoorbeeld de drager 8 van de elektroden 7 bevat, die daartoe aan zijn onderzijde voorzien is van een metaallaag of -patroon 18, terwijl de inrichting een daarmee elektrisch geleidende verbonden bus bevat met een eerste wand 16 (tevens hoogspanningsrooster) en een eindwand 17, waarbij het geheel magnetisch wordt afgesloten door het schaduwmasker 19. Ook 10 andere meer open constructies zijn mogelijk, waarbij dan, evenals zonodig in dit voorbeeld algemeen bekende methoden van ontmagnetizeren kunnen worden toegepast. De elektroden 7 kunnen bestuurd worden via niet getoonde besturingsschakelingen die bijvoorbeeld eveneens op de drager 8 zijn aangebracht en met behulp van tot buiten de zijwand 6 15 uitstekende (niet getekende) metaalsporen worden gecontacteerd.

De vacuümruimte kan worden ingebouwd in een beschermkast 22 die het zichtbare deel van het beeld vrijlaat en waarin bedieningselementen kunnen worden aangebracht, evenals besturingsschakelelementen 41, 42 die bijvoorbeeld op een printplaat 40 20 zijn aangebracht.

Zoals reeds in de inleiding beschreven bestaan diverse mogelijkheden voor de weergave van het beeld, nadat de elektronenbundel 14 is afgebogen naar het fosforscherm 5. Zo kan bij kleurweergave gebruik gemaakt worden van het penetratieprincipe, met name bij 25 toepassing in weergeefbuizen met ten hoogste twee kleuren, of van het zogenaamde indexprincipe.

In de hier getoonde inrichting wordt het fosforscherm 5 bijvoorbeeld opgedeeld in horizontale banen van luminescerend materiaal. De informatie voor elk van de drie kleuren wordt daarbij 30 gedurende 1/3 van de lijntijd aangeboden, waarna de spanningen op de afbuigelektroden iets worden veranderd en de informatie voor de naastliggende kleurenbaan gedurende 1/3 van de lijntijd wordt aangeboden etc. Omdat bij TV-weergave de (kleur)informatie simultaan wordt uitgelezen en deze volgens het binnenkomende signaal sevice wordt 35 aangeboden, wordt de kleurinformatie tijdelijk opgeslagen in lijngeheugens. Voor elke weer te geven kleur zijn twee lijngeheugens nodig, namelijk één voor de lijn die wordt uitgelezen en een tweede . 8702829 * PHN 12.337 7 waarin de volgende lijn wordt opgeslagen.

Een andere mogelijkheid bestaat in het gebruik van zogeheten lichtventielen ("light-valves"), waarbij steeds gedurende 1/3 deel van de beeldtijd een zwart-wit buis wordt aangestuurd met 5 respectievelijk het rode, groene en blauwe beeldsignaal, terwijl synchroon vóór de buis aanwezige lichtventielen, bijvoorbeeld LCD's et rood, groen of blauw kleurenfilters worden aangeschakeld. In dit geval is de aanwezigheid van beeldgeheugens vereist.

In de inrichting van figuur 2 zijn de kathoden 10 10 bevestigd op een zijwand 6 van het omhulsel 2 van de vacuümruimte. De kathode-eenheid 31, iet kathodes 10, versnellingselektroden 24, afbuigelektroden 15 en elektronenmultiplicatoren 20, kan uiteraard ook los vervaardigd worden in een glazen omhulling 11, die in een later stadium aan het uiteinde van de vacuümruimte wordt bevestigd.

15 Hierbij kunnen de door de streeplijnen 23 aangegeven deeleenheden ook afzonderlijk worden vervaardigd, zoals weergegeven in figuur 3 en daarna naast elkaar bevestigd worden. Dit heeft het voordeel dat de losse eenheden apart getest en zonodig vervangen kunnen worden.

Uiteraard kan in de inrichting van figuur 3 het aantal 20 elektronenmultiplicatoren ook zodanig worden uitgebreid dat met behulp van één kathode 10 alle kolommen van het beeld bestreken kunnen worden. Uiteraard kan in plaats van een halfgeleiderkathode zonodig ook een thermische kathode worden toegepast.

.8702829

Claims (12)

1. Weergeefinrichting voorzien van een praktisch luchtledig omhulsel met in hoofdzaak praktische evenwijdige voor- en achterwanden, een laag fluorescerend materiaal langs het binnenoppervlak van de voorwand en middelen voor het opwekken van ten minste één 5 elektronenbundel die zich praktisch in hoofdzaak in een vlak evenwijdig aan de voor- en achterwand beweegt en in een afbuigeenheid via afbuigmiddelen selectief kan worden afgebogen in de richting van de laag fluorescerend materiaal, zodat elke bundel tenminste een deel van de laag fluorescerend materiaal aftast, welke inrichting voor het opwekken 10 van elektronen tenminste een kathode-eenheid bevat met ten minste een kathode die afzonderlijk kan worden aangestuurd, met het kenmerk, dat de kathode-eenheid voorzien is van afbuigmiddelen en zich in de bundelbaan tussen de kathode en de afbuigeenheid een rij elektronenmultiplicatoren bevindt.

2. Weergeefinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de kathode-eenheid een halfgeleiderkathode bevat.

3. Weergeefinrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het hoofdoppervlak van het halfgeleiderlichaam zich praktisch loodrecht uitstrekt op het vlak waarin de elektronenbundels zich bewegen. 20

4. Weergeefinrichting volgens één der vorige conclusies met het kenmerk dat de weergeefinrichting een achterwand bezit van zacht magnetisch materiaal.

5. Weergeefinrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de weergeefinrichting een stalen achterwand bezit.

6. Weergeefinrichting volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat het vlak, waarbinnen de elektronenbundels zich evenwijdig aan de voorwand en de achterwand bewegen praktisch geheel omringd is door een magnetische afscherming.

7. Weergeefinrichting volgens één der vorige conclusies, 30 met het kenmerk, dat de weergeefinrichting een schaduwmasker bevat.

8. Weergeefinrichting volgens één der vorige conclusies, met het kenmerk, dat de inrichting is voorzien van een lichtventiel.

9. Weergeefinrichting volgens één der conclusies 1 of 2, met het kenmerk, dat de rij elektronenmultiplicatoren tot de kathode-35 eenheid behoort.

10. Kathode-eenheid voor een weergeefinrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de kathode-eenheid tenminste een .8702829 * PHN 12.337 9 kathode, afbuigmiddelen voor één of neer elektronenbundels en een rij elektronenmultiplicatoren bevat.

11. Kathode-eenheid volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de kathode-eenheid een halfgeleiderkathode bevat.

12. Kathode-eenheid volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat het hoofdoppervlak van het halfgeleidêrlichaam zich praktisch loodrecht uitstrekt op het vlak van de elektronenbundel. 8702829