DE1055585B - Elektrische Entladungsroehre mit einem Bildschirm - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Entladungsröhre mit einem Bildschirm, von dem Einzelpunkte zum Aufleuchten gebracht werden können.

Zur Wiedergabe von Bildern, z. B. für Fernsehzwecke, Radar, Faksimileübertragung, Oszillographie od. dgl., wird heutzutage meist eine Elektronenstrahlröhre verwendet, in der ein, konzentriertes Elektronenbündel auf einem Leuchtschirm auftritt und daselbst Licht erzeugt. Indem das Elektronenbündel in zwei meist zu einander senkrechten Richtungen abgelenkt wird, kann jeglicher Punkt der Bildfläche erreicht werden.

Dieser Art von Bildaufbau haftet der Nachteil an, daß an den geometrischen Aufbau der Elektronenspritze, mit der das konzentrierte Elektronenbündel erzeugt wird, sehr hohe Anforderungen gestellt werden müssen, um einen scharf begrenzten lichtstarken

Bildpunkt bilden zu können, der bei der Ablenkung auf dem Bildschirm sich in Form und in Leuchtdichte nicht ändert, solange im Bündel keine Intensitätsmodulation des Stromes stattfindet. Weiter soll bei Anwendung von elektromagnetischer Ablenkung der Astigmatismus weitgehend vermieden werden. Eines der ernstlichsten Bedenken besteht aber darin, daß für große Bilder eine sehr beträchtliche Länge der Entladungsröhre notwendig ist. Hierdurch ist das Gewicht der Röhre sehr groß und das Einbauen in einem Kasten sehr beschwerlich.

Um die vorgenannten Nachteile zu vermeiden, hat man bei einem bestimmten Vorschlag von der Möglichkeit abgesehen, jeden einzelnen Punkt des Bildschirmes zum Aufleuchten bringen zu können. Nach diesem Vorschlag wird ein Bildschirm aus einer Elektroleuehtschicht aufgebaut, an der an beiden Seiten eine große Anzahl paralleler Elektroden befestigt sind, wobei die Elektroden auf einer Seite die Elektroden auf der anderen Seite im wesentlichen senkrecht kreuzen. Wenn man zwischen einer Elektrode auf einer Seite und eine Elektrode auf der anderen Seite einen bestimmten Potentialunterschied anlegt, entsteht in der Elektroleuchtschicht am Kreuzpunkt der beiden Elektroden eine Lichterscheinung. Der so aufgebaute Bildschirm braucht nicht in einer evakuierten Hülle untergebracht zu werden.

Zum Wiedergeben eines bestimmten Bildes, z. B. eines Fernsehbildes, ist es erforderlich, nacheinander sämtliche Einzelpunkte der Bildfläche zum Aufleuchten bringen zu können. Um dies zu erreichen, hat man sämtliche Elektroden auf einer Seite durch Stromzuführungen mit einer Reihe von Kontakten verbunden, die mittels eines Dreharmes mit einer Spannungsquelle verbunden werden.

Bekanntlich ist zum Aufbau eines detaillierten Elektrische Entladungsröhre
mit einem Bildschirm

Anmelder:
N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken₁
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 2. April 1957

Edward Fokko de Haan, Eindhoven (Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

Bildes, z. B. eines Fernsehbildes, eine sehr große Anzahl von Bildpunkten in der Bildfläche erforderlich.

Entsprechend der gewünschten Bildschärfe wählt man dann eine Anzahl Bildpunkte zwischen 16 · IO⁴ und 64 · IO⁴. Dies bedeutet bei der Anwendung beim oben geschilderten bekannten Bildschirm, daß auf jeder Seite 400 bis 800 Elektroden angebracht werden müssen und deshalb auch 400 bis 800 Zuleitungen erforderlich sind. Diese große Anzahl Zuleitungen müssen mit den Kontakten des Kontaktsatzes verbunden werden, über dem sich der Kontaktarm mit großer Geschwindigkeit bewegen muß, um auf dem Bildschirm Kontinuität in bezug auf Bewegung und Helligkeit erreichen zu können.

Die große Anzahl von Kontakten und Zuleitungen sowie die große Umschaltgeschwindigkeit macht es fast unmöglich, diese Umschaltung mit mechanischen Mitteln zu bewirken.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, die Umschaltung auf elektronische Weise auszuführen. Zu diesem Zweck wird der Bildschirm in einer elektrischen Entladungsröhre untergebracht.

Eine elektrische Entladungsröhre nach der Erfindung besitzt einen aus einer Elektroleuchtstoffschicht bestehenden Bildschirm, welcher zwischen zwei Gittern mit je einer Anzahl einzelner, sich nicht schneidender langgestreckter Elektroden angeordnet ist, wobei jede Elektrode auf einer Schirmseite sämtliche Elektroden auf der anderen Seite kreuzt, und zwei Elektronenspritzen zur Erzeugung· eines ersten und eines zweiten konzentrierten Elektronenstrahles, die mit einem ersten bzw. zweiten Ablenksystem zu-

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sammenarbeiten. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende einer jeden Elektrode auf einer Seite der Elektroleuchtschicht über einen Materialstreifen, dessen Widerstand sich beim Auffallen elektromagnetischer oder korpuskularer Strahlung verändert, mit einer ersten gemeinsamen Elektrode verbunden ist und daß ein Ende einer jeden Elektrode auf der anderen Seite der Elektroleuchtschicht über Materialstreifen, deren Widerstand sich beim Auffallen von elektromagnetischer oder korpuskularer Strahlung verändert, mit einer zweiten gemeinsamen Elektrode verbunden ist, und daß die zwei Elektronenspritzen derart angeordnet sind, daß der erste Elektronenstrahl die mit der ersten gemeinsamen Elektrode verbundenen Materialstreifen, deren Widerstand sich ändert, und der zweite Elektronenstrahl die mit der zweiten gemeinsamen Elektrode verbundenen Materialstreifen, deren Widerstand sich ändert, nacheinander abtasten können.

Stoffe, deren Widerstand sich ändert, wenn sie von elektromagnetischer oder Korpuskularstrahlung getroffen werden, sind z. B. Kadmiumsulfid, Zinkkadmiumsulfid und Bleioxyd.

Bei einer Röhre nach der Erfindung können die Widerstandsänderungen dadurch herbeigeführt werden, daß die Elektronenstrahlen, die mit den unterschiedlichen Elektroden verbundenen Streifen direkt treffen oder die Elektronenenergie zunächst in elektromagnetische Strahlung, z. B. Licht, umgesetzt und mit dieser Strahlung die Widerstandsänderung herbeigeführt wird. Zu diesem Zweck kann zwischen den Materialstreifen, deren Widerstand sich ändert, und den Elektronenspritzen ein Leuchtschirm angeordnet sein. Die von einem Elektronenstrahl in einem bestimmten Punkt dieses Schirmes erzeugte Strahlung fällt auf einen bestimmten Materialstreifen, dessen Widerstand sich ändert.

Die Wirkungsweise einer elektrischen Entladungsröhre nach der Erfindung ist mit der oben geschilderten bekannten Einrichtung vergleichbar, in dem Sinne, daß die Einschaltung einer bestimmten Elektrode dadurch bewirkt wird, daß mittels eines Elektronenstrahles der Widerstand des mit dieser be stimmten Elektrode verbundenen Streifens herabgesetzt wird, wodurch die Spannung der gemeinsamen Elektrode auf diese bestimmte Elektrode übergeführt wird. Da hierbei Elektronenstrahlen zur Anwendung kommen, ist der Bildschirm sinngemäß in einer elektrischen Entladungsröhre unterzubringen.

Eine Entladungsröhre nach der Erfindung und eine damit versehene Einrichtung hat unter anderem die nachfolgenden Vorteile.

Die Bildpunkte werden nicht weiter von Auftreffen eines Elektronenbündels auf einen Leuchtschirm, sondern ausschließlich durch den Kreuzungspunkt zweier Elektroden bestimmt. Diese Punkte werden also stets die gleiche Form und Bemessung haben. Die Elektronenbündel der beiden Elektronenspritzen stellen nur ein Hilfsmittel dar, um die einzuschaltenden Elektroden zu bestimmen. Es handelt sich also lediglich darum, in diesem Bündel eine hinreichende Anzahl Elektronen zu transportieren, um die gewünschte Widerstandsverringerung herbeizuführen. Statt der Verwendung eines Elektronenstrahles runden Querschnittes können hierdurch z. B. bandförmige Elektronenstrahlen verwendet werden. Dies hat den Vorteil, daß eine größere Anzahl von Elektronen transportiert werden kann. Ein anderer Vorteil besteht darin, daß die Elektronenbündel nur in einer einzigen Richtung abgelenkt zu werden brauchen. Man

braucht also· weiter keine verwickelten Ablenksysteme. Einer der wichtigsten Vorteile besteht aber darin, daß die Abmessungen der Entladungsröhre nach der Erfindung beträchtlich geringer als die der bisher verwandten Röhren sein können. Dies rührt teilweise daher, daß an die Form des Treffpunktes und an die Art der Elektronenstrahlablenkung keine hohen Anforderungen gestellt zu werden brauchen. Dies ist teilweise eine Folge des allgemeinen geometrischen

ίο Aufbaus. Was die ersten zwei Punkte anbelangt, ist es bekannt, daß, wenn keine hohen Anforderungen gestellt zu werden brauchen, die Länge des Elektronenstrahles von dem Punkt aus, wo er auf eine Elektroik auftrifft, bis zur Kathode gering sein kann. Steht die Richtung der Elektronenspritzen senkrecht zur Oberfläche der Gitter, so werden die drei Abmessungen der Entladungsröhre nach der Erfindung im wesentlichen ganz durch die Länge und Breite des aufzubauenden Bildes und die Länge der Elektronenspritzen bestimmt.

Eine besonders vorteilhafte Ausbildung einer Entladungsröhre nach der Erfindung hat aber in einer Richtung senkrecht zum Bildschirm eine noch geringere Abmessung. Es ist nämlich vorteilhaft, die Richtung der Elektronenstrahlen und deshalb die der Elektronenspritzen parallel zum Bildschirm laufen zu lassen. Es entsteht dann eine platte dosenförmige Entladungsröhre, die bequem in einem Apparat von geringer Tiefe untergebracht werden kann. Bei dieser Ausbildung ist es sogar vorteilhaft, die beiden Elektronenstrahlen an der Vorderseite der Gitter an diesen vorbeilaufen zu lassen.

Ebenso wie bei der oben geschilderten bekannten Einrichtung ist es möglich, die Elektroden von einem oder von den beiden Gittern parallel laufen zu lassen. Die Elektroden auf einer Seite kreuzen dann die Elektroden auf der anderen Seite vorzugsweise senkrecht.

Es ist nicht notwendig, jedes Ende einer Elektrode eines Gitters über einen gesonderten Materialstreifen, dessen Widerstand sich ändert, mit der gemeinsamen Elektrode zu verbinden. Es hat sich als möglich erwiesen, nach einer besonderen Ausbildung der Erfindung, die Elektroden eines Gitters mit einem einzigen Materialstreifen, dessen Widerstand sich ändert, zu verbinden, und diesen gemeinsamen Streifen über seine ganze Länge elektrisch leitend mit der gemeinsamen Elektrode zu verbinden.

Eine besonders einfache Bauart der Elektroleuchtschicht entsteht, wenn die Elektroden der beiden Gitter ringsum oder auf einer Seite mit dem Elektroleuchtstoff überzogen und die beiden Gitter dann mit den überzogenen Seiten gegeneinandergedrückt werden.

Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schaubildlich eine Ausführungsform einer Entladungsröhre nach der Erfindung, bei der die Widerstandsänderungen durch Elektronenstrahlen aus Elektronenspritzen senkrecht zur Bildschirmebene stattfinden;

Fig. 2 zeigt eine entsprechende Ausbildung mit Elektronenspritzen parallel zur Bildebene, und

Fig. 3 ist eine Teildarstellung einer Ausführungsform, bei der ein Leuchtschirm zwischen einer Elektronenspritze und den Streifen mit veränderlichem Widerstand angeordnet ist.

In Fig. 1 ist die Glaswand einer elektrischen Entladungsröhre mit 1 bezeichnet. Diese Wand ist mit zwei Seitentüllen 3 und 5 versehen, in denen zwei Elektronenspritzen untergebracht sind. Die Entla-

Claims (1)

dungsröhre enthält eine Elektroleuchtplatte 7, die auf einer Seite mit einer Anzahl paralleler Gitterdrähte 9 versehen ist. Auf der anderen Seite befinden sich parallele Gitterdrähte Ilj welche die Gitterdrähte 9 senkrecht kreuzen. Die Gitterdrähte 9 sind an einem Ende mit Streifen 13 verbunden, die aus einem Material bestehen, dessen Widerstand sich während des Elektronenbombardementes ändert. Diese Streifen 13 sind weiter mit der ersten gemeinsamen Elektrode 15 verbunden, die mit einer Stromzuleitung 17 versehen ist. Die Gitterdrähte 11 sind auf einer Seite ebenfalls mit Streifen 19 aus einem Material verbunden, dessen Widerstand sich während des Elektronenbombardementes ändert. Die Streifen 19 sind weiter mit der zweiten gemeinsamen Elektrode 21 verbunden, die eine Stromzuleitung 23 hat. Die Stromzuleitungen 17 und 23 sind mit verschiedenen Punkten des in der Mitte geerdeten Spannungsteilers 25 über die Spannungsquelle 27 verbunden. In der Seitentülle 3 ist die schematisch dargestellte Elektronenspritze untergebracht. Diese Elektroneuspritze erzeugt ein Elektronenbündel 4, das mittels der Ablenkplatten 6 und 8 über Streifen 13 hin und her schwenkbar ist. Die Seitentülle 5 enthält eine ebenfalls schematisch dargestellte Elektronenspritze 10. Diese Elektronenspritze 10 erzeugt einen Elektronenstrahl 12, der mittels der Ablenkplatten 14 und 16 über Streifen 19 hin und her geschwenkt werden kann. Die Wirkungsweise der Röhre ist wie folgt: Die Streifen 13 bzw. 19 haben, wenn keine Elektronen auf sie aufprallen, einen sehr hohen Widerstand. Dieser Widerstand kann beträchtlich höher als der Ableitungswiderstand einer jeden Gitterelektrode gegen Erde sein. Wird keiner der Streifen 13 oder 19 von Elektronen getroffen, so hat das Potential der Gitterelektroden auf beiden Seiten der Platte 7 annähernd Erdpotential. Werden die Elektronenspritzen 2 und 10 eingeschaltet und an die Ablenkelektroden 6 und 8 bzw. 14 und 16 veränderliche, z. B. Sägezahnspannungen angelegt, wodurch die Bündel 4 bzw. 12 nacheinander die Streifen 13 bzw. 19 abtasten, so wird der Widerstand eines getroffenen Streifens 13 bzw. 19 abnehmen. Der mit dem getroffenen Streifen verbundene Gitterdraht erreicht dann ein Potential, das zum Potential der entsprechenden gemeinsamen Elektrode 15 oder 21 heranrückt und ihm praktisch gleich werden kann. Dies bewirkt, daß am Kreuzpunkt dieser Gitterdrähte ein Spannungsunterschied auftritt, wodurch die Elektroleuchtplatte 7 daselbst aufleuchten kann. Weil sich der Widerstand der nicht getroffenen Streifen 13 bzw. 19 ändert, wird an den Kreuzpunkten der eingestellten Gitterdrähte und der nicht eingeschalteten Gitterdrähte keine Lichterscheinung auftreten, wenn die Spannung der gemeinsamen Elektroden 15 bzw. 21 gegen Erde nicht hinreicht, um die Elektroleuchtplatte 7 zum Aufleuchten zu bringen. Eine Lichterscheinung kann nur an einem Kreuzpunkt zweier beiderseitig der Elektroleuchtplatte 7 liegender Gitterdrähte entstehen, bei denen das Potential des einen gegen Erde erhöht und das Potential des anderen gegen Erde verringert wird. Naturgemäß kann man die Spannungen in bezug auf einen anderen Punkt festen Potentials betrachten. Am einfachsten ist es aber, diesen Punkt festen Potentials an Erde zu legen, und deshalb ist dies im oben geschilderten Fall angenommen worden. Wenn man die Elektronenspritzen 2 bzw. 10 mit einem Steuergitter ausstattet, können die Bündel 4 bzw. 12 in Intensität moduliert werden. Die Steue- rung kann dabei derart sein, daß ein oder zwei Bündel zu einem bestimmten Zeitpunkt völlig unterdrückt werden. Dann entsteht also in der Leuchtplatte 7 ein Muster von leuchtenden und nicht leuchtenden Punkten, wobei die Lichtintensität an sämtlichen leuchtenden Punkten gleich ist. Dies ist z. B. möglich, wenn man die Röhre für oszillographische Zwecke zu benutzen wünscht. Zur Wiedergabe von Fernsehbildern und z. B. Faksimileübertragung ist eine Gradation des ίο Bildes notwendig. Dies ist dadurch erreichbar, daß das eine oder die beiden Elektronenbündel nicht stets vollständig ausgesteuert werden. Die Widerstandsänderung der Streifen 13 bzw. 19 ist nämlich von der auftreffenden Elektronenzahl und also von der dem Steuergitter der betreffenden Elektronenspritze zugeführten Spannung abhängig. Fig. 2 zeigt eine Ausbildung, die im wesentlichen der nach Fig. 1 entspricht. Die Elektronenspritzen sind in Fig. 2 aber in Seitentüllen 45 bzw. 47 untergebracht, die sich etwa parallel zum Bildschirm erstrecken. Die in Fig. 1 mit 13 bzw. 19 bezeichneten Widerstandsmatexialstreifen sind in Fig. 2 zu gemeinsamen Streifen 49 bzw. 51 vereinigt. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, stehen diese Streifen 49 und 51 senkrecht zur Richtung der im vorliegenden Fall mit 53 bzw. 55 bezeichneten Gitterdrähte. Die Streifen 49 bzw. 51 stehen über ihre ganze Länge in elektrischer Berührung mit der ersten bzw. zweiten gemeinsamen Elektrode 57 bzw. 59. Bei dieser Aufstellung ist es möglich, mit zwei bandförmigen Elektronenstrahlen 61 und 63 parallel zur Bildebene abzutasten. In Fig. 2 ist weiter noch dargestellt, wie die Gitterdrähte auf der Seite der Elektronenspritzen mit Widerstandsstreifen 65 bzw. 67 verbunden sind, die auf einer Seite mit einer leitenden Oberflächenschicht und Stromzuleitungen 69 bzw. 71 ausgestattet sind. Der Widerstand zwischen jedem Gitterdraht und der Stromzuileitungen 69 und 71 wird dabei kleiner gewählt als der Widerstand des mit dem anderen Ende des Gitterdrahtes verbundenen Streifens, wenn dieser nicht von Elektronen getroffen wird. Durch die Verwendung dieser Widerstandsstreifen besteht bei dieser Röhre nicht weiter Abhängigkeit von dem Ableitungswiderstand eines jeden GitterdrahteS'. Hierdurch ist die Wirkung in vielen Fällen zuverlässiger. Fig. 3 ist eine Teildarstellung einer Röhre nach der Erfindung, die von einer Röhre nach Fig. 2 im wesentj liehen nicht verschieden ist. Mit 73 sind eine Anzahl von Gitterelektroden bezeichnet, die über Streifen 75, deren Widerstand sich durch auffallendes Licht ändert, mit einer gemeinsamen Elektrode 77 verbunden sind. Ein bandförmiger Elektronenstrahl ist mit 79 bezeichnet. Dieser Strahl 79 trifft nicht die Streifen 75, wie in Fig. 2, sondern einen über den Streifen 75 angeordneten Leuchtschirm 81. In diesem Schirm 81 wird die Elektronenenergie in Licht umgesetzt, das die Widerstandsänderung der Streifen 75 bewirkt. Gegebenenfalls kann jeder Streifen 75 mit einer gesonderten Leuchtschicht versehen werden. Bei der Verwendung von Entladungsröhren nach der Erfindung für Fernsehzwecke ist selbstverständlich positive oder negative Modulation des zugeführten Signals möglich. Patentansprüche-.

1. Elektrische Entladungsröhre mit einem Bildschirm, der aus einer Elektroleuchtstoffschicht besteht, welche zwischen zwei Gittern mit je einer Anzahl einzelner, einander nicht schneidender