[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Zuganode für ein Steuersystem in einer flachen
Bildwiedergabevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] Aus dem Aufsatz "Design, Fabrication, and Performance of a Flat Tube Display" von
W.C. Holton et al (1977 International Electron Devices Meeting, Seiten 78 - 80, Washington,
DC, USA; IEEE) ist eine flache Bildwiedergabevorrichtung bekannt, die eine vielschichtige
Steuerscheibenanordnung aufweist. Die Steuerscheibenanordnung ist zwischen einer Kathode
und einem Leuchtschirm angeordnet und dient zur Steuerung des Elektronenstromes. Sie
besteht aus Unteranordnungen, die aus zwei Steuerscheiben, zwischen denen eine metallene
Lochscheibe angeordnet ist, gebildet sind. Die Steuerscheiben bestehen aus Lagen sich
kreuzender metallischer Leiter. An den Kreuzungspunkten der Leiter sind elliptische
Löcher in den Leitern vorhanden, die mit den Löchern in der Lochscheibe fluchten.
Die Leiter und die Lochscheibe sind jeweils durch Glaslot miteinander verbunden. Mehrere
dieser Unteranordnung ergeben die vielschichtige Steuerscheibenanordnung.
[0003] In der deutschen Patentanmeldung P 37 34 387.4 wurde eine flache, im Innenraum Vakuum
aufweisende Bildwiedergabevorrichtung vorgeschlagen. Diese weist eine auf ihrer Innenseite
eine Schicht aus Leuchtstoffpunkten tragende Frontplatte aus Glas und eine metallene
Wanne als Rückseite auf. In ihr ist vor einer segmentierten Gegenelektrode eine flächenhafte
Kathode aus einer periodischen Anordnung von Heizdrähten und vor dieser ein Steuersystem
vorhanden. Das Steuersystem besteht aus einer an einem Rahmen befestigten und mit
einem Raster aus Rechtecklöchern versehenen Zuganode und zwei Steuerscheiben aus Lagen
sich kreuzender Leiter.
[0004] Durch die periodische Anordnung der Heizdrähte zur Bildung der flächenhaften Kathode
ergibt es sich, daß jeder Heizdraht mehrere Reihen von Löchern in der Zuganode mit
Elektronen versorgt. Für die nicht direkt den Heizdrähten gegenüberliegenden Lochreihen
in der Zuganode ergeben sich daraus sehr flach einfallende Elektronenbahnen. Hieraus
folgt, daß die Löcher und Spalten in den nachfolgenden Steuerscheiben aus der Sicht
der Heizdrähte teilweise verdeckt sind. Dadurch wird für diese verdeckten Bereiche
die Elektronendichte drastisch reduziert. Eine solche Reduzierung ist auf dem Bildschirm
als eine verminderte Helligkeit zu sehen.
[0005] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zuganode für ein Steuersystem
in einer flachen Bildwiedergabevorrichtung anzugeben, die eine gleichmäßige Elektronendichte
durchläßt.
[0006] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im Anspruch 1 angegebenen Mitteln. Eine
vorteilhafte Ausgestaltung ist im Anspruch 2 enthalten.
[0007] Durch die Ausgestaltung der Zuganode mit Langlöchern ohne Stege quer zu den Heizdrähten
wird eine Störung der Elektronendichte in vertikaler Richtung vermieden und dadurch
eine gleichmäßige Helligkeit erreicht.
[0008] Die Erfindung wird nachstehend anhand von einem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Teil der flachen Bildwiedergabevorrichtung in einer perspektivischen Darstellung;
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II durch das Steuersystem und
Fig. 3 einen Schnitt durch ein Steuersystem nach dem bisherigen Stand der Technik.
[0009] Die in Fig. 1 teilweise dargestellte flache Bildwiedergabevorrichtung entspricht
derjenigen, die in der eingangs genannten deutschen Patentanmeldung beschrieben ist.
Die flache Bildwiedergabevorrichtung weist eine auf ihrer Innenseite eine Schicht
2 aus Leuchtstoffpunkten tragende frontplatte 1 aus Glas und eine metallene Wanne
3 als Rückseite auf. In ihr ist vor einer Gegenelektrode 4, deren Segmentierung nicht
dargestellt ist, eine flächenhafte Kathode aus einer periodischen Anordnung von Heizdrähten
5 und vor dieser das Steuersystem aus der an einem Rahmen 6 befestigten Zuganode 7
und den zwei Steuerscheiben 8 und 9 vorhanden. Um die räumliche Zuordnung darzustellen,
ist ein Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Achse verläuft in Zeilenrichtung des
auf der Frontplatte 1 entstehenden Bildes, die y-Achse steht senkrecht auf der x-Achse
und verläuft in Spaltenrichtung des auf der Frontplatte entstehenden Bildes und die
z-Achse verläuft von der Kathode zur Frontplatte und steht senkrecht auf der durch
die x- und y-Achsen aufgespannte Ebene.
[0010] Der Rahmen 6 trägt auf seiner Unterseite die Zuganode 7. Die Zuganode 7 besteht aus
einer mit Langlöchern 10 versehenen Metallscheibe, die mit dem Rahmen 6 beispielsweise
durch Glaslot 11 verbunden ist. Die Langlöcher 10 erstrecken sich in Richtung der
y-Achse über die gesamte flächenhafte Kathode hinweg und sie sind jeweils 0,1 mm breit.
Die Teilung dieser Lochstruktur in Richtung der x-Achse beträgt 1,14 mm, woraus sich
eine Breite der zwischen den Langlöchern verbleibenden Streifen 13 von 1,04 mm ergibt.
Die Dicke der Zuganode 7 liegt zwischen 0,05 mm und 0,15 mm. Vorzugsweise beträgt
die Dicke der Zuganode 0,13 mm.
[0011] Die Zuganode 7 ist derart im Rahmen 5 befestigt, daß sie bei Betriebstemperatur unter
leichter mechanischer Spannung steht, damit ein Durchhängen der Streifen 13 vermieden
wird. Der Rahmen besteht daher aus einem Werskstoff mit einem solchen Ausdehnungskoeffizienten,
daß die Zuganode nach dem Lötvorgang aufgrund der Ausdehnungsunterschiede gespannt
ist. Hierdurch wird im Betrieb eine Verschiebung der Streifen 13 und damit der Langlöcher
10 vermieden. Die Lötung kann z.B., mit einem kristallisierten Glaslot der Type GO17-918
der Fa. Schott bei einer Temperatur von etwa 430
oC erfolgen.
[0012] Der Abstand zwischen der Zuganode 7 und der Steuerscheibe 8 sowie zwischen der Steuerscheiben
8 und 9 beträgt 0,03 mm bis 0,15 mm. Vorzugsweise wird ein Abstand von 0,07 mm verwendet.
Die Zuganode und die Steuerscheiben sind derart zueinander justiert, daß die Mitten
der Langlöcher 10 in der Zuganode 7 mit den Mitten der Löcher in der Steuerscheibe
8 und den Mitten der Löcher in den Leitern der Steuerscheibe 9 fluchten.
[0013] Fig. 2 stellt einen Schnitt durch das Steuersystem entlang der Linie II-II in Fig.
1 dar. In dieser Darstellung sind nur die Zuganode 7 und die Steuerscheiben 8, 9 und
ein Heizdraht 5 schematisch gezeigt. Von den vom Heizdraht 5 durch das an der Zuganode
7 liegende positive Potential abgesaugten Elektronen sind die Elektronenbahnen 12
teilweise dargestellt. Die Elektronenbahnen 12 sind geradlinig verlaufend dargestellt,
obwohl sie in Wirklichkeit parabelförmig verlaufen. Direkt gegenüber dem Heizdraht
5 treffen die Elektronenbahnen fast senkrecht auf die Zuganode 7. Je weiter entfernt
der von diesem Heizdraht zu versorgende Bereich auf der Zuganode liegt, um so flacher
treffen die Elektronenbahnen auf die Zuganode. Es ist ersichtlich, daß durch die Ausbildung
der Zuganode 7 mit Langlöchern 10 keine Reduzierung der Elektronendichte in der Richtung
der Langlöcher erfolgt.
[0014] Der Abstand zwischen der Zuganode 7 und der Steuerscheibe 8 sowie zwischen den Steuerscheiben
8 und 9 beträgt 0,03 mm bis 0,15. Vorzugsweise wird ein Abstand von 0,07 mm verwendet.
Die Zuganode und die Steuerscheiben sind derart zueinander justiert, daß die Mitten
der Langlöcher 10 in der Zuganode 7 mit den Mitten der Löcher der Steuerscheibe 8
und den Mitten der Löcher der Steuerscheibe 9 fluchten.
[0015] Fig. 2 stellt einen Schnitt durch das Steuersystem entlang der Linie II - II in Fig.
1 dar. In dieser Darstellung sind nur die Zuganode 7 und die Steuerscheiben 8, 9 und
ein Heizdraht 5 schematisch gezeigt. Von den vom Heizdraht 5 durch das an der Zuganode
7 liegende positive Potential abgesaugten Elektronen sind die Elektronenbahnen 12
teilweise dargestellt. Die Elektronenbahnen 12 sind geradlinig verlaufend dargestellt,
obwohl sie in Wirklichkeit parabelförmig verlaufen. Direkt gegenüber dem Heizdraht
5 treffen die Elektronenbahnen fast senkrecht auf die Zuganode 7. Je weiter entfernt
der von diesem Heizdraht zu versorgende Bereich auf der Zuganode liegt, um so flacher
treffen die Elektronenbahnen auf die Zuganode. Es ist ersichtlicht, daß durch die
Ausbildung der Zuganode 7 mit Langlöchern 10 keine Reduzierung der Elektronendichte
in der Richtung der Langlöcher erfolgt.
[0016] Durch die Ausbildung der Zuganode 7 mit den Langlöchern 10 wird in vertikaler Richtung
der flachen Bildwiedergabevorrichtung die Transparenz des Steuersystems gegenüber
demjenigen aus der Patentanmeldung P 37 34 387.4 entscheidend erhöht. Die Gesamttransparenz
des Steuersystems ergibt sich bekanntlich aus der Multiplikation der Transparenzen
der einzelnen Steuerscheiben.
[0017] In Fig. 3 ist ein Schnitt durch ein Steuersystem gemäß der obengenannten Patentanmeldung
dargestellt. Die Zuganode ist dabei nicht mit Langlöchern versehen, sondern sie weist
reihenweise einzelne Löcher auf. Gemäß der Fig. 3 ist die Transparenz der Steuerscheibe
9′ = T₉ , die Transparenz der Steuerscheibe 8′ = T₈ und die Transparenz der Zuganode
7′ = T₇ , mit den Werten
T₈ = 1, T₉ = 0,2 und T₇ = 0,4.
[0018] Daraus ergibt sich eine Gesamttransparenz von
T
Ges = 1 . 0,2 . 0,4 = 0,08.
[0019] Bei einer Zuganode mit Langlöchern gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Transparenz
dieser Zuganode T
Zug = 1 und damit folgt für die Gesamttransparenz
T
Ges = 1 . 0,2 . 1 = 0,2.
[0020] Dies entspricht einer Steigerung der Gesamttransparenz um den Faktor 2,5.
[0021] Diese Steigerung der Transparenz des Steuersystems führt also neben der Verbesserung
der Gleichmäßigkeit der Elektronendichte, und damit der Helligkeit, entlang der Spaltenrichtung
des auf der Frontplatte der Bildwiedergabevorrichtung entstehenden Bildes auch zu
einer Steigerung der Gesamthelligkeit der Bildwiedergabevorrichtung.
[0022] Dabei bleibt die durch die drei Elektrodenebenen bedingte gute Fokussierung der Elektronen
erhalten.
1. Zuganode für ein Steuersystem in einer flachen Bildwiedergabevorrichtung, wobei
das Steuersystem aus der Zuganode und zwei Steuerscheiben aus Lagen sich kreuzender
Leiter besteht und zwischen einer flächenhaften Kathode aus einer periodischen Anordnung
von Heizdrähten und einer mit Leuchtstoff beschichteten Frontplatte angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zuganode (7) senkrecht zu den Heizdrähten (5) verlaufende Langlöcher (10)
aufweist.
2. Zuganode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Langlöcher (10) in der
Zuganode (7) jeweils über die gesamte flächenhafte Kathode hinweg reichen.