DE2248146C3 - Gasentladungsanzeigevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasentladungsanzeigevorrichtung mit einer Mehrzahl von Anzeigeeinheiten, mit einer durchsichtigen Deckplatte und einer Bodenplatte, mit Anoden und kalten Kathoden, mit Zündelektroden, die zwischen Anoden und Kathoden angeordnet sind, mit zwischen den Elektroden und übereinander angeordneten isolierenden Platten, die aufeinander ausgerichtete Bohrungen aufweisen und so eine Vielzahl von gasgefüllten Entladungszellen bilden.

Eine Anzeigevorrichtung dieser Art ist aus der US-Patentschrift 30 42 823 bekannt. Zwischen einer Deck- und einer Bodenplatte ist hier an den Kreuzungszonen drahtförmiger Elektroden eine Vielzahl von EntladungszeMen angeordnet. Neben den unerläßlichen Anoden und Kathoden finden sich hier zusätzliche Zündelektroden, die den Zündvorgang erleichtern. Die jeweils übereinanderliegenden Elektroden sind durch isolierende Platten voneinander getrennt; durch die isolierenden Platten verlaufen Bohrungen, welche die einzelnen Entladungszellen bilden.

Bei dieser Anzeigevorrichtung handelt es sich jedoch nicht um eine Sichtanzeige, sondern vielmehr um eine Art Speicher, der dadurch abgelesen wird, daß durch eine besondere Fühlelektrode der lonisationszustand der Einzelzelle abgefragt wird.

In derdeutschen Offenlegungsschrift 21 23 686 wurde bereits eine speichernde Anzeigevorrichtung vorgeschlagen, bei der adressierbare Zündzellen einer Reihe mit (Sicht-) Anzeigezellen angeordnet sind. Die in den Zündzellen erzeugten Ionen können zweierlei Funktion ausüben: Entweder sie diffundieren in eine benachbarte Zündzelle und erleichtern dort den Zündvorgang; oder sie diffundieren über eine Zwischenzelle in die eigentliche Anzeigezelle, wo sie die Gasentladung

.20 auslösen. Die Elektroden- und Plattenanordnung ist aber derart, daß der Diffusionsvorgang das Einschalten der Anzeigezelle verzögert.

Schließlich ist es aus der deutschen Offenlegungsschrifi 20 56 881 bekannt, Zündanoden zu verwenden, die parallel zu einer ganzen Reihe von Anoden verlaufen und dabei jeweils eine ganze Zellenreihe bedienen. Die kalten Kathoden sind zwischen den beiden Anoden angeordnet und unterteilen die Zellen in vordere und hintere Kammern, die über eine Öffnung in der Kathode miteinander in Verbindung stehen. Die hinteren Kammern sind so miteinander verbunden, daß Ionen von der einen zur anderen wandern können. Diese Anzeigeeinrichtung besitzt jedoch keine Speicherwirkung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Gasentladungsanzeigevorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die schnell und sicher zündet, Speicherwirkung aufweist und herstellungstechnisch so einfach wie möglich ist.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß die Zündelektroden als leitende Mantelflächen von Bohrungen in einer weiteren isolierenden Platte ausgebildet sind, wobei diese Bohrungen auf die Bohrungen der übrigen isolierenden Platten ausgerichtet sind, und daß die Anoden jeweils mit einem Widerstand verbunden sind.

Von Vorteil ist es, wenn die Zündelektroden äquivalenter Entladungszellen der Anzeigeeinheiten mit einer gemeinsamen Klemme verbunden sind, die am Rande der die Zündelektroden tragenden isolierenden Platte angeordnet sind.

Zweckmäßigerweise sind die Anoden dünne Metallschichten, die jeweils ein in eine Bohrung einer isolierenden Platte eingebrachtes Widerstandsmaterial abdecken, wobei jede dieser Bohrungen auf eine Entladungszelle ausgerichtet ist und die Widerstände auf den von den Anoden abgewandten Enden gemeinsam mit einer durchgehenden gleitenden Schicht verbunden sind. Dabei ist es an sich aus der deutschen Offenlegungsschrift 19 55 275 bekannt, die Schutzwiderstände von Elektroden als mit Widerstandsmaterial gefüllte Bohrungen auszubilden, die zum Entladungsraum hin durch eine kreisfömrige Elektrode abgeschlossen sind.

Schließlich kann es vorteilhaft sein, die Anode auf quaderförmigen Widerstandsblöcken auszubilden, bei denen Widerstandsmaterial auf der einen Seite mit der Anode und auf der anderen Seite mit einer leitenden

Schicht belegt ist, wobei die Widerstandsblöcke sich unter rechtem Winkel schneidende Nuten aufweisen, so daß den einzelnen Enlladungs/ellen zugeordnete: Erhebungen einzelne Anodenflächen ut.d dahinterliegende Widerstünde aufweisen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von zwei Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung naher erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung einer Ausführungsform der Gasentladungsanzeigevorrichiung.

F i g. 2 eine Aufsicht auf ein Zündelekirodcnsubsiral, wie es in der Vorrichtung nach Fig. 1 Verwendung findet,

Fig. 3 einen Schnitt durch das in F i g. 1 gezeigte Anodensubstrat gemäß der Linie i-i,

F i g. 4 eine Teilschnittansicht einer aus den in F" i g. 1 gezeigten Elementen aufgebauten Schichisirukiur,

F i g. 5 ein Ersatzschaltbild für die in F" i g. 1 gezeigten Gasentladungsanzeigevorrichtung mit kal'er Kathode, F i g. 6 die Wellenform eines Anodensignals,

Fig. 7 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer zweiten Ausführungsform der Gasentladungsanzeigevorrichiung mit kalter Kathode, wobei die Anoden und Anoden-Widerstände eine abweichende Bauart aufweisen,

Fig. 8 eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines Anoden-Substrats gem. F i g. 7 und

Fig. 9 zeigt einen Teilschnilt durch ein in der F i g. H gezeigtes Anodensubstrat längs der Linie IX-IX.

Das in der Fig. 1 gezeigte bevorzugte Ausführungs· beispiel der Gasentladungsanzeigevorrichtung I mit kalter Kathode weist eine Deckplatte 2 und eine Bodenplatte 3 auf, die beide aus einem lichtdurchlässigen und elektrisch isolierendem Plattenmaterial, beispielsweise aus Glasplatten hergestellt sind, weiterhin gehört dazu eine Kathoden-Platte 4, eine erste isolierende Platte 5 als Abstandshalter, eine Zündelektroden-Platte 5. eine zweite isolierende Platte 7 als Abstandshalter und eine Anoden-Platte 8. Die Platten 4, 5,6, 7 und 8 sind zwischen der oberen Deckplatte 2 und der Bodenplatte 3 angeordnet und jeweils mit einer Vielzahl von Gruppen von Bohrungen 9 versehen, die in Matrix-Form angeordnet sind. Die Bohrungen der einander entsprechenden Gruppen der verschiedenen Bauelemente fluchten in vertikaler Richtung, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist. Auf den einander gegenüberliegenden Kantenbereichen der unteren Flache der Anodenplatte 2, d.h. der der Kathoden-Platte 4 zugewandten Fläche ist eine Vielzahl von Zündeleklroden-Klemmen 10 und eine Kathoden-Klemme ti ausgebildet, die in weiter unten beschriebener Weise mit den Elektroden verbunden werden und in einem Galvanisierverfahren, einem Aufdampfverf?hren oder einem anderen geeigneten Verfahren aufgebracht worden sind. Die obere Fläche der Kathoden-Platte 4, die der Deckplatte 2 zugewandt ist, und die gesamten Innenwandungen der Bohrungen 9 der Kathoden-Platte 4 sind mit einer dünnen Metallschicht 12 überzogen, die nach demselben Verfahren wie die Klemmen 10 und 11 aufgetragen werden.

Die Innenwandungen der entsprechenden Bohrungen 9 der Zündelektroden-Platte 6 sind mit sich durch das Loch hindurch erstreckenden Plattierungen 13 versehen, die als Zündelektroden wirken und mit Klemmen 14 verbunden sind, wie es in der Fig. 2 dargestellt ist. Die Klemmen 14 werden auf der oberen und unteren Fläche der Platte 6 an gegenüberliegenden Kanten mit Hilfe einer gedruckten Verdrahtung oder einer anderen Technik ausgebildet. Die Anoden-Plilte 8 besiehl uus einer isolierenden Platte; ihre Bohrungen sind mit Festkörper-Widerstanden 15 aus gepreßtem Glas- oder Keramikpuder aufgefüllt (vgl. Fig. 3). Die der /weilen isolierenden Platte 7 zugewandten Stirnflächen der Widerstände 15 sind mit Nickel oder einem ähnlichen Material planiert und die aufplattierten dünnen Metallschichten 16 werden als Anoden benui/i. Die anderen Endflächen der Widerstände sind jeweils mil von einander getrennten dünnen leitenden Schichten I7a bis 17c/ verbunden, die für die einzelnen l'erforationsgruppen vorgesehen sind und aus einem Material. zum Beispiel 42-6-Legierung, bestehen, das im wesentlichen denselben Wärmeausdehnungskoeffi/ienien wie die aus Glas oder Keramik hergestellte Bodenplatte 3 auiweist; jede dieser Schichten deckt jeweils eine Bohrungsgruppe. Im Kantenbereich der isolierenden Bodenplatte ist eine Vielzahl von Zündelekiroden-Klemmen 18. die mit den Klemmen 13 der Zürideleklroden-Plalif 6 verbindbar sind, und eine· Reihe von Anoden-Klemmen 19a bis 196 vorgesehen, die jeweils mit den leitenden Schichten I7j bis 17t/ auf der Anoden-Plat te 8 verbindbar sind.

Die Platten sind zur Bildung einer Schichtsruktur. wie sie in der F i g. 4 gezeigt ist. übereinander geschichtet; der Umfang der Schichlstrukiur ist mit Lötglas oder einem ähnlichen Material abgedichtet. Damit bilden die Deckplatte 2 und die Bodenplatte 3 einen Teil der Umhüllung. Danach wird der Innenraum der Umhüllung evakuiert und mit einem inerten Gas. wie Neon oder Argon oder einem ähnlichen Gas gefüllt. womit die Gasentladungsan/eigevomchtung fertiggestellt ist.

Der Ersatzschaltkreis dieser Gasentladungsanzeigevorrichtung ist in der Fig. 5 dargestellt. Im einzelnen sind ein Matrixerregerkreis 20 und Schutzwklersiände 21a bis 21/7 vorgesehen, die mit den Ausgangsklemmen des Matrixerregerkreises 20 einerseits und mit ilen entsprechenden Slartelektroden-Klenimen 14.7 bis 14/; der Anzeigevorrichtung andererseits verbunden sind. • die zwei Anzeigeeinheiten aufweist. Die Abstände zwischen der Kathode 12 und der Zündelektrode 1 3 und zwischen der Zündelektrode 13 und der Anode 16 sind so gewählt, daß die folgenden Bedingungen erfüllt sind:

A. Die Zündspannung zwischen der Anode 16 und der Kathode 12 ist größer als die zwischen der Anode und der Zündelektrode 13.

B. Die die Entladung aufrechterhaltende Spannung zwischen der Anode 16 und der Kathode 12 ist kleiner als die zwischen Anode 16 und Zündelektrode 13. Bevorzugte Werte für diese Spannungen sind die folgenden: Durchspannung zwischen Anode 16 und Kathode 12: 200 Volt; Brennspannung zwischen Anode 16 und Kathode 12: 140 Volt; Durchbruchsspannung zwischen Anode 16 und Zündelektrode 13:190 V; Brennspannung zwischen Anode 16 und Zündelektrode 13:180 V.

Im einzelnen wird die Betriebsweise der Gasentladungsanzeigevorrichtung im folgenden beschrieben.

Nach Anlegen eines Eingangssignals formt der Matrixerregerkreis 20 dieses Signal in eine negative Spannung (- 30 V) um und legt diese Spannung z. B. an die Zündelektrode 13a, die der in dem Eingangssignal enthaltenen Musterinformation entspricht. In Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Matrixerregerkreises 20 wird eine Anoden-Spannung an die Anoden-Klemme 19a der ersten Anzeigeeinheit 22a angelegt, die etwas kleiner ist als die Durchbruchsspannung (200 V)

/wischen Anode 16 und Kathode 12 und die nach einem vorgegebenen Inlcrviill auf eine Spannung erniedrigt wird, die ein wenig höher als die Summe der Anodenspannung und der an die Zündelektrode angelegten Spannung ( - 30 V) ist. Hin typisches Beispiel 5 für die Wellenform der Anodenspannung ist in der l'ig. t) gezeigt, wobei die Spannung nach einem vorgegebenen Zeitintervall von 180 V auf 150 V abgesenkt wird. Danach wird die Spannung zwischen der ausgewählten Zündelektrode 13,7 und der Anode 16 auf 210 V angehoben, d.h. auf eine Spannung, welche größer als die Durchbruchsspannung (200 V) zwischen Anode 16 und Kathode 12 ist. Dies führt /um Aufbau einer elektrischen Entladung zwischen der Zündelektrode 13.7 und der Anode 16. die über den Widerstand 15.7 mit der Anoden-Klemme 19.7 verbunden ist, wodurch nur der Teil /wischen den Elektroden 13.) und 16 Licht abgibt. Da die zum Aufrechterhalten der Entladung zwischen der Anode 16 und der Kathode 12 erforderliche Spannung auf 140 V eingestellt ist, d. h. auf eine Spannung die kleiner ist als die zum Aufrechterhalten einer Umladung /wischen der Anode 16 und der Zündelektrode 13 erforderliche Spannung von 180 V. wird die wie oben beschrieben eingeleitete Entladung zu der Anode 16 und der Kathode 12 hin verschoben. Während die Entladung in dieser Weise verschoben wird, wächst der Entladungsstroin von einem sehr kleinen Wert, der durch die mit den Zündeleklrodcn 13.7 bis 13/? verbundenen hoehohmigcn Schutzwiderstände 21,7 bis 21/; bestimmt ist, auf einen großen Wert an: dieser vergrößerte Strom fließt direkt durch die geerdete Kathode 12. Dies führt dazu, daß die Anoden-Spannung auf ungefähr 140 V oder auf die Biennspannung /wischen Anode und Kathode infolge des Spannungsabfalls über dem Widerstand 15.7 erniedrigt wird, so daß die I'ntladung zwischen der Anode und Kathode aufrechterhalten wird. Auf diese Weise \ erschiebt sich die Entladung automatisch von der Hrennstclle /wischen Anode und Zündelektrode zu der Brcnnstelle /wischen Anode und Kathode: danach wird die Entladung unabhängig von der Eingangsspanniing aufrechterhalten, so dal.1 eine Speicherfunktion erhallen wird.

Hei dem in den Ii g. 7. 8 und 9 gceigicn Aiisfühiungsbeispiel ist die Anoden-Platte 8 des vorherigen Ausfilhrungsbcispieles in eine Vielzahl von Anoden-Platten 8.7 bis 8</ aufgeteilt; jeder An/eigeeinheit ist eine Platte zugeordnet. Wie am besten aus den E ig. 8 und 9 ersichtlich ist. besieht die einzelne Anoden-Platte, z. B. die Platte 8.7, aus einem quadcrförmigen Widerstandsblock 25. dessen obere Räche mit einer Vielzahl von Vorsprängen 25,7 bis 25n verschen worden ist, indem sie mit einer Vielzahl von sich unter rechten Winkeln schneidenden Nuten versehen worden ist. Auf den einzelnen Vorsprüngen sind die Anoden 16 durch das Aufbringen von Schichten aus Nickel oder einem anderen Material ausgebildet. Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist diese Vielzahl von Elektroden in einer Matrix angeordnet, die der Matrix der Bohrungen 9 der in der Anzeigeeinheil verwendeten Kathoden-Platte 4 entspricht. Die anderen !lachen der Widerstände 25 sind mit dünnen leitenden Schichten 17.7 bis 17cj überzogen, wobei wieder ein Material wie die 42-6-l.cgierung verwendet wird, das im wesentlichen den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie die untere aus Glas oder Keramik hergestellte Bodenplatte 3 aufweist. Bei dieser Ausführungsform sind die Widerstandsvorsprünge 25.7 bis 25n. die Anoden 16 und die dünnen Schichten 17.7 bis 17c/durch Elächenkonlaktc mit großer Betriebssicherheit miteinander verbunden. Weiterhin ist bei dieser Ausführungsform von Vorteil, daß die Herstellung der Anoden und der Anoden-Widerstände wcilgchendst vereinfacht worden ist.

Da die Anoden-Elektroden und die Anoden-Widerstände einstückig miteinander ausgebildet sind, ist nicht nur ihre Herstellung sehr einfach, sondern auch die Verläßlichkeit der gesamten Anordnung ist wesentlich verbessert worden. Es ist daher möglich, eine Vielzahl von Anoden und Anoden-Widerständen mit großer Packungsdichte zusammenzufassen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Gasentladungsanzeigevorrichtung mit einer Mehrzahl von An/eigeeinheiten, mit einer durchsichtigen Deckplatte und einer Bodenplatte, mit Anoden und kalten Kathoden, mit Zündelektroden, die zwischen Anoden und Kathoden angeordnet sind, mit zwischen den Elektroden und übereinander angeordneten isolierenden Platten, die aufeinander ausgerichtete Bohrungen aufweisen, um so eine Vielzahl von gasgefüllten Entladungs/cllen zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündelektroden (13) als leitende Mantelflächen von Bohrungen (9) in einer weiteren isolierenden Platte (6) ausgebildet sind, wobei diese Bohrungen (9) auf die Bohrungen (9) der übrigen isolierenden Platten (5, 7) ausgerichtet sind und daß die Anoden (!6) jeweils mit einem Widerstand (15) verbunden sind.

2. Gaseniladungsanzeigevorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündelektroden (13) äquivalenter Entladungszcllen der Anzeigeeinheiten (a, b, c, d) mit einer gemeinsamen Klemme (14) verbunden sind, die am Rand der die Zündeleklroden (13) tragenden isolierenden Platte (6) angeordnet sind.

3. Gascntladungsanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden (16) dünne Metallschichten sind, die jeweils ein in eine Bohrung (9) einer isolierenden Platte (8) eingebrachtes Widerstandsmaterial abdekken, wobei jede dieser Bohrungen (9) auf eine Entladungszelle ausgerichtet ist und die Widerstände (15) auf den von den Anoden (16) abgewandten Enden gemeinsam mit einer durchgehenden leitenden Schicht (17) verbunden sind.

4. Gasentladungsanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden (16) auf quaderförniigen Widerstandsblöcken (25) ausgebildet sind, bei denen Widerstandsmaterial auf der einen Seite mit der Anode (16) und auf der anderen Seite mit einer leitenden Schicht (17) belegt ist, wobei die Widerstandsblöcke (25) sich unter rechtem Winkel schneidende Nuten aufweisen, so daß den einzelnen Entladungszellen zugeordnete Erhebungen (25a bis 25n) einzelne Anodenflächen und dahinterliegende Widerstände aufweisen.