DE2248179C3 - Gasentladungs-Anzeigevorrichtung mit einer Mehrzahl von Anzeigeeinheiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasentladungs-Anzeigevorrichtung mit einer Mehrzahl von Anzeigeeinheiten gemäß der im Oberbegriff des vorstehenden Anspruchs t angegebenen Art.

Bei einer aus der US-PS 30 42 823 bekannten Gasentladungs-Anzeigevorrichtung sind die Zündkathoden und die Kathoden als Drähte ausgebildet und liegen parallel zueinander in einer Ebene unterhalb der durchsichtigen Deckplatte, während die als Netz ausgebildete Anode oberhalb der durchsichtigen Bodenplatte liegt. Die Zündanoden sind zwischen den Anoden und den Kathoden angeordnet, so daß die Brennstrecke zwischen Zündkathode und Zündanode einerseits und zwischen Kathode und Zündanode andererseits gleich sind. Bei Zusammenschaltung der Anzeigevorrichtung mit einer Steuerschaltung müssen die drahtartig ausgebildeten Elektroden durch eine Vielzahl von Lötstellen zugeschaltet werden. Im übrigen weist die Fertigung von Gasentladungs-Anzeigevorrichtungen, bei denen die Elektroden mit Ausnahme der Netzanode aus einzelnen Drähten aufgebaut ist, erhebliche fertigungstechnische Schwierigkeiten auf.

Aus der DE-OS 20 56 881 ist eine Gasentladungs-Anzeigevorrichtung bekannt, bei der die Kathode zwischen der Anode und der Startanode liegt, so daß die einzelnen Entladungszellen durch die kalte Kathode in einen vorderen und einen hinteren Zellenabschnitt unterteilt werden, welche über eine öffnung in der Kathode miteinander in Verbindung stehen. Die hinteren Zellenabschnitte sind über Kanäle miteinander verbunden, so daß Ionen von einer Zelle in die benachbarte Zelle wandern können, um das Zünden derselben zu erleichtern. Da die bekannte Anordnung keine Zündkathoden aufweist, kann eine Gasentladung zu Speicherzwecken nicht von dem Brennen zwischen einer Zündanode und einer Zündkathode zu dem Brennen zwischen einer Anode und einer kalten Kathode verlegt werden, so daß die Gasentladungs-Anzeigevorrichtung keine speichernden Eigenschaften aufweist und somit ein externer Speicher erforderlich ist.

Bei der aus der FR-PS 20 66 781 bekannten Gasentladungs-Anzeigevorrichtung können, wie bei der DE-OS 20 56 881, zwischen den einzelnen Entladungszellen Ionen über Verbindungskanäle hin und her wandern, um das Zünden solcher Zellen zu erleichtern. Zu Beginn der Kanäle sind darüber hinaus jeweils gesonderte Zündzellen vorgesehen, die für eine Bereitstellung derartiger Ionen sorgen.

Mit der DE-PS 21 23 686 ist eine Gasentladungs-An-

Zeigevorrichtung vorgeschlagen worden, bei der jede Gasentladungszelle zwei hintereinanderliegende Zellenabschnitte aufweist, von denen einer der Zündung und der andere der eigentlichen Anzeige dient. Zu diesem Zwecke sind die beiden Zellenabschnitte durch Kanäle für den Durchtritt von Ionen miteinander verbunden, so daß aus den brennenden Zündzellenabschnitten Ionen in die Anzeigeabschniue eintreten können und somit das Zünden der Anzeigezellenabschnitte durch ein verhältnismäßig schwaches Schreib- signal eingeleitet werden kann, das zum Zünden derjenigen Entladungszellen, deren Zündzellenabschnitte nicht gezündet sind, nicht ausreicht.

Mit der DE-OS 21 37 760 wird eine Anzeigevorrichtung vorgeschlagen, bei welcher das in einer positiven Säule erzeugte UV-Licht durch einen Leuchtstoff in sichtbares Licht umgewandelt wird. Zum Herabsetzen der für solche Entladungszellen erforderlichen Zündspannung sind kleinere Zündzellen vorgesehen, die mit diesen in Reihe geschaltet sind.

Schließlich ist mit der DE-OS 2157 312 eine Gasentladungs-Anzeigevorrichtung vorgeschlagen worden, bei der eine Zündzelle vorgesehen ist, die in Richtung auf die Anzeigezelle durch eine Elektrode verschlossen ist, die mit auf die einzelnen Anzeigezellen ausgerichteten Bohrungen versehen ist. Die durch diese Bohrungen aus der Zündzelle austretenden Ionen durchsetzen eine Vielzahl von hintereinander angeordneten adressierbaren Steuerelektroden, die jeweils einem Teil des von den Anzeigezellen aufgebauten Anzeigefeldes überdecken. Falls die aus der Zündzelle austretenden Ionen auf ihrem Weg zu den Anzeigezellen hin in keiner der adressierbaren Steuerelektroden gegen ein bremsendes Potential anlaufen müssen,

können sie die zugeordnete Anzeigezelle zünden. Das Zünden der Anzeigezelle erfolgt also durch die Beeinflussung der Wanderung von Ionen von der Zündzelle durch die adressierbare Steuerelektroden hindurch. s

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ausgehend von der US-PS 3042 823, eine Gasentladungs-Anzeigevorrichtung zu schaffen, bei der der Übergang der brennenden Gasentladung von den Zündelektroden erleichtert wird und zugleich ein kompakterer Aufbau der Anzeigevorrichtung erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Da nicht nur die Zündanoden zwischen den Anoden und den Kathoden angeordnet sind, sondern die Zündkathoden zwischen den Zündanoden und den Kathoden angeordnet sind, kann die gezündete Gasentladung leicht zu einem Brennen zwischen der Anode und der Kathode überführt werden. Ta die Zündanoden und die Zündkathoden nicht mehr in einer Ebene liegen, können sie plattenartig ausgebildet und mit auf die Bohrungen der isolierenden Platten ausgerichteten Bohrungen versehen sein. Wenn nun auch die Anoden plattenartig ausgebildet sind, wird ein sehr kompakter Aufbau erzielt. Die Kathoden sind mit einem zur Gasentladungs-Anzeigevorrichtung gehörigen Widerstand verbunden.

Vorzugsweise sind die Kathoden 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 Kathoden abgewandten Enden gemeinsam mit einer durchgehenden leitenden Schicht verbunden sind. Es ist zwar aus der DT-OS 19 55 275 eine Gasentladungs-Anzeigevorrichtung bekannt, bei der zwei isolierende Platten aufeinander ausgerichtete Bohrungen aufweisen, wobei die Bohrungen in der einen Platte die Gasentladungszellen darstellen und in die Bohrungen der anderen Platte Widerstandsmaterial eingebracht ist, jedoch sind die Widerstände auf ihren nicht mit einer Kathode versehenen Enden jeweils reihenweise mit Leitern verbunden. Diesen Leitern sind auf der Innenfläche einer weiteren die Gasentladungszellen an ihrem freien Ende abdeckenden Platte Leiter zugeordnet, die sich senkrecht zu den ersten Leitern erstrecken, so daß jeder Gasentladungszelle ein Kreuzungspunkt eines Leiterpaars zugeordnet ist. Gesonderte Zündelektroden sind nicht vorgesehen.

Weitere Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gasentladungs-Anzeigevorrichtung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figuren im folgenden näher beschrieben. Von den Figuren zeigt

F i g. 1 eine Explosionsdarstellung der verschiedenen Komponenten einer Ausführungsform der Gasentladungs-Anzeigevorrichtung,

F i g. 2 eine Aufsicht auf die ZUndkathoden gemäß Fig.l,

F i g. 3 einen Schnitt im vergrößerten Maßstab durch eine Kathode gemäß Fig. 1,

F i g. 4 einen Querschnitt durch die aus den Elementen gemäß F i g. 1 aufgebaute Schichtstruktur und

F i g. 5 ein Ersatzschaltbild für die in den F i g. 1 und 4 gezeigte Ausführungsform.

Die in der F i g. 1 gezeigte Gasentladungs-Anzeige

vorrichtung mit kalter Kathode weist eine Deckplatte 2 und eine Bodenplatte 3 aus transparentem Material wie z. B. Glas auf, die einen Teil einer weiter unten beschriebenen Umhüllung bilden. Zwischen der Deckplatte 2 und der Bodenplatte 3 ist eine Vielzahl Anoden 5a bis 5d angeordnet, die mit einer Vielzahl von in einer Matrix angeordneten Bohrungen 4 versehen sind und jeweils einer Anzeigeeinheit zugeordnet sind. Daran schließen sich eine Vielzahl von Zündanoden 6a bis 6d an, die im wesentlichen denselben Aufbau aufweisen wie die Anoden. Darauf folgt eine Zündkathodenplatte 11 mit einer Vielzahl von mit den Bohrungen 4 der Anoden 5a—Sd ausgefluchteten Bohrungen; schließlich folgt eine Kathodenplatte 8, die mit ähnlichen Bohrungen versehen ist Zwischen den Anoden 5a bis 5d und den Zündanoden 6a bis 6d, zwischen den Zündanoden 6a bis 6d und der Zündkathodenplatte 7 und zwischen der Zündkathodenplatte 7 und der Kathodenplatte 8 sind isolierende Platten 9,10 bzw. 11 zwischengelegt, die mit einer Vielzahl von mit den Bohrungen der Anoden und Kathoden ausgefluchteten Bohrungen versehen sind. Die Mantelflächen der Bohrungen der Zündkathodenplatte 7 sind mit dünnen Metallschichten 12 überzogen, die als Zündkathoden benutzt werden. Die einzelnen Zündkathoden der einzelnen je mit Bohrungsgruppen versehenen Anzeigeeinheiten sind mit Klemmen 13 verbunden, die — wie in der F i g. 2 gezeigt — auf der Ober- und Unterfiäche der Platte 7 an gegenüberliegenden Enden wie bei einer gedruckten Schaltung ausgebildet sind.

Wie aus der F i g. 3 ersichtlich, besteht die Kathodenplatte 8 aus einer Isolatorplatte, die mit einer Vielzahl von Bohrungen versehen ist; in den Bohrungen sind Festkörper-Widerstände 14 ausgebildet, indem Pulver aus Glas oder einem keramischen Material in die Bohrungen der Platte 8 hineingepreßt wird. Diese Bohrungen sind ebenfalls in einer Matrix angeordnet. Auf den den Anoden 5a—5d zugewandten Endflächen der Widerstände 14 sind Kathoden 15 ausgebildet, indem dort z. B. Nickelfilme aufgebracht werden. Die gegenüberliegenden Endflächen der Widerstände 14 sind elektrisch mit einem dünnen Blech 16 oder Film verbunden, das einen im wesentlichen gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie die aus Glas oder Keramik hergestellte Bodenplatte 3 aufweist; das dünne Blech 16 wirkt als gemeinsamer Verbindungsleiter zu den einzelnen Widerständen 14 hin.

Wie bereits oben beschrieben worden ist, sind die äußeren Platten, die Elektroden und die isolierenden Platten übereinandergeschichtet, wie es in der Fig.4 gezeigt ist, um eine Schichtstruktur aufzubauen; der Umfang der Schichtstruktur ist durch Lötglas oder einem ähnlichen Material abgedichtet Nach der Evakuierung des Innenraumes der so gebildeten Umhüllung wird ein inertes Gas wie Neon oder Argon in die Umhüllung eingefüllt.

In der Fig.5 ist der Ersatzschaltkreis dieser Gasentladungs-Anzeigevorrichtung dargestellt. Für den Betrieb der Anzeigevorrichtung ist ein Matrixerregerkreis 20 vorgesehen, dessen Ausgang an die Klemmen 13a bis 13/) der ZUndkathoden über Schutzwiderstände 21a bis 21/) mit großem Widerstandswert gelegt ist Die in der F i g. 5 dargestellte Gasentladungs-Anzeigevorrichtung mit kalter Kathode weist vier Anzeigeeinheiten 22a bib 22c/ auf. Die Abstände zwischen den Anoden 5a bis 5d, den Kathoden 15, den Zündanoden 6a bis %d und den Zündkathoden 12 sind so ausgewählt, daß sie den folgenden Bedingungen genügen:

A. Die Gasentladungszündspannung zwischen den Anoden Sa bis Sc/und den Kathoden IS ist größer als die Zündspannung zwischen den Anoden 5a und 5c/ und den Zündanoden 6a bis 6c/, und die Brennspannung zum Aufrechterhalten der Entladung zwischen einer Zündanode und einer Zündkathode ist kleiner als die diesen Elektroden aufgeprägte Spannung.

B. Die Zündspannung zwischen einer Zündanode und einer Zündkathode ist größer als die Brennspannung zwischen diesen Elektroden.

Beispielhafte Werte für diese Spannungen sind die folgenden: Die Zündspannung zwischen einer Anode und einer Kathode beträgt rund 200 V, die Brennspannung zwischen einer Anode und einer Kathode beträgt 130 V, die Zündspannung zwischen einer Zündanode und einer Zündkathode beträgt 180 V, und die Brennspannung zwischen einer Zündelektrode und einer Zündkathode beträgt 100 V.

Die Kathoden 15 sind jeweils über die Widerstände 14 mit einer gemeinsamen Spannungsquelle von —50 V verbunden.

Bei Betrieb wird ein impulsförmiges Signal von + 150V an die Zündanode 6a einer in Betrieb zu nehmenden Anzeigeeinheit angelegt, z. B. an die erste ₂$ Anzeigeeinheit 22a. Gleichzeitig wird ein Eingangssignal an den Matrixerregungskreis 20 gelegt. Unter Ansprechen auf dieses Eingangssignal wählt der Matrixerregungskreis 20 eine der Klemmen 13a bis 13n der Zündkathoden aus, und zwar entsprechend dem in dem Eingangssignal enthaltenden Informationsmuster, um einen negativen Impuls auf die ausgewählte Klemme, z. B. 13a, zu geben. Das führt dazu, daß die Potentialdifferenz"zwischen der Zündanode 6a und der Zündkathode 12 der ersten Anzeigeeinheit 22a auf 200 V angehoben wird, womit es größer als die vorgegebene Zündspannung (180V) zwischen diesen Elektroden wird und damit eine Entladung zwischen diesen Elektroden eingeleitet wird.

Wenn eine Spannung von 100 V, welche etwas kleiner ist als die die Entladung aufrechterhaltene Spannung von 130 V zwischen einer Zündanode und einer Zündkathode, der Anode der ersten Anzeigeeinheit 22a aufgeprägt wird, wird eine Entladung zwischen der Anode 5a und der auf —50 V liegenden Kathode 15 eingeleitet, die der ausgewählten Zündkathode 12 entspricht, da die Potentialdifferenz zwischen der Anode 5a und der Kathode 15 dann 150 V beträgt und somit größer als die Brennspannung von 130 V ist. Eine solche Entladung kann durch die lichtdurchlässige Deckplatte 2 beobachtet werden. Da das dem Spalt zwischen Zündanode und der ausgewählten Zündkathode 12 aufgeprägte Signal ein Impuls ist, verschwindet das Eingangssignal nach einer vorgegebenen Zeit; da

35

40 aber die Potentialdifferenz zwischen der Anode 5a und der Kathode 15 150 V entspricht, also einer Spannung, die größer ist als die die Entladung zwischen der Anode und der Kathode aufrechterhaltende Brennspannung (130 V), wird die Entladung zwischen der Anode 5a und der Kathode 15 der ersten Anzeigeeinheit 22a aufrechterhalten, und zwar unabhängig von dem der Zündelektrode 6a und der Zündkathode 15 aufgeprägten Eingangssignal, so daß eine Speicherfunktion aufgebaut wird.

Wenn ein Muster auf der zweiten Anzeigeeinheit 22£ dargestellt werden soll, liegt ein impulsförmiges Signal von +150V an der Zündanode 66 der zweiter Anzeigeeinheit 226 und ein impulsförmiges Signal vor — 50 V an einer Zündanode 12 an, die in Abhängigkeit von dem anzuzeigendem Muster ausgewählt worden ist. Damit liegt zwischen der Zündanode 66 und der Zündkathode 12 der zweiten Anzeigeeinheit 22b eine Spannungsdifferenz um 200 V. Unter dieser Bedingung wird, wenn eine Spannung von 150 V zwischen der Anode 5b und der Kathode 156 der zweiten Anzeigeeinheit 226 anliegt, wird eine Entladung zwischen diesen Elektroden eingeleitet, die unabhängig vom Zustand des Eingangssignals aufrechterhalten wird

Wenn die zweite Anzeigeeinheit 226 in dieser Weise betätigt wird, wird das Eingangssignal auch an die Zündkathode der ersten Anzeigeeinheit 22a angelegt jedoch wird zwischen der Zündanode 6a und dei Zündkathode 15 der ersten Anzeigeeinheit 22a keine Gasentladung eingeleitet, da kein Impulssignal auf die Zündanode 6a der ersten Anzeigeeinheit 22a gegeber wird. Auf diese Weise arbeitet das an eine Zündkathode 12 angelegte impulsförmige Signal in der ober beschriebenen Gasentladungs-Anzeigevorrichtung mil kalter Kathode als Muster-Auswahlsignal; das an eine Zündanode angelegte Signal arbeitet als Musteranzeige-Lagebestimmungssignal, und die den Anoden 5a bi< Sd aufgeprägte Spannung wirkt als Speichersignal. Aul diese Weise kann das in einer der Anzeigeeinheiten 22; bis 22c/ dargestellte Muster gelöscht oder korrigier! werden, indem die an die Anoden 5a bis 5c/ angelegte Spannung entfernt wird; dazu bedarf es keiner externer Speichereinrichtung. Da die ausgefluchteten Bohrunger der Platten 9, 10 und 11 zwischen den Anoden 5a unc den zugeordneten Kathoden 15 diskrete Entladungszel len bestimmen, kann eine Entladung zwischen de: ausgewählten ZUndanode und der Zündkathode andere Elektroden nicht beeinflussen.

Obwohl bei der gezeigten Ausführungsform die Zündkathoden durch Druck ausgebildet worden sind, se sollte doch angemerkt werden, daß diese Elektroder auch in anderen Verfahren ausgebildet werden können so z. B. in einer Mehrschicht-Drucktechnik.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Gasentladungs-Anzeigevorrichtung mit einer Mehrzahl von Anzeigeeinheiten, mit einer durchsichtigen Deckplatte und einer Bodenplatte, mit Anoden und kalten Kathoden, mit Zündanoden und Zündkathoden, wobei die Zündanode zwischen den Anoden und den Kathoden angeordnet sind, und mit zwischen den Elektroden und übereinander angeordneten isolierenden Platten, die aufeinander ausgerichtete Bohrungen aufweisen, um so eine Vielzahl von gasgefüllten Endladungszellen zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkathoden (12, 7) zwischen Zündanoden (6a—6d)und den Kathoden (15,8) angeordnet sind, daß die Anoden (5a—5c/Jt die Zündanoden (6a—6d) und die Zündkathoden (12, 7) plattenartig ausgebildet und mit auf die Bohrungen der isolierenden Platten (9, iO, 11) ausgerichteten Bohrungen (4) versehen sind und daß die Kathoden (15, 8) jeweils mit einem Widerstand (14) verbunden sind.

2. Gasentladungs-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathoden (15) dünne Metallschichten sind, die jeweils ein in eine Bohrung einer isolierenden Platte (8) eingebrachtes Widerstandsmaterial abdecken, wobei jede dieser Bohrungen auf eine Entladungszelle ausgerichtet ist und die Widerstände (14) auf den von den Kathoden (15) abgewandten Enden gemeinsam mit einer durchgehenden leitenden Schicht (16) verbunden sind.

3. Gasentladungs-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelne Zündkathode (12) ein auf die Mantelfläche einer Bohrung in einer isolierenden Platte (7) aufgebrachter Metallfilm (12) ist.

4. Gasentladungs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkathoden, welche äquivalenten Punkten verschiedener Anzeigeeinheiten zugeordnet sind, mit gemeinsamen Klemmen (13) am Rande der isolierenden Platte (7) verbunden sind.

5. Gasentladungs-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden (5a—5d) und die Zündanoden (6a—6d) jeder Anzeigeeinheit zugeordnete rechteckige Einzelplatten sind.