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Die Erfindung bezieht sich auf eine Gasentladungsanzeige- und/oder Speichereinrichtung mit einander ge- genüberliegenden, ein Arbeitsgas zwischen sich einschliessenden dielektrischen Schichten und mit auf den von- einander abgekehrten Flächen der dielektrischen Schichten angebrachten gekreuzten Leiteranordnungen, durch deren Kreuzungsbereiche einzelne Entladungsstellen zwischen den dielektrischen Schichten definiert sind, und mit einer an die Leiteranordnungen und an eine Energiequelle angeschlossenen Vorrichtung zur Steuerung der
Entladungsvorgänge in den Entladungsstellen.
Eine derartige Einrichtung kann sowohl als elektrischer Speicher als auch zur visuellen Anzeige oder Dar- stellung von Daten, wie Zahlen, Buchstaben, Fernsehbildern, Radarbildern, Binärwörtern usw., verwendet werden.
Gasentladungseinrichtungen gemäss der Erfindung unterscheiden sich von früheren Gasentladungseinrichtun- gen mit Innenelektroden dadurch, dass die dielektrischen Schichten jeden Leitungsstrom am wirksamen Durch- tritt durch sie hindern, wobei die dielektrischen Schichten während abwechselnder Halbperiode von abwech- selnd wirkenden Potentialen als Sammelflächen für Ladungen (Elektronen, Ionen) dienen, die sich in Überein- stimmung mit wechselndenHalbperioden zuerst auf einer elementaren oder gesonderten dielektrischen Flächen- zone und dann auf einer entgegengesetzten elementaren oder gesonderten dielektrischen Flächenzone ansam- meln.
Bekannte Gasanzeige-und/oder Speichereinrichtungen wie jene eine, die in dem Artikel "The Plasma Dis- play Panel - A Digitally Addressable Display with Inherent Memory", IEEE Proceeding - Fall Joint Computer
Conference-1966, S. 541 bis 547, geoffenbart ist, erfordern eine körperliche und/oder optische Isolation jeder einzelnen Entladungszelle, wobei jede solche individualisierte Zelle durch eine aus orthogonal zueinander an- geordneten Leiterreihen bestehende Leitermatrix gespeist wird. Eine solche Isolation ist gewöhnlich in Form einer verhältnismässig zerbrechlichen, gesonderten Mittelplatte vorgesehen, die Perforationen oder Zellen auf- weist, die sich mit den Matrixkreuzungsstellen decken müssen.
Ein wichtiges Ziel der Erfindung ist es, eine
Gasentladungsanzeige-und/oder Speichereinrichtung vorzusehen, bei der körperliche und optische Isolations- gebilde für jede Entladungsstelle beseitigt sind.
Es ist bekannt (z. B."Electrical Breakdown of Argon in Glass Cells with External Electrodes at Constant and at 60-Cycle Alternating Potential" - Journal of Applied Physics, Bd. 33, Nr. 4, S. 1567 ff., April 1962), dass die Grösse der Entladungsfläche bei einer Gasentladung unter anderem vom Druck des Arbeitsgases abhängt. Ein
Ziel und Merkmal der Erfindung ist die Beseitigung des Bedarfes einer körperlichen Begrenzung bei Entladungen durch Ausnutzung dieser Erscheinungen, um eine Verbesserung der Bildauflösung bzw. Bildschärfe in einer Gas- entladungsanzeigeeinrichtung vorzusehen, indem man das Gas mit einem Druck unterbringt, der ausreicht, um im wesentlichen alle durch eine Entladung erzeugten Ladungen auf eine gut begrenzte, gesonderte EntladungsTeilfläche innerhalb eines grossen unbestimmten Gasvolumens zu beschränken.
Es wurde gefunden, dass als Folge des Druckanstieges das noch zu definierende Speichervermögen sich umsomehr verbessert, je mehr der Druck erhöht wird. Ein oberer Grenzwert des Gasdruckes wurde nicht festgelegt, doch ist dieser Druck in der Praxis in den meisten Fällen durch die Widerstandsfähigkeit des Begrenzungsgebildes gegenüber Kräften beschränkt, die durch Druckunterschiede zwischen dem Innendruck und den Umgebungsdrücken verursacht werden. Zum Bei- spiel würden in grossen Höhen, in einem Flugzeug oder in einem Raumschiff, die auf das Begrenzungsgebilde wirkenden Kräfte sehr gross sein, so dass die Tragkonstruktion ziemlich massiv ausgebildet sein muss, wenn sie in der Lage sein soll, den resultierenden Beanspruchungen ohne bedeutende Ablenkung oder Verformung zu wi- derstehen.
Wenn auch die höheren Arbeitsgasdrücke einen Anstieg der Grösse des Arbeitspotentials mit sich bringen, so wird ein solcher Anstieg zumindest zum Teil durch die Potentialverminderung kompensiert, die durch die Verwendung von dünnem, dielektrischemLadungsspeichermaterial mit einem niedrigenPotentialgefälle erreicht wird. Ein weiteres, bei bekannten Gasanzeige-und/oder Speichereinrichtungen auftretendes Problem ist die grosse Intensität der einfallenden Strahlung, die zur Einleitung und zur Aufrechterhaltung des normalen Betriebes der Gasentladungsanzeige- und/oder Speichereinrichtung erforderlich ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Herabsetzung oder Beseitigung der einfallenden oder ruhenden Strahlung, wie sie zur Einhaltung und Aufrechterhaltung des Betriebes einer bekannten Gasentladungsanzeige- und/ oder Speichereinrichtung erforderlich ist.
Wo körperliche und optische Isolation bei einzelnenEntladungen beim Stand der Technik als notwendig befunden wurde, sind verhältnismässig verwickelte und schwierige Herstellungsvorgänge erforderlich, um eine genaue Justierung der Isolationseinrichtung (z. B. eines perforierten Gebildes) und eines jeden der Matrixleiter zu gewährleisten. Darüberhinaus wurde erkannt, dass zwischen den individualisierten Zellen trotz ihrer körperlichen Isolation ein verhältnismässig freier Gasdurchgang möglich sein soll, um wenigstens einen gleichmässigen Gasdruck über das ganze Gasentladungsfeld und jede einzelne Zelle zu gewährleisten, weil die Entladungs- und Speicherfunktionen vom Gasdruck abhängen.
Ein Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der Notwendigkeit einer genauen Justierung von Elektrodenanordnungen mit einem perforierten Isolierteil, wodurch die Schaffung einer vereinfachten, robusten Anzeige- und/oder Speichereinrichtung möglich wird.
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In der Regel erzeugen Gasentladungen eine beträchtliche Wärmemenge, die, wenn sie in Mehrfachentladungsfeldern vorhanden ist, die Gleichmässigkeit des Betriebes einer einzelnen Entladungszone beeinträchtigen kann, besonders wo ausgewählte Entladungsstellen häufiger als Entladungsstellen in einer andern Zone des Gasentladungsfeldes erregt werden und einenTemperaturunterschied imEntladungsfeld sowie mögliche Dimensions- änderungen elementarer oder gesonderter Entladungsvolumina verursachen. Folglich ist es ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Mehrfach-Gasentladungsanzeige-und/oder Speichereinrichtung zu schaffen, bei der der Einfluss der Temperatur auf den Betrieb der Gasentladungseinrichtung auf ein Minimum herabgesetzt ist.
Die vorgenannten Ziele werden bei einer Gasentladungsanzeige- und/oder Speichereinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Entladungsstellen durch einen ihnen gemeinsamen, von den dielektrischen Schichten begrenzten Gasraum miteinander verbunden sind, in welchen das Arbeitsgas mit einem zur Begrenzung der Entladungen auf die betreffenden Entladungsstellen ausreichenden Druck gefüllt ist.
Bei der erfindungsgemässen Einrichtung können die sich kreuzenden Leiterreihen rechtwinkelig zueinander angeordnet sein (doch kann jede andere Anordnung von Leiterreihen verwendet werden), um eine Vielzahl von Paaren von gegenüberliegenden Speicherzonen bzw. Entladungs-Teilflächen auf den Oberflächen des das Arbeitsgas begrenzenden oder einschliessenden Dielektrikums zu bilden. Somit ist für eineLeitermatrix mit H-Reihen und C-Kolonnen dieAnzahl der elementarenEntladungsvolumina gleich dem Produkt H X C, und die Anzahl der elementaren oder gesonderten Zonen ist doppelt so gross wie die Anzahl der elementaren Entladungsvolumina.
Das Gasvolumen ist ein Volumen, in welchem während der Entladung Licht und eine grosse Menge von Ladungen (Ionen und Elektronen) erzeugt wird. Das Arbeitsgas, vorzugsweise ein Gasgemisch, steht unter einem
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che Begrenzung oder optische Barrieren vorsehen, beseitigt. In baulicher Hinsicht bestehen die grundlegenden körperlichen Gebilde, die eine gesonderte Entladungszone (und die Querschnittsfläche elementarer oder geson- derter Gasvolumina, innerhalb welcher eine Entladung bewirkt wird) begrenzen, aus den Zonen der Leiterüber- lappung oder des Zusammenwirkens der Leiter gegenüberliegender Leiterreihen, wobei der Leiterabstand so ge- wählt ist, dass der Einfluss von Randfeldern, z.
B. die Stärke der Gasschicht und die Verwendung von dünnen, dielektrischen Überzügen auf ein Minimum reduziert wird. Mit diesen verhältnismässig feststehenden Parame- tern nutzt die die des aus, Entladungen beizutragen.
Eine vorzugsweise Ausführungsform der Erfindung, welche besonders für hohe Drücke des Arbeitsgases geeignet ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die den gemeinsamen Gasraum begrenzenden dielektrischen Schichten auf einander gegenüberliegenden Tragteilen zur Aufnahme der durch die Druckdifferenz zwischen Gasraum und Umgebung hervorgerufenen Kräfte angeordnet sind, wobei die Leiter der Leiteranordnungen jeweils zwischen den Tragteilen und den dielektrischen Schichten eingebettet sind.
Die Herstellung der erfindungsgemässen Einrichtung kann nach einem weiteren vorzugsweisen Merkmal der Erfindung dadurch vereinfacht werden, dass die Leiter der Leiteranordnungen und die dielektrischen Schichten von an Ort und Stelle auf die einander gegenüberliegenden Flächen der Tragelemente aufgebrachten und damit verbundenen Überzügen gebildet sind.
Die Widerstandsfähigkeit der erfindungsgemässen Einrichtung kann dadurch erhöht werden, dass die mit den dielektrischen Schichten versehenen Tragteile über wenigstens einen in an sich bekannter Weise entlang der Ränder der Tragteile verlaufenden, als gesonderter Bauteil ausgebildeten Abstandhalter und durch eine Dichtung miteinander verbunden sind, wobei die verwendeten Materialien der einzelnen Bauteile hinsichtlich ihrer Wärmedehnungskoeffizienten so gewählt sind, dass die Einrichtung nach Anbringung der Leiteranordnungen, der dielektrischen Schichten und der Abdichtung des Gasraumes und vor dem Einlassen des Arbeitsgases in den Gasraum ohne Gefährdung derselben im Vakuum erhitzt werden kann, Besonders günstig ist es, wenn zwischen den dielektrischen Schichten pastillenartige Abstandhalter od. dgl.
vorgesehen sind, um die Längen der Entladungsspalte im wesentlichen konstant zu halten.
Eine besonders gute Steuerung der Gasentladung wird nach einem andern vorzugsweisen Merkmal der Erfindung dadurch gewährleistet, dass die einander gegenüberliegenden Flächen der entsprechenden Tragteile Nuten aufweisen, in welchen die Leiter der Leiteranordnungen und jene Abschnitte der dielektrischen Schichten vorgesehen sind, welche von den Tragteilen gesonderte Bauteile sind, während die Stege auf den genuteten Flächen der Tragteile miteinander in Berührung stehen und Dichtungen die Tragteile an ihren Rändern dichtend miteinander verbinden.
Bei einer vorzugsweisenAusführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung, bei der die Leiter der Leiteranordnungen'Drähte sind, ist es sehr vorteilhaft, wenn die dielektrischen Schichten oder Abschnitte derselben an Ort und Stelle auf die Oberflächen der Tragteile und/oder die Oberflächen der Leiter aufgebrachte und damit verbundene Schichten sind. Dadurch wird eine besonders rationelle Herstellung der erfindungsgemässen Einrichtung möglich.
Eine sehr hohe Lebensdauer, eine sehr gute Speicherwirkung und eine sehr preiswerte Herstellung werden dann gewährleistet, wenn die dielektrischen Schichten aus einem wärmebeständigen anorganischen Material bestehen und wenn die dielektrischen Schichten oder Abschnitte derselben, die auf die Tragteile und/oder die Leiter aufgebracht sind, im Vergleich zu der Dicke der Tragteile dünn sind, Die Steuerung der Entladungen kann nach einem weiteren vorzugsweisen Merkmal der Erfindung in einfacher Weise dadurch günstig beeinflusst werden, dass die dielektrischen Schichten aus einem Material mit niedriger photoelektrischer Austrittsarbeit bestehen.
Zum Stand der Technik wird ergänzend noch folgendes ausgeführt : Die USA-Patentschrift Nr. 3, 096,516 beschreibt eine Gasentladungstafel, die von zwei einander gegen- überliegenden Platten mit orthogonal zueinander angeordneten Nutenreihen und mit inneren durchsichtigenLeitern am Grund der Nuten gebildet ist. Dabei sind die Leiter mit dem Arbeitsgas in direktem elektrischem Kontakt. Die in dieser bekannten Einrichtung stattfindende Entladung ist eine Glimmentladung, und es kommt hiebei keine Sammlung und Speicherung von Ladungen auf dielektrischen Oberflächen zustande, wie dies beim Gegenstand der Erfindung der Fall ist.
Bei der in der deutschen Auslegeschrift 1177255 geoffenbarten bekannten Anordnung stehen die Leiter ebenfalls in direkter leitender Verbindung mit dem Arbeitsgas. Es sind also in diesem bekannten Fall die Leiter (Linienraster) auf den einander zugekehrtenFlächen von zwei Glasplatten aufgedampft. Daher sind auch die bei dieser bekannten Anordnung vorhandenen Glasplatten keine dielektrischen Schichten im Sinne der Erfindung, sondern lediglich Tragplatten für die Leiter. Wegen des Fehlens eines Dielektrikums zwischen den Leitern und dem Arbeitsgas wird bei dieser bekannten Anordnung im Gegensatz zu der erfindungsgemässen Einrichtung auch keine Speicherwirkung erzielt.
Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden. In diesen zeigen Fig. l eine teilweise geschnittene Draufsicht einer erfindungsgemässen Gasentladungsanzeige- und/oder Speichereinrichtung,
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die an eine schematisch dargestellte Arbeitspotentialquelle angeschlossen ist, Fig. 2 einen Querschnitt (in vergrössertem, aber nicht proportional vergrössertem Massstab, da die Stärke der Gasschicht, die dielektrischen
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Teilquerschnitt, ähnlich Fig. 2 (vergrössert, aber nicht in proportionalem Massstab vergrössert), Fig. 4 eine iso- metrische Darstellung einer grösseren Gasentladungsanzeige-und/oder Speichereinrichtung gemäss der Erfindung, Fig.
5 ein Spannungs-Druck-Diagramm, welches den Einfluss des Druckes auf die Verbesserung des Speichervermögens veranschaulicht, und Fig. 6 eine isometrische (vergrösserte, aber nicht in proportionalem Massstab vergrösserte) Schnittansicht einer abgeänderten Ausführungsform einer Gasentladungsanzeige- und/oder Speichereinrichtung gemäss der Erfindung.
Gemäss der Erfindung wird ein Paar von dielektrischen Schichten oder Überzügen-10 und 11-- verwendet, die durch eine dünne Schicht oder ein dünnes Volumen vom Gasentladungsmedium-12-getrennt sind, welches Medium --12-- eine grosse Menge von Ladungen (Ionen und Elektronen) erzeugt, die abwechselnd auf Oberflächen von dielektrischenTeilen angegenüberliegenden elementaren oder gesonderten Zonen --X und Y-sammelbar sind, die durch die Leitermatrix auf nicht mit dem Gas in Berührung stehenden Seiten der dielektrischen Teile begrenzt sind, wobei jeder dielektrische Teil eine grosse Gesamtfläche und eine Vielzahl von Paaren von elementaren X-und Y-Zonen aufweist.
Da die elektrisch wirksamen Konstruktionsteile wie die dielek-
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(sie sind lediglich aus Übersichtlichkeitsgründen in den Zeichnungen in ihrer Stärke übertrieben dargestellt), sind sie auf stabilen, nichtleitenden Tragteilen--16 und 17-- ausgebildet und von diesen getragen.
Vorzugsweise lassen ein oder beide der nichtleitenden Tragteile --16 und 17-- Licht durch, das durch Entladung in den elementaren Gasvolumina erzeugt wird. Vorzugsweise bestehen diese Teile aus transparentem Glas und legen im wesentlichen die Gesamtstärke und die Festigkeit der Gasentladungstafel fest. Zum Beispiel beträgt die Dicke der durch den Abstandhalter --15-- festgelegten Gasschicht --12-- weniger als 0, 25 mm und
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feln bzw. Feldern viel dicker, um eine solche Festigkeit zu erreichen, wie sie zur Kompensation der Beanspru- chungen in der Gasentladungstafel erwünscht ist. Die Tragteile --16 und 17-- dienen ausserdem als Wärmesen- ken für die bei den Entladungen erzeugte Wärme, um auf diese Weise den Einfluss der Temperatur auf den Be- trieb der Einrichtung auf ein Minimum zu reduzieren.
Wenn es erwünscht ist, nur die Speicherfunktion auszu- nutzen, so braucht keiner der Teile lichtdurchlässig zu sein, obwohl es für später noch zu beschreibende Zwecke bevorzugt wird, dass einer der Tragteile und darauf gebildete Teile ultraviolette Strahlung durchlassen sollen.
Abgesehen davon, dass die Tragteile --16 und 17-- nichtleitend, d. h. gute Isolatoren, sein sollen, sind deren elektrische Eigenschaften nicht kritisch. Die Hauptfunktion derTragteile --16 und 17-- ist die mechani- sche Stützung und Verstärkung der gesamten Gasentladungstafel, insbesondere in bezug auf das auf die Tafel wirkende Druckgefälle und den Wärmeschock. Wie früher bemerkt, sollen die Wärmedehnungskoeffizienten der Tragteile --16, 17-- und der dielektrischen Schichten --10 und 11-einander entsprechen. Gewöhnliche, handelsübliche, 6, 35 mm starke Natronkalk-Glasplatten wurden für diesen Zweck verwendet.
Andere Gläser, wie Gläser mit geringem Wärmedehnungskoeffizienten oder transparente entglasteGläser können verwendet werden, vorausgesetzt dass sie der Bearbeitung standhalten und Wärmedehnungskoeffizientenaufweisen, die den Wärmedehnungskoeffizienten der dielektrischen Überzüge --10 und 11-- im wesentlichen entsprechen. Für vorgegebene Druckgefälle und Plattenstärken können die Beanspruchung und Durchbiegung der Platten mit normalen Beanspruchungs- und Deformationsformeln (s. R. J. Roark, Formeln für Beanspruchung und Deformation, McGrawHill, 1954) bestimmt werden.
Der Abstandhalter --15-- kann aus dem gleichen Glasmaterial wie die dielektrischen Schichten -10 und 11-- hergestellt sein, und eine an einem der dielektrischen Teile einstückig angeformte und an die andern Teile angeschmolzene Rippe sein, um eine aushärtbare hermetische Dichtung zu bilden, die das ionisierbare Gasvolumen einschliesst und begrenzt. Ausserdem kann noch eine gesonderte hermetische Schlussabdichtung durch eine entglaste Glasdichtung-15S-hoher Festigkeit bewirkt werden. Ein Rohransatz --18-- ist für das Auspumpen des Raumes zwischen den dielektrischen Teilen --10 und 11-- und Füllen dieses Raumes mit dem ionisierbaren Gas vorgesehen.
Bei grossen Entladungstafeln bzw. -feldern können, wie bei --15B-- gezeigt, kleine pastillenartige Schmelzglasabstandshalter zwischen Leiterkreuzungsstellen angeordnet und andie dielektrischen Teile-10 und 11-- angeschmolzen werden, um Beanspruchungen der Gasentladungstafel zu widerstehen und die Gleichmässigkeit der Dicke des Gasvolumens --12-- aufrechtzuerhalten.
Die Leiterreihen --13 und 14-- können durch eine Anzahl von bekannten Herstellungsverfahren wie Photo- ätzung, Vakuumbedampfung, Schablonenabschirmung usw. auf den Tragteilen-16 und 17-- gebildet werden.
In der in Fig. 4 gezeigten Gasentladungstafel beträgt der Mittelabstand der Leiter in den betreffenden Leiterreihen ungefähr 0,76 mm. Transparentes oder halbtransparentes leitendes Material wie Zinnoxyd, Gold oder Aluminium kann zur Bildung der Leiterreihen verwendet werden und sollte einen Widerstand von weniger als 3000 2/Leiter aufweisen. Es ist wichtig, ein Leitermaterial zu wählen, das bei der Verarbeitung durch das dielektrische Material nicht angegriffen wird.
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dem Produkt des Abstandes zwischen den dielektrischen Flächen und der Elementarfläche.
Es ist einleuchtend, dass, wenn die Leiterreihen gleichmässig und linear sind und orthogonal zueinander angeordnet sind, jede der Elementarflächen-X und Y-- ein Quadrat ist, und wenn die Leiter einer Leiterreihe breiter als die Leiter der andern Leiterreihe sind, diese Flächen Rechtecke sind, und wenn die Leiterreihen in einem andern Winkel als einem Winkel von 90 zueinander angeordnet sind, sind die Elementarflächen bzw. Entladungs-Teilflächen rautenförmig, so dass die Querschnittsfläche jedes Volumens in erster Linie lediglich durch die Gestalt der gemeinsamen Überdeckungsfläche der Leiter der Leiterreihen --13 und 14-- gegeben ist. Die strichlierten Linien --30'- sind imaginäre Linien, die eine Grenze eines Elementarvolumens darstellen,
um dessen Zentrumjede Elementarentladung stattfindet. Wie bereits beschrieben, ist es bekannt, dass die Querschnittsfläche der Entladung in einem Gas unter anderem durch den Gasdruck beeinflusst wird, u. zw. in der Weise, dass, wenn es gewünscht wird, die Entladung auf eine Fläche beschränkt werden kann, die kleiner ist als die Fläche der Leiter- überlappung. Durch Ausnutzung dieser Erscheinung kann die Lichterzeugung im wesentlichen auf den Bereich der elementaren Querschnittsfläche beschränkt oder aufgelöst werden, die durch die Leiterüberlappung gegeben ist. Darüber hinaus werden bei solchem Arbeitsdruck die bei der Entladung erzeugten Ladungen (Ionen und Elektronen) seitlich so begrenzt, dass sie den Betrieb benachbarter elementarer Entladungsvolumina nicht wesentlich beeinträchtigen.
Bei dem in Fig. 3 gezeigten Betriebszustand wurde eine vorionisierende Entladung um das Zentrum des Ele- mentarvolumens --30-- herum, durch Anlegen des Zündpotentials Vx t, das von einer Stromquelle --35-- (z. B. mit variabler Phase) und einer Stromquelle --36-- mit einem Brennpotential Vs (welches z.
B. eine Sinuswelle sein kann) abgeleitet wurde, an die Leiter --13-1 und 14-1-- eingeleitet. Das Potential Vxt wird zum Brenn- potential Vs, sobald das Brennpotential Vs in seiner Grösse ansteigt, addiert, um die Vorionisierung um das
Zentrum des in Fig. 3 gezeigten Elementarvolumens --30-- herum einzuleiten. Dabei wurde die Spannung der
Stromquelle --35-- mit dem Potential Vy zur Wechselspannung aus der Stromquelle-36- mit der Brenn- spannung Vs addiert, um mit dem Schliessen des Schalters --33-- eine Spannung Vf'an die das elementare
Gasvolumen definierenden Leiter --13-1 und 14-1-- anzulegen, welche Spannung (zeitlich und/oder grössen- mässig) ausreicht, um eine lichterzeugende Entladung zu bewirken, die um die Mitte des gesonderten elementa- ren Gasvolumens --30-- herum eingestellt ist.
Im dargestellten Betriebszustand haben sich, da der Leiter positiv ist, Elektronen --32-- auf einer Elementarzone des dielektrischen Teils --10-- angesammelt und bewegen sich zu dieser Zone, die im wesentlichen dem Querschnitt des elementaren Gasvolumens --30--
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bauen, bilden sie eine Gegenspannung, die der an die Leiter-13-1 und 14-1-angelegten Spannung entge- gengesetzt ist, und dienen dazu, die Entladung im elementaren Gasvolumen --30-- für den Rest einer Halb- periode zu begrenzen.
Während der Entladung um das Zentrum des elementaren Gasvolumens --30-- herum werden Photonen er- zeigt, die sich, wie durch Pfeile --37-- angedeutet, frei durch das gasförmige Medium --12-- bewegen und abseits gelegene Flächenzonen der dielektrischen Teile-10 und 11-mit äusserem lichtelektrischem Effekt beaufschlagen und veranlassen, Elektronen --38-- freizugeben. Die Elektronen --38-- sind im gasförmigen Medium --12-- im wesentlichen freie Elektronen und bewirken ein Vorionisieren jedes gesonderten elementaren Gasvolumens für den Betrieb bei einem niedrigeren Zündpotential Vf, welches geringer ist als das Zündpo- tential Vf r für die Anfangsentladung um das Zentrum des Elementarvolumens --30--, und diese Spannung ist für jedes andere elementare Gasvolumen im wesentlichen gleich.
Somit ermöglicht die Beseitigung physikalischer Hemmnisse oder Barrieren zwischen gesonderten Elementarvolumina, dass die Photonen durch den vom gasförmigen Medium --12-- eingenommenen Raum wandern und abseits gelegene Flächenzonen der dielektrischen Teile --10 und 11-- beaufschlagen, und dass ein Mechanismus für die Zufuhr freier Elektronen zu allen elementaren Gasvolumina geschaffen wird, wodurch alle gesonderten elementaren Gasvolumina für nachfolgende Entladungen, u. zw. jeweils bei einem gleichförmig niedrigeren angelegten Potential, vorionisiert werden.
Wenn auch in Fig. 3 ein einzelnes Elementarvolumen --30-- gezeigt ist, ist es klar, dass eine ganze Reihe oder Spalte elementarer Gasvolumina während des normalen Betriebes der Einrichtung in einem gezündeten Zustand aufrechterhalten werden kann, wobei das dabei erzeugte Licht von der normalen Betrachtungszone abgedeckt oder abgeschirmt ist und nicht für Anzeigezwecke verwendet wird. Es kann erwartet werden, dass in einigen Anwendungsfällen immer zumindest ein elementares Volumen in einem gezündeten Zustand sich befindet und Licht im Gasentladungsfeld erzeugt, und in solchen Anwendungsfällen ist es nicht notwendig, eine gesonderte Entladung oder Erzeugung von Photonen für die früher beschriebenen Zwecke vorzusehen.
Jedoch kann, wie früher beschrieben, das gesamte Gasvolumen für den Betrieb bei gleichen Zündpotentialen durch Verwendung äusserer oder innerer Strahlung vorionisiert werden, so dass hier keine Notwendigkeit für eine gesonderte Quelle höheren Potentials zum Einleiten der Anfangsentladung gegeben ist. Somit können durch Bestrahlung der Tafel mit ultravioletter Strahlung oder durch Einschluss eines radioaktiven Materials innerhalb desGlasmaterials oder desGasraumes alleEntladungsvolumina von derAdressier-und Zwischenschaltung-19- aus bei gleichen Potentialen betrieben werden.
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Da jede Entladung auf den Aufbau oder die Speicherung von Ladungen an Paaren von gegenüberliegenden
Elementarzonen begrenzt ist, ist das erzeugte Licht in gleicher Weise begrenzt. Tatsächlich dauert die Licht- erzeugung nur einen kleinen Bruchteil einer Halbperiode der angelegten Wechselspannung an und bewegt sich in Abhängigkeit von Konstruktionsparametern im Bereich von Nanosekunden.
Nach der Anfangszündung oder-entladung eines gesonderten elementaren Gasvolumens-30-durch ein
Zündpotential Vs'kann der Schalter --33-- geöffnet werden, so dass nur die Brennspannung Vs aus der Quelle --36--andieLeiter--13-1 und 14-1--angelegt ist. Auf Grund der Speicherung von Ladungen (z.B. des Spei- chers) an gegenüberliegenden Elementarzonen-X und Y-- entlädt sich das elementare Gasvolumen-30- wieder bei oder nahe dem Scheitel der negativen Halbperiode der Brennspannung Vs, um wieder einen kurzzei- tigen Lichtimpuls zu erzeugen.
Zu diesem Zeitpunkt sammeln sich auf Grund der Umkehrung der Feldrichtung
Elektronen --32-- auf der elementaren Flächenzone-Y-- des dielektrischenTeils-11-- an bzw. werden auf ihr gespeichert und positive Ionen --31-- werden auf der elementaren Flächenzone --X-- des dielektrischen Teils --10- gesammelt und gespeichert. Nach wenigen Perioden der Brennspannung Vs werden die Zeitpunkte derEntladungen in bezug auf die Wellenform der Brennspannung Vs symmetrisch gelagert. Bei abseits gelegenen
Elementarvolumina, wie z.
B. den durch die Leiter --14-1 und 13-2 sowie 13-3-- definierten Elementarvolu- mina, wird ein gleichförmiges Potential Vx aus der Quelle --60-- wahlweise durch einen oder beide der Schal- ter --34-2 oder 34-3-- zu der Brennspannung Vs, die von der Quelle --361-- erzeugt wird, addiert, um eines oder beide dieser elementaren Entladungsvolumina zu zünden. Auf Grund des Vorhandenseins von freien Elek- tronen, die zufolge der um die Mitte des Elementarvolumens-30-stattfindenden Entladung erzeugt werden, wurde jedes dieser abseits gelegenen, gesonderten Elementarvolumina für den Betrieb bei gleichem Zündpoten- tial Vf vorionisiert.
Um ein elementares Gasvolumen"auszuschalten" (d. h. eine Entladungsfolge, die einen"Ein"-Zustand bedeutet, zu beenden), kann die Brennspannung beseitigt werden ; doch wird es, da dadurch auch andere Ele- mentarvolumina entlang einer Reihe oder Spalte "ausgeschaltet" wurden, bevorzugt, dass die Volumina wahlweise "ausgeschaltet" werden, indem man an ausgewählte, in eingeschaltetem Zustand befindliche Elementarvolumina eine Spannung anlegt, welche die Ladungen neutralisiert, die an Paaren von gegenüberliegenden Ele- mentarzonen gespeichert sind.
Dieser Vorgang kann auf verschiedene Weise ausgeführt werden, z. B. durch Verändern der Phasen- oder Zeitlage des Potentials aus der Quelle-60-in der Weise, dass die mit dem Potential aus der Quelle-36'- kombinierte Spannung im wesentlichen unter die Brennspannung fällt.
Es ist einleuchtend, dass die Platten --16 bis 17-- nicht flach zu sein brauchen, sondern gekrümmt sein können, wobei die Krümmungen gegenüberliegender Flächen der Platten zueinander komplementär sind. Wenn auch die bevorzugte Leiteranordnung gitterförmig ausgeführt ist, ist es in gleicher Weise einleuchtend, dass, wo eine unendliche Vielfalt von zweidimensionalen Anzeigemustern nicht notwendig ist, z. B. da, wo besonders genormte Schauzeichen (z. B. Zahlen, Buchstaben, Wörter usw.) gebildet werden sollen und die Bildauflösung bzw. Bildschärfe nicht kritisch ist, die Leiter entsprechend geformt werden können.
Die in Fig. 4 gezeigte Einrichtung ist eine Gasentladungstafel mit einer grossen Anzahl von Elementarvolumina ähnlich dem Elementarvolumen --30-- (Fig. 3). In diesem Fall ist für die elektrischen Anschlüsse an die Leiterreihen-13'und 14'-mehr Platz vorgesehen, indem die Oberfläche der Tragteile --16'und 171-- über die Dichtung 5S'-hinausgeführt ist, wobei die Leiter abwechselnd auf entgegengesetzten Seiten herausgeführt sind. Die Leiterreihen-13'und M1--wie auch die Tragteile--16, und 171-- sind transparent. Die dielektrischen Überzüge sind in Fig. 4 nicht dargestellt, aber sie sind in gleicher Weise transparent, so dass die Tafel von jeder Seite aus betrachtet werden kann.
Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform ist in jedem Tragteil eine Vielzahl von feinen Rillen oder Nuten --50A und 50B-gebildet und in jede Nut ein Leiter jeder Leiterreihe--13" und 14"-- eingelegt. Der dielektrische Überzug --10"-- ist auf jedem Leiter der Leiterreihe-13"-aufgebracht, und der dielektrische Überzug --11"-- ist über jedem Leiter der Leiterreihe --14"- angebracht. Die Tiefe der Rillen und Nuten - ist grösser als die gesamte Stärke der Leiter und der dielektrischen Überzüge, so dass die Öffnung --51-- jeder Rille bzw. jeder Nut über die Länge jeder Rille bzw. Nut offen ist.
Die Tragteile --16" und 17"-- sind
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diese Weise wird ein gleichmässiger Abstand zwischen Paaren von gegenüberliegenden, elementaren, dielektrischen Oberflächen an Leiterkreuzungen für Gasdrücke, die niedriger als die Umgebungsdrücke sind, aufrechterhalten. Um Beanspruchungen auf Grund von Druckgefällen, bei denen der Gasdruck grösser als der Umgebungsdruck ist, zu beseitigen oder auf ein Minimum zu reduzieren, können die miteinander in Berührung stehenden Stege in den Tragteilen mit dielektrischem oder anderem schmelzbarem Material überzogen und miteinander verbunden werden. Bei dieser Ausführungsform ist das unter Druck stehende Gas--12-- entlang der Nutenöffnung kontinuierlich und weist entlang jeder Nut an jeder Kreuzung mit den Leiter tragenden Kanälen des gegenüberliegenden Tragteils eine Waffelgestalt auf.
In diesem Fall können Photonen entlang der Längen eines Paares von Kanälen frei fliessen, um dielektrische Überzüge entlang der Kanäle zu beaufschlagen und dadurch Elementarvolumina entlang eines Paares von sich kreuzenden Kanälen vorzuionisieren.