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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anzeige einer , elektrischen Spannung mit Hilfe eines elektrolumineazierenden Leuchtkondensators
Es sind 'bereits Vorrichtungen bekannt, bei denen ein elektrolumines- zierender Leuchtstoff in einem Kondensator einem elektrischen Feld unterworfen und damit zur Lichtemission angeregt wird. Bei derartigen Anordnungen ist die Inten- sität der Lichtemission von der Grösse der elektrischen Feldstärke bzwo der ange- legten Spannung abhängig. Es lässt sich also zwar die Grösse einer Spännung durch die Intensität der Lichtemission kennzeichnen, jedoch ist eine derartige Anzeige seerhr ungenau, weil das menschliche Auge gegen kleinere Anderungen der Lichte- mission unempfindlich ist.
Die Erfindung hat es sich demgemäss zur Aufgabe gemacht, eine deutlich sichtbare Spannungsanzeige mit Hilfe von elektrolumineszierendenn Leuchtkondensa- toren dadurch zu erzielen, dass das Leuohtbild in seiner Grösse verändert wird.
Gemäss der Erfindung geschieht das in der Weise, dass zwischen zwei elektrisch leitenden Belegungen, von denen mindestens eine optisch durchsichtig ist, ein elektrolumineszierender Stoff angeordnet ist, und mindenstens eine dieser Bele- gungen einen-so grossen elektrischen Widerstand aufweist, dass beim Anlegen einer Spannung an dem einen Ende dieses Widerstandes zunächst im wesentlichen nur an dieser Stelle Elektrolumineszenz auftritt, die sich bei höherer Spannung stetig auf weitere Flächengebiete des Leuchtkondensators ausdehnt.
Bei der Anordnung gemäss der Erfindung ergeben schon kleinste Span- nungsänderungen eine deutlich sichtbare Anderung des Leuchtbildes. Gegenüber den bisher bekannten Vorrichtungen zur Anzeige von Spannungen, z.B. gegenüber Elek- tronnenröhren, hat diese Anordnung den Vorteil, dass die Anzeigevorrichtung nicht im Vakuum angeordnet ist. Die Anfertigung der elektrolumineszierenden Leuchtkon- densatoren ist ausserdem sehr billig und einfach. Ferner ist die ausnutzbare Leuchtfläche im Verhältnis zu dem erforderlichen Raumbedarf weitaus günstiger.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung lässt sich eine scharfe Grenze zwischen der leuchtenden und der nichtleuchtenden Anzeigefläche dadurch erzielen, dass zwischen den beidenelektrisch leitenden Belegungen neben dem elek- trolumineszierenden Stoff eine Schicht angeordnet ist, deren Widerstand sich bei einer bestimmten Spannungshöhe in starkem Masse ändert. Es ist vorteilhaft, einen elektrolumineszierenden Leuchtstoff, beispielsweise Cadmiumsulfid, zu verwenden, der die eigenschaft ener spannungsabhängigen Widerstandschicht aüfweist.
Anhand der beigefügten Zeichnungen sei die Erfindung im folgenden näher erläutert:
In Fig. 1 ist die Anzeigefläche wiedergegeben, die einen bestimmten durch Schraffur gekennzeichneten Anzeigezustand darstellt, während Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Kondensator anzeigt. Auf einem geeigneten Träger 1, z. Bo einer optisch durchsichtigen Unterlage aus Glas oder Glimmer, ist eine elektrisch leitende Schicht 2, welche ebenfalls optisch durchsichtig sein kann, aufgebracht.Eine solche Schicht lässt sich dadurch erzeugen, dass Metalle, z.B. Aluminium, im Vakuum aufgedampf-t oder dass Dämpfe von Metallsalzen, wie z.B. Sn Cl 2, Sn Cl 4 oder' @Cl4 mit der erwärmten Unterlage zur Reaktion gebracht werden. Im letzteren Falle bildet sich ein elektrisch leitender Belag von Metalloxyd.
Bei der Verwendung von SnO oder TiO ist dieser Belag durchsichtig. Auf der elektrisch leitenden Schicht 2 befindet sich eine Schicht eines geeignet präparierten elektrolumineszierenden Leuchtstoffes 4,z.B. Zinksulfid mit einem im Ubersohuss zugesetzten Kupferakti- vator. Der Leuchstoff ist in vorteilhafter Weise in ein Dielektrikum hoher Dielek- trizitätskonstante eingebettet, z.B. in Polyacrlsäuresster. Auf die elektrolumi- neszierende Leuchstoffschicht folgt eine Widerstandsschicht 3. Dies kann eine dünne Metallschicht, z.B. aus Aluminium bestehend sein, welche im Vakuum aufge- dampft ist oder auch eine Graphitschicht, welche aufgesprüht ist. Die Leitung der den Leuchtstoff erregenden Spannung, z.B. Wechselspannung, liegen an der elek- trisch leitenden Schicht 2 und an der Widerstandsschicht 3.
Die Grösse des Wider-
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standes ist so bemessen, dass bei Anlegen der erregenden Spannung an die Elektro- den 2 und 3 längs des Widerstandes ein merklicher Spannungsabfall entstehto Da- durch lässt sich erreichen, dass sich die Leuchtfläche bei Anlegen der erregenden Spannung in Richtung des Gradienten des Spannungsabfalls stetig vergrössert.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt Figo 3.Für gleiche Teile sind die gleichen Bezugszeichen verwendet. Während das ein¯Ende der Widerstandsschicht 3 mit der Spannungsquelle verbunden ist, ist das andere Ende über einen Widerstand 7 mit der an die elektrisch leitende Schicht gelegten Zuleitung verbundeno Längs der Widerstandsschicht 3 wird ein Spannungsabfall erzwungen, da an den Anschluss- stellen der Widers tandssschioht 2 und der Leitschicht 3 eine Potentialdifferenz- zwischen diesen Schichten 2 und 3 besteht. Dadurch wird bei entsprechender Dimen- sionierung des Widerstandes 7 erreicht,
dass sich die Leuchtwirkung über die ganze Fläche ausdehnto
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Figo 4 wiedergegebeno Hier befindet sich zwischen der Widerstandssicht 3 und der elektrolumineszierenden Schicht 4 eine weitere Schicht 8, deren elektrischer Widerstand sich mit der Grös- se der angelegten Spannung bei einem bestimmten Schwellwert nahe-zu. sprunghaft verkleinerte Eine derartige Schicht kann z.B.
aus geeignet präpariertem Cds oder Silioium-Carbid besteheno Diese Anordnung hat den Vorteile dass'die Begrenzung des Leuchtbildes besonders scharf ausgebildet istoDas Ablesen wird dadurch we- sentlich erleichtert und somit die Empfindlich keit erheblicht gesteigerte
In Abbildung 5 ist eine Draufsicht und in der Figo 6 ein Querschnitt einer praktischen Ausführungsform des Leuohtkondensators dargestellte
In diesen Abbildungen sollen insbesqndere die elektrischen Zuführun- gen an die Elektroden veranschaulicht werden. Für gleiche Teile wurden wiederum die gleichen Bezugszeichen verwendeto Ein Teil der elektrisch leitenden, optisch durchsichtigen Schicht 2 ist nicht von der elektrolumineszierenden Schicht bedeckt.
An der freien Stelle ist die Leitschicht mit einer wesentlich stärkeren und me- chanisch stabileren Metallschicht 10 bedeckt, die als Kontakt für die Zuleitungen dieneno Diese Metallschicht kann zoBo aus eingebranntem Silber oder Indium bzwo Indiumverbindungen besteheno Auf einem Teil der elektrolumineszierenden Schicht 4 ist eine Isolierscheibe 11, z.B. aus Glimmer, angeordnete Die Platte weist mehrere Zungen 12 aufo Diese;sind mit einem Silberüberzug versehene an die die Zuleitungen geführt werden. Die Zufuhrung der Spannung an die Widerstandssohioht 3 erfolgt durch die elektrisch leitenden Schichten 9. Diese können in vorteil- hafter Weise aus einem aufgesprühtem Graphitstreifen bestehen oder nach der be- kannten Art der gedruckten Schaltungen ausgeführt sein.
Im letzten Falle können auch die Zufûhrungsteile 10 in gleicher Weise als gedruckte Schaltungen ausge- bildet seine Bei Anlegen der erregenden Spannung 5 z.B. Wechselspannung, ergibt sich ein aus zwei Bändern bestehendes Leuohtbildo Bei Änderung der Spannungsgrösse werden die Leuchtbänder vergrössert oder verkleinert, wobei sich die Leuchtkan- ten jeweils in gegenläufigem Sinne bewegeno
In Figo 7 ist eine Draufsicht und in Figo 8 ein Querschnitt einer etwas abgeänderten Anzeigevorrichtung wiedergegebeno Bei dieser Ausführung sind auf einem Träger 1, der aus beliebigem Isoliermaterial besteht, zwei elektrisch leitende Schichten angeordnet, von denen mindestens eine für den Lumneszenzef- fekt wirksame Widerstandsschicht 3 bildet.
Zwischen den beider Belegungen 2 und 3 befindet sich die elektrolumineszierende Schicht 40 Der elektrolumineszierende Leuchtstoff kann bei Anwendung von Wechselspannung in ein geeingnetes Dielektri- kum, z.B. Polyacrylsäurester eingebettet seine Bei Änderung der Grösse der erre- genden Spannung ergibt sich eine Verschiebung der Längsausdehnung des strichar- tigen Leuchtbildes Dadurch lässt zich in einfacher Weise eine thermometerartige Anzeige erreichen.
Eine derartige Anordnung lässt sich z.B. in vorteilhafter Weise zur Abstimmanzeige von Rundfunkempfängern verwendeno In diesem Falle dient der Leuchtkondensator als Skalenzeigero Dabei ergibt sich der Vorteil, dass die Beo- bachtung der Skalenanzeige und der Abstimmzustand des Gerätes gleichzeitig ohne
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Blickänderung beobachtet werden können.
An einem,weiteren in der Fig. 9 dargestellten Ausführungsbeisppee ist die Verwendung des Leuchtkondensators als Anzeigevorrichtung für Rundfunkemp- fänger in einem Schaltbild dargestellt. Für gleiche Teile sind wiederum gleiche Bezugszeichen verwendet.
Eine spannungsführende Elektrode 14 führt dem Leuchtkondensator die Regelspannung des Gerätes über ein Schaltelement 13 zu, dessen Widerstand durch eine Spannung steuerbar verändert wird, z.B. über eine Elektronenröhre, Transis- tor oder derglo Entsprechend dem in der Schicht 3 entstehenden Spannungsabfall nimmt die Leuchtfläche mit grösser werdender Regelspannung zuo Die Anordnung ge- mäss Figo 10hat den Vorteil, dass sich-eine orverstärkung der Anzeigespannung erübrigt.
Statt einer in der Figur dargestellten rechteckigen Anzeigefläche las- sen sich natürlich alle beliebig gestalteten Flächen verwenden, z.B. kreis- oder spiralförmige
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Figo 11 wieder- gegebeno Hier sind mehrere Widerstände '15 bis 18 an die anzuzeigende Spannung 5 angeschlossen. Zwischen die Widerstände sind jeweils elektrolumineszieende Zel- len 19 bis 21 geschaltete Durch eine derartige Anordnung wird erreicht, dass die elektrolumineszierenden Zellen nacheinander den Schwellwert der Spannung erreichen und nacheinander aufleuchten In vorteilhafter Weise sind die einzelnen Zellen mit Zeichen belegt, z.B. dadurch, dass eine Blende vor die Zellen angeordnet wird.
Dadunch.ist es möglich, die Grösse der Spannung direkt abzulesen.
PATENTANSPRÜCHE.
1. Vorrichtung zur Anzeige der Grösse einer elektrischen Spannung durch Anderung der Grösse eines Leuchtbildes, dadurch gekennzeichnet, dass zwichen zwei elektrisch leitenden Belegungen, von denen mindestens eine optisch durchsich- tig ist, ein elektrolumineszierender Stoff angeordnet,ist, und mindestens eine dieser Belegungen einen so grossen elektrischen Widerstand aufweist, dass beim Anlegen einer Spannung an dem einen Ende dieses Widerstandes zunächst im wesent- lichen nur'an dieser Stelle Elektrolumineszenz auftritt, die sich bei höherer Spannung stetig auf weitere Flächengebiete des Leuchtkondensators ausdehnt.