Tafelförmige An:zeigevorrichtung
Tafelförmige Anzeigevorrichtungen mit einer Reihe von gasgefüllten Zellen, die wahlweise zur Anzeige einer Nachricht angeschaltet werden können, sind bekannt, wurden aber bisher noch nicht kommerziell verwertet.
Bei einer neueren Entwicklung wird eine Anzeigevorrichtung mit zwei Zellenschichten oder Zellenlagen geschaffen, wobei die erste Lage als Abtast- oder Adressierschicht zur seriellen einzel- oder spaltenweise Adressierung der Zellen dient, und die zweite Lage bei Abtastung der ersten Schicht zur Eingabe und möglichen Speicherung der anzuzeigenden Information. Diese Mehrschichtenvorrichtungen sind aus mindestens vier Lagen aus Glas oder einem anderen Isolierstoff aufgebaut, wobei die Elektroden entsprechend zwischen ihnen angeordnet sind und mindestens zwei Lagen eine Matrix aus Öffnungen in engem Rasterabstand enthalten, die als Gaszellen dienen. Obwohl diese Einrichtungen mit Erfolg arbeiten, müssen sie durch die Herausnahme von Einzelbauteilen, wie z. B. eine oder beide der mit Öffnungen versehenen Glasplatten wirtschaftlicher gestaltet werden.
Die erfindungsgemässe tafelförmige Anzeigevorrichtung ist gekennzeichnet durch eine erste Isolierplatte mit einer Anzahl von parallelen, in der einen Fläche verlaufenden Rillen, einer am Grund einer jeden Rille angeordneten ersten Elektrode, einer Anzahl von zweiten, parallel verlaufenden Elektroden, die im Abstand von den ersten Elektroden derart angeordnet sind, dass jede Elektrode zweiter Art eine Anzahl von ersten Elektroden kreuzt, wobei an jeder Kreuzungsstelle einer ersten mit einer zweiten Elektrode in der Rille eine Gaszelle gebildet wird, durch eine zweite, auf die erste Platte aufgelegte Platte mit einer Anzahl von in Reihen und Kolonnen angeordneten Öffnungen, von welchen jede mit einer Kreuzungsstelle je einer zweiten und je einer ersten Elektrode ausgerichtet ist, durch dritte Elektroden auf der der ersten Platte gegenüberliegenden Fläche der zweiten Platte,
welche dritten Elektroden jede mit einer Gruppe der Öffnungen ausgerichtet sind, wodurch ein Teil jeder dritten Elektrode mit einem Teil einer zweiten Elektrode und einem Teil einer ersten Elektrode an jeder Öffnung ausgerichtet ist, und durch eine die dritten Elektroden bedeckende Glassichtplatte, wobei die erste Platte, die zweite Platte und die Sichtplatte zusammen hermetisch abgeschlossen sind und ein ionisierbares Gas in der Vorrichtung, bzw. in den Zellen, eingeschlossen ist.
Die Erfindung ist nachstehend beispielsweise näher erläutert. In den Zeichnungen ist:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Anzeigevorrichtung,
Fig. 2 eine Sprengzeichnung der Vorrichtung der Fig. 1,
Fig. 3 ein Schnitt längs der Linien 3-3 der Fig. 1,
Fig. 4 ein Schnitt längs der Linie vi 4 der Fig. 1,
Fig. 5-9 verschiedene Änderungen eines Teils der Anzeigevorrichtung,
Fig. 10 der Schnitt durch eine Änderung eines Teils der Anzeigevorrichtung,
Fig. 11 der Schnitt durch eine weitere Änderung eines Teiles der Anzeigevorrichtung,
Fig. 12 ein Schnitt durch eine einzelne Anzeigezelle,
Fig. 13 eine Änderung eines Teiles der Anzeigevorrichtung, und
Fig. 14 die Sprengzeichnung eines anderen Ausführungsbeispiels der Anzeigevorrichtung.
In den Fig. 1 bis 4 hat die Anzeigevorrichtung 10 eine erste Isolierplatte 20 aus Glas, Keramik und dergleichen mit einer Anzahl von parallelen Rillen oder Kanälen 30, die sich von der einen Fläche 40 aus gegen die andere Fläche 50 der Isolierplatte erstrecken. Zum Zwecke der Darstellung und Beschreibung der Vorrichtung ist die Isolierplatte 20 so ausgerichtet, dass die Rillen waagerecht verlaufen. Zur Vereinfachung der Zeichnung sind relativ wenige Rillen gezeigt, es ist jedoch offensichtlich, dass die Platte 20 für die meisten Anwendungen erheblich breiter sein würde und viel mehr Rillen enthalten würde. Die Rillen können jeden geeigneten Querschnitt haben. In den Fig. 1 bis 4 sind sie mit V-förmigem Querschnitt ausgeformt, jedoch kann auch jeder andere geeignete Querschnitt verwendet werden.
Zum Beispiel ist in der Fig. 5 eine Rechteckoder Quadratrille gezeigt, und in den Fig. 6 und 7 besitzt die Rille einen engen Aussen- und weiten Innenteil. In Fig. 8 hat die Rille einen weiten Aussen- und einen en gen Innenteil, und in Fig. 9 besitzt sie die Form eines auf dem Kopfe stehenden V.
Auf dem Grunde der Rille sind die ersten Elektroden 60 gelagert, und da die Rillen parallel geführt sind, sind es auch die Elektroden. Die Elektroden 60 können aus Draht, Flachbahnstreifen oder jeder anderen geeig neten Form bestehen, wobei die Formgebung der Rille entsprechend verändert wird. Diese Elektroden können auch in den Rillen als Belag ausgeformt, aufgedampft oder anderweitig eingebracht sein. Die Elektroden 60 können auch durch ein Bindemittel, wie eine Glasfritte oder dergleichen, an den Enden der Rillen 30 oder einer beliebigen anderen geeigneten Stelle befestigt sein.
Die Vorrichtung umfasst auch auf der die Rillen 30 aufweisenden Fläche 40 der ersten Platte 20 angeordnete zweite Elektroden 70. Die zweiten Elektroden 70 verlaufen ebenfalls parallel zueinander und sind im allgemeinen senkrecht zu den ersten Elektroden 60 angeordnet, obwohl sie auch schräg verlaufen können.
Die Elektroden 70 können ebenfalls aus flachen Strei fen, Drähten oder dergleichen bestehen, und sie können ebenfalls in den in der die Rillen 39 aufweisenden
Fläche 40 der Platte 20 ausgeformten Rillen 80 gelagert sein oder sich in gleichen Rillen der gegen die erste
Platte 20 gerichteten Fläche der zweiten Isolierplatte
110 befinden, die über ihnen liegt, oder auch teilweise in
Rillen einer jeden Platte. Die Orte, an welchen die zweiten Elektroden 70 die erste Elektrode 60 kreuzen, bilden die Gaszellen 90, und die Elektroden 70 besitzen an diesen Orten eine Öffnung 100, wenn sie ein
Flachbandstreifen oder von sonst geeigneter Form ist, d. h. abgesetzt und dergleichen, so dass eine Verbindung oder Kommunizierung von der Elektrode 60 über die
Elektrode 70 zu den anderen nachstehend beschriebenen
Elementen besteht.
Die zweite Isolierplatte 110 mit einer in Reihen und
Kolonnen angeordneten Anzahl von Öffnungen oder
Zellen 120 befindet sich auf den Elektroden 70, wobei jede öffnung oder Zelle mit einer Öffnung 100 und mit der Zelle 90 ausgerichtet ist, welche an eine Kreuzungsstelle der zweiten Elektrode 70 mit der ersten Elektrode 60 gebildet ist. Somit enthält jede Öffnung 120 eine Zelle, die senkrecht zu der durch die erste und die zweite Elektrode gebildeten Zelle 90 sowie zu den zwischen den Elektroden liegenden Teilen der Rille 30 ausgerichtet ist. Die Platte 110 kann aus Glas, I(eramik oder dergleichen bestehen, und die Öffnungen oder Zellen 120 können zylinderförmig oder von jeder anderen geeigneten Gestalt sein.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzen die Öffnungen der Platte 110 lichtreflektierende Wände. Dadurch können nicht-axial gerichtete Lichtstrahlen, die an der Kathode 70 in den Zellen 120 erzeugt werden, hin- und herreflektiert werden und unter verschiedenen Winkeln austreten, so dass der gesamte Sichtwinkel der Vorrichtung verbessert wird. Ausserdem absorbiert die der ersten Platte 20 gegenüberliegende Fläche der zweiten Platte 110 durch Schwärzung oder Dunkelfärbung und dergleichen Licht, um Lichtreflektionen aus der Umgebung zu verhindern oder weitgehend herabzusetzen. Für diesen Zweck kann eine schwarze Glassur oder eine schwarze Glasfritte und dergleichen verwandt werden, welche die Funktion der Vorrichtung nicht stören.
Für diese bevorzugte Ausführung kann die Platte 110 aus den verschiedensten lichtreflektierenden Isolierstoffen hergestellt werden, wie z. B. aus Tonerde, Forsterit, Steatit, Milchglas, Borstickstoff, Berylliumoxid, Mullit oder Opalglas, die alle das erforderliche Lichtreflexionsvermögen der Zellen 120 bewirken.
In anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung kann die erwähnte Fläche der Platte 110 mit einer lichtabsorbierenden Folie 190 (Fig. 10) anstelle des lichtabsorbierenden Belags versehen sein, die z. B. aus schwarzem Glimmer, schwarzem Glas und dergleichen bestehen kann. Die Platte 110 kann auch aus einer Metallfolie 194 gefertigt sein, die mit einer Dünnschicht
196 aus Isoliermaterial wie z. B. Porzellan, Glas und dergleichen (Fig. 11) überzogen ist und das zur Lichtab sorption entsprechend eingefärbt ist. Weiter können die Zellenwände 120 der Platte 110 auch mit lichtreflektierendem Material 200, wie z. B. Chrom und dergleichen überzogen sein (Fig. 13).
Die Anordnung der Zellen 90 in der ersten Platte 20 längs den Rillen 30 werden als Reihen, und die in Richtung der Elektroden 70 verlaufenden werden als Kolonnen bezeichnet. Diese gleiche Bezeichnung gilt auch für die Rillen in der zweiten Platte 110. Dritte Elektroden 130 sind auf der der ersten Platte gegenüber liegenden Fläche 140 der zweiten Platte 110 angebracht, und sie sind vorzugsweise entweder in die Rillen der
Platte 110 oder in die Rillen einer transparenten Deckoder Sichtplatte 150 eingelassen, welche auf der Platte
110 liegt. Die Elektroden 130 sind parallel zu und mit den ersten Elektroden 60 ausgerichtet, und jede ist mit einer Reihe von Öffnungen 120 in der Platte 110 ausgerichtet.
Die Elektroden 130 können auch flache
Streifen, Drähte und dergleichen sein, und sie sind entweder mit Öffnungen versehen oder anderweitig in geeigneter Weise ausgeformt, so dass ein durch die
Deckplatte 150 hindurchsehender Betrachter die Glimm entladungen in den Zellen 120 sehen kann.
Die Elektroden 60, 70 und 130 der Vorrichtung 10 können durch ein geeignetes Bindemittel, wie z. B.
Glasfritte (nicht gezeigt), befestigt sein. Sie können aber auch mechanischen Pressitz in den Rillen oder Nuten der Platten gehalten werden. Ausserdem sind bei der fertiggestellten Vorrichtung die Platten 20, 110 und 150 an ihren Kanten mit Glasfritte oder dergleichen 170 (Fig. 3 und 4) gemeinsam abgedichtet und zusammengehalten. Zur besseren Anbringung dieser Abdichtung ist die Deckplatte 150 und die Bodenplatte 20 meist etwas länger als die Mittelplatte 110 (Fig. 3 und 4). Diese Anordnung ist jedoch nicht erforderlich.
Zur Vorrichtung 10 gehört auch ein ionisierbares Gas, wie z. B. Argon, Neon und dergleichen, sowie vorzugsweise ein Penning- oder Schichtgemisch dieser Gase einschliesslich einer geringen Menge vom Queck-, silber, welche für den beabsichtigten Zweck unter dem entsprechenden Druck gehalten werden. Das Gas kann durch einen entsprechend an der Vorrichtung befestigten Einfiillstutzen oder eine Kanüle (nicht gezeigt) oder auf eine beliebige andere geeignete Weise eingefüllt werden.
Die Vorteile der Erfindung für die Verbesserung des Sichtwinkels sind schematisch in Fig. 12 dargestellt, die eine normale Zelle zeigt, in welcher die Glimmentladung an der Kathode am Boden der Zelle auftritt. Angenommen, die Wände der Zelle würden wenig oder gar nicht reflektieren, dann beschreiben die von den Ecken der Kathode ausgehenden Strahlen A den maximalen Sichtwinkel. Bei einer Zelle mit der reflektierenden Wand stellen die Strahlen B das an den Wänden reflektierte Licht dar, welches am Ende der Zelle austritt und den tatsächlichen Sichtwinkel der Zelle beschreibt. Man erkennt, dass dieser Sichtwinkel erheblich breiter ist als der erste.
Die Arbeitsweise von vielzelligen Anzeigevorrichtungen wie der Vorrichtung 10, bei welcher die Rillen 30 als Gaskommunizierungswege zwischen angrenzenden Zellen funktionieren, ist in den Einzelheiten in der Patentanmeldung S.N. 828 793 vom 28. Mai 1969 beschrieben, auf die hier zur vollständigen Erläuterung der Funktion verwiesen wird. Kurz gesagt, dienen beim Betrieb der Vorrichtung die Elektroden 60 und 130 vorzugsweise als Anoden und die Elektroden 70 als Kathoden. Nach Fig. 2 ist jede dritte Kathode 70 elektrisch zusammengeschaltet, so dass drei Elektrodengruppen 70a, 70b und 70c gebildet werden, die an eine Steuerquelle (nicht gezeigt) angeschlossen sind. Durch die serielle Ansteuerung der drei Kathodengruppen 70 werden die Zellen 90 kolonnenweise abgetastet, wobei in jeder Zellenkolonne 90 eine Glimmentladung entsteht.
Diese serielle Ansteuerung wird so lange wiederholt, bis die gesamte Vorrichtung 10 abgetastet ist und dann noch fortgesetzt, so dass die Vorrichtung wiederholt abgetastet wird.
Da die Platte 20 mit Rillen versehen ist, kann das Gas zwischen angrenzenden Zellenkolonnen kommunizieren. Wenn somit eine Kolonne aufglimmt, so werden durch sie die beiden angrenzenden Kolonnen vorgespannt. Wenn z. B. die Kolonne 70c glimmt, so werden durch sie die vorangehende und die nachfolgende Kolonne 70b und 70a vorgespannt. Wenn somit der nächste Abtastimpuls an die Kolonnen 70a gelangt, so erzeugt er eine Glimmentladung nur in der durch die angrenzende zuletzt glimmende Kolonne 70c vorgespannten Kolonne 70a. Diese wahlweise Vorspannung ermöglicht es, dass die Zellen der Platte 20 mit nur drei Ansteuerungsquellen kolonnenweise abgetastet werden können.
Gleichzeitig mit der Abtastung und synchron mit der Abtastgesc'nwindigkeit gelangen Informationssignale an die Anode 130, und wenn Anschaltsignale anliegen, wird die Glimmentladung mit einer durch den Pegel des Anschaltsignals bestimmten Intensität in die Zellen 120 übertragen, wodurch eine sichtbare Nachricht angezeigt wird. Wenn jede Zellenkolonne nacheinander abgetastet wird und Informationssignale angelegt werden, so wird eine durch die Deckplatte sichtbare unbewegte jedoch veränderliche Anzeige über die Zellenkolonnen 120 verteilt. Das Glimmen in den unteren Zellen 90 kann jedoch nicht durch die Deckplatte hindurch gesehen werden, so dass der für die Vorrichtung charakteristische interne Abtastvorgang die Anzeige nicht stört.
In Fig. 14 ist die Vorrichtung 10' gezeigt, die auf beiden Seiten der Mittelelektroden 70 mit den Rillenplatten 20 und 20' versehen ist, wobei die Platte 20' die mit Öffnungen versehene Platte 110 sowie die Deckplatte 150 im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 4 ersetzt. Die in Fig. 14 gezeigten Rillen sind rechteckig, können jedoch in jeder beliebigen der gezeigten Formen ausgeführt sein.
Wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 4, dienen die Stellen über den entsprechenden Elektroden 60 und die direkt unter den Elektroden 70 befindlichen Stellen als Einzelgaszellen. Wie bei diesem Ausführungsbeispiel dienen auch hier die Stellen unter den entsprechenden Elektroden 60' und direkt über den Elektroden 70 als einzelne Gaszellen, welche mit den Zellen in der Platte 20 ausgerichtet sind, um eine Zweischichtenvorrichtung zu bilden, wie sie in Verbindung mit den Fig. 1 bis 4 beschrieben wurde.
Wie beim Betrieb der Vorrichtung der Fig. 1 bis 4 dienen auch zum Betrieb der Vorrichtung der Fig. 14 die Elektroden 60 und 60' als Anoden, die Elektroden 70 als Kathoden, wobei jede dritte Kathode 70 elektrisch zusammengeschaltet ist, um drei Kathodengruppen 70a, 70b und 70c zu bilden. Auch diese drei Kathodengruppen werden wie vorstehend beschrieben, seriell und wiederholt durch drei nicht gezeigte Steuerquellen angesteuert.
Wenn eine der Kathodengruppen, z. B. die Gruppe 70b, bei der Abtastung der einen Schicht der Vorrichtung erregt wird, und Informationssignale an die Anoden 60' der anderen Schicht gelangen, so findet eine Glimmentladung nur in einer der Kolonnen 70b statt, wodurch die Anschaltsignale eine Glimmentladung nur über dieser Kolonne auslösen können. Auf diese Weise werden aufeinanderfolgende Gruppierungen der Signalinformation wahlweise auf aufeinanderfolgende Zellenkolonnen der anderen Platte 20' verteilt (wie vorstehend erläutert) und erzeugen eine unbewegte, jedoch veränderliche Anzeige.
Um diese Arbeitsweise zu erreichen, darf jedoch jede Kolonne der ersten Platte 20 nur mit einer einzigen Kolonne der zweiten Platte 20' kommunizieren, d. h. mit der direkt mit ihr ausgerichteten Kolonne. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 4 wird dies mit begrenzten Gaszellen erreicht, welche durch die Öffnungen 120 in der zweiten Platte 110 gebildet werden, die direkt auf die Öffnungen in den Kathoden 70 und den offenen Zellen 90 ausgerichtet sind. Um jedoch bei der Auslegung der Rillen als offene Rillen in der zweiten Platte 20' der Fig. 14 sowie in der ersten Platte 20 die Ankopplung nur einer einzigen Kolonne zwischen den Zellen der beiden Platten zu erreichen, bilden die Kathoden 70 einen Teil einer Folie 170 aus Vollmaterial mit abwechselnd angeordneten Streifen von Anodenund Isolationsleisten 180.
Die Folie 170 kann durch Eingiessen der Kathoden leisten 70 in Glas oder einen ähnlichen Werkstoff gebildet werden, worauf die Leisten desoxidiert werden und die Öffnungen eingeätzt oder mechanisch eingearbeitet werden. Weiter kann die Folie durch Aufdrucken der Leiterstreifen auf eine Folie aus Fotocoram oder Fotoform und dergleichen hergestellt werden, worauf die Öffnungen in beide Leisten und die Trägerfolie eingeätzt werden. Vorzugsweise werden die Streifen deckungsgleich auf beide Seiten der Folie aufgedruckt, und die beiden Seiten elektrisch zusammengeschaltet.
Ausser seiner Einfachheit besteht ein Vorteil des Ausführungsbeispiels der Fig. 14 darin, dass es der Schwierigkeit der Deckungsgleichheit der oberen und unteren Öffnungen enthebt. Ebenso können schräge Kolonnen zur Bildung einer bestimmten Zeichenform und dergleichen einfach dadurch ausgeformt werden, dass die Kathoden schräg zueinander versetzt werden, ohne dass Änderungen in der oberen und unteren Platte vonnöten wären. Auf Wunsch können die schrägen Kolonnen auch in Fischgrätmuster oder einem anderen Muster angebracht werden.