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Vorrichtung zur visuellen Anzeige und/oder zum visuellen Vergleich
kleiner Gleichspannungen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Anzeige
kleiner Gleichspannungen, wie sie vorzugsweise in Transistorgeräten auftreten oder
in Funkempfängern mit Röhrenbestückung in üblicher Weise zur Aussteuerung einer
Abstimmanzeigeröhre verwendet werden, bei der die Höhe der anliegenden Spannung
mittels eines Elektrolumineszenzkondensators sichtbar gemacht werden kann.
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Anzeigevorrichtungen mit einem leuchtenden Organ, insbesondere Abstimmanzeiger
mit einem Elektrolumineszenzkondensator, sind bereits bekannt (deutsche Auslegeschrift
1016 330 vom 26. 9. 1957, Anmeldetag 11. 1. 1955). Derartige Anordnungen können
jedoch nur mit relativ hohen Wechselspannungen betrieben werden, die in einem Transistorfunkempfangsgerät
nicht zur Verfügung stehen.
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Es ist weiter bekannt, daß sich Elektrolumineszenzschichten für niedrige
Spannungen, vorzugsweise unter 10 V, nur als Aufdampf- oder Kondensationsschichten
herstellen lassen, da die EL-Schichten nur Dicken von 1 bis 4 [im bei diesen Betriebsbedingungen
haben dürfen und eine körnige EL-Schicht dieser Dicke neben zu geringer Lichtausbeute
auch mangelnde Spannungsfestigkeit zeigt. Eine derartige Aufdampfschicht, die auf
einer mit einer durchsichtigen Leitschicht versehenen Glasunterlage in einer Stärke
von 10 [m aufgebracht worden war, wobei das Verfahren nach Cusano (Phys. Rev. 1955,
98, 546) Anwendung fand, zeigt, wenn der Elektrolumineszenzleuchtstoff aus mangan-aktiviertem
Zinksulfid besteht, bei Anlegen einer Gleichspannung an die durchsichtige Leitschicht
und eine aus aufgedampftem Aluminium bestehende Deckelektrode keine Lichtemission.
Erst wenn mittels eines UV-Projektors ein Bild auf diesen Elektrolumineszenzschirm
projiziert wird, leuchtet dieses Bild auf dem EL-Schirm orangegelb auf.
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Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, durch Verwendung des Effektes
der Lichtstimulation eine brauchbare, technologisch einfache Vorrichtung zur Anzeige
und zum Vergleich kleiner Gleichspannungen zu schaffen. Dies wird bei einer Vorrichtung
zur visuellen Anzeige und/oder visuellem Vergleich kleiner Gleichspannungen, vorzugsweise
in Transistorgeräten, mittels eines Elektrolumineszenzkondensators erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß die zwischen durchsichtigen Elektroden angeordnete Elektrolumineszenzschicht
in einer Dicke bis zu 10 Rin aufgedampft und von einem durch einen radioaktiven
Strahler angeregten Leuchtstoff bestrahlt wird.
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F i g. 1 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung im Schnitt, wobei die
Dicken, der besseren Darstellung wegen, nicht maßgerecht gezeichnet sind.
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F i g. 2 und 3 geben modifizierte Anordnungen, teils in der Ansicht,
teils im Schnitt, wieder, wobei gleiche Teile mit gleichen Ziffern bezeichnet sind.
Auf die Trägerplatte 1 aus Glas ist eine durchsichtige, elektrisch leitende Schicht
2, beispielsweise aus Ti02, aufgebracht. Die Trägerplatte 1 oder eine zusätzliche
Trägerplatte kann auch zwischen der Elektrode 4 und der Schicht 6 vorgesehen sein.
Die nach C u s an o darauf niedergeschlagene Elektrolumineszenzschicht 3 ist von
einer ebenfalls leitenden und durchsichtigen Schicht 4, beispielsweise aus Sn02
bestehend, bedeckt. Mit 6 ist ein durch einen radioaktiven Strahler, beispielsweise
einen ß-Strahler, angeregter Leuchtstoff bezeichnet, der auf die Schichtenfolge
beliebig dick, z. B. durch Sprühen, Sedimentieren, Pastieren, aufgebracht ist, und
mit 7 eine Schutzschicht für die ganze Anordnung, z. B. aus einem wasserabweisenden
Kunststoff oder Lack bestehend. An die Schichten 2 und 4 wird die zur Anzeige zu
bringende niedrige, vorzugsweise unter 10 V betragende Gleichspannung angelegt,
in der F i g. 1 symbolisch durch die Reihenschaltung 5 eines Elementes und eines
Regelwiderstandes dargestellt. Selbstverständlich ist es nicht notwendig, wie in
der Figur dargestellt, den von einem radioaktiven Strahler angeregten Leuchtstoff
unmittelbar auf die Schicht 4 aufzutragen, man kann ihn auch in einiger Entfernung
davon
anordnen. Die in der F i g. 1 angedeutete Aufbauform indessen bietet den Vorteil
eines extrem einfachen Aufbaus der Vorrichtung, wobei der von einem radioaktiven
Strahler angeregte Leuchtstoff entweder ein anorganischer Leuchtstoff oder einer
der sich durch besonders hohe Leuchtdicke auszeichnenden organischen Leuchtstoffe,
beispielsweise Anthrazen, sein kann, der als Lacksuspension aufgetragen wird. Die
Funktion der Spannungsanzeige beruht auf dem Prinzip der additiven Farbmischung.
Liegt eine kleine Gleichspannung an den Schichten 2 und 4, so sieht der Betrachter
lediglich den Leuchtschein des durch einen radioaktiven Strahler angeregten Leuchtstoffes
6, beispielsweise blau. Wird nun eine kleine Gleichspannung an
2 und 4 angelegt, so beginnt die Elektrolumineszenzschicht 3 gelbes
Licht zu emittieren. Dies hat zur Folge, daß, je nach Höhe der anliegenden Gleichspannung
und damit der Emissionsintensität der EL-Schicht, dem Betrachter ein Farbumschlag
von Blau über Blauweiß, Weiß zu Gelbweiß vermittelt wird.
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Dies hat den weiteren Vorteil, daß gegenüber bisher bekannten Anzeigevorrichtungen
mit Elektrolumineszenzkondensatoren, bei denen allein die Änderung der Helligkeit
zu Anzeigezwecken ausgenutzt wird, für die das Auge relativ unempfindlich anspricht,
hier im wesentlichen die Farbänderung der Anzeige dient. Weiter ist es vorteilhaft
und Gegenstand der Erfindung, der aktiven Elektrolumineszenzschicht 3 und der Schicht
6 eine in der Aufsicht unterschiedliche Flächenausdehnung zu geben, wie es in
F i g. 2 gezeigt ist. Ist die Leitschicht 2 z. B. kleiner als die Flächenausdehnung
des durch einen radioaktiven Strahler angeregten Leuchtstoffes 5, so erhalten wir
die der an die Elektroden 2 und 4 angelegten Gleichspannung entsprechende
oben angegebene Farbfolge in einem andersfarbig, z. B. blau leuchtenden Umfeld,
wodurch ein noch empfindlicherer Farbvergleich und damit eine noch genauere Anzeige
der angelegten kleinen Gleichspannung erfolgt. Dieser Farbvergleich im gleichen
Gesichtsfeld ist so genau, daß sich ein auf Bruchteile eines Volts genauer Nullabgleich
durchführen läßt, wie ebenfalls in F i g. 2 skizziert. Die Frontelektrode des EL-Kondensators
2 ist in Abschnitte 2 a und 2 b aufgeteilt
und liegt an den zum Vergleich kommenden Spannungsquellen 5 a
und
5b. Die schraffierte Leuchtfläche 2 a und 2 b
zeigt nur dann
genau gleiche Farbe, wenn an 5 a
und 5 b exakt die gleichen Spannungen
liegen. Die Flächenbegrenzung der aktiven Elektrolumineszenzschicht gegenüber der
durch einen radioaktiven Strahler angeregten Leuchtstoffschicht kann natürlich beliebig
sein. Wird beispielsweise die Leuchtstoffschicht in ihrer Flächenausdehnung kleiner
gewählt als die Fläche der leuchtenden Elektrolumineszenzschicht, so gilt als Bezugsfarbe
für das Auge die spannungsunabhängige Emissionsfarbe der EL-Schicht, in dem gewählten
Beispiel also Gelb.
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Um saubere, ästhetisch befriedigende Farbmischungen zu erhalten und
um die visuelle Erkennbarkeit der Anzeige zu verbessern, kann es vorteilhaft sein,
zwischen Schicht 4 und Schicht 6 ein Filter (z. B. Grau- oder Farbfilter)
z. B. als dünne Lackschicht einzubringen, mit dem unerwünschte Emissionsanteile
des durch einen radioaktiven Strahler angeregten Leuchtstoffes ausgefiltert werden
können.
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In Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, die elektrolumineszierende
Leuchtstoffschicht unterschiedlich dick auszuführen, vorzugsweise derart, daß eine
treppenförmige Schichtung entsteht, wie in F i g. 3 erkenntlich angedeutet. Hierbei
erfolgte die Aufdampfung der EL-Schicht durch konzentrische Blenden unterschiedlichen
Lochdurchmessers hindurch, so daß die Aufdampfschicht einem Stapel konzentrischer
Scheiben gleicht. Der Betrachter sieht so Ringe unterschiedlicher Farbe, infolge
der unterschiedlichen Helligkeit der Stufen auf Grund der unterschiedlichen Feldstärke
an den einzelnen Stufen. Bei zunehmender Spannung an den Elektroden 2 und 4 wird
die Mitte zusehends gelber, der »Weiß«-Ring sinkt nach innen, und es ist leicht
möglich, durch eine Eichung die einem bestimmten Weiß-Ring zugeordnete kleine Gleichspannung
festzulegen. Die treppenförmige Ausbildung der Elektrolumineszenz kann in vorteilhafter
Weise in Parallelstufen vorgenommen werden. Für manche Fälle kann es auch erwünscht
sein, die unterschiedliche Dicke der EL-Schicht dadurch zu erreichen, daß diese
keilförmig ausgebildet ist.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin,
daß sie auch großflächig ausgeführt werden kann, so daß sie als Kaschierung einer
normalen Stationsskala eines Rundfunk- oder Fernsehempfangsgerätes verwendet wird
und gleichzeitig als Skalenbeleuchtung und Abstimmanzeige dient, wobei bei scharf
abgestimmtem Sender der stärkste Farbumschlag in bezug auf die Emissionsfarbe des
durch einen radioaktiven Strahler angeregten Leuchtstoffs auftritt.