DE1953483C3 - Wechselstrombetriebene Gasentladungs-Anzeigevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung, wie sie dem Oberbegriff des Patentanspruchs zu entnehmen ist.

Anzeigevorrichtungen dieser Art sind z. B. unter dem Titel »The Plasma Display Panel — A Digitally Addressable Display with Inherent Memory« von D. L E i t ζ e r und H. G. S I ο 11 ο w, in „AFIPS Conference Proceedings«. Bd. 29 (Fall Joint Computer Conference 1966) Seiten 541—547, beschrieben. Hier sind in einer Ebene angeordnete, gasgefüllte Zellen zur Bildung eines Gasentladungsbildschirms zwischen senkrecht zueinander verlaufenden Koordinatenleitungen bzw. Parallelleiter-Anordnungen vorger.ehen. I>iese Zellen lassen sich selektiv zur Lichlabgabe anregen, so daß sich wahlweise matrixförmige Muster on Lichtpunkten erzeugen lassen, um eine jeweils gewünschte Information zur Anzeige zu bringen.

Wesentlich bei dieser Anordnung ist es jedoch, daß die Parallelleiter-Anordnungen gegenüber den Gasentladungsräumen durch Isolierschichten, speziell bestehend aus dielektrischem Glas, abgedeckt sind, so daß die Leiter nicht mit dem ionisierbaren Gas in Berührung stehen. Mit Gleichstrom lassen sich deshalb derartige Gasentladungs-Anzeigevorrichtungen nicht betreiben, da nach Zünden einer Gasentladungsstrecke auf den diese Gasentladungsstrecke begrenzenden Isolierschichtbereichen Wandladungen abgelagert werden, die zur Ursache haben, daß die an der betreffenden Gasentladungsstrecke wirksame Spannung unterhalb der Brennspannung abgesenkt wird, so daß die Gasentladung unmittelbar nach dem Zünden wieder löscht.

Um nun trotzdem eine derartige Gasentladungs-Anzeigevorrichtung betreiben zu können, wird eine Wechselspannung geeigneter Frequenz, die auch durch einen Impulszug dargestellt werden kann, dauernd an die Parallelleiter-Anordnungen angelegt, jedoch mit einer Amplitude, die unterhalb der Brennspannung der Gasentladungsstrecken liegt. Zum Schreiben wird kurzzeitig ein Impuls mit einer Amplitude, die größer ist als die Zündspannung, an entsprechend der gewünschten Informationsdarstellung ausgewählte Gasentladiingsslrecken angelegt, die damit kurzzeitig zum Aufleuchten gebracht werden. Die dabei durch die abgelagerten Wandladungen jeweils bedingte Spannung reicht zusammen mit der unmittelbar nachfolgenden Wechsclspannungs- b/.w. Impulsamplitude entgegengesetzter Polarität aus, um wiederum diese einmal gezündeten Gasentladungsstrecken zur Zündung und damit zum Aufleuchten unter Ablagerung von Wandladungen mit gegenüber vorher entgegengesetzter Polarität zu bringen. Dieser Vorgang wiederholt sich beim abwechselnden Wirksamwerden der Amplituden entgegengesetzter Polarität, bis durch Zuführung eines Löschimpulses die Wandladungen beseitigt werden.

Während eine solche Anordnung den großen Vorteil besitzt, daß die Parallelleiter-Anordnungen als Elektroden der Gasentladungsstrecken keiner Erosion beim Gasentladungsbetrieb unterliegen, kann jedoch bei einer derartigen Vorrichtung die Darstellung der Information immer nur in einer Farbe erfolgen. Für viele Anwendungen ist es jc-doch vorteilhaft, wenn die Lichtpunkte einer solchen Anzeigevorrichtung wahlweise verschiedene Farbe haben können, wodurch sich dann sehr viel mehr Möglichkeiten für eine Anzeige ergeben.

Es ist bereits eine Gasentladungs-Anzeigevorrichtung vorgeschlagen, die bei Gleichspannungsbetrieb aus Gasentladungsräumen mit je drei Elektroden und übereinandergeschichteten Isolierplatten besteht. Zwar ist auch eine derartige Anzeigevorrichtung zur Mehrfarbenanzeige geeignet, jedoch wird diese Wirkung dadurch herbeigeführt, daß in die Gasentladungszellen Leuchtstoff zur entsprechenden Lichtfärbung durch Anstreichen, Sprühen oder Niederschlag eingebracht wird, so daß die Herstellung einer derartigen Anzeigevorrichtung ziemlich umständlich ist (DE-PS 19 49 310).

Vorliegender Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine wechselstrombetriebene Gasentladungs-Anzeigevorrichtung oben beschriebener Art bereitzustellen, mit der eine Informationsdarstellung in mehr als nur einer Farbe möglich ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, wie es dem Kennzeichen des Patentanspruchs zu entnehmen ist.

Obwohl sich durch nur zwei von den Parallelleiter-Anordnungen erfaßten GasentladunFrsräumen erhebliche Vorteile nicht nur für die Fertigung ergeben, kann natürlich die Erfindung auch ebensogut anwendbar sein, wenn, wie im oben genannten Artikel beschrieben, für jede Parallelleiter-Anordnungs-Kreuzungsstelle je ein besonderer Gasentladungsraum vorgesehen ist, obwohl dies natürlich im allgemeinen von Nachteil ist. Fernerhin dürfte klar sein, daß bei einer Isolierschichtdicke von nur 0,08 mm die äußeren Isolierschichten mit den jeweiligen zugehörigen Parallelleiter-Anordnungen jeweils auf Substratpiatten angebracht sind, wie es ebenfalls dem oben genannten Artikel zu entnehmen ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. I eine Explosionsdarstellung der Gasentladungs-Anzeigevorrichtung,

F i g. 2 den Signal- bzw. Bctriebsspannungsverlauf auf den Parallelleiter-Anordnungen der Anzeigevorrichtung,

F i g. 3 eine Schnittansicht eines wesentlichen Bereichs einer wechselspannungsbetriebcnen Gasentladungs-Anzeigevorrichtung.

Die in F i g. I dargestellte Gasentladungs-Anzeigevorrichtung mit den angedeuteten Ionisationskammern 1 und 2, deren jede entweder aus einer einzigen großen Zelle oder aber auch aus einer Anzahl voneinander getrennter, kleinerer Zellen bestehen kann, läßt die Parallelleiter-Anordnungen, bestehend aus den

X-Koordinatenleitungen, den Vl-Koordinatenleitungen und den ^-Koordinaienleitungen, erkennen, die von den Ionisationskammern 1 und 2 durch Isolierschichten 12,16,20,24getrennt sind. Die Vl-Koordinatenleitungen 10 bestehen aus Streifen leitenden Materials auf der Isolierschicht 12. Die durch den Dichtungsrahmen 14 mit den Isolierschichten 12 und 16 gebildete Ionisationskammer 1 ist also mit der hierin vorgesehenen Gasfüllung gegenüber den Vl-Koordinatenleitungen und den X-Koordinatenleitungen isoliert.

Die X-Koordinatenleitungen 18 sind ebenfalls durch Streifer leitenden Materials gebildet und sind senkrecht zur Richtung der Vl-Koordinaienleitungen 10 verlaufend auf der Isolierschicht 20 angebracht; d. h. schichtförmig zwischen den Isolierschichten 16 und 20 eingebettet Hieran schließt sich die Ionisationskammer 2 an, die durch die Isolierschicht 20, die Isolierschicht 24 und den Dichtungsrahmen 22 gebildet wird. Die V'2-Koordinatenleitungen 26 sind auf der Isolierschicht 24 angebracht, und zwar auf deren der Ionisationskammer 2 abgewandten Außenseite, um in senkrechter Richtung zu der der X-Koordinatenleiter 18 /u verlaufen.

Die Ionisationskammer 1 enthält eine homogene Gasfüllung, die bei Ionisierung im wesentlichen Licht einer ersten Farbe (A<) emittiert. Die Ionisationskammer 2 enthält ebenfalls eine homogene Gasfüllung, die bei Ionisierung im wesentlichen Licht einer zweiten Farbe (/I2) emittiert. Die lonisationsgase oder -gasgemische, mit denen die Ionisationskammern 1 und 2 gefüllt sind, müssen einen ausreichenden Ladungstransport bei Betrieb zu den betreffenden Wandungsbereichen der Ionisationskammern 1 und 2 gewährleisten. Die Koordinatenleitungen 10, 18 und 26 liegen jeweils auf einander entgegengesetzten Seiten der Ionisationskammern, jedoch außerhalb derselben, so daß jeweils nur das Gas im Bereich einer Kreuzungsstelle zweier, mit einem Signal beaufschlagter Kourdinalenleitungeii ionisiert wird. Auf den nichtleitenden Wandungsbereichen der loni'ationskammern werden dann in unmittelbarer Nachbarschaft der jeweils adressierten Kreuzungsstelle Wandladungen abgelagert, wie es in der eingangs genannten Veröffentlichung im einzelnen beschrieben ist.

Den X-, Yi- und V2-Koordinatenleitungen 10,18,26 werden Signale und Betriebsspannung in folgender Weise zugeführt. Es ist ein Oszillator 30 vorgesehen, der die Y 1-Koordinatensteuereinheit 32 und die X-Koordinatensteuereinheit 34 versorgt. Mittels einer Umkehrstufe 36 werden die Ausgangssignale des Oszillators 30 inverliert, d.h. um 180° in der Phase verschoben, um dann der VTKoordinatensteuereinheit 40 eine entsprechende Wechselspannung zu übertragen. Den Kl-Koordinatenleitungen werden von der Y 1-Koordinatensteuereinheit j2 Betriebsspannungsimpulse bzw. Halbwellen zugeführt, deren Amplitude nur der Hälfte der Zündspannung entspricht, die zur Ionisierung der Gasfüllung in der Ionisationskammer 1 erforderlich ist. Ein entsprechender Betricbsspannungsverlauf ist in F i g. 2 unter A gezeigt. Identische, jedoch Signale cntgegegengeset/.ter Phasenlage werden den K2-Koordinatenleitern 26 zugeführt, wie unter C in F i g. 2 gezeigt. Nach Maßgabe der Schalt- und AiiswahlstLHicrcinheit 42 gibt die Λ'-Koordinatensteuereinhcit 34 Impulse bzw. llalbwellcn an die X-Koordinatcnlcitungen 18 ab, welche entweder gleiche oder entgegengesetzte Phasenlage haben, wie die den K-Koordinatenleitungen 10 und den V2-Koordinatenleitungen 26 als Betriebsspannung zugeführten Impulse. Wie sich aus den ImpuUdiagrammen nach F i g. 2 ergib;, wird die Zündspannung V/> erreicht, wenn die X-Impulse entgegengesetzte Polarität wie die /2-Impulse haben, so daß an einer Kreuzungsstelle zwischen einer ausgewählten A'-Koordinatenleitung und einer ausgewählten V2-Koordinatenleitung eine lonisationsspannung entsteht, die ausreicht, das Gas an der entsprechenden Stelle in der Ionisationskammer 22 zu ionisieren und damit diese Gasentladungsstrecke zu zünden. Hierdurch bedingt leuchtet die Gasfüllung an dieser Stelle auf, um im wesentlichen Licht von der Wellenlänge^ zu emittieren.

In ähnlicher Weise wird die Gasfüllung in der Ionisationskammer 1 zum Aufleuchten gebracht, wenn an einer Kreuzungsstelle die Zündspannung Vi \ erreicht wird, wobei dann im wesentlichen aber Licht der Wellenlänge A₁ erzeugt wird. Die Signalampiitude für die Vl-Koordinaienleitungen können größer als, gleich groß wie oder kleiner als die Signa^l"-Tiplilude für die y^/2-L^pi^Iun^o*ⁱn sein. Ihre Höhe ist icwfiK abhänpip von der zum Ionisieren des Gases in der Ionisationskammer 1 erforderlichen Spannung Vn-

Die Impulsamplitude für Signale auf den KoojJinatenleitun^en 10 und 26 läßt sich durch Schalter auf einen von drei möglichen Pegeln festlegen, indem die Schaller ihrerseits durch die Schalt- und Auswahlsteuereinheit 42 ansteuerbar sind. Bei Haltebetrieb werden die Amplituden auf allen Koordinatenleitungen auf einem mittleren Spannungswert gehalten, so daß die resultierenden Amplituden an den Ionisationskammern 1 und 2 alle im Haltebereich liegen, um das auf der 'jasentladungsanzeigevorrichtung dargestellte Muster unverändert beizubehalten. Werden hingegen die Amplituden auf zwei sich kreuzenden Koordinatenleilungen auf einen höchst möglichen Pegel angehoben, dann überschreitet die an dieser Kreuzungsstelle resultierende Spannung die Zündspannung Vn, so daß dann an dieser Sieiie Ionisation eintreten kann. Werden andererseits hingegen Amplituden auf zwei sich kreuzenden Koordinatenleitu-'gen auf minimalen Pegel reduziert, dann fällt dementsprechend auch die an dieser Kreuzungsstelle wirksame Spannung auf die Betriebsspannungsamplitude ab, so daß die Gasentladung bzw. Ionisation an der betreffenden Kreuzungsstelle aufgehoben wird. Hierdurch werden die Wandladungen im Bereich der Kreuzungsstelle so reduziert, daß selbst bei Erreichen der Betriebsspannungsamplitude (mittlerer Pegel) die sich aus Kombination von Betriebsspannungsamplitude und Ladung bedingte Spannung ergebende resultierende Spannung das Gas an dieser Kreuzungsstelle nicht wieder /u ionisieren vermag.

Aus Her Querschnittsdarstellung nach F i g. 3 läßt sich die Koordinatenleileranordnung bezüglich der Ionisationskammern 1 und 2 erkennen. Die den Pa^rallelleitcr-Anordnungen zugehörigen, den X- und K-Koordinatenleitungen entsprechenden Leiterstreifen 10, 18 und 26 sind etwa 0,25 mm breit. Der Abstand ihrer Mittellinien beträgt etwa 1,0 mr\ Die Isolierschichten 12, 16, 20 und 24 sind etwa 0,08 mm dick und die Dichtungsrahmen 14, 22 sind etwa 0,25 mm dick, so daß die Ionisationskammern 1 und 2 entsprechend nur eine sehr geringe Höhe aufweisen. Diese Abmessungen sind lediglich als Beispiel gebracht und können selbstverständlich je nach verwendeter Gas- odjr Gasg:mischfüllung, lonisationszünddauer und Gasdruck auch andere Werte aufweisen. Die lonisationskammerabmessungen sollten jedenfalls

so gewählt sein, daß bei Ansteuerung eines jeweiligen Paars der Koordiriatenleiliingcn 10, 18 oder 26 keine unerwünschten Nebenwirkungen auf benachbarte Kreu/iing-sstellcn ausgeübt werden bzw. dort eintreten können.

Hier/u 1 BIaIt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Wechselstrombetriebene Gasentladungs-Anzeigevorrichtung mit zur Gasentladungsraum-Begrenzung parallel zueinander liegenden Isolierschichten, von denen höchstens eine undurchsichtig ist, und mit jeweils auf den dem Gasentladungsraum abgewandten Flächen dieser Isolierschichten angebrachten Parallelleiter-Anordnungen, die einander kreuzend angeordnet sind, so daß ansteuerbare Kreuzungsstellen wahlweise Gasentladungsstrecken zur Lichtabgabe bereitzustellen vermögen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lichtabgabe unterschiedlicher Farbe zwei Gasentladungsräume unterschiedlicher Gasfüllung parallel übereinanderliegen und daß eine der Parallelleiter-Anordnungen beiden Gasentladungsräumen gemeinsam ist.