DE2154589C3

DE2154589C3 - Gas discharge indicator and memory field

Info

Publication number: DE2154589C3
Application number: DE19712154589
Authority: DE
Inventors: James Francis Sylvania Ohio Nolan (V.St.A.)
Original assignee: Owens Illinois Inc
Current assignee: OI Glass Inc
Priority date: 1970-12-21
Filing date: 1971-11-03
Publication date: 1980-11-27
Also published as: DE2154589A1; FR2119495A5; DE2154589B2; GB1380933A; CA940581A

Description

Die Erfindung betrifft ein Gasentladungsanzeige- und Speicherfeld gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a gas discharge display and memory field according to the preamble of claim 1.

Ein derariges Gasentladungsanzeige- und Speicherfeld ist in der DE-OS 19 48 476 beschrieben. Es hat einen durchgehenden Gasentladungsraum, welcher durch zwei aus dielektrischem Material bestehende Ladungsspeicherflächen begrenzt ist. Hinter den Ladungsspeicherflächen liegen jeweils Elektroden, wobei die der einen Ladungsspeicherfläche zugeordneten Elektroden senkrecht zu den der anderen Ladungsspeicherfläche zugeordneten Elektroden verlaufen. Bei diesem Gasentladungs- und Speicherfeld werden an die Elektroden Wechselspannungen angelegt. Ist eine durch einen Überkreuzungspunkt zweier Elektroden vorgegebene Entladungszelle einmal gezündet worden, z. B. durch Anlegen einer entsprechend hohen Schreibspannung, so wird in den nachfolgenden Perioden der angelegten Brennspannung in der ersten Halbperiode ein entsprechender Strom erzeugt. Dieser führt zur Speicherung entsprechend großer elektrostatischer Ladungen auf den der betrachteten Enlladungszelle zugeordneten Abschnitten der Ladungsspeicherflächen. Diese gespeicherten Ladungen erzeugen ihrerseits ein elektrisches Feld, welches dem durch die angelegte Brennspannung aufgebauten elektrischen Feld entgegengesetzt ist. Das von den gespeicherten Ladungen erzeugte Feld unterstützt so das durch die Wechselbrennspannung in der zweiten Halbperiode erzeugte äußere Feld, so daß die Entladungszelle auch in der zweiten Halbperiode wieder gezündet wird. Man erhält zu Ende dieser zweiten Halbperiode dann auf den Ladungsspeicherflächen Ladungen genau umgekehrten Vorzeichens wie zu Ende der ersten Halbperiode, welche dann das Zünden der Entladungszelle in der ersten Halbperiode des nachfolgenden Zyklus unterstützen. Die Ladungen auf den Lsdungsspeicherflächen stellen eine elektrostatisch gespeicherte Information dar. Bei einem derartigen Gasentladungsanzeige- und Speicherfeld kann somit durch Anlegen einer Wechselbrennspannung eine einmal eingeschriebene Information weiterhin gespeichert und dauernd zur Anzeige gebracht werden.Such a gas discharge display and memory field is described in DE-OS 19 48 476. It has a continuous gas discharge space, which is formed by two charge storage surfaces made of dielectric material is limited. Electrodes are located behind the charge storage surfaces, the one charge storage area associated electrodes perpendicular to those of the other charge storage area assigned electrodes run. In this gas discharge and storage field, the electrodes AC voltages applied. Is one given by a crossing point of two electrodes Discharge cell has been ignited once, e.g. B. by applying a correspondingly high write voltage, so becomes a corresponding one in the following periods of the applied running voltage in the first half period Generates electricity. This leads to the storage of correspondingly large electrostatic charges the sections of the charge storage areas assigned to the discharge cell under consideration. These saved Charges in turn generate an electric field, which is caused by the applied burning voltage built up electric field is opposite. The field generated by the stored charges supports the external field generated by the alternating voltage in the second half cycle, so that the discharge cell is also ignited again in the second half cycle. You get this at the end In the second half-cycle, charges of exactly the opposite sign to that on the charge storage surfaces are then applied to the charge storage surfaces End of the first half-cycle, which is followed by the ignition of the discharge cell in the first half-cycle of the support subsequent cycle. The charges on the solution storage surfaces represent an electrostatic is stored information. In such a gas discharge display and memory field once written information is still stored by applying an alternating voltage and are continuously displayed.

Das in einer brennenden Entladungszelle erzeugte Licht tritt nicht nur zur Darstellung der gewünschten Information aus dem Gasentladungsanzeige- undThe light generated in a burning discharge cell is not only used to represent the desired Information from the gas discharge indicator and

ίο Speicherfeld aus, ein Teil durchquert auch frei den Gasentladungsraum und kann in anderen, durch andere Überkreuzungspunkte von Elektroden vorgegebenen Gasentladungszellen die Zündung dadurch erleichtern, daß durch Photoeffekt Elektronen aus dem dielektrisehen Material der Ladungsspeicherflächen herausgeschlagen werden. Dies ermöglicht das erste Zünden einer noch nicht brennenden Gasentladungszelle unter Verwendung einer verhältnismäßig kleinen Schreibspannung durchzuführen.ίο Memory field off, a part also freely crosses the Gas discharge space and can in other, predetermined by other crossing points of electrodes Gas discharge cells facilitate ignition by the fact that electrons see out of the dielectric through a photo effect Material of the charge storage surfaces are knocked out. This enables the first ignition a not yet burning gas discharge cell using a relatively low writing voltage perform.

Bei dem bekannten Gasentladungsanzeige- und Speicherfeld kann ein Bild nur in einer einzigen Farbe wiedergegeben werden, nämlich der für die jeweils verwendeten Gasfüllung typische Leuchtfarbe, z. B. Rot bei Neon oder Blau bei Xenon.In the known gas discharge display and memory field, an image can only be in a single color are reproduced, namely the luminous color typical for the gas filling used in each case, e.g. Bread with neon or blue with xenon.

Durch die vorliegende Erfundung soll ein Gasentladungsanzeige- und Speicherfeld gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß eine mehrfarbige Darstellung eines Bildes möglich ist und eine größere Bildhelligkeit erreicht wird.The present invention is intended to provide a gas discharge display and storage field according to the preamble of claim 1 are developed so that a multi-colored display of an image is possible and greater image brightness is achieved.

Ausgehend von dem im Oberbegriff des Anspruches 1 berücksichtigten Stand der Technik ist diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst mit den im Kennzeichen des Anspruches 1 aufgeführten Merkmalen.This task is based on the prior art considered in the preamble of claim 1 solved according to the invention with the features listed in the characterizing part of claim 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Gasentladungsanzeige- und Speicherfeld wird in der Quecksilberdampf enthaltenden Gasfüllung ultraviolettes Licht erzeugt. Dieses fällt dann auf durch UV-Strahlung erregbaren Leuchstoff, welcher auf mindestens einer der Ladungsspeicherflächen vorgesehen ist. Dieser LeuchtstoffIn the gas discharge display and storage field according to the invention, mercury vapor is in the containing gas filling generates ultraviolet light. This then falls on excitable by UV radiation Luminous substance, which is provided on at least one of the charge storage surfaces. This phosphor

•to sendet dann sichtbares Licht so großer Helligkeit aus, wie dies für die Darstellung von Bildern erforderlich ist. Durch unterschiedliche Wahl des Leuchstoffes läßt sich die Farbe der Anzeige ohne Änderung der elektrischen Eigenschaften des Gasentladungsanzeige- und Speicherfeldes abändern. Bring man auf die Ladungsspeicherfläche eine Mehrzahl unterschiedlicher Leuchtstoffe bei den verschiedenen Überkreuzungspunkten der Elektroden auf, so kann man auch eine mehrfarbige Bilddarstellung erzielen, ähnlich wie in einer Farbfernsehröhre. • to then sends out visible light of such great brightness, as required for the display of images. By different choice of fluorescent material can be the color of the display without changing the electrical properties of the gas discharge indicator and Modify the memory field. A plurality of different phosphors are brought to the charge storage surface at the various crossing points of the electrodes, one can also use a multicolored one Achieve image representation, similar to a color television tube.

Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen Gasentladungsanzeige- und Speicherfeld primär ultraviolettes Licht erzeugt wird, wird aber auch das Zünden bisher noch nicht brennender Entladungszellen begünstigt, da das sich durch den durchgehenden Gasentladungsraum fortpflanzende ultraviolettes Licht besser Elektronen aus dem dielektrischen Materila der Ladungsspeicherflächen auslösen kann.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.The fact that primarily ultraviolet light is generated in the gas discharge display and storage field according to the invention also favors the ignition of discharge cells that have not yet been burning, since the ultraviolet light propagating through the continuous gas discharge space can better trigger electrons from the dielectric material of the charge storage surfaces.
Advantageous further developments of the invention are specified in the subclaims.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments.

example 1

Zwei 2,54 χ 3,81 cm große Glasplatten wurden jeweils mit einem Satz von Elektroden aus Gold versehen. Die Elektroden wurden mit bei niedrigen Temperaturen schmelzendem Gasmaterial überzogenTwo 2.54 χ 3.81 cm glass plates were each with a set of electrodes made of gold Mistake. The electrodes were coated with a gaseous material which melted at low temperatures

und gebrannt Auf diese Weise erhält man eine glatte Oberfläche der über den Elektroden liegenden Schicht aus dielektrischem Material, welche in dem fertigen Gasentladungsanzeige- und Speicherfeid eine Ladungsspeicherfläche darstellt. Dabei werden die Ränder der Glasplatten nicht mit einer solchen dielektrischen Schicht überzogen, so daß die aus Gold bestehenden Elektroden dort kontaktiert werden können.and fired. In this way a smooth surface of the layer overlying the electrodes is obtained made of dielectric material, which forms a charge storage area in the finished gas discharge display and storage area represents. The edges of the glass plates are not made with such a dielectric Layer coated so that the electrodes made of gold can be contacted there.

Eine der beiden so mit Elektroden aus Gold und einer Ladungsspeicherfläche versehenen Glasplatten wurde dann mit einem Leuchtstoff überzogen. Als Leuchtstoffe kommen z. B. die nachstehenden Substanzen in Frage, welche zusätzlich durch Dotieren aktiviert sein können oder nicht: Sulfide, wie z. B. Zinksulfide, Zink-Kadmium-Sulfide, Zink-Sulfo-Selenide; Silikate, wie Zinksilikate, is Zink-Beryllium-Silikate, Magnesiumsilikate; Wolframate, wie z. B. Kalziumwolframate, Magnesiurewolf-amate; Phosphate, Borate und Arsenate, wie z. B. Kalziumphosphat, Kadmiumborat, Zinkborat, Magnesiumarsenat; und Oxide und Halogenide, wie z. B. Zinkoxide, Magnesiumfluorid, Magnesiumfluorgerrrwnat Als Aktivatoren können z. B. Mangan, Europium, Cer und Blei verwendet werden.One of the two glass plates thus provided with electrodes made of gold and a charge storage surface was then coated with a phosphor. As phosphors come z. B. the following substances in question, which may or may not also be activated by doping: sulfides, such as. B. zinc sulfides, zinc cadmium sulfides, Zinc sulfo-selenide; Silicates, such as zinc silicates, is Zinc beryllium silicates, magnesium silicates; Tungstates such as B. calcium tungstates, magnesite wolframates; Phosphates, borates and arsenates, such as. Calcium phosphate, cadmium borate, zinc borate, magnesium arsenate; and oxides and halides, such as. B. zinc oxides, magnesium fluoride, Magnesiumfluorgerrrwnat As activators can e.g. B. manganese, europium, cerium and lead can be used.

Das Auftragen des Leuchtstoffes kann im Prinzip durch Niederschlagen aus dem Dampf, Vakuumaufdampfen. Aufsprühen oder Auftragen des in einer Trägerflüssigkeit dispergierten Leuchtstoffes und nachfolgendes Verflüchtigen der Trägerflüssigkeit, durch Siebdrucken, durch trockenes Aufsprühen des Leuchtstoffes, durch Verdamipfen unter Verwendung eines Elektronenstrahles oder durch Aufbringen in einer elektrischen Entladung erfolgen.The application of the luminescent material can in principle by deposition from the vapor, vacuum vapor deposition. Spraying or application of the phosphor dispersed in a carrier liquid and the following Volatilization of the carrier liquid, by screen printing, by dry spraying of the fluorescent material, by evaporation using an electron beam or by application in one electrical discharge.

Die Dicke der aufgebrachten Leuchtstoffschicht liegt im Bereich von etwa 0,01 bis 10 μ. Der Leuchstoff kann auch in einem lichtempfindlichen Binder dispergiert werden, welcher dann auf die Glasplatte flächig aufgebracht wird. Man belichtet dann die so erhaltene lichtempfindliche Schicht unter Verwendung eines Negatives mit dem gewünschten Muster, entwickelt und erhält so Bereiche der Ladungsspeicherfläche, welche mit dem Leuchtstoff beschichtet sir.d. Man kann hierbei ähnlich arbeiten wie beim Herstellen von Farbfernsehröhren, insbesondere kann das Aufbringen der Leuchtstoffflecke auf die Ladungsspeicherfläche zweistufig erfolgen, d.h. es wird zunächst ein transparenter lichtempfindlicher Binder aufgebracht, belichtet und entwickelt, und erst dann wird die Leuchtstoffaufschlämmung aufgebracht, getrocknet und entwickelt Man erhält so eine schärfere Begrenzung der einzelnen Leuchtstoffflecke.The thickness of the applied phosphor layer is in the range from about 0.01 to 10 μ. The fluorescent substance can can also be dispersed in a photosensitive binder, which is then applied flatly to the glass plate is applied. The photosensitive layer thus obtained is then exposed to light using a Negative with the desired pattern, develops and thus preserves areas of the charge storage surface, which coated with the phosphor sir.d. You can work in a similar way to the manufacture of color television tubes, in particular, the application of the fluorescent spots to the charge storage surface can be carried out in two stages take place, i.e. first a transparent photosensitive binder is applied, exposed and and only then is the phosphor slurry applied, dried and developed In this way, a sharper delimitation of the individual fluorescent spots is obtained.

Zur Herstellung eines Gasentladungs- und Speicherfeldes zur Darstellung mehrfarbiger Bilder werden die oben beschriebenen Arbeitsschritte analog für jede der gewünschten Farben durchgeführtTo produce a gas discharge and storage field for displaying multicolored images, the The work steps described above are carried out analogously for each of the desired colors

Nach dem Evakuieren wird in den durch die Glasplatten begrenzten Gasentladungsraum dann eine Gasfüllung aus Argon eingebracht, dem eine kleine Menge flüssigen Quecksilbers zugesetzt ist. Die Quecksilbermenge ist so bemessen, daß bei einer Betriebstemperatur von 13O⁰C ein Quecksilberpartialdruck von etwa 133 Pa erhalten wird.After evacuation, a gas filling made of argon, to which a small amount of liquid mercury has been added, is then introduced into the gas discharge space delimited by the glass plates. The amount of mercury is such that at an operating temperature of 13O ⁰ C, a Quecksilberpartialdruck is obtained of about 133 Pa.

Betre'bt man das wie oben beschrieben hergestellte Gasentladungsanzeige- und Speicherfeid bei einer Temperatur von etwa 50⁰C durch Anlegen einer Wechselspaanung an die Elektroden, so erhält man eine Gasentladung, deren Farbe blau ist, sowie von der aufgebrachten Leuchtstoffschicht aus beispielsweise Zinksilikat abgegebenes hellgrünes Licht.Betre'bt to the as described above Gasentladungsanzeige- prepared and Speicherfeid at a temperature of about 50 ⁰ C by applying a Wechselspaanung to the electrodes, there is obtained a gas discharge, the color is blue, as well as emitted by the applied phosphor layer, for example zinc silicate bright green Light.

Durch andere Wahl des verwendeten Edelgases läßt sich die Farbe des in der Entladungssäule erzeugten Lichtes varrieren, durch andere Wahl des Leuchtstoffes läßt sich die Farbe des Hintergrundes abändern, auf welchem die dargestellte Information erscheint.The color of the generated in the discharge column can be determined by a different choice of the noble gas used The light can vary, the color of the background can be changed by a different choice of fluorescent material to which the displayed information appears.

Claims

Patent claims:

1. Gas discharge display and storage field with an ionizable gas filling, the noble gas or a Contains gas from noble gases, in a discharge space, that of a pair of opposing charge storage surfaces made of dielectric Material is formed with a plurality of parallel electrodes on the remote from the gas discharge space Sides of the charge storage surfaces, with the electrodes on one charge storage surface arranged transversely with respect to the electrodes on the other surface, characterized in that that the gas filling additionally contains mercury vapor and that at least one charge storage area through the at least one UV radiation of the ionized gas filling contains excitable fluorescent material

2. Gas discharge display and memory field according to claim 1, characterized in that the gas filling 0.001% to 5% atoms of mercury vapor, based on the total atoms of mercury and Contains noble gas in the gas filling.

3. Gas discharge display and memory field according to claim! or 2, characterized in that the The noble gas is argon.

4. Gas discharge display and memory field according to claim 1 or 2, characterized in that the Noble gas is xenon.