DE2213153A1

DE2213153A1 - Glimmzellen-anzeigetafel und verfahren zum betrieb derselben

Info

Publication number: DE2213153A1
Application number: DE2213153A
Authority: DE
Inventors: Rudolph Alexander Cola
Original assignee: Burroughs Corp
Current assignee: Unisys Corp
Priority date: 1971-03-19
Filing date: 1972-03-17
Publication date: 1973-10-25
Also published as: CA1008531A; IT949915B; US3704386A; BE780211A; GB1356771A; LU64902A1; CH563637A5; FR2129344A5; NL7202915A; SE378694B

Description

München, den 17.3.72 Unser Zeichen: 68-889

BURROUGHS CORPORATION, Detroit,

Gliraraaellen-Anzeigetafel und Verfahren zum Betrieb derselben

Die Erfindung betrifft eine Glimmzellen-Anzeigetafel und ein Verfahren zum Betrieb derselben,,

Bs sind derartige Anzeigetafeln mit mehreren gasgefüllten Zellen bekannt, welche zum Darstellen von Mitteilungen oder Symbolen in verschiedenen Kombinationen erregt werden können» Diese Anzeigetafeln stellen eine Nachricht im allgemeinen einfarbig dar, wobei die Farbe eine Eigenschaft der Gasfüllung der Tafel ist» Es ist auch bekannt, phosphoreszierendes Material in den gasgefüllten Zellen vorzusehen, um eine Glimmfarbe zu erhalten, welche durch das phosphoreszierende Material gegeben ist«

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Glimmzellen-Anzeigetafel und ein Verfahren zum Betrieb derselben zu schaffen, welche Nachrichten oder Symbole in verschiedenen Parben dar*- stellen kann.

pi« Aneeigetafel ist gekennzeichnet durch mehrere Anzeigeseilen und dadurch, daß in jeder Anzeigezelle ein phosphoreszierendes Material, ein Gas oder Quecksilber vorgesehen ist, die jedes zur Aussendung von Licht aus der Zelle von einer Art

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beitragen, welche durch die Amplitude des durch die Zelle fließenden Stromes „bestimmt wird»

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher beschrieben. Darin sind:

Figur 1 eine perspektivische Darstellung in auseinandergezogener Anordnung einer Anzeigetafel nach der Erfindung;

Figur 2 ein Schnitt längs der Linie 2-2 der Figur Ij

Figur 3 eine perspektivische Darstellung einer abgeänderten Ausführungsform der Abdeckplatte der in der Figur 1 dargestellten Anzeigetafel}

Figur 4 eine schematische Darstellung einer Anzeigetafel und eines Stromkreises zum Betrieb derselbenj

Figur 5 eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform der Anzeigetafels

Figur 6 ein Schnitt längs der Linie 6-6 der Figur 5J

Figuren 7 und δ sind Stirnansichten von z.vei verschiedenen Anzeigetafeln nach der Erfindung mit Lichtfiltern.

Die dargestellte Anzeigetafel IO nach der Erfindung umfaßt eine Bodenplatte 20 aus Isolierstoff, wie etwa Glas, Keramik oder dergleichen, auf deren oberen Fläche mehrere parallele Vertiefungen 30 geformt sind« In den Vertiefungen 30 liegen Anoden 40, die in einer Betriebsweise der Anzeigetafel als Abtastanoden eingesetzt werden, während Kathoden 50, welche als Abtastkathoden benutzt werden, auf oder in der oberen Fläche der Bodenplatte 20 angeordnet sind. Jede Kathode 50 kreuzt jede Anode MO, und jede Kreuzung derselben definiert eine Abtastzelle 60» Die Kathoden enthalten Reihen kleiner öffnungen 70, wobei jede einer Abtastzeile angeordnet ist«.

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Die Abtsastzellen sind in Zeilen und Spalten angeordnet, und jede Kathode ist entlang einer senkrechten Spalte von Abtast'-zellen in der Anzeigetafel angeordnet»

Pie Anzeigetafel IO umfaßt desweitern eine über den Kathoden 50 angeordnete Isolierstoffplatte 80, welche Öffnungen als Anseigezellen 90, ebenfalls in Zeilen und Spalten angeordnet,, aufweist, wobei jede Anzeigezelle 90 in Wirkverbindung mit einer öffnung 70 und einer Abtastzelle 60 steht und über den·"· selben angeordnet ist. Eine dünne Phosphoreszenzschieht 9% aus phosphoreszierendem Material ist an den Wänden der Zellen 90 vorgesehen« Die Phosphoreszenzschicht 9Ί kann mittels eines Spritzverfahrens, eines Niederschlagsverfahrens oder dergleichen erzeugt werden, wie an sich bekannt ist. Das phosphoreszierende Material spricht vorzugsweise auf ultra** violettes Licht ans ein besonders geeignetes phosphoreszierendes Material ist das Zinksilikat GE 118-217 der General Electric Gq, Dieses phosphoreszierende Material sendet grünes Lieht aus.

Auf oder in der oberen Fläche der Isolierstoffplatte 80 sind drahtförmig« Anzeigeanoden 100 angeordnet und mit je einer Zeile von Aniseigezellen <?0 ausgerichtete Eine Abdeckplatte XV) aus Glap schließt den Tafelaufbau ab»

Die untere Fläche der Abdeckplatte 110 ist vorzugsweise derart behandelt, daß sie eine Diffusion des Lichtes hervorruft» Jn einem Verfahren, welches geeignet ist um diese Art Ober« fläche (Figur 5) herzustellen, wird die untere Oberfläche der Platt© geschmirgelt, bis sie eine Streuflache ist» Dann wird sie mit einer dünnen Schicht 112 aus isolierendem, vorzugsweise schwarzem, glasartigen Material überzogen, wobei der überSUg mit einem Muster im wesentlichen kreisförmiger öffnungen 114, welche den Zellen 90 in der Platte 80 entsprechen und mit denselben ausgerichtet sind, hergestellt wird. Die kreisförmigen, überzugsfreien Teile der Oberfläche

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der Abdeckplatte 110 stellen Lichtdiffusionselemente für jede Anzeigezelle bereit.

Die verschiedenen Teile der Anzeigetafel 10 werden mit Hilfe einer luftdichten Dichtung 14¹, welche entlang des Umfanges derselben Mittel einer Glasfritte oder dergleichen gebildet wurde, zusammengehalten. Zusätzlich wird die Tafel über einen gasfüllstutzen 151 an der Bodenplatte 20 mit einer öffnung l6l mit dem gewünschten Gas gefüllt. Die Anzeigetafel kann irgendein geeignetes-Gas, wie etwa Neon, Argon, Xenon usw., allein oder gemischt. mit einem Zusatz eines Metalldampfes enthalten, wie etwa mit Quecksilber zum Herabsetzen des Kathodensprühens. Das Quecksilber kann aus einer Kapsel, welche in geeigneter Weise in dem Gasfüllstutzen 151 angeordnet ist und zu einem bestimmten Zeitpunkt im Herstellungsverfahren der Tafel geöffnet werden kann, in die Anzeigetafel eingefüllt werden. Diese Art, das Quecksilber in eine Anzeigetafel einzufüllen, ist an sich bekannt«. Die eingefüllte Quecksilbermenge ist leicht steuerbar.

Es ist wünschenswertj daß das verwendete Gas ultraviolettes Licht erzeugen kann·, Neon, Xenon und Quecksilber sind für diesen Zweck besonders geeignet. Desweitern soll das benutzte Gas vorzugsweise eine Penningmischung sein, d.h. eine Mischung, in welcher die Gase derart abgestufte Energien^Lveaus haben, daß die metastabilen Atome eines Gasee Ionen im anderen Gas erzeugen. Neon und Xenon bilden eine besonders wirksame Penningmischung. Der Gasdruck bei Raumtemperatur ist vorzugsweise 50 bis 350 Torr oder mehrj _ei_n Druck von 175 Torr hat »ich als günstig herausgestellt.

Im folgenden ist ein Verfahren zum Betrieb der Anzeigetafel 10 beschrieben. Entsprechend diesem Verfahren wird das Betriebspotential allen Anoden 40 gleichzeitig und jeder Kathode 50 der Reihe nach zugeführt, wodurch jede Spalte der Rasterzellen bildenden öffnungen 70 gezündet wird.

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Dieser Vorgang wird zyklisch und kontinuierlich entlang der Tafel wiederholt und wird durch die als Gasverbindungsschlitze wirkenden Vertiefungen 30 erleichert. Gleichzeitig werden Steuersignale, welche von einer Informationssignal- . quelle kommen, jeder der Anzeigeanoden 100 so zugeführt, daß in dem Augenblick der Zuführung dieser Signale die Anzeigezellen 90, welche den erregten Abtastzellen zugeordnet sind, zum Glimmen gebracht werden* Dieser Vorgang wird durch die Diffusion angeregter Gasteilchen durch die öffnungen in den Kathoden erleichert· Somit wird in dem Maße, wie die Abtastzellen nacheinander erregt und ihnen Inforraationssignale zugeführt werden*, ein Muster von Anzeigezellen 90 gezündet und zum Glimmen gebracht und eine stationäre, auswechselbare Nachricht in ihnen aufgebaut»

Grundlegend gilt für den Betrieb folgendes. Wenn eine Anzeigezelie 90 durch ein Informationssignal gezündet wird, bestimmt die durch sie fließende Stromstärke die Art der Lichtaus-Sendung. Ganz allgemein steuert die Stromstärke die Helligkeit, und in diesem Fall , die Farbe des Glimmlichtes in der Anzeigezellfe. Wenn die Anzeigezelle 90 bei einem relativ niedrigen Energieniveau betrieben wird, wenn nur die Gasfüllung ionisiert ist, regt das erzeugte ultraviolette Licht das phosphoreszierende Material an und erzeugt ein grünes Licht, welches das Glimmen des Gases bei niedrigem Energieniveau überdeckt. Wenn die Anzeigezelle bei einer höheren Stromstärke betrieben wird, überwiegt die charakteristische Farbe des Glimmens des Gases, im vorliegenden Fall rötlichorangefarben und überdeckt das grüne Glimmen des phosphoreszierenden Materials. Dadurch ist «ine zweifarbige Anzeige ermöglicht» Zusätzlich wird bei einer noch etwas höheren Stromstärke das Quecksilber in der Zelle ionisiert und sendet sein charakteristisches blaues Glimmlicht aus, welches die anderen Farben überdeckt , so daß also drei Farben aufleuchten können und bei geeigneten Betriebsniveaus auch Zwischenfarben erzeugt werden können.

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In Wirklichkeit wird jede Stromstufe des durch die Anzeigezelle fließenden Stromes eine verschiedene Farbausstrahlung hervorrufen, obschon die verschiedenen Farbänderungen von Stufe zu Stufe nur minimal und nicht direkt durch das menschliche Auge feststellbar sein können.

Schaltungen zum Betrieb einer Anzeigetafel, etwa der Anzeigetafel 10,sind schon beschrieben worden. Eine solche Schaltung enthält eine Informationssignalquelle, welche z.B. ein Rechner, ein Kodierungsgerät, ein Dekodierungsgerät, Verstärker oder dergleichen sein kann, welche einen Zeichengenerator 130 speist, dessen Ausgangsleitung 140 an jede der Anzeigeanoden 100 der Anzeigetafel 10 angeschlossen ist. Der Zeichengenerator IJO liefert Signale mit einer Amplitude, welche durch eine Information bestimmt wird, die von einem Datensignalkreis 120 erzeugt wird. Die Kathoden 50 sind in Gruppen aufgeteilt, und jede Gruppe ist an einen eigenen Treiber 150 mit im allgemeinen negativer Betriebsspannung angeschlossen. Die Anoden sind über geeignete Widerstandsstreifen (nicht dargestellt) an den positiven Pol einer Spannungsquelle V^ angeschlossen. Es ist ein Taktgenerator l60 vorgesehen, welcher an die verschiedenen Teile der Schaltung und die Kathodentreiber angeschlossen ist, so daß, wenn eine beliebige Spalte der Abtastzellen gezündet wird, eine zugehörige Anzeigeteile gezündet wird bei einer durch den Ausgang des Zeichengenerators bestimmten Stromstärke.

Die Erfindung kann auch bei einer Anzeigetafel angewendet werden, die eine einzige Abtastzellenanordnung aufweist und bei der bezüglich der Anzeigetafel 10 die Anoden und die Kathoden miteinander vertauscht angeordnet sind. Diene Ausführung sform der Erfindung ist in den Figuren 5 und 6 in einer Anzeigetafel 10* dargestellt und umfaßt eine isolierende Grundplatte 200, Kathoden 50, welche nicht gelocht zu sein brauchen und die in oder auf der oberen Fläche der Grundplatte 200 angeordnet sind, eine gelochte Isolierstoffplatte

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mit Anzeigezellen 90, die Phosphoreszenzschichten 9¹» aufweisen, und Anzeigeanoden 100, welche auf oder in der oberen Fläche der Isolierstoffplatte 80 oder in der Bodenfläche der Abdeckplatte 110 angeordnet sind und senkrecht auf den Elektroden 50 stehen;, In dieser Ausführungsform der Erfindung sind zwischen nebeneinanderliegenden Spalten von Anzeigezellen 90 der Isolierstoff platte 80 Gasdurchlässe 210 vorgesehen.

Die Anzeigetafel 10* funktioniert im allgemeinen ähnlich wie die Anzeigetafel 10, 4edoch ist nur eine Lage von Anzeigezellen 90 vorhanden« Die Spalten derselben werden nach·» einander abgetastet, indem die Betriebsspannung den Anzeigeanoden 100 gleichzeitig und den Kathoden 50 turnusmäßig zu·* geführt wir<$» Die Potentiale sind derart, daß alle Zellen wenigstens bis zu einem minimalen Grad ionisiert und von einem minimalen Strom durchflossen werden, welcher das phosphoreszierende Material in jeder Zelle zum Liehtaussenden anregt; Dadurch entsteht ein Hintergrundleuchten_o Gleichzeitig erhalten bestimmte Anzeigeanoden 100 Informationssignale, die durch den Dateneingang bestimmt werden, wodurch ein höheres Anregungsniveau und ein größerer Stromfluß erzeugt wird und das Glimmen des Gases das Leuchten des phosphoreszierenden Materials Übertrifft» Die Gesamtzahl der so gespeisten Zellen stellen eine Nachricht mit der charakteristischen Farbe des glimmenden Gases auf einem dem Leuchten des phosphoreszierenden Materials der anderen Zellen entsprechendes Hintergrundleuchten, das keinen Teil der Nachricht bildet, dar_e

Wenn die Anzeigetafeln 10 oder 10 * dazu benutzt werden, eine Nachricht darzustellen, werden die Anzeigezellen bei zwei verschiedenen Stromstärken betrieben, wobei eine Stromstärke die Hintergrundstärke ist und einem niedrigen Stromwert entspricht, der das Fehlen einer Nachricht anzeigt, und eine zweite Stromstärke einen größeren Wert hat, welcher das Vorliegen einer Nachricht darstellt» Nach der Erfindung haben

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Hintergrund und Nachricht verschiedene Farben» Wenn eine Tafel daau benutzt werden soll, eine mehrfarbige Nachricht oder dgl·, darzustellen, dann würde den Anzeigeanoden eine entsprechend den InformationsSignalen veränderliche Strom· stärke zugeführt. Wenn es wünschenswert wäre, könnte die Nachricht auch in der Farbe dargestellt werden, welohe als Hintergrund beschrieben worden ist.

Pie Erfindung ist auch bei anderen Arten von Anzeige<tafeln und Vorrichtungen anwendbar.

Die Nützlichkeit der Anzeigetafeln von der Art der Tafeln IO und 10* kann durch Vorschalten von Filtern vor die Tafel noch verbessert werden, um die verschiedenen Bestand-» teile des von einer Anzeigezelle 90 ausgestrahlten Lichtes auszunutzen. Das von einer ionisierten Anzeigezelle 90 ausgehende Licht hat durch den Phosphor eine grüne Komponente, durch das Gas eine rote Komponente und durch das Quecksilber im allgemeinen eine blaue Komponente; so kann ein grünes Filter die Aussendung des grünen Lichtes, ein dunkelrotes Filter die Aussendung des roten Lichtes und ein orangefarbenes Filter die Aussendung von orangefarbenem Licht bewirkenο Somit ist es möglich, einen Filter an der Anaeigetafel anzubringen und eine ausgewählte Lichtaus~ strahlung zu erhalten, oder verschiedene Filter könnten an verschiedenen Teilen der Anzeigetafel angebracht werden, wie in Figur 7 dargestellt ist, um von jedem Teil der Anzeigetafel eine verschiedene Lichtausstrahlung zu erhalten, wobei ein Teil der Anzeigetafel auch nicht mit einem Filter versehen sein kann, um noch eine weitere Farbe im ausgesandten Licht aufzuweisen.

Zusätzlich kann in einer Anzeigetafel 214 mit mehreren registerartig angeordneten Anzeigebereichen 220 (Figur 8) jedes Register entweder keinen Filter oder einen Filter aufweisen, so daß jedes Register seine Anzeige in einer charakterist· ischen Farbe vornimmt, oder jedes Register könnte mehrere Filter aufweisen, wie es in der Figur 7 dargestellt ist ο

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Claims

Patentansprüche

Glimmzellen-Anseigetafel, gekenn ze ic h η e t durch eine gasdichte Hülle mit mehreren in einer gemeinsamen Ebene in Spalten und Zeilen angeordneten Anzeigezellen, welche ein durch UV-Strahlung anregbaras phosphoreszierendes Material enthalten und mit einer bei Ionisation ultraviolettes Licht aussendenden Gasfüllung versehen sind, durch mindestens zwei, den Anzeigezellen (90) zur Erregung derselben zugeordneten Elektroden (50, 100), und durch eine solche Bemessung und Auswahl des phosphoreszierenden Materials und der Gasfüllung, daß oberhalb und unterhalb eines bestimmten Stromniveaus durch die Anzeigezellen die eine beziehungsweise die andere der durch Phosphoreszenz und der durch Glimmentladung erzeugten Lichtstrahlung überwiegt_o

2» Anzeigetafel nach Anspruch 1, dadurch ge kenn zeichnet, daß einige Anzeigezellen mit einem niedrigen Stromniveau erregt sind, um eine Hintergrundfarbe zu erzeugen, und daß andere Anzeigezellen mit einem höheren Stromniveau erregt sind, welches eine siehtbare Anzeige gegenüber der Hintergrundfarbe erzeugt.

3. Anzeigetafel nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Quecksilberdampfzusatz in der Gasfüllung.

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4. Anwendung der Anzeigetafel nach Anspruch 3 in Verbindung mit einer Treiberschaltung zum Erzeugen von drei verschiedenen Stromniveaus«

5. Anzeigetafel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Hülle eine Isolierstoff platte 80 enthält, an deren Unterseite die Kathoden (50) und an deren Oberseite die Anzeigeanoden (100) angeordnet sind.

6. Anzeigetafel nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß jeder Anzeigezelle (90) eine Abtastzelle (70) zugeordnet ist, die jeweils in vertikaler Fluchtung mit einer zugehörigen Anzeigezelle liegen und mit Anoden (40) sowie Kathoden (50) kombiniert sind,

7. Anzeigetafel naoh Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Anoden (40) und die Kathoden (50) zeilenartig beziehungsweise spaltenartig über den Zellräumen der Abtastzellen (70) liegen.

8. Anzeigetafel nach Anspruch 1 bis 7» gekennzeichnet durch eine Bodenplatte (20) mit an der oberen Fläche derselben angebrachten parallelen Vertiefungen (30), in der jeweils eine Anode (40) liegt, durch quer zu den Anoden (40) über die obere Fläche der Bodenplatte (20) gelegte, in vertikalem Abstand von den Anoden (40) verlaufende Kathoden (50), die an den Kreuaungsstellen der Elektroden mit Löchern versehen sind, welche Abtastzellen (60) bilden, und durch eine Jsolierstoffplatte (80)» welche Anzeigezellen (£0) bildende Öffnungen aufweist, die mit den Löchern der der Kathoden (50) flueshten, und daß jede Anzeigeselle tait der ihr zugeordneten Abtastzeile über eine Öffnung in der Kathode in Verbindung steht, und daß die Anzeige«

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anöden (100) im Bereich der Oberseite der Isolierstoffplatte (80) angeordnet sind«

9. Anzeigetafel nach Anspruch 1 bis 8_S dadurch gekennzeichnet , daß mindestens einigen der Anzeigezellen !lichtfilter zugeordnet sind.

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