DE2223935A1 - Gasentladungsanordnung fuer bildliche darstellungen mit spezieller elektrodenausbildung - Google Patents

Description

Amtliches Aktenzeichen:

N euanmeldung

Aktenzeichen der Anmelderin:

YO 970 113

Gasentladungsanordnung für bildliche Darstellungen mit spezieller Elektrodenausbildung " ..

Anwendungsgebiet und Zweck:

Die Erfindung betrifft eine Gasentladungsanordnung für bildliche Darstellungen mit zwei gekreuzten Sätzen paralleler Leiter, die eine adressierbare Matrixanordnung luminiszierender Anzeigepunkte bilden. - Für eine solche Anordnung wird eine möglichst günstige Elektrodenausbildung gesucht.

Stand der Technik:

Gasentladungsanordnungen für bildliche Darstellungen nach dem Stande der Technik bestehen aus einem gasgefüllten Raum, der durch zwei dicke planparallele Glasplatten mit kleinem Abstand etwa der Größenordnung von 0,15 mm gebildet wird. Auf der Innenfläche der beiden parallelen Platten sind parallele Anordnungen elektrischer Leiter aufgebracht, die, beide Platten betrachtet, zueinander gekreuzt stehen, über den beiden Anordnungen metallischer Leiter ist je ein dünnes Dielektrikum aufgebracht. Diese Dielektrika verleihen der Gasentladungsanordnung charakteristische

209883/0562

_ ο —

Spannungsgrößen und Speichereigenschaften. Wenn eine ausreichend große Wechselspannung einem Paar sich kreuzender Leiter zugeführt wird, erfolgt ein Spannungsdurchbruch durch das Gas, und eine
sichtbare, selbst wieder verlöschende Entladung tritt auf, deren Dauer im wesentlichen von der Zusammensetzung des Gases abhängt. Dabei ist eine geringere Spannung zur Aufrechterhaltung der Entladung erforderlich, als sie zuf zweimaligen Zündung pro Periode der Wechselspannung benötigt wird.

Bei den Ausführungen nach dem Stande der Technik sind zahlreiche Schwierigkeiten gegeben. Das Gas hat die Neigung, an Stellen
höchster elektrischer Feldstärke durchbrochen zu werden. Im
Falle rechteckig ausgebildeter sich kreuzender Leiter herrscht
die höchste Feldstärke an den Leiterkreusungen dort, wo deren
Krümmung am größten ist. Dies begünstigt eine unerwünschte Breitenausdehnung der Entladung, eine unscharfe Bildauflösung und
"übersprechen" zwischen benachbarten Anzeigepunkten, insbesondere dann, wenn die Packung der Leiter ausreichend eng ist. Des weiteren behindern die Elektroden selbst die Sichtbarkeit des intensivsten Entladungspunktes. Besondere Schwierigkeiten ergeben sich, wenn mit herkömmlichen Elektrodenanordnungen Anzeigefelder mit
Durchsichtmöglichkeit ausgeführt werden sollen. Anwendungen dieser Art werden häufig zu Unterichtszwecken verwendet, bei denen
das Anzeigefeld über einem selbst'feste Informationen darstellenden Hintergrund angeordnet wird.

Aufgabe:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gasentladungsanordnung mit Leitern anzugeben, bei denen die Ausbildung der
Leuchtpunkte innerhalb einer rechtwinkligen Matrix besonders
günstig gestaltet ist. Die Geometrie der gegenüberstehenden
Elektroden soll so ausgebildet sein, daß etwa axiale Symmetrie
gewährleistet ist. Die Spannungscharakteristika für alle einzelnen Leuchtpunkte der Matrix sollen möglichst homogen und die
Intensität des emittierten Lichtes soll mit der Größe der Brenn-

YO 970 113 209883/0562

■*·³ ~

spannung variierbar sein. Insgesamt soll die Anwendung niedrigerer Spannungen als mit herkömmlichen Anordnungen bei einer besseren Sichtbarkeit der einzelnen Entladungspunkte ermöglicht werden. Mit Hilfe einer fluoreszierenden Phosporeinlage entsprechend einer Weiterbildung soll die sichtbare Lichtemission an den einzelnen Anzeigepunkten besonders begünstigt werden.

Lösung:

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen an.

Zusammenfassung des Erfindungsgegenstandes:

Die Geometrie der sich kreuzenden Elektroden an den Leuchtpunkten der Gasentladungsanordnung dient der Optimisierung der Lichtemission und der Begrenzung der elektrischen Feldeinflüsse zwischen den Elektroden benachbarter Leuchtpunkte, so daß unerwünschte Kopplungen zwischen benachbarten Leuchtpunkten möglichst gering gehalten werden.

•Bei Anzeigeanordnungen der betrachteten Art sind Entladezonen durch angeregtes Gas zwischen zwei Elektroden gekennzeichnet. Die gegenüberstehenden Elektroden bilden ein elektrisches Feld bei genügend hoher angelegter Spannung aus. Dabei sind charakteristische Zünd- und Brennspannungen gegeben.

Im Betrieb wird die Spannung während der Anzeige zwischen diesen beiden vorgenannten Spannungswerten gehalten und jeweils zur Zündung eine etwas höhere Spannung als die Zündspannung verwendet. Zum Löschen der einzelnen Entladungsstrecken muß die Elektrodenspannung zumindestens kurzzeitig unter die gegebene Brennspannung abgesenkt werden.

üblicherweise werden die einzelnen Leuchtpunkte durch zwei Sätze paralleler Leiter gebildet, die nach einem Matrixsystem adressier-

YO 970 113 20 9883/0 562

bar sind,, Die Matrizen werden vorzugsweise durch zwei zueinander rechtwinklig stehende Leiteranordnungen gebildet. Die Elektroden sind normalerweise vom fluoreszierenden Gasraum durch dielektrische Auflagen abgetrennt. Entsprechend der vorliegenden Erfindung hat mindestens eine der beiden gegenüberstehenden Elektroden eines Anzeigepunktes eine geometrische Ausbildung, die einen optimalen Lichtaustritt durch die Elektrode hindurch ermöglicht; dies ist z. B. mit einer ringförmig ausgebildeten Elektrode möglich.
Die der genannten ringförmigen Elektrode gegenüberstehende Elektrode ist entweder eine runde Platte oder ebenfalls eine ringförmige Elektrode, deren Äußendurchmesser an den Innen- und Außendurchmesser der erstgenannten durchschaubaren Elektrode günstig angepaßt ist. Die Gegenelektrode könnte z. B. einen äußeren Durchmesser haben, der kleiner ist oder gleich dem Innendurchmesser der durchschaubaren ringförmigen Elektrode, oder der Außendurchmesser der Gegenelektrode sollte etwa dem Außendurchmesser der ringförmigen durchschaubaren Elektrode gleich sein. Wenn beide Elektroden ringförmig ausgebildet sind, sollten sowohl der Innen- wie auch der Außendurchmesser speziell gewählt werden.

Eine angenähert axialsymmetrische Ausführung der einzelnen Anzeigepunkte ist wesentlich. Wenn die spannungszuführenden Leiter nicht selbst Teil der Anzeigeelektroden sind, sollten ihre Breitenabmessungen möglichst klein sein, um die Sichtbarkeit der
Leuchtpunkte möglichst wenig zu verdecken.

Nach einer Ausbildung der vorliegenden Erfindung wird eine optimale Sichtbarkeit durch eine doppelte Gasentladungsanordnung erreicht. Dabei ist eine innere Elektrodenfläche zwischen zwei
äußeren Flächen angeordnet.

Theoretische Grundlagen:

Der wesentlichste Teil des vorliegenden Erfindungsgegenstandes
betrifft die spezielle Elektrodengeometrie. Dabei soll ausrei-

970 113 209883/0562

chende Symmetrie an jedem einzelnen Leuchtpunkt gegeben sein. Bei rund ausgebildeten Elektroden läßt sich am leichtesten eine vollkommene Symmetrie erreichen. Dabei ist es vorteilhaft, die Symmetrieverhältnisse so auszubilden, daß nicht nur Symmetrie bezüglich der rechtwinklig zueinander stehenden Leiteranordnungen entsprechend dem Stande der Technik gegeben ist.

So soll nach der vorliegenden Erfindung jedes einzelne Elektrodenpaar nicht nur zweifache- Symmetrie aufweisen, obwohl die Gesamtsymmetrie der Gasentladungsanordnung zwar nur zweifach ist. Wenn innerhalb der Gasentladungsanordnung ein Paar zueinandergehöriger Elektroden von einem Punkt direkt über dem Mittelpunkt des Elektrodenpaares oder von einem etwas davon abgerückten außermittigen Punkt betrachtet wird, läßt sich erkennen, daß nach der Elektrodenausbildung entsprechend der vorliegenden Erfindung mehr als nur zweifache Axialsymmetrie gegeben ist.

Der Symmetriegrad ist dabei als Zahl anzugeben, die die Anzahl der Beobachtungsdrehstellungen angibt, in denen die Elektrodenkonfiguration immer zumindest angenähert gleich erscheint. Dies soll an Hand eines gleichseitigen Dreiecks als Beispiel erläutert werden. Ein solches Dreieck kann in einer senkrechten Fläche um eine horizontale Achse in drei gleichsinnige, aber doch verschiedene Positionen gebracht werden. Es sind also drei verschiedene Lagen des Dreieckes möglich, jedoch erscheint jede dieser drei Lagen einem Beobachter gleich. Ein gleichseitiges Dreieck kann somit als Figur mit dreifacher Symmetrie bezeichnet werden.

Ein anderes Beispiel, eine Strecke, hat nur zweifache Symmetrie; zwei gleichwertige Positionen sind möglich, in die die Strecke gebracht werden kann. - Ein Sechseck hat entsprechend eine sechs* fache Symmetrie. Es kann in sechs verschiedene Lagen gebracht werden, deren jede wohl von den anderen unterschiedlich ist, in denen allen aber dasselbe Erscheinungsbild herrscht. - Schließlich kann ein ebener Kreis entsprechend als Figur mit unendlich

^{Y0 97}° ¹¹³ 209883/0562

vielen Seiten betrachtet werden und hat somit den Symmetriegrad unendlich. Eine solche unbegrenzte Symmetrie soll im folgenden als eine ausgezeichnete Form der Axialsymmetrie betrachtet werden, weil bei jeglicher Verdrehung eine wohl andere, aber gleich erscheinende Lage des Kreise möglich ist. Eine ringförmig ausgebildete Elektrode hat diese vollkommene Drehsymmetrie, wohingegen über den äußeren Radius des Ringes hinausbetrachtet die spannungszuführenden elektrischen Leiter nur eine zweifache Symmetrieaufweisen und somit die Gesamtsymmetrie der Gesamtanordnung reduzieren.

Es ist allgemein bekannt, daß bei einem Paar planparalleler Elektroden in Form unendlich großen Platten das elektrische Feld zwischen ihnen beim Anlegen einer Spannung homogen ist. Bei einem elektrischen Felde mit einem Elektrodenpaar endlicher Größe bildet sich das elektrische B'eld wegen der Randwirkung nicht homogen aus. Die größte Abweichung von der Homogenität ist an den Rändern gegeben, wo die größte Feldstärke herrscht. Dort ist die Tendenz vorhanden, eine auftretende Entladung in die Umgebung zu zerstreuen. Wenn jedoch axiale Symmetrie vorgekehrt wird und Paare sich gegenüberstehender kreisförmiger Elektroden vorgesehen werden, dann ergibt die durch den inneren Umfang der einen Elektrode definierte Kreisgrenze ein elektrisches Feld mit einem Maximum elektrischer Feldstärke am inneren Umfang; damit wird die entstehende Entladung fokussiert. ■

Der allgemeine Verlauf einer Entladung hat die Tendenz, den elektrischen Feldlinien zu folgen. Dort, wo die Feldlinien am dichtesten sind, ist auch die Entladung am stärksten; wo die Feldlinien weit voneinander entfernt sind, ist auch die Entladung schwach. Bei verdrehbarer Symmetrie mit einer ringförmigen Elektrode, die einer anderen Elektrode gegenübersteht, die entweder ebenfalls ein Ring oder eine kreisförmige Platte ist, haben die Feldlinien die Neigung, zur Drehachse zusammenzulaufen. Die vorzügliche Wirkung einer kreisförmigen Geometrie besteht also in dem Zusammenziehen der elektrischen Feldlinien auf die Achse zu; ein

YO 970 113 209883 /OR62

solcher Effekt wäre ohne Kreissymmetrie nicht in dieser ausgezeichneten Weise gegeben.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen:

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. IA die perspektivische Ansicht einer Gasentladungsanordnung mit schematischen Darstellungen der zugehörigen Treiberschaltkreise,

Fig. IB die Darstellung einer Wechselspannung zur Erklärung der einzelnen Betriebsfunktionen einer Anordnung nach Fig. IA₇

Fig. 2 -die Teilansicht einer Elektrodengeometrie nach

dem Stande der Technik,

Fign_e 3A-1, 3A-2 eine Vorderansicht und einen Schnitt zur Erläuterung eines Elektrodenbeispiels mit vollkommener Drehsymmetrie,

Fig. 3B eine andere mögliche Elektrodenkonfiguration

mit größerem Durchmesser der scheibenförmigen Gegenelektroden,

Fig. 3C eine Elektrodenkonfiguration mit noch größerem

Außendurchmesser der Gegenelektroden,

Fig. 3D eine weitere Ausführungsform der Gegenelektroden,

Fign. 3E bis 3G weitere mögliche Elektrodenausführungsformen entsprechend der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 einen Schnitt durch eine Ausführung, bei der

YO 970 113 209883/0562

— R —

die Gegenelektroden eine runde dreidimensionale Oberfläche aufweisen, und

Fign, 5A und 5B Schnitt und Seitenansicht einer weiteren Ausführung der erfindungsgemäßen Gasentladungsanordnung mit doppelter Elektrodenkonfiguration.

Nun werden der Aufbau und die Funktion eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Eine charakteristische Anordnung'nach der vorliegenden Erfindung ist in Fig. IA zusammen mit den Treibern 12 und 13'für die Ansteuerung der Matrix dargestellte Die Gasentladungsanordnung 10 (siehe Fig. 3A-2) besteht aus einer Gaskammer 14 zwischen zwei Glasplatten 16 und 18. Abstandsstücke 20 aus Glas sind zwischen den Platten 16 und 18 angeordnet .

Eine Dichtung 24 aus Glas oder Epoxyharz ist rundherum zwischen den Glasplatten 16 und 18 eingefügt und sorgt für die nötige Abdichtung der'Gaskammer 14. Die Kammer wird über eine öffnung 22 in der rückseitigen Glasplatte 18 evakuiert und mit einem geeigneten. Gas 15 gefüllt. Geeignet ist dafür eine Mischung aus Neon mit einem Zehntel Prozent Argon.

Die X-Treiber 12 sind mit· Zuführungsleitungen x-1, x-2, ... x-n und die Y-Treiber 13 mit Zuführungsleitungen y-1, y-2, ... y-n verbunden. Eine Elektrodenausführungsform nach dem Stande der Technik ist in Fig. 2 dargestellt und demgegenüber Elektrodenausführungen nach der vorliegenden Erfindung in den Fign. 3A-1 usw. Bei den Elektrodenausführungen nach der vorliegenden Erfindung sind die Schaulöcher an den Leiterkreuzungspunkten rund und beim Aufleuchten voll mit Licht erfüllt. Die Eingangsleitung x-1 führt z. B. zum Elektrodenleiter X-I/ und der Anzeigepunkt L-Il ist als Kreuzungspunkt der Leiter X-I und Y-I definiert.

Eine Gasentladungsanordnung entsprechend der Erfindung wird mit Wechselspannungen an den sich kreuzenden Leitern betrieben. Eine

^{yo 97}° ¹¹³ 209883 /056?

zugehörige Spannungswellenform ist in Fig. IB gezeigt. Die dargestellten Spannungen sind entweder auf Erde oder einen erdfreien Referenzpunkt bezogen. Im folgenden soll mit einem erdfreien Referenzpunkt gearbeitet werden. Die wirksame Spannung ist jeweils die Spannungsdifferenz zwischen zwei Elektroden. Drei grundsätzliche Spannungspegel sind gegeben: die Zündspannung, die Brennspannung und die Löschspannung. Innerhalb eines bestimmten Spannungsbereiches kann eine einmal gezündete Lichtemission aufrechterhalten werden. Dieser Bereich wird als Speicherspannungsbereich bezeichnet.

Gemäß Fig. IB ist der Speicherspannungsbereich 30 gekennzeichnet durch die Spanne zwischen der Mindestbrennspannung 32 und der höchsten Brennspannung 34. Zum Zwecke einer leicht verständlichen Darstellung sind entsprechende negative Zünd- und Löschspannungen apostrophiert bezeichnet. Eine Spannung im Bereich der Brenn- · oder Speicherspannung 30 reicht nicht zur Zündung aus, genügt jedoch zur Unterhaltung des Brennens, wenn die Gaszone einmal gezündet worden ist. Spannungsimpulse 36 und 38 sind typische Impulse, die nicht zur Zündung ausreichen_e Um zu zünden, muß ein Impuls, mindestens des Pegels 34, z. B. der impuls 40, an ein' Elektrodenpaar angelegt werden. Dem Impuls 40 nachfolgende Impulse 42 und 44, die nicht größer sind als 36 oder 38, reichen dann zum Weiterbrennen aus, -Um einen Anzeigepunkt wieder auszulöschen, ist ein Unterschreiten der Mindestbrennspannung 32, z. B. durch den Impuls 46, erforderlich. Durch eine entsprechende Programmierung der X- und Y-Treiber 12 und 13 und der Größen der durch sie abgegebenen Spannungspegel können wahlweise die verschiedenen Anzeigepunkte L-Il bis L-nn aktiviert werden, so daß eine gewünschte bildliche Darstellung mit der Gasentladungsanordnung durchführbar ist.

Die ungünstigen Eigenschaften von Gasentladungsanordnungen nach dem Stande der Technik werden an Hand der Fig. 2 erläutert, die ebenfalls eine Vielzahl von X-Leitern und Y-Leitern, jedoch mit rechteckigem Querschnitt, umfaßt, wobei die Anzeigepunkte an den

YO 970 113 209883/0562

Kreuzungspunkten durch die Überdeckungsflächen je zweier sich kreuzender Leiter definiert sind. Wenn eine Gasentladung zwischen zwei solchen Elektroden erfolgt, ist der Lichtfleck durch die eine Glasplatte nicht direkt erkennbar; es läßt sich nur das Randleuchten erkennen, das neben dem eigentlichen Leuchten des erregten Gases auftritt. Es gelang bisher noch nicht, günstige transparente Elektroden herzustellen, weil transparente Elektroden immer einen relativ hohen Widerstand haben. Hohe Widerstände stehen aber im Widerspruch zu kurzen Schaltzeiten und wirken sich ungünstig auf die Anforderungen an die Treiber aus. Die Gesamtzahl durch einen Treiber anzusteuernder Leiter bzw. die Größe eines Anzeigefeldes wird dabei durch den Widerstand transparenter Elektrodenleiter eingeschränkt. Des weiteren sind Leiterausbildungen gemäß Fig. 2 nach dem Stande der Technik feldstärkenmäßig betrachtet für benachbarte Anzeigepunkte ganz besonders ungünstig und neigen dazu, Nachbarpunkb-s zu zünden, ohne daß diese aufleuchten sollen.

Fign.. 3A-1 und 3A-2 sind Darstellungen eines Ausführungsbeispiels nach der vorliegenden Erfindung; der Einfachheit halber soll bei den noch kommenden Vergleichen von einer Elektrodenanordnung gemäß Fig. 3A gesprochen werden. Das Leitermaterial der Elektroden besteht z. B. aus aufgebrachten Chrom-Kupfer-Chromleitern in Form durchsichtiger Ringe 50-11 und ihnen gegenüber koaxial aufgebrachtenrundenElektrodenplatten 52-11 aus gleichem Material. Der Außendurchmesser der Gegenelektroden ist dabei kleiner als der Innendurchmesser der Ringe 50-11. Je ein dünnes transparentes Dielektrikum bedeckt die beiden Elektrodengruppen. Ein dielektrischer Film 54 überdeckt die Elektrodenringe 50-11 bis 50-nn. Ein dielektrischer Film 56 überdeckt die Gegenelektroden 52-11 bis 52-nn. Die Gaskammer 14 ist wie bereits erläutert mit Gas 15 gefüllt.

Abwandlungen des beschriebenen Ausführungsbeispiels:

Die Fign. 3B bis 3D zeigen weitere Ausbildungsformen der Elektroden nach den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung mit vollkom- _:

YO 970 113 209883/0562

mener Symmetrie. Sie ermöglichen ebenfalls Lichtanzeigen, die mit denen entsprechend den Fign. 3A vergleichbar sind. Bei den abgewandelten drei Ausführungsformen sind ringförmige Elektroden 60-11, 70-1.1 bzw. 80-11 vorgesehen. Die Gegenelektroden sind jedoch bei den einzelnen Abwandlungen verschieden ausgebildet.

Die Gegenelektrode 62-11 gemäß Fig. 3B hat einen größeren Außendurchmesser verglichen mit dem Innendurchmesser der Ringelektrode .60-11. Die plattenförmige Gegenelektrode 72-11 gemäß Fig. 3C hat sogar einen ebenso großen Durchmesser wie die Ringelektrode 70-11 einen Außendurchmesser. Schließlich ist die Gegenelektrode 82-11 gemäß Fig, 3D nur mit zwei Symmetrieachsen ausgestattet, die eine in der Richtung der x-Achse und die andere in der Richtung der y-Achse. Die x/y-Achsenausrichtung ist durch die rechteckige Ausbildung der Gegenelektrode erreicht worden, wobei zwei Eckpunkte des Rechteckes in x—Achsenrichtung liegen und die anderen Symmetriepunkte in Richtung der y-Achse, der Richtung des Y-Leiters selbst.

Die weiteren Elektrodenabwandlungen gemäß den Fign. 3E bis 3G benutzen wiederum ringförmige Elektroden, diese aber in Verbindung mit ebenfalls ringförmigen Gegenelektroden. Die Gegenelektrode 92-11 gemäß Fig. 3E hat einen Außendurchmesser, der kleiner ist als der Innendurchmesser der Elektrode 90-11. Die Gegenelektrode 102-11 gemäß Fig. 3F hat einen Außendurchmesser, der etwa dem Innendurchmesser der durchsichtigen Elektrode 100-11 entspricht. Die Gegenelektrode gemäß Fig. 3G schließlich hat Außen- und Innendurchmesser, die mit denen der durchsichtigen Elektrode 110-11 gleich sind.

Den bisher beschriebenen Elektrodenformen ist allen gemeinsam'eine durchsichtige Hauptelektrode, die einen optimalen Lichtaustritt aus der angeregten Gasζone ermöglicht und die ebenfalls das Nebensprechen durch Feldstreuung minimalisiert.

YO 970 113 209 883/0 5 6?

Weitere Ausbildungsformen:

Zwei besondere ebenfalls durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung abgedeckte Elektrodenformen sollen nun beschrieben v/erden. ■

Gemäß Fig. 4 ist die Gegenelektrode 122-11 mit halbkugelartiger .Oberfläche ausgeführt, die eine besonders günstige Ausbildung des elektrischen Feldes in der Anzeigezone ermöglicht. Im übrigen treffen a*lle bisher erläuterten Vorteile entsprechend den Fign. 3A usw. auch hier wiederum zu.

Der Hauptgesichtspunkt gemäß Fig. 4 ist eine vollkommene Symmetrie der Gasentladungszone und deren Einflußnahme auf die Form des. elektrischen Feldes. Die oberen Leiter 120-11 enthalten runde Löcher zur Betrachtung der Entladung. Der untere Leiter besteht aus einem flachen Streifen mit kugelförmig erhabenen Teilen, die ihrerseits.mit den Löchern im oberen Leiter koaxial sind. Fig. stellt einen Schnitt senkrecht zur Anzeigefläche dar und zeigt die weiteren Komponenten der Gasentladungsanordnung. Die obere und untere Platte 16 und 18 sind wiederum aus Glas. Die Schichten 126A und 126B sind wiederum die Dielektrika aus Isoliermaterial. Sie können entweder aus aufgeschmolzenem Glas oder aus Aluminiumoxyd (Al₂O-) bestehen, das auf die Aluminiumleiter 120-11 und 122-11 anodisch aufgebracht worden ist. Die Gaskammer befindet sich zwischen den beiden Isolierschichten 126A und 126B. Als Beispiele sind ebenfalls einige elektrische Feldlinien 123 dargestellt zwischen dem oberen Leiter 120-11 und dem unteren Leiter 122-11; entlang diesen Feldlinien findet die elektrische Entladung statt. Der Punkt 125 ist ein beliebiger Punkt auf dem Umfang des runden Loches in der Durchsichtelektrode, an dem Feldlinien mit höchster Dichte enden. Der Punkt 128 ist ein Punkt auf der erhabenen Oberfläche des unteren Leiters, die das andere Ende der Feldlinien kennzeichnet. Die Entladung konzentriert sich zwischen diesen beiden genannten geometrischen Orten. Übersprechen auf benachbarte Anzeigepunkte ist dabei minimalisiert. Die Ent-

vo 970 113 209883/056?

ladung läßt sich von der Anzeigeseite durch die Löcher ausgezeichnet beobachten.

Ein anderes Ausführungsbeispiel entsprechend der vorliegenden Erfindung mit besonderen Vorteilen ist in den Fign. 5A und B dargestellt. Es handelt sich dabei um einen Schnitt und eine Seitenansicht der ins Auge gefaßten Ausführungsform. Diese Ausführungsform vereinigt in sich die Vorteile der Ausführungen gemäß Fign. 3E bis G mit denen entsprechend den Fign. 3A bis C. In den Fign. 5A und B sind die öffnungen 140A und 140B vergleichbar mit der Ringelektrode 50-11 und die mittlere flache scheibenförmige Elektrode 132-11 mit der Gegenelektrode 52-11 gemäß Fig. 3A. Die Gegenelektroden 132-11 usw. befinden sich in einer dielektrischen Schicht 134, die im Abstand zwischen den beiden Dielektrika 136A und 136B für die Durchblickselektroden gehalten wird. Die Art der Befestigung des Dielektrikums 134 zwischen den beiden Glasplatten 16A und 18A ist in den Fign. 5A und B in Form von Abstandsstücken 138A und B und 139A und B an den Rändern der Gaskammer erkennbar. Für jedender beiden Teile der Gaskammer ist je eine Ventilationsöffnung 22A bzw, 22B vorgesehen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung:

Wegen der vorzüglichen Durchblickseigenschaften einer Gasentladungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung lassen sich vorteilhafterweise Phosphoreinlagen anbringen zur Abänderung der Lichtemission der Anzeigepunkte. Wenn z. B. blaues Licht erzeugt werden soll und Neon der Hauptbestandteil des angeregten Gases ist, kann mit Europium Eu dotierter herkömmlicher Phosphor verwendet werden. Zu diesem Zweck lassen sich Phosphorniederschläge auf den Innenflächen der Glasplatten 16 und 18 bzw. gemäß Fig. 5A in den Löchern der Durchblickselektroden anordnen. Die Aufbringung dieser Phosphorniederschläge wird vor der Anbringung der Dielektrika durchgeführt. Auf diese Weise lassen sich Farbgebungen der beobachtbaren Lichterscheinungen durchführen.

970 113 209883/0562

Im übrigen läßt sich wegen des besonders weiten Speicherspannungsbereiches aufgrund der gewählten Elektrodenkonfigurationen, eine Grauskala durch Anwendung verschieden großer Brennspannungen innerhalb des Speicherspannungsbereichs erzielen. Bei einer Anordnung gemäß Fig. 3Bz. B. läßt sich durch eine Variation der Brennspannung von. der untersten Grenze bis zur obersten Grenze des Speicherspannungsbereichs eine Lichtintensitätsvarxation von etwa 1 : 2,5 durchführen. Somit ist nicht nur ein Hell/Dunkeleffekt möglich, sondern sogar selektive Intensitätsdifferenzierung.

Die vorliegende Erfindung bietet also einerseits Farbgebungen und andererseits Hellwertstufungen für bildliche Darstellungen mit einer Gasentladungsanordnung an.

Praktische Ausführungen:

Ein Prüfmuster einer Gasentladungsanordnung mit den sieben in den Fign. 3A bis G dargestellten Elektrodenkonfigurationen und des weiteren mit der herkömmlichen einfachen Ausführung gemäß Fig. wurde zu Vergleichszwecken gebaut.

Dabei wurden folgende Größen gewählt:

1. Die Elektrodenleiter sind etwa 0,05 mm breit.

2. Sämtliche oberen, dem Betrachter zugekehrten Ringelektroden haben einen Innendurchmesser von ungefähr 0,25 und einen Außendurchmesser von ungefähr 0,33 mm. \

3. Die Gegenelektroden haben etwa folgende Abmessungen:

Bei Fig. 3A 0,18 mm,

bei Fig. 3B 0,25 mm,

bei Fig. 3C 0,33 mm,

bei Fig. 3D 0,18 mm diagonal,

bei Fig. 3E 0,15 mm Innendurchmesser und

0,23 mm Außendiirchmesser, bei Fig. 3F 0,2 mm Innendurchmesser und

0,28 mm Außendurchmesser, bei Fig. 3G 0,25 mm Innendurchmesser und

0,33 mm Außendurchmesser.

YO 970 113 209883/0562

2223335

■-. 15 -

4* Für die Konfiguration gemäß Fig. 2 sind obere und untere Elektroden von je 0,1 ram Breite gewählt. 5. Die Packungsdichte der X-Leiter und der Y-Leiter ist etwa 2/mm.

Die Leiter bestehen aus Chrom-Kupfer-Chrom mit einer Dicke von 8 um und sind in herkömmlicher Phototechriik auf ca. 6 mm, dicke Glasplatten aufgebracht» Die Zuführungsleitungen haben eine Breite von 0,05 mm. Nach dem Aufbringen der Leiter wurden die Glasflächen mit einem dünnen Dielektrikum aus geschmolzenem Glas mit einer Dicke von etwa 40 pm überzogen und die zwei gegenüberstehenden Platten abgedichtet mit einem Abstand von 0,15 mm mit Hilfe von Glasabstandsstücken zusammengesiegelt.

Die Gaskammer wurde mit Neon unter einem Druck von 400 mm Quecksilber mit einem Zusatz von 0,1 % Argon gefüllt. Am nächstfolgenden Tage wurde gemessen« Dabei ließen sich bezüglich der Spannungen und Helligkeiten der einzelnen Elektrodenkonfigurationen mit 50 kHz Betriebsfrequenz die in der nachstehenden Tabelle I angegebenen Ergebnisse erzielen. V = Zündspannung und V₁ = Lösch-

Z -L

spannung in Volt. Die Helligkeiten der einzelnen Konfigurationen sind in Beziehung zu der als 1 gesetzten Helligkeit einer Konfiguration gemäß Fig. 2 bei deren Zündspannung gesetzt.

Tabelle I
Konfiguration V Helligkeit V₁ Helligkeit , V-V₁

Fig. 3A ' 466 2,5 370 1,5 96

Fig. 3B 442 3,1 , 344 1,8 98

Fig. 3C 441 3,3 339 1,9 102

Fig. 3D 481 2,4 400 1,4 .81

Fig. 3E 479 1,8 370 1,3 109

Fig. 3F 480 2,3 404 1,3 76

Fig. 3G 479 2,3 360 1,2 119

Fig. 2 464 1,0 ' 365 0,6 99

YO 970 113 209883/056?

Die Zündspannung V ist die Spitzenspannung der Wechselspannung und in Fig. IB mit 34 bezeichnet. Die Löschspannung V-, ist ebenfalls die Spitzenspannung und in Fig. IB mit 32 bezeichnet.

Die Helligkeiten wurden mit einer herkömmlichen Lichtquantenmeßeinrichtung gemessen.

Die Meßergebnisse zeigen, daß die Elektrodengeometrie nach der vorliegenden Erfindung in jedem Falle eine größere Helligkeit ergibt, als mit herkömmlichen Elektroden gemäß Fig. 2 erreichbar ist. Die Konfiguration nach Fig. 3A ergibt eine 2,5fache Helligkeit und die nach Fig. 3C sogar eine mehr als dreifache. Des weiteren ist der gemessene Speicherspannungsbereich V - V₁ , zwei Fälle ausgenommen, gleich oder besser als bei einer Konfiguration gemäß Fig. 2. Bei den Konfigurationen nach den Fign. 3E bis G sind zwar bessere Durchblickmöglichkeiten zur Rückseite des Anzeigefeldes gegeben; der Helligkeitsverbesserungsfaktor ist jedoch kleiner und nur in der Größenordnung von 2. Es besteht des weiteren ein augenfälliger Zusammenhang zwischen dem Speicherspannungsbereich und der Durchblickbarkeit der Elektroden gemäß Fign. 3E, B, F und G.

Eine Untersuchung der Zeitabhängigkeit der abgegebenen Lichtimpulse ließ erkennen, daß kein augenfälliger Zusammenhang zwischen Elektrodenkonfiguration und Impulsform oder Dauer, die im wesentlichen durch die Gaszusammensetzung bestimmt wird, gegeben ist. Eine Untersuchung der Streuverhältnisse ergab, daß die ungünstigsten Streuverhältnisse bei einer Konfiguration nach dem Stande der Technik gemäß Fig. 2 gegeben sind. Alle Konfigurationen nach der vorliegenden Erfindung ergeben gut definierte Entladungsbereiche mit minimaler Streuung. Unabhängig von der gewählten Matrixdichte der X- und Y-Leiter ist die Neigung, benachbarte Bereiche zu zünden, bei den Konfigurationen nach der vorliegenden Erfindung wesentlich kleiner als entsprechend dem Stande der Technik«

YO 970 113 209883/Π S6?

Die Daten eines anderen untersuchten Musters einer Gasentladungsanordnung sind in Tabelle II angegeben. Darin sind zum Vergleich auch wieder die entsprechenden Daten für eine Anordnung nach Fig. 2 aufgenommen. Diese Gasentladungsanordnung wurde mit TSeon unter einem Druck von 5OO mm Quecksilber und wiederum einer Beimengung von 0,1 % Argon gefüllt. Einzelmessungen wurden an zwei Sätzen von Anzeigepunkten jeder Konfiguration ausgeführt; sie sind in ■ den Reihen 1 bzw. 2 in der Tabelle enthalten. Jede Reihe enthält das Ergebnis von sechs benachbarten Anzeigepunkten, die parallel durch den gleichen Treiber gespeist wurden«, Die Zündspannung V ist die für alle sechs Anzeigepunkte einer Reihe benötigte Zündspannung. Entsprechend gibt V, die Spannung an, die zur Löschung aller sechs Punkte der gleichen Reihe erforderlich war. Ebenfalls ist der Speicherbereich V - V₁ für die einzelnen Reihen angege-

V ^{z χ}

₁
ben. Die Spalten .. und K=) sind die Meßergebnisse für die einzelnen Konfigurationen. Das Licht wurde mit einem biegsamen

Faserlichtleiter etwa mit dem Durchmesser der menschlichen Pupille aufgenommen, und zwar in einer senkrechten Entfernung von etwa 10 cm von den Anzeigepunkten. Der Ausgang dieses Faserlichtleiters wurde mit einem Photovervielfacher gekoppelt und dessen Ausgangsstrom K=) entsprechend Tabelle II gemessen. Dabei wurde jeweils die .Treiberspannung auf die Mitte zwischen Zünd- und Löschspannting

V +V eingestellt, wie dies in der- Spalte —-~— angegeben ist.

^Y0 970 us 209883/066?

Konfig. Reihe V

Tabelle II

V -V, ζ 1

ζ 1

K=)

Fig. 3A 1 421,2 343,6 2 426,8 347,5 77,6
79,3

390,6
387,1

1.68 x 10

1.69 χ "

Fig. 3B 1 420,1 337,4

2 422,4 342,4

82,7 378,6 1,73 χ

80,0 382,4 1,73 x

Fig. 3C 1 397,7 327,3 2 404,7 329,4

70,4
75,3

362,5
366,9

2,10 x " 2,05 x "

Fig. 3D 1 425,1 347,3 2 427,0 351,9

77,8 386,1 1,53 χ " 75,1 389,4 1,55 x ^M

Fig. 3E 1 423,9 346_f2 2 430,4 350,6

77.7 384,O 1,60 x

79.8 39O,3 1,63 x

Fig. 3F 1 424,5 349,2 2 426,5 347,O 75,3
79,5

386,8 1,65 χ " 386,7 1,65 χ "

Fig. 3G 1 417,6 349,4

2 429,9 354,8

68,2 383,5 1,50 X "

75,1 392,3 , 1,55 X "

Fig. 2 1 428,8 348,3

2 435,9 348,5

80,5 388,3 0,85 χ " 87,4 392,1 0,80 χ "

Entsprechend der Tabelle II weisen die Konfigurationen gemäß der vorliegenden Erfindung wiederum fast durchweg niedrigere Zünd- und Löschspannungen auf als Konfigurationen nach dem Stande der Technik gemäß Fig. 2. Die Lichtausbeute gemessen in Ämp. ist in allen Fällen etwa zweimal so groß bzw. sogar noch größer.

YO 970 113

209883S056?

Claims (16)

1. PATENTANSPRÜCHE

   . I.) Gasentladungsanordnung für bildliche Darstellungen mit zwei gekreuzten Sätzen paralleler Leiter, die eine adressierbare Matrixanordnung luminiszierender Anzeigepunkte bilden, ■

   gekennzeichnet durch Elektroden, die in mehr als zwei relativen Drehstellungen dem Betrachter symmetrisch erscheinen und davon abhängig Lichtemissionen ausbilden, die einen höheren Symmetriegrad als 2 erscheinen lassen (Fign. 3A-1 bis 5-B) .
2. 2. Gasentladung^anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Satz der gegenüberstehenden Elektroden aus voll-drehsymmetrischen Einzelelektroden besteht (Fign. 3A-1 bis 5B= I
3. 3_β Gasentladungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden des ersten Elektrodensatzes ringförmig ausgebildet sind (Fign, 3A-1 bis 3G).
4. 4. Gasentladungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden des ersten Elektrodensatzes als Löcher in streifenförmigen Leitern (120-11) ausgebildet sind (Fign. 4 und 5A) .
5. 5. Gasentladungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Satz der gegenüberstehenden Elektroden als rechteckige Platten oder ebenfalls voll-drehsymmetrisch ausgebildet ist (Fig. 3D oder Fign. 3A-1 bis 3C und 3E bis 3G oder 4) .

   YO 970 113 209883/056?
6. 6. Gasentladungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden des zweiten Elektrodensatzes als kreisförmige Platten ausgebildet sind (Fign, 3A-1 bis 3C) .
7. 7. Gasentladungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden des zweiten Elektrodensatzes ringförmig oder lochförmig ausgebildet sind (Fign. 3E bis 3G).
8. 8. Gasentladungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (128) des zweiten Elektrodensatzes halbkugelförmig ausgebildet sind (Fig. 4),
9. 9. Gasentladungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden des zweiten Elektrodensatzes einen Außendurchmesser aufweisen, der kleiner 1st als der Innendurchmesser der ring- oder lochförmigen Elektroden des ersten Elektrodensatzes (Fign. 3A-1 oder 3E oder 4).
10. 10. Gasentladungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden des zweiten Elektrodensatzes einen Außendurchmesser aufweisen, der gleich ist dem Innendurchmesser der ring- oder lochförmigen Elektroden des ersten Elektrodensatzes (Fign. 3B oder 3F).
11. 11. Gasentladungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden des zweiten Elektrodensatzes einen Außendurchmesser aufweisen,· der bei ringförmig ausgebildeten Elektroden des ersten Elek-. trodensatzes deren Au&endurchpiesspr bleich i*t ("R¹X^n. 3¹C oder 3G) oder der bei lochförmig ausgebildeten Elektroden des ersten Elektrodensatzes größer als deren Lochdurchmesser ist.

    YO 970 113 209883/0562

    222393§
12. 12· Gasentladungsanordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden die Elektrodensätze tragenden Platten,(16, 18) transparent ist (Fig. 3A-2, 4, 5A, 5B).
13. 13. Gasentladungsanordnung nach einem der vorgenannten An- · sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektrodensätze auf den tragenden Platten (16 und 18) mit je einer dielektrischen Auflage (54, 56;" 126A, 126B; 136A, 136B) abgedeckt sind,
14. 14. Gasentladungsanordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch phosphorhaltige Einlagen in den Öffnungen der Elektroden oder zwischen den Paaren gegenüberstehender Gegenelektroden.
15. 15« Gasentladungsanordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zusammengehörigen Elektroden je eines Anzeigepunktes nur eine vernachlässigbare elektrische Feldstreuung zu benachbarten Anzeigepunkten aufweisen.
16. 16. Gasentladungsanordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zusammengehörigen Elektroden je eines Anzeigepunktes koaxial angeordnet sind.

    Y₀ 970 in 20 9 80 3/0562

    12. .

    Leer seife