DE2317099B2

DE2317099B2 - Gas discharge indicator

Info

Publication number: DE2317099B2
Application number: DE19732317099
Authority: DE
Inventors: Tatsuo Tokio Ogasawara; Rentaro Sasaki; Hidetoshi Gyoda Saitama Sogabe; Gunma Takasaki; Akinori Watanabe
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1973-04-05
Filing date: 1973-04-05
Publication date: 1975-12-18
Also published as: DE2317099A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasentladungs-Anzeigevorrichtung mit zwei isolierenden Deckplatten, von denen zumindest eine lichtdurchlässig ist, mit einem isolierenden Zwischenteil, welches in Matrixform angeordnete Bohrungen aufweist, mit einer Mehrzahl von Kaltkathodenelektroden, die jeweils einer Reihe von Bohrungen zugeordnet sind und zwischen einer Seite S° des Zwischenteiles und einer der Deckplatten angeordnet sind, und mit einer Mehrzahl von Anodenelektroden, die jeweils einer Spalte von Bohrungen zugeordnet sind und zwischen der anderen Seite des Zwischenteiles und der anderen Deckplatte angeordnet sind, wobei die Deckplatten und das Zwischenteil am Umfang gasdicht miteinander verbunden sind und der durch sie eingeschlossene Raum mit Edelgas gefüllt ist.The invention relates to a gas discharge display device with two insulating cover plates, one of which at least one is translucent, with an insulating intermediate part, which is arranged in matrix form Has bores, with a plurality of cold cathode electrodes, each of which is a row of Bores are assigned and arranged between a side S ° of the intermediate part and one of the cover plates are, and with a plurality of anode electrodes, each associated with a column of bores are and are arranged between the other side of the intermediate part and the other cover plate, wherein the cover plates and the intermediate part are connected to one another in a gas-tight manner at the periphery and through them enclosed space is filled with inert gas.

Eine derartige Anzeigevorrichtung, von der die Erfindung ausgeht, ist in der DT-OS 17 64 927 beschrie- fc> ben. Mit Gasentladungszellen solcher Anzeigevorrichtungen kann jedoch nur eine geringe Helligkeit erhalten werden. Die Anzeigezellen benötigen ferner zum Unterhalten und insbesondere zum Einleiten der Entladung hohe Spannungen, wodurch die Schaltung zum Betrieb solcher Anzeigevorrichtungen teuer werden. Bei den üblichen Zündspannungen von 180 V und mehr ist es z. B. unmöglich, die Anzeigevorrichtung direkt über einen Transistor zu betreiben. Durch die beschränkte Anzahl der in den Entladungszellen verwendbaren Edelgase können auch nur Anzeigevorrichtungen mit einer kleinen Zahl von Anzeigefarben geschaffen werden.Such a display device, from which the invention is based, is described in DT-OS 17 64 927 ben. With gas discharge cells of such display devices, however, only a low level of brightness can be obtained will. The display cells also need to be entertained and, in particular, to initiate the discharge high voltages which make the circuitry for operating such displays expensive. With the usual ignition voltages of 180 V and more, it is z. B. impossible to direct the display device to operate via a transistor. Due to the limited number of them that can be used in the discharge cells Noble gases can also only create display devices with a small number of display colors will.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist daher, eine Gasentladungs-Anzeigevorrichtung der oben angeführten Art so auszubilden, daß sie mit niedrigen Spannungen betrieben werden kann und daß eine helle Anzeige in verschiedenen Farben möglich ist.The object on which the invention is based is therefore to provide a gas discharge display device of the above cited type so that it can be operated with low voltages and that a bright Display in different colors is possible.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kaltkathodenelektroden an der Oberfläche mit einer die Elektronenemission begünstigenden Schicht versehen sind und daß in den Anodenräumen mit einem Leuchtstoff beschichtete Flächen vorgesehen sind.According to the invention, this object is achieved in that the cold cathode electrodes are connected to the surface a layer promoting electron emission are provided and that in the anode spaces with a Fluorescent coated surfaces are provided.

Vorzugsweise sind die Anodenelektroden selbst mit Leuchtstoff beschichtetThe anode electrodes themselves are preferably coated with phosphor

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist auch vorgesehen, daß die Innenfläche der lichtdurchlässigen Deckplatte zumindest auf solchen Teilen mit einem Leuchtstoff beschichtet ist, welche den Anodenelektroden zugewandt sind.In an advantageous development of the invention it is also provided that the inner surface of the translucent Cover plate is coated at least on those parts with a phosphor, which the anode electrodes are facing.

In weiterer vorteilhafter Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß auf die Innenflächen der Bohrungen Leuchtstoff aufgebracht ist.In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that on the inner surfaces of the bores Phosphor is applied.

Aus aer DT-OS 19 22 244 ist zwar bekannt, die Anoden einer Anzeigevorrichtung zur Vermeidung eines starken Zerstäubens derselben mit einem Überzug aus Phosphorvanadatglas zu beschichten. Damit kann der Strom durch eine Entladungszelle vergrößert werden, was zu einer gewissen Erhöhung der Helligkeit führt. Der Strom kann aber z. B. aus Gründen der Wärmeentwicklung nicht beliebig erhöht werden; außerdem erfordern größere Ströme wieder einen größeren Aufwand in der Schaltung zum Betrieb der Anzeigevorrichtung. Daher kann auch die aus der DT-OS 19 22 244 bekannte Anzeigevorrichtung bezüglich der Helligkeit nicht befriedigen.From aer DT-OS 19 22 244 it is known, the anodes a display device to avoid excessive atomization of the same with a coating To coat phosphor vanadate glass. This can increase the current through a discharge cell, which leads to a certain increase in brightness. The current can, however, z. B. for reasons of heat generation cannot be increased at will; in addition, larger currents again require greater effort in the circuit for operating the display device. Therefore, the one from DT-OS 19 22 244 known display device are unsatisfactory in terms of brightness.

In der DT-OS 21 37 760 ist ferner eine Vorrichtung zur Wiedergabe von Bildern beschrieben, welche im wesentlichen den Aufbau der in der DT-OS 17 64 927 beschriebenen Anzeigevorrichtung aufweist. Die Innenwände der Bohrungen, welche die Entladungszellen begrenzen, sind mit Leuchtmaterial beschichtet, das über in den Entladungszellen erzeugte UV-Strahlung erregt wird. Zum Herabsetzen der sehr hohen Zündspannung für die positiven Säulen zum Erzeugen der UV-Strahlung auf immer noch 350 V sind in Serie mit den Entladungszellen angeordnete Zündzellen vorgesehen, aus denen ionen in die zu zündenden Entladungszellen diffundieren. In the DT-OS 21 37 760 a device for reproducing images is also described, which in essentially has the structure of the display device described in DT-OS 17 64 927. The interior walls the bores that delimit the discharge cells are coated with luminous material, the is excited via UV radiation generated in the discharge cells. To reduce the very high ignition voltage for the positive columns for generating the UV radiation to still 350 V are in series with The discharge cells arranged ignition cells are provided, from which ions diffuse into the discharge cells to be ignited.

Die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung werden auch nicht einzeln bei den bekannten Anzeigevorrichtungen erhalten. Vielmehr wird erst durch das Vorsehen der mit Leuchtstoff beschichteten Flächen in den Anodenräumen und durch die Beschichtung der iCathodenelektroden mit die Elektronenemission begünstigendem Material eine Anzeigevorrichtung geschaffen, die bei niedrigen Spannungen betrieben werden kann und eine helle Anzeige in vielen verschiedenen Farben ermöglicht.The advantageous properties of the invention Display devices are also not obtained individually in the known display devices. Much more is only achieved by providing the surfaces coated with luminescent material in the anode spaces and through the coating of the cathode electrodes with the electron emission favoring material created a display device that operates at low voltages can be operated and enables a bright display in many different colors.

Ein Leuchtstoff für die Abstrahlung einer ausgewählten Farbe wird somit auf den einzelnen Anodenelektroden, auf der Innenfläche der einzelnen Bohrungen oder auf die innenfläche der transparenten Deckplatte auf zumindest solchen Teilen aufgebracht, die den Anodenelektroden gegenüber steinen. Die Verwendung von Leuchtstoff verringert die Durchbruchsspannung derA phosphor for the emission of a selected color is thus on the individual anode electrodes, on the inner surface of the individual holes or on the inner surface of the transparent cover plate at least those parts applied to the anode electrodes across from stones. The use of phosphor reduces the breakdown voltage of the

1717th

Anzeigevorrichtung; weiterhin strahlt der Leuchtstoff eine gewünschte Farbe von hoher Helligkeit ab.Display device; furthermore, the phosphor emits a desired color of high brightness.

Die Erfindung soll nun an Hand eines Ausführung* Beispiels genauer beschrieben werden. Von den Figuren zeigtThe invention will now be described in more detail using an embodiment * example. From the figures shows

pig. 1 eine auseinandergezogerc· Darstellung der wesentlichen Teile der Gasentladungs-Anzeigevorrichtung mit Kaltkathodenentladung,pig. 1 is an exploded view of the essential parts of the gas discharge display device with cold cathode discharge,

F i g. 2 einen Querschnitt durch die in der F i g. 1 gezeigte Vorrichtung undF i g. 2 shows a cross section through the in FIG. 1 shown Device and

F i g. 3 die Beschallung der in den F i g. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung.F i g. 3 the sound of the in the F i g. 1 and 2 shown Contraption.

In der F i g. 1 ist die Gasentladungs-Anzeigevorrichtung mit Kaltka\hodenentladung mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet worden. Die Anzeigevorrichtung weist zwei einander gegenüberstehende Deckplatten 2 und 3 aus einem isolierenden Werkstoff auf, von denen wenigstens die eine lichtdurchlässig ist. Zwischen den beiden Deckplatten ist ein Zwischenteil 5 aus isolierendem Werkstoff angeordnet, welches mit einer Vielzahl von in einer Matrix angeordneten Bohrungen 4 versehen ist. Eine Vielzahl von Anodenelektroden 7, die jweils mit einem Leuchtstoffilm 6 überzogen sind, sind zueinander parallel zwischen der oberen Deckplatte 2 und dem Zwischenteil 5 angeordnet, wobei jede Anodenelektrode einer Spalte von Bohrungen 4 gegenübersteht. Der Leuchtstoffilm 6 ist vorzugsweise aus einer Mischung von Zinksilikat und Mangan (ZmSiOi: Mn), Zinksulfid und Silber (ZnS : Ag) oder Cadmium-Zink-Sulfid und Silber (ZnCdS : Ag) hergestellt. In FIG. 1 is the gas discharge display device has been designated with cold ca \ testicular discharge with the reference number 1. The display device has two opposing cover plates 2 and 3 made of an insulating material, of which at least one is translucent. An intermediate part 5 is made of insulating material between the two cover plates Material arranged, which is provided with a plurality of holes 4 arranged in a matrix is. A plurality of anode electrodes 7 each covered with a phosphor film 6 are arranged parallel to one another between the upper cover plate 2 and the intermediate part 5, each anode electrode a column of holes 4 faces. The phosphor film 6 is preferably made of a mixture of zinc silicate and manganese (ZmSiOi: Mn), zinc sulfide and silver (ZnS: Ag) or Cadmium-zinc-sulfide and silver (ZnCdS: Ag) are produced.

In ähnlicher Weise ist eine Vielzahl von Kaltkathodenelektroden 8 zwischen der unteren Deckplatte 3 und dem Zwischenteil 5 angeordnet, wobei jede der Kaltkathodenelektroden einer Reihe der Bohrungen 4 gegenübersteht. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel schneiden sich die Kaltkathodenelektroden 8 und die Anodenelektroden 7 unter einem rechten Winkel. Die Kaltkathodenelektroden 8 sind aus Nickeldrähten oder 42-6-Legierungsdrähten hergestellt, um die Verbindung mit Glas herzustellen, wenn die Kathodenelektroden in einer noch weiter unten zu beschreibenden Weise mit Glas abgedichtet werden. Um die Elektronenemission zu verbessern, ist jede Kathodenelektrode mit e'nem Film aus Bariumkarbonat (BaCCh), Calziumkarbonat (CaCCb), Strontiumkarbonat (StCCh) oder einem ähnlichen Material überzogen und die Karbonate werden in einer noch weiter unten zu beschreibenden Weise in einen Barium-, Calzium- oder Strontiumoxydfilm 9 umgewandelt.Similarly, a plurality of cold cathode electrodes 8 arranged between the lower cover plate 3 and the intermediate part 5, each of the Cold cathode electrodes facing a row of the holes 4. In the embodiment shown the cold cathode electrodes 8 and the anode electrodes 7 intersect at a right angle. The cold cathode electrodes 8 are made of nickel wires or 42-6 alloy wires to make the connection with glass, if the cathode electrodes in a further to be described below Way to be sealed with glass. In order to improve electron emission, each cathode electrode is with a film made of barium carbonate (BaCCh), calcium carbonate (CaCCb), strontium carbonate (StCCh) or a similar material and the carbonates are coated in a manner to be described below Way converted into a barium, calcium or strontium oxide film 9.

Nach dem Aufschichten der Elemente in der in Fig.2 gezeigten Weise wird der Umfangsbereich der Baugruppe mit einem Bindemittel zur Ausbildung einer Umhüllung abgedichtet; vorzugsweise wird Glasfritte verwendet. Danach wird der Innenruum der so aufgebauten Umhüllung über ein nicht dargestelltes Abpumprohi evakuiert und eine Spannung von ungefähr 8 Volt an die einzelnen Kathodenelektroden angelegt, um in ihnen Wärme zu erzeugen. Durch diese Wärme wird das Bariumkarbonat, das Calziumkarbonat oder das Strontiumkarbonat in das stabile Oxyd 9 umgewandelt. Danach wird ein Edelgas, wie Xenon oder Argon oder auch Quecksilber in die evakuierte Umhüllung eingeleitet, um so die Anzeigevorrichtung 1 mit Kaltkathodenentladung fertigzustellen.After stacking the elements in the manner shown in Figure 2, the peripheral area becomes the Assembly sealed with a binder to form an enclosure; glass frit is preferred used. After that, the inner room is the one built in this way Enclosure evacuated via a pump (not shown) and a voltage of approximately 8 volts are applied to the individual cathode electrodes in order to generate heat in them. Because of this warmth the barium carbonate, calcium carbonate or strontium carbonate is converted into the stable oxide 9. Then a noble gas such as xenon or argon or mercury is placed in the evacuated envelope initiated so as to complete the display device 1 with cold cathode discharge.

Wenn eine Spannung zwischen 10 und 20 Volt zwischen zwei ausgewählte der Anodenelektroden 7 und der Kathodenelektroden 8 angelegt wird, tritt an denWhen a voltage between 10 and 20 volts between two selected ones of the anode electrodes 7 and of the cathode electrodes 8 is applied, occurs to the

Überkreuzungspunkten zwischen den ausgewählten Elektroden durch die dem Kreuzungspunkt zugeordnete Bohrung 4 hindurch eine ν !ektrische Entladung auf. Diese Entladung regt den Leuchtstoff t» auf der Anodenelektrot'? ι in dem dem besonderen Kreuzungspunkt entsprechenden Bereich ζιτ Lumineszenz an. Der Leuchtstoff aus einer Mischung von Zinksilikat und Mangan (Zn>SiO4: Mn), einer Mischung von Zinksulfid und Silber (ZnS : Ag) und Zink-Cadmium-Sulfid und Silber (ZnCdS : Ag) leuchtet grünlich, bläulich bzw. rötlich. Es kann daher gesagt werden, daß die Bohrungen 4 in dem Abstandsstück 5 als Entladungszellen wirken. Crossover points between the selected electrodes through the bore 4 assigned to the crossover point on a ν! Electrical discharge. This discharge excites the phosphor on the anode electrode? ι in the area corresponding to the particular crossing point ζιτ luminescence. The phosphor, made from a mixture of zinc silicate and manganese (Zn> SiO4: Mn), a mixture of zinc sulfide and silver (ZnS: Ag) and zinc-cadmium sulfide and silver (ZnCdS: Ag), has a greenish, bluish or reddish glow. It can therefore be said that the bores 4 in the spacer 5 act as discharge cells.

Die F i g. 3 zeig» das Vcbindungsdia^ramm der Be-Echaltupg für d> Gasentladungs-Anzeigevorrichtung. Es ist ein erster Drehschalter 10 mit stationäion Kontakten 10a bis 10/1 vorgesehen, die jeweils mit einer der Kaltkathodenelektroden 8a bis 8n verbunden sind und ein zweiter Drehschalter Il mit mehreren stationären Kontakten 11a bis Mn, die jeweils mit einer Anodenelektrode Ta bis Tn der Anzeigevorrichtung 1 mit Kaltkathodenentladung verbunden sind. Eine Spannungsquelle 12 ist mit ihrer positiven Klemme mit dem beweglichen Kontakt 11/n des zweiten Drehschalters 11 und mit der negativen Klemme mit dem beweglichen Kontakt 10n7 des ersten Drehschalters 10 über einen Strombegrenzungswiderstand 14 und einen Transistor 13 verbunden. Der erste und der zweite Drehschalter sind für Schrittbetrieb miteinander synchronisiert.The F i g. 3 shows the connection diagram of the Be-Echaltupg for the gas discharge display device. A first rotary switch 10 is provided with stationary contacts 10a to 10/1, which are each connected to one of the cold cathode electrodes 8a to 8n, and a second rotary switch II with several stationary contacts 11a to Mn, each with an anode electrode Ta to Tn of the display device 1 are connected to cold cathode discharge. A voltage source 12 has its positive terminal connected to the movable contact 11 / n of the second rotary switch 11 and its negative terminal to the movable contact 10n7 of the first rotary switch 10 via a current limiting resistor 14 and a transistor 13. The first and second rotary switches are synchronized with each other for step-by-step operation.

Im Betneb wird der Transistor beim Anliegen eines negativen Eingangssignals an der Basis des Transistors 13 in den leitenden Zustand durchgeschaltet, um die Spannung der Quelle 12 über eine durch den ersten Drehschalter ausgewählte Kathodenelektrode der Kathodenelektroden 8a bis 8/2 und eine über den zweiten Drehschalter 11 ausgewählte Elektrode der Anodenelektroden 11a bis 11 η zu legen, wodurch der Oxydfilm 9 auf der ausgewählten Kathodenelektrode Elektronen emittiert. Diese Elektronen regen das Edelgas in der entsprechenden Entladungszelle an, wodurch eine Entladung zwischen der ausgewählten Anoden- und der ausgewählten Kathodenelektrode eingeleitet wird. Dementsprechend luminesziert der Leuchtstoff 6 an dem ausgewählten Kreuzungspunkt. Wenn der Drehschalter 11 weilergedreht wird, solange der Transistor 13 leitend ist, werden die Kreuzungspunkte auf entsprechenden Reihen nacheinander zur Lumineszenz gebracht.In operation, when a negative input signal is applied to the base of transistor 13, the transistor is switched through to the conductive state in order to control the voltage of source 12 via a cathode electrode of cathode electrodes 8a to 8/2 selected by the first rotary switch and one via the second rotary switch 11 11a to create selected electrode to the anode electrode to 11 η emitted whereby the oxide film 9 on the selected cathode electrode electrons. These electrons excite the noble gas in the corresponding discharge cell, whereby a discharge is initiated between the selected anode and the selected cathode electrode. Accordingly, the phosphor 6 luminesces at the selected crossing point. If the rotary switch 11 is turned while the transistor 13 is conductive, the crossing points on corresponding rows are successively made to luminesce.

Auf diese Weise werden durch das Anlegen eines mit dem Betrieb des zweiten Drehschalters 11 synchronisierten und einem bestimmten Muster entsprechenden Signals an die Basiselektrode des Transistors 13 die entsprechenden Kreuzungspunkte zu einer selektiven Lumineszenz gebracht. Wenn die Auswahl mit einer so hohen Geschwindigkeit durchgeführt wird, die ein Flimmern verhindert, kann das gewünschte Muster angezeigt werden. Durch Änderung des auf die Anodenelektroden aufgebrachten Leuchtstoffes 6, kann das Muster mit verschiedenen Farben angezeigt werden, im Vergleich zum Stand der Technik, bei dem das bei der Entladung selbst auftretende Licht zur Anzeige eines Musters benutzt wird, kann darüber hinaus die Gasentladungs-Anzeigevorrichtung mit einer niedrigeren Spannung betrieben werden, wobei aber dennoch eine Lumineszenz von größerer Helligkeit erreicht wird.In this way, the operation of the second rotary switch 11 is synchronized by the application of a and a certain pattern corresponding signal to the base electrode of the transistor 13 the brought corresponding crossing points to a selective luminescence. When choosing with one like that Performed at high speed that prevents flicker, the desired pattern can be displayed will. By changing the phosphor 6 applied to the anode electrodes, this can be achieved Patterns are displayed with different colors, compared to the prior art in which the at the discharge itself is used to display a pattern light, can also the Gas discharge display device can be operated with a lower voltage, but nevertheless a luminescence of greater brightness is achieved.

Obwohl bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Leuchtstoffüberzug auf die einzelnen Elektroden aufge-Although in the embodiment shown, the fluorescent coating is applied to the individual electrodes.

bracht worden ist, kann der Leuchtstoff auch auf eine Deckplatte 2 oder auch auf die Innenflächen der Bohrungen 4 aufgebracht werden.has been brought, the phosphor can also be applied to a Cover plate 2 or on the inner surfaces of the holes 4 can be applied.

Wie bereits oben beschrieben, führt die Erfindung zu einer Gasentladungs-Anzeigevorrichtung mit Kaltkathodenentladung, die eine geringe Durchbruchsspannung aufweist und daher mit einer niedrigen Betriebsspannung in der Größenordnung von 10 bis 20 Volt gefahren werden kann. Da darüber hinaus der Leuchtstoff durch aus einer kalten Kathode emittierte Elektronen zur Lumineszenz gebracht wird, ist es nicht nur möglich, die Anzeigevorrichtung mit einer Spannung zu fahren, die niedriger ist als die bei der bekannten Anzeigevorrichtung, sondern es wird auch die Helligkeit wesentlich erhöht.As already described above, the invention leads to a gas discharge display device with cold cathode discharge, which has a low breakdown voltage and therefore with a low operating voltage can be driven on the order of 10 to 20 volts. Because, in addition, the phosphor is made to luminesce by electrons emitted from a cold cathode, it is not only possible to drive the display device with a voltage which is lower than that of the known display device, but the brightness is also increased significantly.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Gas discharge display device with two insulating cover plates, of which at least one is translucent, with an insulating intermediate part, which has holes arranged in a matrix shape, with a plurality of cold cathode electrodes which are each assigned to a row of holes and between one side of the intermediate part and one of the cover plates are arranged, and with a plurality of anode electrodes which are each assigned to a column of bores and are arranged between the other side of the intermediate part and the other cover plate, the cover plates and the intermediate part being connected to one another in a gas-tight manner at the periphery and through the enclosed space is filled with noble gas, characterized in that the cold cathode electrodes (8) are provided with a layer (9) which promotes electron emission, and that surfaces coated with a phosphor (6) are provided in the anode spaces.

2. Gas discharge display device according to claim 1, characterized in that the with Fluorescent (6) coated surfaces in the anode spaces carried by the anode electrodes (7) will.

3. Gas discharge display device according to claim 1 or 2, characterized in that the Inner surfaces of the transparent cover plate (2) at least on such sections with fluorescent material (6) have coated surfaces which face the anode electrodes (7).

4. Gas discharge display device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the inner walls of the bores (4) have surfaces coated with phosphor (6).

4040