DE2319754A1 - Gasentladungs-anzeigetafel - Google Patents

Description

Gasentla dungs-Anze ige tafel

Die Erfindung betrifft Gasentladungs-Anzeigetafeln und befaßt sich insbesondere mit einer Weiterbildung des Aufbaus solcher Anzeigetafeln zum Zweck einer Verbesserung der elektrischen Leistungen und zur Gewährleistung einer besseren zeitlichen Betriebsstabilität.

Die Erfindung eignet sich insbesondere für Gasentladungs-Anzeigetafeln von besonderer Technologie, wie sie den Gegenstand der älteren Patentanmeldung P 21 04 103.2 bilden.

Diese Anzeigetafeln enthalten zwei verhältnismäßig dicke und demzufolge starre Platten, beispielsweise aus Glas, zwischen die eine Gruppe von Anzeigezellen, d.h. von Zellen ionisierbaren "Gases und Steuerelektroden eingefügt sind.

Bei einer einfachen Ausführungsform dieser Anzeigetafeln, die später auch in Verbindung mit der Erfindung näher beschrieben wird, sind die Steuerelektroden durch zwei gekreuzte Gitter von leitenden Streifen gebildet, die

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direkt auf die einander zugewandten Flächen der beiden Platten aufgebracht und mit einer Schicht aus einem durchsichtigen dielektrischen Material , beispielsweise einem verglasten mineralischen Email bedeckt sind. Die ganze Anordnung ist durch einen Einschlußring verschlossen , der entlang dem Umfang zwischen den beiden Platten angeordnet und dicht mit ihnen verbunden ist, wodurch der dichte Raum begrenzt wird, in den das ionisierbare Gas eingebracht wird. Die Gaszellen können körperlich voneinander abgegrenzt sein; in diesem Fall ist eine isolierende Matrize , die in einem orthogonalen Raster von Löchern durchbrochen ist, in den Raum zwischen die beiden Platten eingelegt, wobei die Löcher natürlich dem Kreuzungspunkt der Elektroden der beiden gekreuzten Gitter gegenüberliegen. Bei anderen Aüsführungsformen gibt es keine Matrize, und die Anzeigezellen sind nicht mehr körperlich vorhanden; sie werden beim Anlegen der Spannung an die Steuerelektroden durch die Konfiguration des sich aus dieser Spannung ergebenden elektrischen Feldes abgegrenzt.

Derartige Anzeigetafeln sind verhältnismäßig leicht herzustellen und weisen zahlreiche Vorteile gegenüber der früheren Technologie auf. Sie haben jedoch zwei Nachteile, die sich aus der Beschaffenheit der dielektrischen Schicht ergeben, welche die Elektroden bedeckt said in Kontakt mit dem zu ionisierenden Gas steht.

Damit dieses Material ausreichend schmelzbar ist und demzufolge bei der Fabrikation der Anzeigetafel aufgebracht werden kann, ist es nämlich im allgemeinen ein Metall, das einen großen Anteil an Bleioxid, manchmal Cadmiumoxid oder auch Zinkoxid enthält. Damit es verglast werden kann, enthält es ferner Siliziumoxid und mehrere Bestandteile eines

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Glases (Aluminiumoxid, Boranhydrid)·

Diese Zusammensetzung erteilt ihm eine ziemlich große Austrittsarbeit. Die Zündspannung für die Entladung in dem Gas der Anzeigezellen ist daher ihrerseits hoch, da sich diese Spannung im gleichen Sinn wie die Austrittsarbeit des Materials der Oberfläche der dielektrischen Schicht ändert. Dies hat zur Folge, daß die an die Elektroden angelegten Steuerspannungen ihrerseits ziemlich groß sein müssen, was einen ersten Nachteil dieser Anzeigetafeln darstellt.

Ferner ist die Stabilität der als Flußmittel in dem Email verwendeten Oxide,insbesondere von Bleioxid, nicht sehr gut. Diese Oxide neigen dazu, sich unter der Wirkung des durch die Entladung erzeugten Ionenbeschusseszu dissoziieren, was sich in einer Änderung der Zündspannungen der Entladung im Lauf des Betriebs äußert. So können sich nach einigen 100 Betriebsstunden diese Spannungen um etwa 1C$ ändern, was eine einwandfreie elektrische Steuerung der Anzeigetafel, schwierig, wenn nicht gar unmöglich macht.

Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung von Anzeigetafeln , die in der zuvor angegebenen Technologie auf gebaut sind und Überzüge auf den dicken Außenplatten haben, Jedoch die beiden zuvor angegebenen Nachteile praktisch nicht mehr aufweisen.

Zu diesem Zweck enthalten die Anzeigetafeln nach der Erfindung eine in Kontakt mit dem ionisierbaren Gas stehende Schicht aus einem Oxid eines Metalls, dessen Elektronenstruktur eine ungesättigte Schicht f hat, wobei diese Schicht eine kleinere Austrittsarbeit als

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Email hat und eine höhere Stabilität gegenüber dem Ionenbeschuß aufweist.

Diese Schicht aus dem Oxid eines Metalls, das zu der Familie der Lanthanides! oder der Aktiniden gehört, wird entweder auf das die Elektrodengitter bedeckende Email oder direkt auf die Elektrodengitter aufgebracht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigen:

Fig.1 eine schematische Schnittansicht einer Anzeigetafel nach der Erfindung ohne Matrize und

Fig.2 eine schematische Schnittansicht einer Anzeigetafel nach der Erfindung mit einer Matrize.

Fig.1 zeigt in Schnittansicht einen Teil einer Anzeigetafel ohne Matrize, und Fig.2 zeigt eine entsprechende Ansicht einer Anzeigetafel mit Matrize. In beiden Figuren sind die einander entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Jede Anzeigetafel enthält zwei dicke Platten 1 und 2 => ΐ. aus einem Isoliermaterial, von denen wenigstens eine Platte (die zur Beobachtung der sichtbar gemachten Informationen dient) durchsichtig ist. Die beiden Platten bestehen im "allgemeinen aus Glas.

Auf jede dieser Platten ist ein Gitter von parallelen Leitern 3 bzw. 4 aufgebracht, welche die Steuer^lektroden bilden. Diese Leiter sind in der herkömmlichen ¥eise so angeordnet, daß sie zwei gekreuzte Gitter bilden. Die Steuerspannungen werden an den freien Abschnitt der Leiter

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angelegt, der außerhalb des das Gas enthaltenden abgeschlossenen Raumes liegt, der die eigentliche Anzeigefläche bildet.

Bei den beiden dargestellten bevorzugten Ausführungsformen sind die Platten und die Elektroden mit einer dielektrischen Schicht 5 bzw. 6 bedeckt, die gemäß der bereits bekannten Technologie durch eine verglaste Emailschicht gebildet ist.

Auf diese dielektrischen Schichten 5 und 6 ist jeweils eine dünne Schicht 7 bzw. 8 eines Oxids eines Metalls aufgebracht, dessen Elektronenstruktur eine ungesättigte Schicht f aufweist, d.h. eines Metalls, das zu der Familie der. Lanthaniden oder der jsktiniden gehört. Von diesen Oxiden kann man vorzugsweise Gadoliniumoxid oder Thoriumoxid wählen, die eine gute thermische Stabilität haben, und bei denen die Austrittsarbeit in der Größenordnung von 2 bis 3 Elektronenvolt liegt, d.h. merklich kleiner als die Austrittsarbeit von Email ist, die etwa 4 bis 5 Elektronenvolt beträgt.

Ein Verschlußring 9 verschließt die beiden Platten längs ihres ümfangs hermetisch, wodurch der abgeschlossene Raum 10 geschlossen wird, der mit einem ionisierbaren Gas gefüllt ist. Dieser dichte Abschluß wird mit Hilfe eines Emails, eines Zements oder irgendeines anderen geeigneten Materials gebildet. Das ionisierbare Gas wird in den Raum 10 nach dem dichten Einschluß beispielsweise durch eine (nicht dargestellte) Öffnung eingebracht, die in einer der Platten angebracht ist und mit einem (nicht dargestellten) Pumpstutzen in Verbindung steht, der das Evakuieren, das Füllen mit Gas und dann das dichte Verschliessen ermöglicht.

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Bei dem in Fig.1 gezeigten Beispiel enthält die Tafel keine Matrize; die Ionisation des"Gases ist durch die Konfiguration der durch die an die Elektroden angelegten Steuerspannungen erzeugten elektrischen Felder im wesentlichen auf einen kleinen Zylinder begrenzt,wie bei 11 und 12 für zwei Zellen in ELg..1 angedeutet ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig.2 sind die Zellen , körperlich durch eine Matrize aus Isoliermaterial ausgebildet, die in einem orthogonalen Raster von zylindrischen Löchern 14 durchbrochen ist.

Es ist zu bemerken, daß das die Schichten 7 und 8 bildende Metalloxid (das nachstehend Thoriumoxid genannt werden soll, obwohl natürlich die Erfindung nicht auf dieses Oxid allein beschränkt ist) nur auf die eigentliche Anzeigefläche aufgebracht ist, an der die Gasentladungen entstehen; das Vorhandensein dieses Oxids an den Teilen, die zum dichten Abschluß der Platten dienen, könnte schädliche mechanische Spannungen verursachen.

Das Thoriumoxid wird beispielsweise nach dem klassischen Verfahren der Vakuumaufdaiapfung durch Elektronenbeschuß aufgebracht. Seine Dicke muß so groß sein, daß es den Ionenbeschuß während der ganzen Lebensdauer der Anzeigetafel aushalten kann. Zu diesem Zweck wird die Dicke größer als einige 100 Angström gewählt.

Bei der Ausführungsform von Fig.2 braucht natürlich die Thoriumoxidschicht nur auf die den Entladezonen entsprechendem Flächen aufgebracht zu sein, d.h. auf die Stellen, die den Löchern 14 der Matrize entsprechen·

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Bei einer möglichen abgeänderten Ausführungsform wird die Thoriumoxidschicht direkt auf die Platten aufgebracht, so daß sie die Elektrodengitter selbst bedeckt. Sie ersetzt somit die Imailschichten 5 und 6 ,Der Nachteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß die Thoriumoxidschicht dann dicker sein muß, und daß ihr Aufbringen durch Aufdampfen dann langer dauert, so daß diese Lösung aufwendiger ist als die zuvor angegebenen Ausführungen· Sie kann jedoch durchaus in Betracht gezogen werden.

Das erwähnte Aufbringen von Thoriamoxid durch Vakuumaufdampfen mittels Elektronenbeschuß, das ein klassisches Verfahren zum Aufbringen von dünnen durchsichtigen Schichten großer Homogenität und sehr guter Qualität ist, stellt zwar eine mögliche Lösung dar, doch sind auch andere Verfahren möglich, beispielsweise die Katodenzerstäubung·

Es ist noch ein weiteres Verfahren anwendbar, um die Thoriumoxidschichten 7 und 8 zu erhalten, doch weist dieses gegenüber den zuvor erwähnten Verfahren den Nachteil auf, daß das Thoriumoxid dann nicht mehr allein an den in Berührung mit dem zu ionisierenden Gas stehenden Flächen vorhanden ist, wodurch die erzielten Vorteile etwas verringert werden. Diese Lösung ist jedoch gegenüber dem Stand der Technik immer noch günstiger· Sie besteht darin, das die Schichten 5 und 6 bildende Email mit einer kleinen Menge Thoriumoxid zu mischen, indem entweder das Thoriumoxidpulver mit dem Emailpulver vor dem Schmelzen des Emails gemischt wird, oder indem eine kleine Menge Thoriumoxid in die Zusammensetzung des das Email bildenden Glases eingebracht wird.

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Es ist noch zu bemerken, daß die Thoriumoxidschichten ohne Nachteil einen ziemlich großen Anteil an metallischem Thorium oder an einem anderen bekannten.."feuerfesten Oxid enthalten können.

Natürlich gilt alles, was zuvor für Thoriumoxid gesagt wurde, auch für die anderen erwähnten Oxide, insbesondere für Gadoliniumoxid.

Die nachstehend angegebenen Zahlenbeispiele lassen die mit der Erfindung erzielten Vorteile noch besser erkennen. Diese Zahlenbeispiele wurden mit zwei Tafeln erhalten, die den gleichen Aufbau hatten und mit der gleichen Gasmischung gefüllt waren, mit dem einzigen Unterschied, daß die zweite Tafel eine Thoriumoxidschicht von 2500 S Dicke enthielt, die auf jeder Platte auf eine Emailschicht von 25 tfm Dicke aufgebracht war, während die erste Tafel nur diese Emailschicht enthielt.

Die zur Aufrechterhaltung der Entladungen notwendigen mittleren Spannungen betrugen:

I.Tafel: 180 V Spitzenwert .

2.Tafel: 120 V Spitzenwert

Die Änderungen der Aufrechterhaltungsspannungen bei 1000 Betriebsstunden betrugen:

I.Tafel: 24 V
2.Tafel: 9 V

Die übrigen Kenngrößen waren für die beiden Tafeln sehr ähnlich.

Patentansprüche

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Claims (5)

1. Patentansprü ehe

   1JGasentladungs-Anzeigetafel mit zwei isolierenden Platten, die entlang ihrem Umfang derart dicht miteinander verbunden sind, daß zwischen ihren einander gegenüberliegenden Flächen ein dichter Raum besteht, der mit einem ionisierbaren Gas gefüllt ist, und mit zwei sich senkrecht kreuzenden Elektrodengittern, die auf die einander zugewandten Flächen der Platten aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Flächen mit einer Schicht aus einem Material bedeckt sind, das ein Oxid eines Metalls der Familie der Lanthaniden oder der Aktiniden enthält.
2. 2. Gasentladungs-Anzeigetafel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht eineThoriumoxidschicht oder Gadoliniumoxidschicht ist.
3. 3· Gasentladungs-Anzeigetafel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidschicht eine dünne Schicht ist, die auf eine Schicht aus einem dielektrischen Material aufgebracht ist, die ihrerseits auf die einander zugewandten Flächen aufgebracht ist.
4. 4. Gasentladungs-Anzeigetafel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus dielektrischem Material eine Emailschicht ist.
5. 5. Gasentladungs-Anzeigetafel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht eine Schicht aus einem dielektrischen Material ist, das in ssiner Zusammensetzung eine geringe Menge von Thoriumoxid oder Gadoliniumoxid enthält.

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