DE2343244A1

DE2343244A1 - Mehrfach-gasentladungs-anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE2343244A1
Application number: DE19732343244
Authority: DE
Inventors: Felix Herman Brown
Original assignee: Owens Illinois Inc
Current assignee: OI Glass Inc
Priority date: 1972-09-05
Filing date: 1973-08-28
Publication date: 1974-03-14
Also published as: FR2198252A1; JPS4965781A; US3909657A; IT989940B; CA988986A; FR2198252B1; GB1411329A

Description

Dr. Ing. H. Negsndank

Dipl. Ing. H. HaviCk
Dipl. Fhys. W. Ccr.rr.itz

Dipl. Ing. E. Crvr.irs

Dipl. Ing. VV. VV-: ..art Hamburg, den 27. August 1973 2 Hamburg t-ö

Neuer Wall 41

Owens-Illinois, Inc.
Toledo, Ohio 43601/USA

"Mehrfach-Ga s entladung s-Anzeigevorrichtung"

Die Erfindung betrifft eine Mehrfach-Gasentladungs-Anzeigevorrichtung mit einem ionisierbaren, gasförmigen Medium und einem, durch eine von einer Gasentladung ausgehenden Strahlung erregten Leuchtstoff, insbesondere eine Mehrfach-Gasentladungs-Anzeige/Speicher-Vorrichtung mit einem elektrischen Speicher. Eine solche Vorrichtung liefert eine visuelle Anzeige oder Darstellung von Daten, wie z.B. Zahlen, Buchstaben, Radaranzeigen, Luftlagedarstellungen, binären Worten, Darstellungen für Lehrzwecke, etc.

Mehrfach-Gasentladungs-Anzeige- und/oder Speichervorrichtungen, wie sie Gegenstand der Erfindung sind, sind durch ein ionisierbares gasförmiges Medium gekennzeichnet. Dieses Medium ist normalerweise eine Mischung aus mindestens zwei Gasen, das unter einem geeigneten Druck in einer dünnen Gaskammer oder einem Zwischenraum zwischen einem Paar gegenüberliegender dielektrischer Ladungsspeicherelemente eingeschlossen ist, hinter denen Leitereleraente verlaufen. Diese hinter den dielektrischen Elementen

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angeordneten Leiterelemente sind normalerweise so orientiert, daß sie eine Mehrzahl von diskreten Gasentladungs-Einheiten oder -Zellen definieren.

In einigen bekannten Anzeigevorrichtungen oder Paneelen sind die Entladungszellen zusätzlich durch eine Umrahmung oder eine begrenzende physikalische Struktur, wie z.B. Öffnungen in perforierten Glasplatten oder ähnlichem, begrenzt, so daß sie gegenüber den anderen Zellen physikalisch isoliert sind. In jedem Fall, d.h. mit oder ohne begrenzende physikalische Struktur, werden durch Ionisation des elementaren Gasvolumens einer ausgewählten Entladungszelle durch Anlegen geeigneter Wechselspannungs-Betriebspotentiale Ladungen (Elektronen und Ionen) erzeugt, die auf den Oberflächen des Dielektrikums an besonders definierten Orten gesammelt werden und die ein elektrisches Feld erzeugen, das dem sie erzeugenden elektrischen Feld entgegengerichtet ist und die so die Entladung für den Rest der Halbwelle beenden und mithelfen, eine Entladung in einer folgenden, entgegengerichteten Halbwelle der zugeführten Spannung auszulösen. Die so gespeicherten Ladungen bilden einen elektrischen Speicher.

Die dielektrischen Schichten behindern somit den übergang eines wesentlichen Leitungsstromes von den Leiterelementen zu dem gasförmigen Medium und dienen gleichzeitig als Sammelflächen für ionisierte Ladungen in dem gasförmigen Medium (Elektronen, Ionen) während der abwechselnden Halbwellen der Wechselspannungs-Betriebspotentiale. Diese Ladungen, die sich zunächst auf einem

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elementaren oder diskreten dielektrischen Oberflächenbereich während abwechselnder Halbwellen sammeln, bilden einen elektrischen Speicher.

Ein Beispiel eines solchen Paneels mit nicht physikalisch isolierten, dh. offenen Entladungszellen, ist in der US-PS 3 499 167 beschrieben.

Ein Beispiel eines Paneels mit physikalisch isolierten Zellen ist in einem Aufsatz von D.L.Bitzer und H.G.Slottow: "The Plasma Display Panel - A Digitally Addressable Display With Inherent Memory", Proceeding of the Fall Joint Computer Conference, IEEE, San Francisco, California, Nov. 1966, pp. 541-547, und auch in der US-PS 3 559 190 beschrieben.

Bei der Herstellung eines solchen Paneels wird ein kontinuierliches Volumen eines ionisierbaren Gases zwischen einem Paar dielektrischer Oberflächen eingeschlossen, hinter denen Leiterelemente verlaufen, die typischer Weise Matrixelemente bilden. Diese kreuzförmig verlaufenden Leiterelement-Anordnungen können rechtwinkelig zueinander verlaufen (obwohl auch andere Verläufe zueinander möglich sind), um eine Mehrzahl von gegenüberliegenden Paaren von Ladungsspeicherbereichen auf den das Gas einschließenden dielektrischen Oberflächen zu bilden. Somit ist mit einer Leitermatrix mit H Zeilen und C Spalten die Zahl der elementaren oder diskreten Bereiche gleich dem Doppelten der Zahl der elementaren Entladungszellen.

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Weiter kann das Paneel eine sog. monolithische Struktur enthalten, in der die Leiteranordnungen auf einem einzigen Substrat ausgebildet sind und bei dem zwei oder mehr Anordnungen voneinander und von dem gasförmigen Medium durch mindestens ein Isolierglied getrennt sind. In einer solchen Vorrichtung tritt die Gasentladung nicht zwischen zwei einander gegenüberliegenden Elektroden, sondern zwischen zwei einander benachbarten Elektroden auf de.mselben Substrat auf; das Gas ist dabei zwischen dem Substrat und einer Außenwand eingeschlossen.

Es ist weiter eine Gasentladungsvorrichtung möglich, in der einige der Leiterelemente in direktem Kontakt mit dem gasförmigen Medium sind und die restlichen Leiterelemente von dem Gas auf geeignete Weise isoliert sind, d.h., es ist mindestens eine isolierte Elektrode vorhanden.

Zusätzlich zu der Konfiguration der Matrix können die Leiteranordnungen auf andere Weise geformt sein. Normalerweise ist die Leiteranordnung vom Kreuzgitter-Typ, wie weiter unten beschrieben; es ist jedoch möglich, wenn eine maximale Vielfalt des zweidimensionalen, anzuzeigenden Musters nicht erforderlich ist und gewisse, standardisierte Formen (z.B. Zahlen, Buchstaben, Worte, etc.) wiederzugeben sind und die Bildauflösung nicht kritisch ist, die Leiter entsprechend zu formen, d.h., die Anzeige zu segmentieren.

Das Gas erzeugt sichtbares Licht oder eine unsichtbare Strahlung, die einen Leuchtstoff stimuliert und eine hinreichende Menge von

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Ladungen (Ionen und Elektroden) während der Entladung.

Bei den bekannten Gasentladungsvorrichtungen ist eine große Vielzahl von Gasen und Gasmischungen als gasförmiges Medium verwendet worden. Typische dieser bekannten Gase enthalten CO, CO₂, Halogene, Stickstoff, NH^, Sauerstoff, Wasserdampf, Wasserstoff, Kohlenwasserstoff, P₂ ⁰K* Borfluoride, Säurerauch (acid fumes), TiCl^, Gase aus der Gruppe VIII, Luft, H₂O₂, Dämpfe von Natrium, Quecksilber, Thallium, Cadmium, Rubidium und Caesium, Kohlenstoffdisulfid, Lachgas, H₂S, sauerstoffreie Luft, Phosphordampf, C₂H₂, CH^, Naphthalindampf, Anthracen, Freon, Ethylalkohol, Methylenbroraid, schwerer Wasserstoff, Elektronen bindende Gase, Schwefelhexafluoride, Tritium, radiaktive Gase und Edelgase.

Vorzugsweise enthält das gasförmige Medium mindestens ein Edelgas, vorzugsweise mindestens zwei, die aus der Gruppe Helium, Neon, Argon, Krypton und Xenon ausgewählt sind.

Bei einem Anzeigepaneel mit offenen Zellen entsprechend der US-PS 3 499 167 sind der Druck und das elektrische Feld ausreichend groß, um Ladungen, die bei der Entladung erzeugt worden sind, innerhalb des Durchmessers elementarer, diskreter dielektrischer Bereiche einzuschließen, insbesondere bei einem Paneel mit nicht isolierten Entladungszellen. Wie in dem oben genannten US-PS 3 499 167 beschrieben, ist der Raum zwischen den dielektrischen Oberflächen, der von dem Gas eingenommen wird, so, daß er es Photonen, die bei der Entladung in·einem diskreten, elementaren Volumen des Gases

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erzeugt worden sind, gestattet, sich frei durch den Gasraum zu bewegen und dielektrische Oberflächenbereiche zu treffen, die von den ausgewählten diskreten Volumen entfernt sind. Solche entfernten, von Photonen getroffenen dielektrischen Oberflächenbereiche emittieren Elektronen, so daß mindestens ein elementares Volumen außer dem elementaren Volumen, in dem die Photonen entstanden sind, beeinflußt wird.

In bezug auf die Speicherfunktion eines gegebenen Entladungspaneels hängt der erlaubte Abstand zwischen den dielektrischen Oberflächen unter anderem von der Frequenz der zugeführten Wechselströme ab j für niedrigere Frequenzen ist der Abstand größer.

Bei bekannten Gasentladungsvorrichtungen mit extern angeordneten Elektroden zum Einleiten einer Gasentladung, was mitunter als "elektrodenlose Entladung" bezeichnet wird, werden solche Frequenzen, Abstände, Entladungsvolumen und Betriebsdrücke verwendet, daß, obwohl in dem gasförmigen Medium Entladungen eingeleitet werden, diese Entladungen ineffektiv bleiben oder nicht für die Ladungserzeugung und Speicherung bei hohen Frequenzen benulzt werden. Obwohl eine Ladungsspeicherung bei niedrigen Frequenzen möglich ist, hat man eine solche Ladungsspeicherung noch nicht in einer Anzeige/Speicher-Vorrichtung von der Art, wie sie in dem oben genannten Aufsatz von Bitzer und Slottow bzw. der US-PS 3 499 beschrieben ist, verwendet.

Der Ausdruck "Speichergrenze" oder M.M. (memory margin) ist hier

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wie folgt definiert:

M. M. =

V_f/2

Darin ist V^ die halbe Amplitude des kleinsten HalLtespannungssignals, das in jeder Halbwelle zu einer Entladung führt, bei der die Zelle aber noch nicht bistabil isti und V_E ist die halbe Amplitude der minimalen zugeführten Spannung, die ausreicht, um eine einmal ausgelöste Entladung aufrechtzuerhalten.

Das grundlegende elektrische Phänomen, von dem bei dieser Erfindung Gebrauch gemacht wird, ist die Erzeugung von Ladungen (Ionen und Elektronen), die abwechselnd an Paaren von einander gegenüberliegenden diskreten Punkten oder Flächen auf einem Paar dielektrischer Oberflächen, hinter denen Leiter verlaufen, denen Betriebsspannungen zugeführt werden, speicherbar sind. Solche gespeicherten Ladungen ergeben ein elektrisches Feld» das dem angelegten, sie erzeugenden Potential entgegengerichtet ist, und so die Ionisierung in dem elementaren Gasvolumen zwischen einander gegenüberliegenden diskreten Punkten oder Flächen auf dielektrischen Oberflächen beendet. Der Ausdruck "Aufrechterhalten einer Entladung" bezeichnet die Erzeugung einer Folge momentaner Entladungen, mindestens einer Entladung für jede Halbwelle einer zugeführten Halte-Wechselspannung, nachdem das elementare Gasvolumen einmal gezündet worden ist. Damit wird eine abwechselnde Speicherung von Ladungen an Paaren von gegenüberliegenden diskreten Bereichen auf den dielektrischen Oberflächen aufrechterhalten.

ßine Zeile ist "eingeschaltet", wenn eine Anzahl von Ladungen

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in dieser Zelle gespeichert ist, so daß in jeder Halbzelle der Haltespannung eine Gasentladung erzeugt wird.

Zusätzlich zu der Haltespannung können andere Spannungen verwendet v/erden, um das Paneel zu betreiben, wie Zündspannungen, Adressierspannungen, Schreibspannungen.

Eine "Schreibspannung¹¹ ist jede Spannung, unabhängig von ihrer Quelle, die erforderlich ist, um eine Zelle zu entladen. Eine solche Spannung kann nach ihrer Herkunft vollständig extern sein oder sie kann aus einer internen Zellenwandspannung in Korabination mit extern erzeugten Spannungen bestehen.

Eine "Adressierspannung" ist eine an den X-Y-Elektroden-Koordinaten des Paneels derart erzeugte Spannung, daß an der ausgewählten Zelle bzw. den ausgewählten Zellen die Gesamtspannung über den Zellen gleich oder grosser ist als die Zündspannung, bei der sich die Zelle entlädt.

Eine "Schreibspannung" ist eine Adressierspannung, deren Amplitude ausreicht, um es wahrscheinlich zu machen, daß in darauffolgenden Halbwellen der Haltespannung sich die Zelle im eingeschalteten Zustand befindet.

Beim Betrieb einer Mehrfach-Gasentladungsvorrichtung der hier beschriebenen Art ist es erforderlich, die diskreten, elementaren Gasvolumen jeder Entladungszelle dadurch zu konditionieren, daß

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man ihnen mindestens ein freies Elektron zuführt, so daß eine Gasentladung eingeleitet werden kann, wenn die Zelle mit einer geeigneten Signalspannung adressiert wird. Ss sind bereits verschiedene Mittel zum Konditionieren von Gasentladungszellen bekannt.

Eines dieser Konditionierungsmittel umfaßt einen sog. elektronischen Prozeß, bei dem ein elektronisches Konditionierungssignal oder -impuls periodisch allen Entladungszellen des Paneels zugeführt wird. Siehe hierzu z.B. die GB-PS 1 161 832, Seite 8, Zeilen 56 bis 76, die US-PS 3 559 190 und den Aufsatz von Johnson, u.a.: "The Device Characteristics of the Plasma Display Element" in IEEE Transactions on Electron Devices, Sep. 1971.

Eine elektronische Konditionierung ist eine Selbst-Konditionierung und nur dann wirksam, wenn eine Entladungszeile vorher konditioniert worden ist, d.h., elektronische Konditionierung umfaßt das elektronische Entladen einer Zelle und ist daher ein Weg, die Anwesenheit freier Elektronen sicherzustellen. Man darf jedoch nicht zulange zwischen den periodisch zugeführten Konditionierungsimpulsen warten, da mindestens ein freies Elektron anwesend sein muß, um eine Zelle zu entladen und zu konditionieren.

Ein anderes Konditionierungsverfahren umfaßt die Anwendung einer äusseren Strahlung, wie z.B. dem Aussetzen eines Teiles oder des gesamten gasförmigen Mediums des Paneels einer ultravioletten Strahlung. Diese äussere Konditionierung hat den offensichtlichen Lachteil,, daß es nicht immer zweckmäßig oder möglich ist, d? r. Paneel einer äuüseren Strahlung auszusetzen, insbesondere dann,

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wenn das Paneel entfernt angeordnet ist; zudem erfordert eine äussere Ultraviolett-Quelle verschiedene Hilfsgeräte. Aus diesen Gründen wird normalerweise eine interne Konditionierung vorgezogen.

Der Weg der internen Konditionierung besteht in der Einwendung einer inneren Strahlung, die von einem radioaktiven I-iaterial ausgehen kann.

Andere Wege der internen Konditionierung, die als Photonen-Konditionierung bezeichnet werden, umfassen die Verwendung einer oder mehrerer sog. Pilot-Gasentladungszellen im eingeschalteten Zustand, die dann Photonen erzeugen. Dias ist insbesondere in einer Vorrichtung mit offenen Zellen zweckmäßig, wie sie in der genannten US-PS 3 499 167 beschrieben ist, in der der Raum zwischen den dielektrischen Oberflächen, der von dem Gas eingenommen wird, so ist, dai3 er es Photonen, die bei der Entladung in einem ausgewählten diskreten oder elementaren Gasvolumen (Entladungszelle) erzeugt worden sind, gestattet, sich frei durch den Gasraum im Paneel zu bewegen und so andere und entferntere elementare Volumen anderer Entladungseinheiten zu konditionieren. Zusätzlich zu den oder anstelle der Pilotzellen können andere interne Photonen-Quellen verwendet v/erden.

Eine interne Photonen-Konditionierung ist nicht ausreichend, wenn eine gegebene, adressierte Entladungseinheit weiter von der Konditionierungsquelle, z.B. der Pilotzelle, entfernt ist.

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aus diesem Grund kann also eine Mehrzahl von Pilotzellen erforderlich sein, um ein grösseres Paneel zu konditionieren. Bei einer besonders zweckmäßig ausgebildeten Vorrichtung besteht der Rand der Paneel-Hatrix (der Umfang) aus einer Mehrzahl von solchen Pilotzellen.

In Gasentladungsvorrichtungen der oben beschriebenen Art können, wenn eine Farb-Anzeige gewünscht ist, Leuchtstoffe auf geeignete Weise innerhalb der Vorrichtung angeordnet werden, so daß sie durch die von der Gasentladung der Vorrichtung ausgehenden Strahlung erregt werden. Bei einer Entladungsvorrichtung nach der bereits genannten US-PS J5 499 167 können Leuchtstoffe in einer oder mehreren dielektrischen Oberflächen zur Ladungsspeicherung angeordnet oder in sie eingebettet werden.

Leuchtstoffe innerhalb der Vorrichtung können dazu dienen, eine Farb-Anzeige zu geben; die Farbe der Anzeige ist dann bestimmt durch die Strahlung eines erregten Leuchtstoffes allein oder in Kombination mit der von der Gasentladung ausgehenden Strahlung«

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer solchen Mehrfach-Gasentladungs-Anzeigevorrichtung auf einfache Weise eine Photonen-Konditionierung der Gasentladung zu erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch mindestens einen ersten Leuchtstoff, der Licht im sichtbaren Bereich für Anzeigezwecke emittiert und mindestens einen zweiten Leuchtstoff, der (unsichtbare) Strahlung im nahen UV-Bereich emittiert, ohne den

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anderen Leuchtstoff zu erregen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Gasentladungs-Anzeigevorrichtung mit einem ionisierbaren gasförmigen Medium in einem dünnen Gasraum zwischen einem Paar einander gegenüberliegender dielektrischer Ladungsspeicher-Glieder, wobei hinter jedem dielektrischen Glied eine Elektrodenanordnung angebracht ist lind jede Anordnung gegenüber der anderen Anordnung so angeordnet ist, daß sich eine Mehrzahl von Gasentladungszellen bildet mit mindestens zwei Farb-Leuchtstoffen innerhalb des dünnen Gasraumes, die durch von einer Gasentladung ausgehenden Strahlung erregt werden, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Leuchtstoff durch von einer Gasentladung innerhalb der Kammer ausgehenden ultravioletten Strahlung erregt wird, ein Leuchtstoff Licht für Anzeigezwecke im sichtbaren Bereich emittiert und ein anderer Leuchtstoff (unsichtbare) Strahlung im nahen UV-Bereich emittiert, mit der eine wirksame Photonen-Konditionierung des gasförmigen Mediums erreicht wird, ohne den anderen Leuchtstoff zu erregen.

Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, jeden geeigneten lumineszierenden Leuchtstoff zu verwenden. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Leuchtstoff photolumineszent. Der Ausdruck "photolumineszenter Leuchtstoff" umfaßt ganz allgemein alle festen und flüssigen, anorganischen und organischen Materialien, die in der Lage sind, absorbierte Photonen in abgegebene Photonen anderer Energie umzuwandeln, wobei die abgegebenen Photonen sichtbares Licht bilden, das in Helligkeit und Intensität für eine sichtbare Anzeige ausreicht.

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Typische photolumineszente Leuchtstoffe, an die hier gedacht ist, umfassen, dies ist jedoch nicht einschränkend gemeint, sowohl, aktivierte als auch nicht aktivierte Verbindungen, z.B. Sulfide, wie Zinksulfide, Zink-Cadmiumsulfid, Zink-Sulfοselenide; Silikate, wie Zink-Silikate, Zink-Byrillium-Silikate, Mg-Silikate; Wolframate, wie Kalzium-Wolframat, Magnesium-¥olframat; Phosphate, Borate und Arsenate,-wie Kalzium-Phosphate, Cadmium-Borate, Zink-Borate, Magnesium- Arsenate und die Oxide und Halogenide, wie selbst aktiviertes Zinkoxid, Magnesium-Fluoride und Magnesium-Fluorgermanate. Typische Aktivatoren umfassen, auch dieses bedeutet keine Einschränkung, 1-in, Eu, Ce, PB, etc.

Ein vorzugsweise verwendeter Leuchtstoff, der Strahlung im'Vakuum-UV-Bereich absorbiert und Strahlung im nahen UV-Bereich emittiert, ist ein im Handel unter der Bezeichnung "Sylvania Phosphor Type 2061" erhältlicher Leuchtstoff, der durch Blei aktiviertes Strontium-Hexaborat enthält. Er wird erregt (absorbiert) mit einer Wellenlänge zwischen etw 240 und 280 nm (Spitze bei 273 nm) und hat ein Emissionsspektrum zwischen 280 und 320 nm (Spitze bei 291nm).

Ein anderer Leuchtstoff dieser Art ist der in JEDEC Electrode Tube Council, Publication No. 16A of January 1966, revides February 1969, definierte Leuchtstoff P16. Dieser Leuchtstoff enthält ein Ca-Mg-Silikat, das durch Cerium aktiviert ist.

Leuchtstoffe, die Strahlung im Vakuum-UV-Bereich, jedoch nicht im nahen UV-Bereich absorbieren und Strahlung im sichtbaren Bereich emittieren, sind z.B. mit Mn aktivierte Zink-Silikate, mit Pb aktivierte Kalzium-Wolframate und mit Eu aktivierte Yttrium-Vanadate

oder -Oxide.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht einer Gasentladungsanzeige/Speicher-Vorrichtung, die mit mehr schematisch dargestellten Betriebsspannungsquellen verbunden ist;

Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1 entlang der Linien 2-2, in dem aber die Vertikal-Abmessungen der Deutlichkeit halber übertrieben groß dargestellt sind;

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Teiles des Querschnittes gemäß Fig. 2 und

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung nach Fig.

Die Vorrichtung nach der Erfindung verwendet ein Paar dielektrischer Schichten 10 und 11, die durch eine dünne Schicht oder Volumen eines gasförmigen Entladungsmediums 12 getrennt sind. Dieses Medium 12 liefert zahlreiche Ladungen (ionen und Elektronen), die abwechselnd auf den Oberflächen der dielektrischen Schichten an einander gegenüberliegenden elementaren diskreten Bereichen X und Y gesammelt werden, die durch die Leitermatrix auf den das Gas nicht berührenden Seiten der dielektrischen Schichten definiert sind. Jede dielektrische Schicht hat große offene Oberflächenbereiche und eine Hehrzahl von Paaren elementarer X- und Y-Bereiche. Da die elektrisch wirksamen Glieder, wie auch die dielektrischen Schichten 10 und 11 und die Leitermatrizen 13 und 14 alle verhältnismäßig dünn sind (in den Figuren ist ihre Dicke übertrieben groß dargestellt), sind sie auf stabile, nichtleitende Trägerkörper 16 und 17 aufgebracht und werden von diesen getragen.

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Vorzugsweise sind einer oder beide der nichtleitenden Trägerkörper 16 und 17 für das durch die Entladungen in dem elementaren Gasvolumen erzeugte Licht durchlässig. Sie sind vorzugsweise transparente Glaskörper, die im wesentlichen die Gesamtdicke und Stabilität des Paneels bestimmen. Die Dicke der Gasschicht 12, die durch Abstandskörper 15 bestimmt ist, liegt normalerweise unter 0,255 mm und vorzugsweise bei 0,1 bis 0,15 mm. Die Dicke der dielektrischen Schichten 10 und 11 (über den Leitern bei den Elementen oder diskreten X- und Y-Bereichen) liegt normalerweise zwischen 25 und 50/um und die Dicke der Leiter 13 und 14 bei etwa 0,8 /um. Die Trägerkörper 16 und 17 sind jedoch viel dicker (insbesondere bei großen Paneelen), um eine hinreichende Stabilität zu erreichen, die den Beanspruchungen des Paneels entspricht. Die Trägerkörper 16 und 17 dienen gleichzeitig als Wärmeabfuhrelemente für die durch die Gasentladungen erzeugte Wärme und verringern den Einfluß der Temperatur auf die Arbeitsweise der Vorrichtung. Soll nur die Speicherfunktion der Vorrichtung ausgenutzt werden, so braucht keiner dieser Körper lichtdurchlässig zu sein. Außer der Tatsache, daß sie nichtleitend, d.h. gut isolierbar sein müssen, sind keine anderen elektrischen Eigenschaften der Trägerkörper 16 und 17 kritisch. Die Hauptfunktion dieser Trägerkörper ist es, dem gesamten Paneel hinreichend mechanische Festigkeit und Stabilität zu geben, insbesondere im Hinblick auf das Druckdifferential, das auf das Paneel einwirkt, und den thermischen Schock. Die thermische Ausdehnung der Trägerkörper soll der der dielektrischen Schichten 10 und 11 angepaßt sein. Normalerweise verwendet man als Trägerkörper handelsübliche, etwa 6 mm starke Platten aus Natron-Kalk-Glas. Andere Gläser, wie

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z.B. Glas mit niedrigem Ausdehnungskoeffizienten, oder transparentes, entglastes Glas, können ebenfalls verwendet werden, vorausgesetzt sie können der erforderlichen Bearbeitung ausgesetzt werden und haben Ausdehnungseigenschaften, die denen der dielektrischen Schichten 10 und 11 entsprechen. Für gegebene Druckäifferentiale und Dicke der Glasplatten können die Beanspruchung und Durchbiegung der Platten mit Hilfe der bekannten Formeln (siehe z.B. R.J.Roark, Formulas for Stress and Strain, McGraw-Hill 1954,) errechnet werden. Die Abstandskörper 15 können aus demselben Glasmaterial wie die dielektrischen Schichten 10 und 11 hergestellt werden und können als an einer der dielektrischen Schichten geformte Vorsprünge ausgebildet sein, die mit der anderen Schicht verschmolzen werden, um so einen hermetischen Verschluß zu bilden, der das ionisierbare Gasvolumen 12 einschließt. Es ist jedoch auch möglich, einen besonderen endgültigen hermetischen Verschluß e aie durch hochfestes, entglastes Glas 15S vorzusehen.

Weiter ist ein Anschlußrohr 18 vorgesehen, mit dessen Hilfe der Raum zwischen den dielektrischen Schichten 10 und 11 leergepumpt und dann mit dem ionisierbaren Gas gefüllt werden kann. Bei großen Paneelen können besondere scheibchenförmige Abstandskörper 15b aus Glas vorgesehen werden, die zwischen zwei Leiterstreifen angeordnet sind und mit den dielektrischen Schichten 10 und 11 verschmolzen oder verlötet sind und so die Stabilität des Paneels erhöhen und eine gleichförmige Dicke des Gasvolumens sicherstellen.

Leiteranordnungen 15 und 14 können auf den Trägerkörper 1b und durch zahlreiche bekannte Verfahren, wie z.B. Photoätzen, r^rieder-

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schlag im Vakuum, Schablonen-Verfahren, etc., aufgebracht werden. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Paneel beträgt der Abstand der Leiter von Mitte zu Mitte etwa 0,425 mm. Um die Leiteranordnungen zu bilden, kann ein transparentes oder halbtransparentes leitendes Material wie Zinnoxid, Gold oder Aluminium verwendet werden; es sollte einen Widerstand von weniger als 3000 Ohm pro Leitung haben. Alternativ können schmale, unduchsichtige Elektroden verwendet werden, so daß das Entladungslicht um die Kanten der Elektroden herum den Betrachter erreicht. Es ist wichtig, ein Leitermaterial auszusuchen, das während der Behandlung des dielektrischen Materials nicht angegriffen wird.

Die Leiteranordnungen 13 und 14 können aus Drähten oder Fäden aus Kupfer, Gold, Silber, Aluminium oder jedem anderen leitenden Metall oder Material bestehen. So können z.B. im Handel erhältliche, 25/um starke Drähte verwendet werden. In situ erzeugte Leiteranordnungen sind jedoch vorzuziehen, da sie einfacher und gleichförmiger an den Trägerkörpern 16 und 17 ausgebildet werden können. Die dielektrischen Schichten 10 und 11 werden aus einem anorganischen Material, vorzugsweise in situ, als ein haftender Film oder Bedeckung hergestellt, die während des Ausheizens des Paneels nicht chemisch oder physikalisch angegriffen wird. Ein geeignetes Material dafür ist ein Lotglas, wie das von der Anmelderin vertriebene Glas Kimble SG-68.

Dieses Glas hat Ausdehnungseigenschaften, die den Ausdehnungseigenschaften gewisser Ilatron-Kalk-Gläser entsprechen und kann für die dielektrischen Schichten verwendet werden, wenn die Träger-

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körper 16 und 17 aus Natron-Kalk-Glas bestehen. Die dielektrischen Schichten 10 und 11 müssen glatt sein, eine Durchschlagsfestigkeit von etwa 1000 V aufweisen und im mikroskopischen Bereich homogen sein (d.h., keine Sprünge, Blasen, Kristalle, Schmutz, Oberflächenfilm, etc., aufweisen). Darüber hinaus sollen die Oberflächen der dielektrischen Schichten 10 und 11 im ausgeheizten Zustand gute Elektronen-Photoemitter sein. Die dielektrischen Schichten 10 und können auch mit Materialien bedeckt werden, die eine gute Elektronenemission sicherstellen, wie sie z.B. in der US-PS 3 634 719 beschrieben sind. Selbstverständlich muß bei einer optischen .Anzeigevorrichtung mindestens eine der dielektrischen Schichten 10 und für das durch die Gasentladungen erzeugte Licht durchlässig, d.h. durchsichtig oder durchscheinend sein. Vorzugsweise sind beide Schichten optisch durchsichtig.

Der Abstand zwischen den Oberflächen der dielektrischen Filme beträgt vorzugsweise etwa 75 bis 150 /um bei Leiteranordnungen 13 und 14, die einen Abstand von Mitte zu Mitte von etwa 0,425 mm haben.

Die Enden der Leiter 14-1 14-4 und der Trägerkörper 17

erstrecken sich über das eingeschlossene Gasvolumen 17 hinaus, so daß elektrische Verbindungen zu den Übergangs- und Ansteuerschaltungen 19 angebracht werden können. Entsprechend erstrecken sich auch die Enden der Leiter 13-1 13-4 auf dem Trägerkörper 16 über das eingeschlossene Gasvolumen 12 hinaus, so daß auch hier elektrische Verbindungen mit den.Übergangs- und Adressierschaltungen 19 angebracht werden können.

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Wie bei den bekannten Anzeigesystemen können die Übergangs- und Ädressierschaltungen 19 ein relativ wenig aufwendiges Zeilenabtastsystem oder ein etwas aufwendigeres System mit wahlfreiem Zugriff und hoher Geschwindigkeit sein. In jedem Fall ist zu beachten, daß eine niedrige Amplitude der Betriebspotentiale cichwierigkeiten mit der Übergangsschaltung zwischen dem Adressiersjrstem und dem Anzeige/Speicher-Paneel herabsetzt. Somit sind bei einem Paneel mit grösserer Gleichmäßigkeit in den Entladungseigenschaften innerhalb des gesamten Paneels die Toleranzen und Betriebseigenschaften des Paneels, mit dem die Übergangsschaltung zusammenarbeitet, weniger einschränkend.

Patentansprüche

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Claims

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Patentansprüche

) Mehrfach-Gasentladungs-Anzeigevorrichtung mit einem ionisierbaren gasförmigen Medium und einem, durch eine von einer Gasentladung ausgehenden Strahlung erregten Leuchtstoff, gekennzeichnet durch mindestens einen ersten Leuchtstoff, der Licht im sichtbaren Bereich für Anzeigezwecke emittiert und mindestens einen zweiten Leuchtstoff, der (unsichtbare) Strahlung im nahen UV-Bereich emittiert, ohne den anderen Leuchtstoff zu erregen.
2. Gasentladungs-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 mit einem ionisierbaren gasförmigen Medium in einem dünnen Gasraum zwischen einem Paar einander gegenüberliegender dielektrischer Ladungsspeicherglieder, wobei hinter jedem dielektrischen Glied eine Elektrodenanordnung angebracht ist und jede Anordnung gegenüber der anderen Anordnung so angeordnet ist, daß sich eine Mehrzahl von Gasentladungszellen bildet, mit mindestens zwei Farb-Leuchtstoffen innerhalb des dünnen Gasraumes, die durch von einer Gasentladung ausgehenden Strahlung erregt* werden, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Leuchtstoff durch von einer Gasentladung innerhalb der Kammer ausgehenden ultravioletten Strahlung erregt wird, ein Leuchtstoff Licht für Anzeigezwecke in sichtbaren Bereich emittiert und ein anderer Leuchtstoff (unsichtbare) Strahlung im nahen UV-Bereich emittiert, mit der eine wirksame Photonen-Konditionierung des gasförmigen Mediums erreicht wird, ohne den anderen Leuchtstoff zu erregen.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß· mindestens ein Leuchtstoff Strahlung im Vakuum-UV-Bereich absorbiert und Strahlung im nahen UV-Bereich emittiert und mindestens ein Leuchtstoff Strahlung im Vakuum-UV-Bereich absorbiert, jedoch durch absorbierte Strahlung im nahen UV-bereich nicht erregt wird und Strahlung im sichtbaren Bereich emittiert.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtstoff, der Strahlung im nahen UV-Bereich emittiert, aus mit Blei aktiviertem Strontiumhexaborat oder mit Cerium aktiviertem Kalzium-Magnesiumsilikat besteht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,- daß der Strahlung im sichtbaren Bereich emittierende Leuchtstoff aus mit Mangan aktiviertem Zink-Silikat, aus mit Blei aktiviertem Kalzium-Wolframat oder mit Europium aktiviertem Yttrium-Vanadat besteht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

das gasförmige Medium im wesentlichen aus mindestens einem der Edelgase Ne, Ar, Kr oder Xe besteht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Medium bis zu 10 Atomprozent Helium enthält.

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8. Mehrfach-Gasentladungs-Anzeigevorrichtung mit einem ionisierbaren gasförmigen Medium in einem dünnen Gasraum mit einander gegenüberliegenden Anordnungen von Elektroden auf gegenüberliegenden Seiten der Kammer, wobei jede Elektrodenanordnung gegenüber der gegenüberliegenden Elektrodenanordnung so orientiert ist, daß eine Mehrzahl von Gasentladungszellen gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Photonen-Konditionierung der Vorrichtung dadurch bewirkt wird, daß mindestens zwei Leuchtstoffe innerhalb des Gasraumes vorgesehen sind, von denen jeder durch UV-Strahlung,- die von einer Gasentladung innerhalb der Kammer emittiert wird, erregt wird und ein Leuchtstoff für Anzeigezwecke Licht innerhalb des sichtbaren Bereiches emittiert und ein anderer Leuchtstoff Strahlung im unsichtbaren, nahen UV-Bereich emittiert, um eine wirksame Photonen-Konditionierung des gasförmigen Mediums zu bewirken, ohne den anderen Leuchtstoff zu erregen.

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