DE2916368A1

DE2916368A1 - Gasentladungsanzeigevorrichtung mit profilierter kathode

Info

Publication number: DE2916368A1
Application number: DE19792916368
Authority: DE
Inventors: Burkhard Dipl Phys Littwin
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-04-23
Filing date: 1979-04-23
Publication date: 1980-10-30
Also published as: JPS55143756A; EP0017981A1; DE2916368C2; US4338539A

Description

2816368

S-

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA

79 P 1.06-7 BRD

Gasentladungsanzeigevorrichtung mit profilierter Kathode^ ___ ' _ '__

Die Erfindung betrifft eine Gasentladungsanzeigevorrichtung mit einem gasgefüllten Raum, der auf einer Seite durch eine Frontplatte und auf der gegenüberliegenden Seite durch eine Rückplatte gasdicht abgeschlossen und durch eine Steuerscheibe in einen Gasentladungsraum und einen Nachbeschleunigungsraum unterteilt ist,

TO die auf ihrer einen Seite als Zeilenleiter und auf ihrer anderen Seite als Spaltenleiter eine Matrix bildende und jeweils getrennt ansteuerbare Elektrodenbahnen trägt und zusammen mit diesen Bahnen in den Kreuzungspunkten der Matrix durchbrochen ist, und der auf der Frontplattenseite ein mit einer Anodenschicht versehener, den Nachbeschleunigungsraum begrenzender Leuchtschirm und auf der Rückplattenseite eine oder mehrere gegeneinander isolierte, den Gasentladungsraum begrenzende Flächenkathoden gegenüberliegen.

Rb 1 Pd
18.04.1979

030044/0396

2 VPA

Q- 79 PI 06 7 BRD

Eine Gasentladungsanzeigevorrichtung mit einer Kathode, die aus Kathodenstreifen besteht, die voneinander isoliert parallel zueinander liegen und getrennt ansteuerbar sind, ist aus der DE-OS 26 43 915 bekannt. Die Aufteilung der Kathode in einzelne voneinander isolierte Kathodenstreifen ist eine Weiterentwicklung einer Flächenkathode, wie sie aus der DE-OS 24 12 869 bekannt ist und für die Bildwiedergabe bei sogenannten Flachbildschirmen bzw. Gasentladungs-Displays verwendet wird.

Eine solche Anzeigevorrichtung arbeitet nach dem Prinzip der räumlichen Trennung von Elektronenerzeugung und Elektronenbeschleunigung. Die dazu verwendete Röhre ist in zwei Kammern aufgeteilt, die über eine an den Kreuzungspunkten ihrer Zeilen und Spalten gelochte Leitermatrix (Steuerscheibe) miteinander verbunden sind. Die Kammer zwischen der bzw. den Flächenkathoden an der Rückplatte und den streifenförmigen Hilfsanoden als Zeilen der Leitermatrix ist der Raum für die Gasentladung. Die andere Kammer ist der Nachbeschleunigungsraum zwischen der Spaltenebene der Leitermatrix (Steuerscheibe) und einer Flächenanode, die eine Leuchtschirmelektrode darstellt. Durch Ansteuern einer der Hilfsanoden entsteht eine keilförmige Gasentladung zwischen der Flächenkathode und der Hilfsanode über deren ganze Zeilenlänge. Bei gleichzeitigem Ansteuern einer der als Matrixspalten dienenden streifenförmigen Steuerelektroden werden in der Gasentladung erzeugte Plasmaelektronen durch die öffnung am Kreuzungspunkt von Zeile und Spalte in den Nachbeschleunigungsraum gezogen und auf die Anode beschleunigt. Am Aufschlagsort entsteht dann auf einer der Anode vorgelagerten Leuchtstoffschicht ein Lichtpunkt als Abbild des angesteuerten

030044/0396

^VPA

7SP 106 7

Kreuzungspunktes der Matrix. Mit entsprechender Matrixansteuerung nach zeitlichem Ablauf und Stärke lassen sich auf dem Leuchtschirm Zeichen und Bilder darstellen. -

Zum Sicherstellen der keilförmigen Gasentladung in jedem Betriebszustand ist die Aufteilung der Flächenkathode in Teilkathoden als zu den Hilfsanoden parallel liegenden Kathodenstreifen vorteilhaft. Jeder Teil-Kathode ist dann eine Gruppe von Hilfsanoden zugeordnet.

Durch eine mit der Hilfsanodenansteuerung mitlaufende Ansteuerung der Teilkathoden entsteht eine keilförmige Gasentladung jeweils nur zwischen bestimmten Teilkathoden. Die Aufteilung der Kathode, d.h. die Anzahl der einem Kathodenstreifen zugeordneten Hilfsanoden einer Gruppe hängt vom Anwendungszweck und Betriebsparametern wie Gasart und Gasdruck ab.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Gasentladungsanzeigevorrichtung mit Elektronennachbeschleunigung die Gasentladung im Bereich des Gasentladungsraumes auf die Umgebung einer gerade angesteuerten Zeilenleitung zu beschränken, um die Untergrundhelligkeit der nicht angesteuerten Zeilen klein zu halten. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Gasentladungsanzeigevorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Flächenkathode durch Erhebungen profiliert ist, so daß Teile der Kathode einen geringeren Abstand und andere Teile der Kathode einen größeren Abstand zu jeweils gegenüberliegenden Elektrodenbahnen der Steuerscheibe haben und daß zumindest in einer Richtung die Oberfläche der Kathode so profiliert ist, daß beim Fortschreiten in dieser

030044/03 96

291S368

-JC- VPA 73 P 1 O 5 7 BRO

Richtung der Abstand zwischen Kathode und Elektrodenbahnen der Steuerscheibe periodisch und/oder nicht periodisch sich ändert.

Die erfindungsgemäße Gasentladungsanzeigevorrichtung hat den Vorteil, daß durch die rippenartigen Erhebungen auf der Flächenkathode bzw. auf den Flächenkathoden der Gasentladungsraum in einzelne Brennkammern unterteilt ist; dadurch bevorzugt die Gasentladung den einer gerade angesteuerten Zeilenleitung gegenüberliegenden Brennraum, obwohl die ganze Kathode angeschaltet ist.

Die Kathode der Gasentladungsanzeigevorrichtung besteht vorzugsweise zumindest in einer Richtung aus periodisch in bestimmten Abständen aufeinanderfolgenden und in sich geradlinig ausgerichteten rippenartigen Erhebungen mit dazwischenliegenden ebenen Flächenteilen. Zweckmäßig ist die Kathode gegenüber der mehrere parallel liegende Elektrodenbahnen tragenden Steuerscheibe so angeordnet, daß zumindest ein Teil der in sich parallelen rippenartigen Erhebungen parallel zu den Elektrodenbahnen liegen. Vorzugsweise ist der Abstand der rippenartigen Erhebungen der Kathode zu den jeweils gegenüberliegenden Elektrodenbahnen der Steuerscheibe so gewählt, daß bei einer Steuerscheibe mit aufeinanderfolgenden Gruppen von jeweils mehreren Elektrodenbahnen als Zeilenleiter die Gasentladung auf die gerade angesteuerte Gruppe der Zeilenleiter begrenzt ist. Der Abstand der rippenartigen Erhebungen der Kathode zu den jeweils gegenüberliegenden Elektrodenbahnen der Steuerscheibe ist zweckmäßig so gewählt, daß ein selbständiges Ausbreiten der Gasentladung über die gesamte Fläche der Kathode beim

030044/0396

2316368

-y- VPA 73 P 1 O 6 7 BRO

-9*

Ansteuern einer Zeile verhindert ist und ein gewolltes Weiterwandern der Gasentladung beim Zeilenfortschalten in der Steuerscheibe noch möglich ist. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Abstand der rippenartigen Erhebungen der Kathode zu den jeweils gegenüberliegenden Elektrodenbahnen der Steuerscheibe so gewählt, daß jeweils eine rippenartige Erhebung auf der Kathode gegenüber der Stelle auf der Steuerscheibe angeordnet ist, wo zwei der aufeinanderfolgenden Gruppen von Elektrodenbahnen zusammenstoßen sowie gegenüber den Stellen, die auf der Kathode der Mitte einer dieser Gruppen gegenüberliegen, so daß der Abstand zweier benachbarter Erhebungen auf der Kathode etwa der Breite einer halben Gruppe der Elektrodenbahnen entspricht.

Die durch Erhebungen profilierte Kathode besteht vorzugsweise aus einem zusammenhängenden Stück und/oder aus mehreren nebeneinander angeordneten streifenartigen Teilstücken, die voneinander elektrisch isoliert sind und durch eine geeignete elektrische Ansteuerung zusammen oder nacheinander elektrisch ansteuerbar sind.

Die Kathode besteht zweckmäßig aus Metall oder einer Metallegierung und ist mit einer Oberflächenschicht, vorzugsweise mit einer Aluminiumschicht überzogen. Aus Gründen der besseren Wärmeabstrahlung ist es vorteilhaft, die Kathode auf ihrer dem Gasentladungsraum abgewandten Seite mit einem schwarzen Belag zu beschichten.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Kathode auf ihrer Oberfläche nebeneinander angeordnete rippenartige Stützprofile auf, die ganz oder teil-

Ö30ÖU/0396

->6- VPA 73 P I O 6 7

weise aus elektrisch nichtleitfähigem Material bestehen und die Steuerscheibe gegen die Kathode abstützen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Teile, die nicht unbedingt zum Verständnis der Erfindung beitragen, sind in den Figuren unbezeichnet oder weggelassen. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße

profilierte Kathode,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II nach Fig. 1, die

Fig. 3 bis 8 Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kathode in perspektivischer Ansicht, Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel schematisch im Schnitt und

Fig. 10 eine schematische Darstellung einer profilierten Kathode gemäß der Erfindung. 20

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Kathode 1 besteht aus rippenartigen Erhebungen 2 und dazwischenliegenden ebenen Flächenteilen 5» die einer mit Elektrodenbahnen 3 versehenen Steuerscheibe 4 gegenüberliegen. In der Draufsicht nach Fig. 1 ist die Steuerscheibe weggelassen.

Die Fig. 3 zeigt die Kathode 1 mit parallelen Erhebungen 2, die ebene Flächenteile 5 begrenzen. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kathode 1 in voneinander elektrisch isolierte Profilkammern aufgeteilt. Dabei bilden die parallelen Seitenwände der

030044/0396

^ Pl 06 7 BRD

Kammern die Erhebungen 2 der Kathode 1, die rechtwinklig von den ebenen Flächenteilen 5 abstehen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist die Kathode 1 mit ihren Erhebungen 2 und ebenen Flächenteilen 5 gegenüber dem Ausführungsb ei spiel nach Fig. 4 zusätzlich noch senkrecht zu den Profilkammern unterteilt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist die aktive Oberfläche der Kathode 1 durch zusätzliche rippenartige Erhebungen 2, die quer zu den parallel verlaufenden und senkrecht von den ebenen Flächenteilen 5 abstehenden Erhebungen 2 angeordnet sind, vergrößert. Bei der in Fig. 7 dargestellten Vorrichtung ist zumindest ein Teil der in sich parallelen rippenartigen Erhebungen 2 von gegeneinander geneigten Flächenelementen dergestalt gebildet, daß die von den rippenartigen Erhebungen 2 und den übrigen Teilen der Kathode 1 begrenzten Halbräume an ihren abgeschlossenen Enden, d.h. den ebenen Flächenteilen 5 eine kleinere Breite aufweisen als an den offe nen Enden. Bei der in Fig. 8 dargestellten Vorrichtung ist ein Teil der rippenartigen Erhebungen 2 von jeweils zwei gegeneinander geneigten, von den Flächenteilen 5 ausgehenden ebenen Flächen gebildet, die an ihren Schnittpunkten einen Winkel «£ zwischen 0° und 90°, vorzugsweise 52°, miteinander bilden.

Bei dem in Fig. 9 im Schnitt dargestellten Ausführungsbeispiel sind die ebenen Flächenteile der Kathode 1 zwischen den rippenartigen Erhebungen 2 mit einer Isolierschicht 7» die zum Beispiel aus Glas besteht, abgedeckt. Dadurch bewegen sich schnelle Gasentladungselektronen zunächst nicht auf die gegenüberliegende nicht dargestellte Zeilenleitung hin.

03 0 044/03 9

^{VPA 79 p106? BRD}

In Fig. 10 ist eine mit Stützprofilen 6 versehene Katho de 1 dargestellt, bei der wiederum ebene Flächenteile von rippenartigen Erhebungen 2 begrenzt sind. Die Gasentladungsanzeigevorrichtung ist auf der einen Seite durch die Rückplatte 7 und auf der gegenüberliegenden Seite durch die Frontplatte 9 abgeschlossen. Zwischen dem Leuchtschirm 8 und der Kathode 1 ist die mit Elektrodenbahnen 3»3' versehene Steuerscheibe 4 und eine gelochte Abstandsplatte 10 angeordnet. Die mit keilförmigen Stützprofilen 6 versehene Kathode 1 ist mit diesen zumindest an ihrer Oberfläche den elektrischen Strom nicht leitenden Stützprofilen 6 gegen die Steuerscheibe 4 abgestützt. Bei einer Steuerlochgröße von 1 mm Durchmesser auf der Zeilenleiterseite der Steuerscheibe 4 ergibt sich in diesem Ausführungsbeispiel eine Gasentladungsanzeigevorrichtungsgröße von 1000 mm χ 1200 mm für die Darstellung von Fernsehbildern.

13 Patentansprüche,
10 Figuren.

030044/0396

e e r s

Claims

VPA 79 P I OS 7 BRO

1.Gasentladungsanzeigevorrichtung mit einem gasgefüllten Raum, der auf einer Seite durch eine Frontplatte und auf der gegenüberliegenden Seite durch eine Rückplatte gasdicht abgeschlossen und durch eine Steuerscheibe in einen Gasentladungsraum und einen Nachbeschleunigungsraum unterteilt ist, die auf ihrer einen Seite als Zeilenleiter und auf ihrer anderen Seite als Spaltenleiter eine Matrix bildende und jeweils getrennt ansteuerbare Elektrodenbahnen trägt und zusammen mit diesen Bahnen in den Kreuzungspunkten der Matrix durchbrochen ist, und der auf der Frontplattenseite ein mit einer Anodenschicht versehener, den Nachbeschleunigungsraum begrenzender Leuchtschirm und auf der Rückplattenseite eine oder mehrere gegeneinander isolierte, den Gasentladungsraum begrenzende Flächenkathoden gegenüberliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenkathode (1) durch Erhebungen (2) profiliert ist,-so daß Teile der Kathode (1) einen geringeren Abstand und andere Teile der Kathode (1) einen größeren Abstand zu jeweils gegenüberliegenden Elektrodenbahnen (3) der Steuerscheibe (4) haben und daß zumindest in einer Richtung die Oberfläche der Kathode (1) so profiliert ist, daß beim Fortschreiten in dieser Richtung der Abstand zwischen Kathode (1) und Elektrodenbahnen (3) der Steuerscheibe (4) periodisch und/oder nicht periodisch sich ändert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (1) zumindest in einer Richtung aus periodisch in bestimmten

030044/0-3

ORIGINAL INSPECTED

73 P J O 6 7 BRO

Abständen aufeinanderfolgenden und in sich gradlinig ausgerichteten rippenartigen Erhebungen (2) mit dazwischenliegenden ebenen Flächenteilen (5) bes'teht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Kathode (1) gegenüber der mehrere parallel liegende Elektrodenbahnen (3) tragenden Steuerscheibe (4) so angeordnet ist, daß zumindest ein Teil der in sich parallelen rippenartigen Erhebungen (2) parallel zu den Elektrodenbahnen (3) liegen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der in sich parallelen rippenartigen Erhebungen (2) von gegeneinander geneigten Flächenelementen dergestalt gebildet ist, daß die von den rippenartigen Erhebungen (2) und den übrigen Teilen der Kathode (1) begrenzten Halbräume an ihren abgeschlossenen Enden eine kleinere Breite aufweisen als an den offenen Enden.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der rippenartigen Erhebungen (2) von jeweils zwei gegeneinander geneigten ebenen Flächen gebildet ist, die an ihren Schnittpunkten einen Winkel 06 zwischen 0° und 90°, vorzugsweise 52°, miteinander bilden.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der rippenartigen Erhebungen (2) der Kathode (1)

030044/0396

:^:2316368'

-3- VPA 79 PI 067 BRD

zu den jeweils gegenüberliegenden Elektrodenbahnen (3) der Steuerscheibe (4) so gewählt ist, daß bei einer Steuerscheibe (4) mit aufeinanderfolgenden Gruppen von jeweils mehreren Elektroderibahnen (3) als Zeilenleiter die Gasentladung auf die gerade angesteuerte Gruppe der Zeilenleiter begrenzt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch

g e k e η η ζ e i c h η e t , daß der Abstand der rippenartigen Erhebungen (2) der Kathode (1) zu den jeweils gegenüberliegenden Elektroderibahnen (3) der Steuerscheibe (4) so gewählt ist» daß ein selbständiges Ausbreiten der Gasentladung über die gesamte Fläche der Kathode (1) beim Ansteuern einer Zeile verhindert ist und daß ein gewolltes Weiterwandern der Gasentladung beim Zeilenfortschalten in der Steuerscheibe (4) noch möglich ist. " -

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

d a d u r c h g e k e η η ζ e i el net »daß der Abstand der rippenartigen Erhebungen (2) der Kathode (1) zu den jeweils gegenüberliegenden Elektrodenbahnen (3) der Steuerscheibe (4) so gewählt ist, daß jeweils eine rippenartige Erhebung (2) auf der Kathode (1) gegenüber der Stelle auf der Steuerscheibe (4) angeordnet ist, wo zwei der aufeinanderfolgenden Gruppen von Elektrodenbahnen (3) zusammenstoßen sowie gegenüber den Stellen, die auf der Kathode (1) der Mitte einer dieser Gruppen gegenüberliegen, so daß der Abstand zweier benachbarter Erhebungen (2) auf der Kathode (1) etwa der Breite einer halben Gruppe der Elektrodenbahnen (3) entspricht.

030044/03 96

-⁴- ^VPA 73 P 106 7 BRO

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Erhebungen (2) profilierte Kathode (1) aus einem zusammenhängenden Stück und/oder aus mehreren nebeneinander angeordneten streifenartigen Teilstücken besteht, die voneinander elektrisch isoliert sind und durch eine geeignete elektrische Ansteuerung zusammen oder nacheinander elektrisch ansteuerbar sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (1) aus Metall oder einer Metallegierung besteht.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (1) mit einer Oberflächenschicht, vorzugsweise mit einer Aluminiumschicht überzogen ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (1) auf ihrer dem Gasentladungsraum abgewandten Seite mit einem schwarzen Belag beschichtet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (1) auf ihrer Oberfläche nebeneinander angeordnete rippenartige Stützprofile (6) aufweist, die ganz oder teilweise aus elektrisch nichtleitfähigem Material bestehen und die Steuerscheibe (A-) gegen die Kathode (1) abstützen.

030044/0396