DE3115890C2

DE3115890C2 - Gasentladungs-Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE3115890C2
Application number: DE3115890A
Authority: DE
Inventors: Takeo Shibuya Tokya Kamegaya; Hiroshi Kurakami; Tadahiko Sekigawa; Yoshiro Gyoda Saitama Suzuki
Original assignee: OKAYA ELECTRIC INDUSTRIES CO Ltd TOKIO/TOKYO JP
Current assignee: OKAYA ELECTRIC INDUSTRIES CO Ltd TOKIO/TOKYO JP
Priority date: 1980-04-21
Filing date: 1981-04-21
Publication date: 1986-04-03
Also published as: US4392075A; US4472659A; DE3115890A1; US4529909A

Abstract

Gasentladungsanzeige für große Bildschirme mit verbesserter Anzeigehelligkeit, Lichtemissionsleistung und Anzeigegenauigkeit sowie einfachem Aufbau. Kathoden mit Öffnungen, die Entladungszellen bilden, sind auf einer vorderen Platte parallel angeordnet, während eine Anzahl von Anoden orthogonal zu den Kathoden auf einer hinteren Platte parallel angeordnet sind. Die Öffnungen der Kathoden können rechteckig, im wesentlichen rechteckig oder kreisförmig sein. Die Länge einer Seite einer rechteckigen Öffnung oder der Durchmesser einer kreisförmigen Öffnung genügen der Beziehung: 40 λ ↓e ≦ D ≦ 500 λ ↓e und die Dicke der Kathode beträgt 10 λ ↓e ≦ T ≦ 100 λ ↓e, wobei λ ↓e die mittlere freie Wegstrecke von Elektronen in dem in der Anzeige eingeschlossenen Gas ist.

Description

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50 oder (3) + (4) erfüllt sind, wobei A_ed\e mittlere freie Wegstrecke von Elektronen in dem eingeschlossenen Gas ist:

(1') der Durchmesser D₂, der kreisförmigen Öffnungen (5) der Kathoden (6) genügt der Beziehung:

40A_cS D₂ S 500 X_n

(2') die Dicke T'der Kathoden (6) genügt der Beziehung:

25 A_e < r< 100 A_e;

(3) der Abstand S zwischen den Kathoden (6) und der vorderen Platte (9) genügt der Beziehung:

70A_e;

(4) der Durchmesser D_t, der Gasentladungszeiien (11) sowie der Durchmesser D₂, der kreisförmigen Öffnungen (5) der Kathoden (6) genügen den folgenden Beziehungen:

Di' > D₂' und 25 A_e < D/ < 500 £*

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (5) der Kathoden (6) im wesentlichen die Form eines Quadrats oder Rechtecks haben, dessen vier Seiten nach innen gekrümmt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (5) der Kathoden (6) im im wesentlichen die Form eines Quadrats oder Rechtecks haben, dessen vier Seiten nach innen gekrümmt sind, wobei die vier Ecken im wesentlichen trapezförmig ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach Ansptuch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (5) der Kathoden (6) im wesentlichen rhombisch ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (5) der Kathoden (6) im wesentlichen die Form eines Quadrats oder Rechtecks haben, wobei an den vier Ecken kleine Kreise vorstehen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seite jeder Öffnung (5) der Kathoden (6) auf der zur vorderen Platte (9) weisenden Kathodenseite eine andere Länge hat als die entsprechende Seite auf der zur hinteren Platte (10) weisenden Kathodenseite.

55 Die Erfindung betrifft eine Gasentladungs-Anzeigevorrichtung, im folgenden auch: Glimmanzeige, mit einer vorderen und einer hinteren Platte, die am Umfang dicht verschlossen die Außenwände eines gasgefüllten

eo Behälters bilden und aus isolierendem Material bestehen, mit einem auf der Innenseite der vorderen Platte angeordneten schichtförmigen Abstandshalter und auf diesem im Abstand S von der vorderen Platte angeordneten, zueinander parallelen Kathoden, wobei die Ka-

thoden öffnungen aufweisen, denen öffnungen in dem Abstandshalter zugeordnet sind, und mit auf der Innenseite der hinteren Platte orthogonal zu den Kathoden und nusgcrichtcl mit ilen öffnungen in den Killhoden

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angeordneten Anoden, wobei an den Kreuzungsstellen Anzeigehelligkeit sowie die Lichtemissionsleistung sind

der Elektroden die Öffnungen des Abstandshalters und dementsprechend niedrig.

der Kathoden Gasentladungszellen bilden. Eine Gasent- Wenn die Dicke des Abstandshalters 7 im Bereich von

ladungs-Anzeigevorrichtung dieser Gattung, deren Ka- 20 bis 25/i_e liegt, erstreckt sich das negative Glimmen bei

dioden mit kreisförmigen Öffnungen versehen sind, ist 5 manchen Entladungszellen über die Oberweite der Ka-

aus der US-PS 39 83 445 bekannt Eine ähnlich aufge- thode 6 oder hin zu der vorderen Platte 9, während dies

baute Gasentladungs-Anzeigevorrichtung mit rechtek- in anderen Entladungszellen nicht der Fall ist Dies be-

kigen bzw. quadratischen Gasentladungszellen ist in ruht auf Dimensionsschwankungen der Entladungszel-

»Electronics«, Bd.43, Heft 6 (1970), S. 98-103, beschrie- len bei der Herstellung. Auch in diesem Fall ist daher die

ben. ίο Entladungsanzeige nicht stabil.

Ein Beispiel für eine herkömmliche Gasentladungs- Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Gasentla- Anzeigevorrichtung ist in F i g. 1A gezeigt Dargestellt dungsanzeigevorrichtung der eingangs genannten Gat-

sind eine streifenförmige Anode 2 und eine orthogonal tung bereitzustellen, die verbesserte Anzeigehelligkeit,

dazu angeordnete streifenförmige Kathode 6, die kleine Lichtemissionsleistung und Anzeigegenauigkeit auf-

runde Öffnungen 5 aufweist. Die. Anode 2 und die Ka- 15 weist

thode 6 werden über schichtförmige Abstandshalter 4,7 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kenn- und 8 durch eine vordere Platte 9 und eine hintere Platte zeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 oder 2 gelöst 10 gehalten, die z. B. aus Glas bestehen und die gegen- Bei einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung überliegenden Außenwände der Anzeigevorrichtung wird durch Einstellen der Größe der Öffnungen in den bilden. Die Außenwände sind in den ümfangsbereichen 20 Kathoden und der Dicke der Kathoden und/oder durch dicht verschlossen und bilden einen Vakuurabehälter, geeignete Einstellung der Größe der Gtoeniladungszelder ein Gas einschließt, das hauptsächlich aus einem len relativ zur Größe der Offnungen in den Kathoden Inertgas wie Neon, Argon, Helium, Xenon oder Kryp- sowie des Abstandes zwischen der Vorderplatte der Anton besteht Zwischen der Kathode 6 und der hinteren Zeigevorrichtung und jeder Kathode auf emen bestimm-Platte 10 erstreckt sich eine Gasentladungszelle 11, 25 ten Wen in bezug auf die mittlere freie Wegstrecke von während zwischen der Kathode 6 und der vorderen Elektronen in dem in der Anzeigevorrichtung einge-Platte 9 ein Raum 12 zur Erzeugung eines negativen schlossenen Gas ein Hohlkathodeneffekt erzielt, wo-Glimmens 13 ausgebildet ist durch kleine Kathoden große Entladungsströme liefern Die Dicke S des Abstandhalters 7 beträgt normaler- und eine hohe Anzeigehelligkeit und Lichtemissionsleiweise das 4- bis 25fache des mittleren Abstandes zwi- 30 stung bei niedrigen Betriebsspannungen erzielt werden, sehen den Kollisionen (mittlere freie Wegstrecke Ä_e) von Ferner ist die Gasentladungs-Anzeigevorrichtung auch Elektronen und Ionen in dem durch die Entladung er- für große Bildschirme geeignet und besitzt ein hohes zeugten Plasma. Auflösungsvermögen.

Beim Betrieb der herkömmlichen Anzeige erstreckt Im folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter

sich das negative Glimmen 13 vom Rand der öffnung 5 35 Ausführungsformen unter Hinweis auf die Zeichnung

in der Kathode 6 nach unten, wie dies in der Zeichnung gemäß den F i g. 1E und 1F sowie 2 bis 9, näher erläutert

dargestellt ist Wenn z. B. die Dicke 5 des Abstandshal- Es zeigt

ters 7 auf 6 Ä_e eingestellt ist, liegt der in F ig. lAgezeigte Fig. IE einen schematischen Querschnitt durch die

Entladungszdstand der Anzeige vor. Das negative Glim- wesentlichen Komponenten einer Ausführungsform der

men 13 erstreckt sich vom mittleren Teil der Seiten- 40 Gliqimanzeige;

wand der öffnung 5 nach unten. Betrachtet man das Fig. IF eine Draufsicht auf die Glimmentladung in

negative Glimmen bei Draufsicht auf die vordere Platte der Anzeige von F ig. IE;

9, so ergibt sich das in F i g. 1B gezeigte Bild. Das negäti- F i g. 2 eine schematische perspektivische Ansicht ei-

ve Glimmen erstreckt sich nur entlang des öffnungsran- ner anderen Ausführungsform der Glimmanzeige;

des, während im Zentrum der Öffnung 5 kein Glimmen 45 F i g. 3 eine schematische Seitenansicht der Glimman-

erfolgt Wenn die Dicke 5 des Abstandshalters 7 20 A_e zeige;

beträgt, verteilt sich das negative Glimmen 13 wie in Fig.4 ein Diagramm, das den Entladungszustand in

F i g. 1C gezeigt. Obwohl sich in diesem Fall das negati- einer öffnung einer Kathode der Anzeige zeigt;

ve Glimmen nicht über die Oberseite der Kathode 6 F i g. 5 eine graphische Darstellung der relativen HeI-

erstreckt, erstreckt es sich von der Seitenwand der öff- 50 ligkeitswerte im Faile von kreisförmigen Kathodenöff-

nung 5 bis zur Unterseite der Kathode 6. Beobachtet nungen, im Falle von rechteckigen Kathodenöffnungen

man das negative Glimmen bei Draufsicht auf die Vor- und einer Kathodendicke von 10 A_e bzw. im Falle von

derplatte 9, so ergibt sich das in F i g. ID gezeigte Bild. rechteckigen Kathodenöffnungen und einer Kathoden-

Das negative Glimmen erstreckt sich im wesentlichen dicke von 100 A_e;

über die gesamte Fläche der öffnung 5 mit Ausnahme 55 F i g. 6 eine graphische Darstellung, in der die Entla-

des Zentrums. dungsspannung gegen die Entladungsstromcharakteri-

Allgemein kann gesagt werden, daß wenn die Dicke stik bei einer erfindungsgemäßen bzw. bei einer her-

des Abstandshalters 7 im Bereich von 6 bis 20 A_e liegt, kömmlichen Glim.nanzeige aufgetragen ist;

erstreckt sich das negative Glimmen 13 nicht über die Fig.7A, 7B und 7C Draufsichten auf verschiedene

Oberseite der Kathode 6 oder hin zur vorderen Platte 9. 60 Ausführungsformen der Kathodenöffnungen; , Versucht man, das negative Glimmen 13 durch Erhöhen Fig.7D und 7F eine perspektivische Ansicht bzw.

des Entladungsstroms in Richtung auf die vordere Platte einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform der

9 zu erstrecken, so ist es aufgrund des Ladungsteilchen- Kathodenöffnung;

Verlustes an der vorderen Platte 9 schwierig, das negati- Fig. 7E und 7G eine perspektivische Ansicht bzw.

ve Glimmen 13 zu erzeugen. Selbst wenn das negative 65 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer

Glimmen erzeugt wird, ist es instabil. Die Entladungs- Kathodenöffnung; Lichtemission des negativen Glimmens 13 ist be- F i g. 8 einen schematischen Querschnitt durch eine

schränkt, wie in den F i %. 1B und 1D gezeigt ist, und die weitere Aasführungsform der Glimmanzeige mit zwei

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Strukturelementen; Bei einem Vergleich der Entladungsspannung und der Fig.9 eine auseinandergezogene perspektivische Stromcharakteristik der erfindungsgemäßen Glimman- Ansicht der Glimmanzeige von F ig. 8. zeige mit denen einer herkömmlichen Glimmanzeige

Eine bevorzugte Ausfuhrungsform einer Glimman- unter Verwendung von flachen Kathoden werden die in zeige mit rechteckigen Kathodenöffnungen ist in F i g. 2 5 F i g. 6 gezeigten Ergebnisse erhalten. Aus F i g. 6 ist ergezeigt, in der die bereits zu F i g. 1A bis 1D beschriebe- sichtlich, daß bei der herkömmlichen Anzeige mit Flachnen Komponenten in gleicher Weise beziffert sind. In kathoden die Entladungsspannung V im wesentlichen F i g. 2 ist ein Abstandshalter 4 mit rechteckigen öffnun- proportional zum Entladungsstrom /steigt, während bei gen 3 dargestellt, die horizontal und vertikal in bestimm- der erfindungsgemäßen Anzeige die Entladungsspanten Abständen angeordnet sind. In die Kathoden 6 sind io nung Vselbst bei Erhöhung des Entladungsstroms / nur kleinere rechteckige öffnungen 5 als die rechteckigen wenig zunimmt. Diese Tendenz ist bei größeren Dicken öffnungen 3 geschnitten. Weiterhin sind öffnungen Ta noch ausgeprägter.

und 8a von derselben Größe wie die öffnungen 3 in die Bei der Glimmanzeige, die den Hohlkathodeneffekt

Abstandshalter 7 bzw. 8 geschnitten. Diese öffnungen nutzt, werden daher bei kleiner Kathodengröße der Ka-

sind mit der Glimmanzeige so ausgerichtet, daß Entla- 15 thodenstrom erhöht, der Kathoden-Spannungsabfall

dungsräume für die Kathoden 6 und Anoden 2 entste- verringert und die Kathodenzerstäubung (Sputtern)

hen und eine Glimmanzeige durch die vordere Platte 9 verringert Somit wird eine Glimmanzeige mit hoher

beobachtet werden kann. Die Ecken der rechteckigen Helligkeit, niedriger Betriebsspannung und veffingerier

öffnungen der Kathoden 6 in der erhaltenen Anzeige Zerstäubung bereitgestellt

ergeben bei geeigneter Dimensionierung dieser öffnun- 20 F i g. 7A bis 7G zeigen Abwandlungen der öffnung in

gen einen Hohlkathodeneffekt der Kathode. In der ersten Abwandlung von F i g. 7A ist

Im folgenden wird die Hohlkathodenentladung allge- die öffnung im wesentlichen rechteckig, jedoch sind die mein kurz erläutert Wenn die Innenwand einer zylindri- vier Seiten nach innen gekrümmt In der zweiten Abschen oder kegelförmigen Elektrode als Kathode ver- Wandlung von Fig.7B ist die öffnung ähnlich der von wendet wird, oder wenn parallele Elektroden gegen- 25 Fig.7A, jedoch sind die vier Ecken abgeschnitten. In überliegend angeordnet werden und ihre Innenflächen der dritten Abwandlung von Fig. 7C ist die öffnung als gemeinsame Kathoden verwendet werden, wird die quadratislk jedoch stehen an den vier Ecken kleine folgende elektrische Entladung als Hohlkathodenentla- Kreise vor, in jeder dieser drei Abwandlungen haben dung bezeichnet Die allgemeinen charakteristischen die vier Seiten dieselbe Länge mit der Dimension D₂ Merkmale einer Hohlkathodenentladung sind: 30 und die Konfiguration der öffnung auf der Oberseite

(1) die Stromdichte ist viel größer als bei einer regulä- der Kathode ist dieselbe wie auf der Unterseite.

ren Glimmentladung; Bei den in F i g. 7D und 7E gezeigten vierten und fünf-

(2) die für das Aufrechterhalten der Entladung erfor- ten Abwandlungen der öffnung ist diese sowohl auf der derliche Spannung ist niedriger; Ober- als auch der Unterseite der Kathode quadratisch,

(3) die Plasmadichte in dem Kathodenraum ist höher; 33 jedoch ist das obere Quadrat größer als das untere. In

(4) die Dicke des Kathodendunkelraums ist kleiner; der vierten Abwandlung von Fig. 7D und 7F hat die

(5) die Lichtstrahlungsintensität ist höher; öffnung 5 in der Mitte eine Schulter oder Stufe, so daß

(6) die Dampfdichte des Kathodenmaterials in dem jede Seite des Quadrats auf der Oberseite der Kathode Kathodenraum ist höher und langer ist als jede Seite des Quadrats auf der Unterseite

(7) die Kathodenzerstäubung ist geringer. 40 der Kathode.

Bei Versuchen mit Kathoden von unterschiedlicher In der fünften Abwandlung von Fig.7E und 7G Konfiguration wurde gefunden, daß sich bei rechtecki- nimmt die Dimension D₂ jeder Seite des Quadrats auf gen öffnungen in der Kathode die negativen Glimment- der Oberseite der Kathode allmählich nach unten ab. ladungen wie in F i g. 4 überlappen, da sich die den vier Die öffnung hat somit im wesentlichen die Form eines Ecken 5a, 5b, 5c und 5<ider öffnung 5 gegenüberliegen- 45 Kegelstumpfes. Jede der genannten Abwandlungen erden Kathodenbereiche sehr nahe sind, so daß ein Hohl- gibt dieselben Effekte, wenn jede Seite D₂ der Kathokathodeneffekt entsteht Um die Effekte der rechtecki- denöffnung und die Dicke T der Kathode, bezogen auf gen ÖFfnungen 5 in der Kathode zusätzlich zu verbes- die mittlere freie Wegstrecke A_e den Bedingungen (1) sem, wurden auch Experimente mit vanierender Katho- und (2) genügen.

dendicke durchgeführt Die Ergebnisse dieser Experi- 50 Die Gümmanzeige kann auch mit runden öffnungen

mente werden im Zusammenhang mit F i g. 5 erläutert in der Kathode hergestellt werden. Hierbei genügen der

In Fig.5 bedeuten Kurve A die relative Helligkeit Durchmesser D₂, der runden öffnung und die Dicke T

einer kleinen runden öffnung in der Kathode einer her- der Kathode in Bezug auf die mittlere freie Weglänge A_e

kömmiichen Glimmanzeige, Kurve 5 die relative Hellig- den folgenden Beziehungen:

keit imi Falle einer rechteckigen Öffnung und einer Ka- 55

thodeiiidicke von 10 A_e und Kurve Cdie relative Hellig- 40 A_c < Dy < 500 A_e (I)'

keit im Falle einer rechteckigen öffnung und einer Ka- und

thodendicke von 100 Xt jeweils in Abhängigkeit der Di- 25 A_e < T S 100 Ä_c (2)' mension D₂ der Kathodenöffnung in Einheiten von Ac.

Aus der graphischen Darstellung von F ig. 5 kann ab- 60 Wenn die Kathodendicke diese Bedingungen erfüllt

geleitet werden, daß zur wirksamen Nutzung der Hohl- werden auch bei dieser Anzeige die Lichtemission des

kathodenentladung der Glimmanzeige die Dimension negativen Gümmens erhöht und die Helligkeit und

Di der Kathodenöffnung und die Dicke T dar Kathode Lichtemissionsleistung der Anzeige dementsprechend

folgendermaßen definiert sein sollten: verbessert

65 Im folgenden werden die Wahl des Durchmessers D,-

40A_e < D₁ < 500 Λ (1) der Entladungszelle 11, des Durchmessers D₂- der öff-

und nung in der Kathode 6 und des Abstands Szwischen der

i0A_c< T< \0OAe (2) vorderen Platte 9 und der Kathode 6 unter Bezug auf

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F i g. 1E und 1F näher erläutert. dungsfläche der Kathode 6. Macht man jedoch den

Der Abstand 5 «wischen der vorderen Platte 9 und Durchmesser Dy größer als 500/2«, so wird es schwierig,

der Kathode 6 in dem Entladungsraum 12, in dem das über der gesamten Kathode 6 ein gleichmäßiges negati-

negative Glimmen 13 erzeugt wird, wird so gewählt, daß ves Glimmen zu erzeugen. Die ungleichmäßige Vertei-

er der folgenden Beziehung (4) genügt, während die 5 lung des negativen Glimmens aufgrund der Entladungs-

Durchirvssser Dy und Dr der Beziehung(3) genügen: konzentration wird mit zunehmendem Entladungsgasdruck Pnoch ausgeprägter.

Df > Df, Vor diesem Hintergrund wurden Experimente durch-

25 A_e S Df £ 500 Ac (3) geführt, bei denen der Gasdruck P auf einen höheren

und 10 Wert innerhalb des Druckbereiches von 9,33 bis 40 kPa

25 Ac S 5 £ 70 Ae (4) eingestellt wurde, so daß man als Ergebnis den oberen

Grenzwert 500 A_e für den Durchmesser Dv erhielt. Die

Mit anderen Worten: Der Abstand S zwischen der Experimente erfolgten folgendermaßen: Bei einem vorderen Platte 9 und der Kathode 6 in dem Entladungs- Druck von P =■ 40 kPa (A_c - 2 μπι) wurde festgestellt, raum 12 zur Erzeugung des negativen Glimmens 13 15 daß mit Dy = 1,0 mm ein gleichmäßiges negatives wird auf mehr als 25 A_e eingestellt Bei diesem Wert er- Glimmen über der gesamten Oberfläche der Kathode folgt praktisch kein Ladungsteilchenverlust an der vor- erzeugt wurde. Bei P - 20 kPa {A_e - 4 μπι) und deren Platte. Bei Einstellen des Abstands 5 auf weniger Dy — 2,0 mm wurde ein gleichmäßiges negatives Giinv· als 70 A_t kann das negative Glimmen gut visuell beob- men über der gesamten Oberfläche der Kathode erzielt, achtet werden. Wendet man z. B. als Hauptgaskompo- 20 Wenn der Abstand S der Beziehung (4) und die nente Ne an und stellt den Gasdruck P auf 16 kPa (ent- Durchmesser Dv und Dr der Beziehung (3) genügen, sprechend einem /?_e-Wert von 5 μπι) ein, so läßt sich das erstreckt sich das negative Glimmen 13 von der Obernegative Glimmen visuell beobachten, selbst wenn der seite der Kathode 6 über den Umfang der öffnung 5 bis Abstand auf 350 μπι erhöht wird. Ferner werden der zur Unterseite der Kathode 6. Die Dicke der negativen Durchmesser Dv der Entladungszelle 11 und der Durch- 25 Glimmentladung 13 nimmt somit in Anzeigerichtung, messer Dr der öffnung in der Kathode 6 so gewählt, daß d. h. in Vertikalrichtung, zu. Gleichzeitig wird die Lichtsie die Beziehung Dv > Dr erfüllen. Hierdurch besteht emissions-Anzeigefläche, betrachtet von der Vordernicht die Gefahr, daß das negative Glimmen 13 in der platte her, vom Umfang der öffnung 5 nach außen in Entladung sich bildende Spalte expandiert oder die Ent- Richtung auf die Vorderplatte 9 vergrößert, wodurch ladungs-Startspannung auf einen für die Praxis ungeeig- 30 die Helligkeit und Lichtemissionsleistung der Anzeige neten Wert erhöht wird. verbessert, die Menge des zerstäubten Kathodenmate· Der Gasdruck P wird zwischen der Untergrenze rials verringert und die Lebensdauer der Glimmanzeige 933 kPa, unter der die Zerstäubung und die Entladung- verlängert werden. Dies gilt auch für den Fall, daß die Startspannung zunehmen, und der Obergrenze 40 kPa, Öffnungen 5 und die Gasentladungszellen 11 im Querüber der eine sogenannte »Entladungskonzentration« 35 schnitt die Grundform eines Vierecks aufweisen. Dann erfolgt, die eine gleichförmige Verteilung des negativen entsprechen D\ der Länge einer Seite der Gasentla· Glimmens 13 erschwert und ebenfalls die Entladungs- dungszellen 11 und Di der Länge einer Seite der Öff-Startspannung erhöht, eingestellt Ferner wird der nungen5.

Durchmesser Dy der Entladungszelle 11 so gewählt, daß Konstruiert man die Glimmanzeige so, daß alle ange-

er die Beziehung 40 führten Bedingungen (1) und (2) bzw. (I)' und (iy sowie

(3) und (4) erfüllt sind, so werden die Anzeigehelligkeit

25 Ae S DrS 500Ae und die Lichtemissionsleistung besonders deutlich verbessert

genügt, wodurch die Entladungsanzeige stabil bleibt Eine weitere Ausführungsform einer Glimmanzeige Dies bedeutet, daß mit abnehmendem Durchmesser Dy 45 wird nachstehend unter Bezug auf die F i g. 8 und 9 erder Entladungszelle 11 der Ladungsteilchenverlust an läutert, wobei bereits früher beschriebene Komponendem Abstandshalter 7 zunimmt Bei einem Durchmesser ten ähnlich beziffert und nicht mehr im einzelnen be- Dy von weniger als 25 A_e ist es unmöglich, eine stabile schrieben werden. In der Glimmanzeige der F i g. 8 und Entladung aufrecht zu halten, so daß es äußerst schwie- 9 bilden eine vordere Platte 9 und eine hintere Platte 10 rig ist ein negatives Glimmen über der Oberseite der 50 die beiden entgegengesetzten Außenwände eines Vaku-Kathode 6 zu erzeugen. umbehälters. Die hintere Platte 10 besteht aus einem Der Ladungsteilchenverlust nimmt mit abnehmen- isolierenden Material, wie Glas, auf dessen Innenseite dem Entladungsgasdruck P zu. Vor diesem Hintergrund eine Anzahl von parallelen Vertiefungen 14, wie z. B. wurden Experimente durchgeführt, bei denen der Gas- Rillen oder Nuten, vorgesehen ist, die die Anoden 2 druck P auf einen niedrigeren Wert innerhalb des 55 aufnehmen. Die vordere Platte 9 besteht aus einem iso-Druckbereiches von 933 bis 40 kPa eingestellt wurde, lierenden, transparenten Material, z. B. einer transpaso daß man den unteren Grenzwert 25 A_e für den Durch- renten Glasplatte, auf deren Innenseite eine Anzahl parmesser Dy erhielt Diese Experimente wurden folgen- alleler Kathoden 6 orthogonal zu den Anoden 2 angedermaßen durchgeführt: Bei Anwendung eines Druckes ordnet ist Auf der Innenseite der vorderen Platte 9 sind P von 10 kPa (mittlere freie Wegstrecke A_e = 8 μπι) 60 an den Kreuzungspunkten von Anoden 2 und Kathoden stellte sich heraus, daß bei Dy = 0,2 mm das negative 6 Aussparungen 15 vorgesehen.

Glimmen 13 auf der Obersehe der Kathode 6 stabil Die Vertiefungen 14 werden in die Innenseite der

erzeugt wird. Im Falle von P = 1333 kPa [A_e = 6 μπι) hinteren Platte 10 bis zu einer bestimmten Tiefe, z. B.

wurde bestimmt daß bei Dy — 0,15 mm das negative 200 μΐη, z.B. durch Photoätzen geschnitten, während die

Glimmen 13 stabil auf der Oberseite der Kathode 6 65 z. B. aus einer Fe-Ni-Cr-Legierung oder einer Fe-

erzeugt wird. Ni-Legierung bestehenden Anoden 2, die z. B. eine Brei-

Erhöht man andererseits den Durchmesser Dy der te von etwa 200 μπι haben, in die Vertiefungen 14 einge-

Entladungszelle 11,-so vergrößert sich auch die Entla- legt werden. Zur Fertigungsvereinfachung können die

Anoden 2 in den Vertiefungen 14 unter Verwendung von Flintglas gebildet werden. Wenn die Anoden 2 kaum gebogen werden, da sie kurz sind, können sie einfach in die Vertiefungen 14 gelegt werden, und es ist nicht notwendig, sie in den Vertiefungen 14 zu befesti- s gen.

Bei Ausbildung der Vertiefungen 14 auf der Innenseite der hinteren Platte 10 entstehen gleichzeitig langgestreckte Dammbereiche zwischen benachbarten Vertiefungen 14. Diese Dammbereiche sind Sperren, die eine unerwünschte Entladung zwischen benachbarten Entladungszellen verhindern.

Die Innenseite der vorderen Platte 9 ist mit einer schwarzen Isolierschicht 16 aus Glaspulver bedeckt, das mit einer Dickschichttechnik in geeigneter Dicke auf ge- is bracht wurde, wobei die Bereiche der Innenseite der vorderen Platte 9, die den Entladungszellen entsprechen, nicht bedeckt werden und dadurch die genannten Aussparungen 15 ergeben. Die Aussparungen 15 können auch direkt in die Innenseite der vorderen Platte 9 geschnitten werden (nicht dargestellt). In diesem Fall ist es nicht erforderlich, die schwarze Isolierschicht 16 vorzusehen.

Die Tiefe der Aussparungen 15 wird so gewählt, daß sie der Beziehung (4) genügt, wodurch sich das negative Glimmen von der Kathodenöffnung über die Oberseite der Kathode 6 erstreckt und so eine Entladung von hoher Helligkeit erzeugt Das Innere der Aussparung 15 kann mit einem fluoreszierenden Material der gewünschten Farbe beschichtet sein. Eine derartige Be- schichtung ist jedoch nicht notwendig, wenn eine negative Glimmentladung von akzeptabler Farbe erzeugt wird.

Auf den Bereichen der schwarzen Isolierschicht 16, die den 200 μπι breiten Spalten zwischen benachbarten Kathoden 6 gegenüberliegen, werden mit Glaspulver mit einer Dickschichttechnik Stege 17 in einer Dicke von 30 μιη ausgebildet, die sich entlang der Kathoden 6 erstrecken. Die Stege 17 dienen dazu, eine seitliche Bewegung der Kathoden 6 während der Herstellung der Glimmanzeige zu verhindern, einen zufriedenstellenden Anzeigebetrieb zu gewährleisten und die Zerstörung des Isoliermaterials aufgrund einer Berührung benachbarter Kathoden 6 zu verhindern. Nach Ausbildung der Stege 17 wird dort eine Anzahl von Kathoden 6 mit einer Dicke von 75 μπι auf der schwarzen Isolierschicht 16, die durch die Stege 17 in Stellung gehalten wird, unter Verwendung eines »Bindemittels« aus Nitrocellulose und Isoamylacetat derart angeordnet, daß sie der vorstehenden Beziehung (2) genügen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Gasentladungs-Anzeigevorrichtung mit einer vorderen und einer hinteren Platte, die am Umfang dicht verschlossen die Außenwände eines gasgefüllten Behälters bilden und aus isolierendem Material bestehen, mit einem auf der Innenseite der vorderen Platte angeordneten schichtförmigen Abstandshalter und auf diesem im Abstand 5 von der vorderen Platte angeordneten, zueinander parallelen Kathoden, wobei die Kathoden öffnungen aufweisen, denen Öffnungen in dem Abstandshalter zugeordnet sind, und mit auf der Innenseite der hinteren Platte orthogonal zu den Kathoden und ausgerichtet mit den Öffnungen in den Kathoden angeordneten Ancden, wobei an den Kreuzungsstellen der Elektroden die öffnungen des Abstandshalters und der Kathoden Gasentladungszellen bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (5) der Kathoden (6) und die Gasentladungszellen (II) im Querschnitt die Grundform eines Vierecks aufweisen, und daß die folgenden Bedingungen (1) + (2) und/oder (3) + (4) erfüllt sind, wobei A_e die mittlere freie Wegstrecke von Elektroden in dem eingeschlossenen Gas ist:

(1) die Länge D₂ einer Seite der Öffnungen (5) der Kathoden (6) genügt der Beziehung:

40/i_e< D₂ S 500 A,;

(2) die Dicke Tder Kathoden (6)-genügt der Beziehung:

100A_c;

(3) der Abstand 5 zwischen den Kathoden (6) und der vorderen Platte (9) genügt der Beziehung:

25A_eSS<70A_e;

(4) die Länge D\ einer Seite der Gasentladungszellen (11) und die Länge D₂ einer Seite der öffnungen (5) der Kathoden (6) genügen den Beziehungen:

D, > £>2und25/i_f < D, < 500A*

2. Gasentladungs-Anzeigevorrichtung mit einer vorderen und einer hinteren Platte, die am Umfang dicht verschlossen die Außenwände eines gasgefüllten Behälters bilden und aus isolierendem Material bestehen, mit einem auf der Innenseite der vorderen Platte angeordneten schichtförmigen Abstandshalter und auf diesem im Abstand S von der vorderen Platte angeordneten, zueinander parallelen Kathoden, wobei die Kathoden öffnungen aufweisen, denen öffnungen in dem Abstandshalter zugeordnet sind, und mit auf der Innenseite der hinteren Platte orthogonal zu den Kathoden und ausgerichtet mit den Öffnungen in den Kathoden angeordneten Anoden, wobei an den Kreuzungsstellen der Elektroden die Öffnungen des Abstandshalters und der Kathoden Gasentladungszellen bilden und die öffnungen der Kathoden sowie die Gasentladungszellen im Querschnitt kreisförmig sind, dadurch gekennzeichnet, daß die folgenden Bedingungen (I') + (2') und/

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