DE3218273A1

DE3218273A1 - Digitalanzeigevorrichtung mit punktmatrix und verfahren zu deren ansteuerung

Info

Publication number: DE3218273A1
Application number: DE19823218273
Authority: DE
Inventors: Steven R. Columbus Nebr. Hall; Joseph F. Hesse; Herman R. Person
Original assignee: Dale Electronics Inc
Current assignee: Dale Electronics Inc
Priority date: 1981-08-27
Filing date: 1982-05-14
Publication date: 1983-03-17
Also published as: CA1165025A; DE3218273C2; GB2104699B; GB2104699A; JPS5835840A; JPS62144047U; US4450441A; FR2512244A1; FR2512244B1

Description

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DALE ELECTRONICS, INC., ' Columbus, Nebraska/ V. St. A.

DIGITALANZEIGEVORRICHTÜNG MIT PUNKTMATRIX UND VERFAHREN ZU DEREN ANSTEUERUNG.

DIGITALANZEIGEVORRICHTUNG MIT PUNKTMATRIX UND VERFAHREN ZU DEREN ANSTEUERUNG.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Digitalanzeigevorrichtung, insbesondere eine Gasentladungs-Anzeigevorrichtung, mit Punktmatrix und auf ein Verfahren zu deren Ansteuerung.

Bisher gibt es zwei Grundverfahren zur Darstellung von Zeichen auf einer Gasentladungs-Anzeigevorrichtung, die auch als Plasmadisplay bezeichnet wird. Das gebräuchlichste Verfahren ist das Segment-Verfahren, bei welchem entweder sieben oder sechzehn Segmente verwendet werden, von denen jedes Segment eine Kathode und eine Anode aufweist, die durch ein ionisierbares Gas, wie Neon, voneinander getrennt sind. Die Ansteuerung der Anode und Kathode eines jeden Segments führt zum Aufleuchten des ionisierbaren Gases im Bereich des Segments. Es ist daher möglich, verschiedene Zahlen und/oder Buchstaben zu erzeugen, indem die gewünschte Kombination der Segmente angesteuert wird.

Ein anderes Verfahren zur Darstellung von Zeichen bedient sich einer Punktmatrix im Gegensatz zum Segment-Verfahren. Die Punktmatrix weist eine Reihe von Zeilen und Spalten von Punktenauf, die in der gewünschten Kombination angesteuert werden können, um Buchstaben, Ziffern oder andere gewünschte Zeichen zu erzeugen. Ein gegenwärtig bekanntes Verfahren zum Ansteuern der mit einer Punktmatrix versehenen Vorrichtungen bedient sich einer Technik mit Glimmübertragung, bei welcher viele Schichten von kleinen, dünnen Leitbahnen erforderlich sind, die durch viele aufgedruckte, dielektrische Schichten voneinander getrennt sind. Bei einer anderen Technik wird eine Vielzahl von Punkten in jedem Zeichen verwendet, wobei jeder Punkt in einem Zeichen mit einem entsprechenden Punkt in einem zweiten Zeichen verbunden ist.

Diese Technik erfordert viele Aufdrucke von dielektrischen Schichten auf einer Vielzahl von kleinen Leitbahnen.

Die gegenwärtig bekannten Vorrichtungen mit Punktmatrix können durch ziemlich einfache Ansteuerschaltungen angesteuert werden. Die Vorrichtungen selbst sind jedoch in der Herstellung teuer und weisen eine Vielzahl von dielektrischen Schichten und Leitbahnen auf.

Es ist daher hauptsächlich Ziel und Zweck der Erfindung, ein verbessertes Plasmadisplay mit Punktmatrix und ein verbessertes Verfahren zum Ansteuern des Plasmadisplay zu schaffen.

Ferner ist es Ziel und Zweck der Erfindung, eine Anzeigevorrichtung zu schaffen, bei welcher die Druckvorgänge und die Anzahl der Schichten aus Nichtleitern und Leitern in der Vorrichtung .auf einem Minimum gehalten sind.

Weiterhin ist es Ziel und Zweck der Erfindung, .eine Anzeigevorrichtung zu schaffen, die in der Herstellung billiger als die bisher bekannten Vorrichtungen ist.

Darüberhinaus ist es Ziel und Zweck der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die in ihrem Aufbau einfach ist und gleichzeitig durch eine einfache und billige Schaltung angesteuert werden kann.

Schliesslich ist es Ziel und Zweck der Erfindung, eine Anzeigevorrichtung zu schaffen, die wirtschaftlich herstellbar, haltbar im Gebrauch und wirksam im Betrieb ist.

Das eine Punktmatrix aufweisende Display gemäss der Erfindung weist eine rechteckige Anordnung von Zellen oder Punkten auf, die durch horizontale Kathodenstreifen und ver-

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tikale Äriöcie'fläfeBe'ifSn gebildet werden. Die Punkte werden durch die Kreuzungsstellen zwischen den horizontalen Kathodenstreifen und den vertikalen Anodenstreifen gebildet. Die Kathodenstreifen werden mit einem Dielektrikum überzogen, welches den Glimmbereich zum freien Abschnitt der Kathode begrenzt. Der freie Anschnitt der Kathode ist in diesem Fall ein kleiner Kreis oder Punkt. Die Punkte liegen an den Kreuzungsstellen zwischen den Kathoden- und Anodenstreifen. Durch das Anlegen einer Spannung zwischen der Kathode und der Anode • eines Punktes oder einer Zelle ist es möglich, das Gas zum Aufleuchten zu bringen, das sich in unmittelbarer Nähe dieser Kreuzungsstelle befindet. Die Anode ist durchsichtig und deshalb ist das Aufleuchten des Gases durch die Anode hindurch sichtbar.

Das Verfahren zum Ansteuern der Anzeigevorrichtung mit Punktmatrix bedingt das gleichzeitige Aufleuchten der Punkte einer Zeile.,* Dies bedeutet, dass vein Kathodenstreifen und ;, gl,eachze,i,t4gi ö^rae v>qrbestimmte■■$ ausgewählte Gruppe ,vani.Ano.ditn

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Es ist wünschenswert, die Katboden nacheinander abzutasten und nicht die Anoden· Die Kathoden verlaufen in Längsrichtung der rechteckigen Punktmatrix. Die Ursache hierfür liegt darin, dass die Kathode gewöhnlich aus einem guten, elektrischen Leiter hergestellt ist und deshalb ein minimaler Spannungsabfall über die Länge des Kathodenstreifens auftritt. Im Gegensatz dazu verlaufen die Anodenstreifen in Richtung der kurzen Abmessung der Punktmatrix, weil die Anodenstreifen aus einem schlechten Leiter hergestellt sind und ein grösserer Spannungsabfall über eine vorgegebene Länge des Anodenstreifens auftritt.

Eine verhältnismässig grosse Anzahl von Kathodenstreifen kann rasch genug abgetastet werden, um eine Wahrnehmung des Abtastvorganges durch das menschliche Auge zu verhindern. Ss wird angenommen, dass etwa 60 Kathodenstreifen so rasch abgetastet werden können, dass das menschliche Auge ein fortlaufendes Glimmen wahrnimmt. Da 60 Zeilen abgetastet werden müssen, ist eine kleine Impulsbreite während der Ansteuerung einer jeden einzelnen Zeile unerlässlich. Obgleich die Impulsbreite so gross wie möglich gehalten werden sollte, sind einige Techniken äusserst erwünscht, um eine rasche Ionisation des Gases.zu gewährleisten. Dies wird durch die Verwendung einer Vorionisationseinrichtung, (keep alive) erreicht, die eine getrennte Anoden-/Kathoden-Zelle ist, die stark in der Art einer "Zündflamme" (pilot light) bzw. in der Art einer Dauererregung wirkt, um die Ionen innerhalb des umschlossenen Baumes der Punktmatrix mitzureissen. Wenn daher jede Zelle angesteuert wird, ist die Zeit zur Ionisation des Gases in unmittelbarer Nähe dieser Zelle auf ein Minimum gesenkt, was auf das Mitreissen der Ionen zurückzuführen ist, das durch die Vorionisations-Zelle hervorgerufen wird. Die Vorionisations-Zellen . (keep alive cells) sind gewöhnlich mit einer undurchsichtigen Anode abgedeckt und daher nicht sichtbar.

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Die Erfindung wird im Nachstehenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Anzeigevorrichtung mit Punktmatrix gemäss der Erfindung

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer vereinfachten Ausführungsforra der Anzeigevorrichtung, wobei der Träger mit der ersten gedruckten Schaltung zu sehen ist,

Fig. 3 eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht der in Fig. 2 gezeigten, vereinfachten Vorrichtung,

Fig. 4 und 5 Querschnitte längs den Linien 4-4 und 5-5 in Fig. 1,

Fig. 6 eine schematische Ansicht des Musters einer Punktmatrix mit vier Kathodenstreifen und acht Anodenstreifen und

Fig. 7 eine schematische Ansicht einer Ansteuerschaltung für die Anzeigevorrichtung gemäss der Erfindung.

Das Bezugszeichen 10 bezeichnet das in Fig. 1 gezeigte Plasmadisplay mit Punktmatrix. Die Anzeigevorrichtung 10 weist einen aus Glas bestehenden Träger 12 und eine gläserne Deckplatte 14 auf. Die Abmessungen der Deckplatte 14 sind etwas geringer als die Abmessungen des Trägers 12, so dass ein Umfangsstreifen 16 längs der Aussenkante oder des Umfanges der Oberseite des Trägers 12 frei bleibt.

Der plattenförmige Träger 12 weist zwei gegenüberliegende Seitenkanten 18 und 20 sowie eine Oberkante 22 und eine Unterkante 24 auf. Auf dem Umfangsatreifen 16 auf der Oberseite des Trägers 12 ist eine Vielzahl von Kathoden - Kontakten 26 befestigt, die in unmittelbarer Nähe der Seitenkanten 18 und 20 des Trägers 12 angeordnet sind« Eine Vielzahl von Anoden-Kon-caicten 28 ist in unmittelbarer Nähe der Ober- und Unterkanten 22, 24 des Trägers 12 befestigt.

In ]?ig. 2 ist eine vereinfachte Ausführungsforra der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung dargestellt. Die entsprechenden Bezugszeichen bezeichnen daher entsprechende Teile. Bei dem normalerweise im Rahmen der Erfindung vorgesehenen Anwendungsfall können jedoch 64 oder mehr Kathoden-Kontakte und über 160 Anoden-Kontakte bei der einzelnen Vorrichtung vorhanden sein.

Auf die Oberseite des Trägers 12 ist eine Vielzahl von Kathodenstreifen oder Kathodenstäben 30 aufgedruckt, von denen jeder Streifen langgestreckt und gerade, ist. Die Kathodenstreifen 30 verlaufen parallel zueinander und sind in gegenseitigem Abstand angeordnet. Jeder Kathodenstreifen 30 steht mit einem Kathoden- Kontakt 26 in elektrischer Verbindung.

Wie aus Pig. 3 hervorgeht, ist eine dielektrische Schicht 32 auf die Kathodenstreifen 30'aufgedruckt. Die Schicht 32 weist eine Vielzahl von Löchern oder Punkten 34 auf, welche Abschnitte der darunterliegenden Katbodenstreifen 30 freihalten. Die Punkte 34 sind in einer Matrix mit horizontalen Zeilen C1 - C6 und vertikalen Spalten A1 A12 angeordnet. Jeweils eine Zeile 01 - 06 ist über und mit einem Kathodenstreifen 30 ausgerichtet und gibt durch jeden Punkt 34 einen Abschnitt des Kathodenstreifens frei.

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¥i§iii&i νθΒ ISÖdenstreifen 36 ist durch einen Ätz- oder Druckvorgang auf der Unterseite der gläsernen Deckplatte 14 ausgebildet. Diese Anodenstreifen sind durchsichtige, elektrische Leiter. Die gläserne Deckplatte 14 ist am Träger 12 mit Hilfe einer gläsernen Dichtmasse 38 befestigt, die 'rings um den Umfang der Deckplatte .14 verläuft. Die gl|3^.cne, klebende Dichtmasse 38 hält die Deckplatte 14 in eint;ip bestimmten Abstand über dem plattenartigen Träger und verbindet, die beiden Glasplatten vollkommen dicht miteinander, so dass zwischen den beiden Platten ein umschlossener Raum entsteht.* Wenn die Deckplatte 14 in die richtige Lage gebracht worden ist, ist jeweils ein Anodenstreifen 36 über und mit einer Anodenpunktspalte A 1 bis A 12 ausgerichtet. Auf diese Weise liegen die einzelnen Punkte 34 an den Kreuzungsstellen der parallelen Anodenstreifen 36 und der parallelen Kathodenstreifen 30. Dies geht klar aus Fig. 4 hervor. Der elektrische Kontakt zwischen jedem Anou,nd. ^ein^ ZugeA^teemtAnoden^iContakt^S^) Ai^fe^t^Q^ lfi|t_äe.ndes Epo^dharz ,48 ; CjagB'eSifeX _v/|ajpi „mit Hilfe einer subkutanen Injektionsnadel eingespritzt wird.

Dar-: HorcheJ.luru;;- -^:--_:v.fi-mr-co IeU ¹Vr :.v."\. .■;;? do-?-· ^f-^Äf^^^^^-S^V^^flaliiieft i#t wie_; folgt,:: ;·,,-,.:. ^i--_v:i;.

₁ rlloiat-Glas.. !Bi^t.-richtige; de^r t ,; Der; gläserne n. Ultraschallbohren S 40 zum Evakuieren undBdüllen im Träger 12 herzustellen.

Drujcke,n

Zunächst wird eine Silberverbindung in Form eines dicken Films

auf den gläsernen Träger aufgedruckt, um die Kontakte 26 und 28 herzustellen. Die Silberverbindung wird von du Font unter der Bezeichnung 7 715 hergestellt. Die rings um den Umfang des Trägers angeordneten Kontakte erfüllen zwei Aufgaben. Erstens stellen sie eine leitende Verbindung von der Aussenseite zur Innenseite der Anzeigevorrichtung her, und zweitens stellen sie eine Einrichtung dar, mit welcher eine elektrische/mechanische Verbindung zur Anzeigevorrichtung hergestellt werden kann. Man lässt die gedrückten Kontakte in Luft trocknen. Anscb! in einem Ofen gebrannt.

in Luft trocknen. Anschliessend werden sie bei etwa 585° C

Daraufhin wird ein leitender Nickelfilm auf den Träger aufgedruckt, um die Kathodenstäbe oder Kathodenstreifen herzustellen.·Die Masse für den Nickelfilm wird von du Pont unter der Bezeichnung 9 555 hergestellt. Die Kathodenstreifen verlaufen parallel zueinander und haben vorzugsweise eine Breite von 0,25 bis 0,51 mm sowie eine Länge von 25,4 bis 204 mm. Sie haben eine Dicke von etwa 20 bis 50 mikron.

Die Kathodenstreifen 30 können entweder horizontal oder vertikal verlaufen, je nach dem wie man die Anzeigevorrichtung ansteuern möchte. Vorzugsweise verlaufen, jedoch die Kathodenstreifen 50 in Richtung der längsten Abmessung der Anzeigevorrichtung, da sie aus einem bochleitfähigen Material bestehen, während die aus einem durchsichtigen Leiter hergestellten Anodenstreifen einen viel grösseren Widerstand und daher einen grösseren Spannungsabfall über eine vorgegebene, lineare Strecke aufweisen. .

Nachdem die Kathodenstreifen getrocknet und in einem Ofen bei 585° C gebrannt worden sind, wird auf die Kathodenstreifen eine dielektrische Schicht 52 aufgedruckt. Das Material für die dielektrische Schicht ist vorzugsweise eine

in Form eines dicken Films auftragbare dielektrische Masse, die von du Pont unter der Bezeichnung 9 541 hergestellt wird. Diese Masse wird auf den Träger gedruckt, um die einzelnen Kathodenpunkte 34 herzustellen, die längs der Kathodenstreifen 30 verlaufen. Die Punkte können einen Durchmesser von 0,25 bis 0,51 mm haben. Andere dielektrische Verbindungen, die für die Isolierschicht verwendet werden können, sind Electro-Science 4 o23 B und 4 028 B.

Die Punkte können verschiedene Anordnungen haben; (1) Eine feststehende Anordnung von Punkten, die gewöhnliche als X und Y-Anordnung bezeichnet wird. Eine derartige Anordnung kann viele Abmessungen in Abhängigkeit von der Geometrie und der Gestalt der Anzeigevorrichtung haben. (2) Punkte, die in Gestalt von Zeichen gruppiert sind. Derartige Zeichen bestehen gewöhnlich aus einer Anordnung von Punkten, beispielsweise von 5 Punktenmal 7 Punkten in der Höhe. Eine zusätzliche Zeile von Punkten kann für eine Unterstreichung oder für ein verstellbares Markierungszeichen verwendet werden, wenn dies erwünscht ist. Andere geeignete Anordnungen haben ein Muster von 7 Punkten χ 9 Punkten, oder, irgend ein anderes vom Endverbraucher gewünschtes Muster. Die dielektrische Schicht begrenzt die Kathodenpunkte und stellt darüberhinaus eine Isolierschicht dar, welche die Teile des Kathodenstreifens abdeckt, die nicht aufleuchten sollen, wenn die Anzeigevorrichtung in Betrieb ist.

Der nächste Schritt bei der Herstellung der Anzeigevorrichtung besteht darin, dass die Dichtmasse 38 um den Umfang der dielektrischen Schicht aufgedruckt wird, um eine vollkommene Abdichtung für den umschlossenen Raum zu erzielen. Dieses Material bildet eine erhabene Wand, welche die dielektrische Schicht umschliesst. Diese erhabene Wand hat eine Dicke' von 0,25 bis 0,77 mm. Das ge-

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druckte Material kann etwa 10 Minuten lang bei einer Temperatur von max. 500°C vorverglast werden. Nach dem Verglasungsvorgang ist der Träger für den Abdichtvorgang bereit. Während der Träger auf den Abdichtvorgang wartet, wird er in einer trockenen Stickstoff-Atmosphäre während der Herstellung der Deckplatten 14 aufbewahrt.

Die gläserne Deckplatte 14 wird aus einem Float-Glas mit einer Dicke von 3 »2 mm hergestellt. Die Deckplatte hat eine durchsichtige Schicht aus Zinioxyd, die auf einer Seite der Deckplatte 14 aufgebracht ist. Die Deck platte ist von der Pittsburgh Plate Glass Company unter dem Warenzeichen "NESA" erhältlich. Dieses Glas hat einen

ρ spezifischen Widerstand bis zu 80 Ohm pro 9m mit einer Toleranz von +/- 50 ^. Gläser mit einer dünnen.Schicht aus Zinnoxyd sind ausserdem erhältlich bei der Firma Photon Power, Inc. , die Gläser mit einem spezifischen Widerstand von 8-12 Ohm pro 9m herstellt. Es ist von Bedeutung, dass die Schicht aus Zinnjoxyd möglichst bis zu 100 $> frei von Kratzern ist, um eine vollständig arbeitsfähige Anzeigevorrichtung zu erzielen* Man sollte sehr vorsichtig sein, um Fingerabdrücke auf dem Glas zu vermeiden, da Fingerabdrücke den später mit Säure vorgenommenen Ätzvorgang stören können.

Die mit Zinnoxyd beschichteten Deckplatten werden dann vorsichtig mit einem ätzbeständigen Abdeckmittel in einem Muster bedruckt, welches die im fertigen Endprodukt vorhandenen Anoden aus Zinnoxyd begrenzt. Es sind mehrere, auf Platten aufdruckbare, ätzbeständige Massen im Handel erhältlich und bekannt. Der ätzbeständige Aufdruck wird etwa 10 Minuten lang bei 100⁰C getrocknet und ist dann für den Ä'tzvorgang fertig.

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Der Ätzvorgang erfolgt dadurch, dass die Schicht in ein warmes Säurebad eingetaucht wird. Zuerst wird eine Lösung aus Zinkmetallpulver und entionisiertem Wasser auf die beschichtete Seite der Deckplatte aufgedruckt. Die gläserne Deckplatte wird dann in eine heisse Mischung eingetaucht, die aus einem Teil entionisiertem Wasser und einem Teil 50#iger Salzsäure besteht. Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn die Temperatur dieses Säurebades zwischen 39 und 55 ⁰O liegt. Die gläsernen Deckplatten sollten nicht langer als 15 bis 20 Sekunden im Säurebad bleiben, da längere Zeitspannen zu einer Unterhöhlung des Abdeckmittels führen, was nicht erwünscht ist. Die gläserne Deckplatte wird nach der empfohlenen Zeitspanne aus dem Säurebad entfernt und in einen Schwall von einfach entionisiertem Wasser eingetaucht. Die gläsernen Deckplatten sind nach dem Trocknen vollständig und richtig geätzt, wobei die Schicht aus Zinnoxyd nur an der Stelle der Anoden 36 vorhanden ist.

Die ätzbeständige Abdeckschicht wird dann mit Hilfe einer leicht erwärmten öligen kaustischen Sodalösung entfernt. Danach wird die gläserne Deckplatte in ein entionisiertes Wasserbad mit Alkohol getaucht und vorsichtig trocken gewischt. Das geätzte Muster stellt eine Reihe von geraden, parallelen und durchsichtigen Leitern 36 dar.

Die gläserne Deckplatte erhält daraufhin einen Aufdruck mit einer leitenden Nickelmasse, um einen Überzug für die Vorionisation herzustellen, wenn dies erwünscht ist. Die zur Herstellung des Überzuges für die Vorionisation verwendete Nickelmasse wird von du Pont unter der Bezeichnung 9 535 hergestellt. In Fig. 3 ist ein Überzug 42 für die Vorionisation auf der Unterseite der Deckplatte 14 dargestellt und so angeordnet, dass er mit dem Kontakt 44 für die Vorionisation verbunden werden kann.

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Die gläserne Deckplette kann nun mit dem gläsernen Träger 12 zu einer vollkommen dichten Einheit zusammengebaut werden. Die Deckplatte wird so über dem Träger angeordnet, dass die Anoden aus Zinnoxyd rechtwinklig zu den Kathodenstreifen verlaufen und genau mit den Spalten A 1 bis A 12 der Punkte in der dielektrischen Schicht 32 ausgerichtet sind. .

Wenn die Deckplatte über dem Träger 12 richtig ausgerichtet ist, werden Klammern angebracht, um die Deckplatte an Ort und Stelle zu halten. Dann wird ein Füllrohr 46 über der Öffnung zum Evakuieren und Füllen angeordnet. Das Füllrohr besteht im allgemeinen aus Glas und hat einen Wärmedehnungskoeffizienten, welcher dem Wärmedehnungskoeffizienten des Trägers 12 entspricht.

Die Anordnung wird dann in einen Ofen eingebracht und bis auf 480 - 500 C erhitzt. Hierdurch wird die gläserne Dichtmasse 38 wieder erhitzt und aufgeschmolzen, so dass sie zusammenfliesst und eine vollkommene Abdichtung bewirkt. Die gläserne Dichtmasse für das Füllrohr schmilzt ebenfalls und bildet eine vollkommene Abdichtung an der Verbindung zwischen dem Füllrohr und dem Träger. Nach 5-30 Minuten ist die vollkommene Abdichtung hergestellt und die Anzeigevorrichtung wird langsam auf Zimmertemperatur abgekühlt.

Eine kleine, mit Quecksilber gefüllte Glaskapsel wird dann durch das Füllrohr eingeführt, wodurch eine Einrichtung erzielt wird, mit welcher der Anzeigevorrichtung später Quecksilber zugeführt wird. Das Quecksilber hat die Aufgabe, die Kathodenzerstäubung zu verzögern, die im Plasma auftritt, wenn die Gasentladung eingeleitet wird. Anstelle der mit Quecksilber gefüllten Kapsel können auch im Handel erhältliche Ringe oder Tabletten verwendet werden, die Quecksilber abgeben.

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Die Anzeigevorrichtung wird dann an eine Hochvakuum-Pumpe angeschlossen, um die gesamte Luft aus der Anzeigevorrichtung herauszupumpeh . Der umschlossene Raum wird dann mit einer unter der Bezeichnung Penning vertriebenen Gasmischung gefüllt, die aus 99,5 5f Neon, 0,5 # Argon und einer Spur von radioaktivem Krypton-85 besteht. Der Einfülldruck sollte in Abhängigkeit von der Art der Anzeigevorrichtung im Bereich von I50 - 700 mm Quecksilbersäule liegen. Die Anzeigevorrichtung wird dann verschlossen, indem das Füllrohr an einer Stelle erhitzt wird, die etwa 50 75 mm von der Unterseite des Trägers 12 entfernt ist. Hierdurch wird das Glas weich, so dass das Einfüllrohr zusammenklappt. Wenn das Einfüllrohr vollständig zusammengeklappt ist, kann die Anzeigevorrichtung abgezogen werden, wodurch der erweichte Abschnitt des Rohres durchtrennt wird. Die unter der Bezeichnung Penning vertriebene Mischung ist dann im Inneren der Anzeigevorrichtung eingeschlossen.

Die Quecksilberkapsel wird dann unter Verwendung einer Infrarotkanone zerbrochen.*Die Anzeigevorrichtung wird dann in einen Ofen mit 300 bis 350° C gegeben, um das Quecksilber in der Anzeigvorrichtung zu verteilen. Der Rest des Füllrohres wird dann kurz oberhalb der Stelle abgeschnitten, an welcher das Füllrohr mit dem Träger verbunden ist. Diese Stelle hat gewöhnlich einen Abstand von etwa 13 mm vom Träger.

Die Fertigstellung der Anzeigevorrichtung erfolgt dadurch, dass ein leitendes Epoxydharz zwischen die ausserhalb der Dichtmasse 38 liegenden Aussenkanten der Anodenstreifen 36 und die Anoden-Kontakte A 1 - A 12 eingespritzt wird. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, stellt das leitende Epoxydharz 48 die elektrische Verbindung.zwischen den Anodenstreifen 36 und den. Anoden-Kontakten 28 her. Dieses Epoxydharz wird mit Hilfe einer Nadel, wie beispielsweise einer

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subkutanen Injektionsnadel eingespritzt, so dass bei jedem Kontakt 28 Knoten aus Epoxydharz 48 entstehen.

Die Fig. 6 und 7 zeigen die Einrichtung und das Verfahren zum Ansteuern der in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Anzeigevorrichtung 1o mit Punktmatrix.

Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung der Anodenstreifen A 1 bis A 8 und der Kathodenstreifen C 1 bis C 4. Die Punkte 34 liegen an den Kreuzungsstellen der Anoden-- und Kathodenstreifen. Zu Erläuterungszwecken sind die Kreuzungsstellen zwischen 01 -A 2, C 2 - A 3, C 3 - A 4, C 2 - A 5, und G 1 - A 6 in angesteuertem Zustand dargestellt. Bei dem Verfahren gemäss der Erfindung werden die Kathodenstreifen einzeln nacheinander, angesteuert, während gleichzeitig verschiedene Kombinationen der Anodenstreifen angesteuert werden, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Bei dem in Fig. 6 gezeigten Beispiel wird der Abtastvorgang durch das Ansteuern der Kathode C 1 eingeleitet. Gleichzeitig werden die Anoden A 2 und A 6 angesteuert, so dass die Kreuzungsstellen zwischen der Kathode C 1 und den Anoden A 2 und A 6 angesteuert werden und ein Gasglimmen bewirken. Sämtliche Kathoden und Anoden werden dann kurzzeitig abgeschaltet, worauf die Kathode C 2 angesteuert wird. Gleichzeitig mit der Ansteuerung der Kathode C 2 werden auch die Anoden A 3 und A 5 angesteuert* Daraufhin wird die Kathode C 3 angesteuert, wobei gleichzeitig die Anode A4 angesteuert wird. Schliesslich wird die Kathode C 4 angesteuert, wobei jedoch keine der Anoden angesteuert wird. Dieser Vorgang wiederholt sich dann mit einer Frequenz, die vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen werden kann. Die Glimmentladungen, die an den Kreuzungsstellen C 1- A 2, C 2 A3, C3-A4, C,C2-A5undC1-A6 auftreten, scheinen daher für das menschliche Auge alle kontinuierlich zu glimmen.

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Fig. 7 zeigt die Schaltung, die verwendet werden kann, um das vorstehend beschriebene Verfahren in die Tat umzusetzen. Zunächst werden die Daten, die zu einem anzuzeigenden Zeichen gehören, in einen RAM-Speicher 50 gegeben. Der Speicher 50 speichert die Information, die zu dem Zeichen gehört, das angezeigt werden soll. Das Ansteuern der Kathoden wird durch die Kathoden-Treiberstufen 52 ausgelöst. Jede Treiberstufe 52 steuert 8 Kathodenstreifen an und der einzelne, angesteuerte Kathodenstreifen wird durch einen Kathodenstreifen-Wähler 54 gesteuert.

Der Kathodenstreifen-Wähler 54 sorgt anfangs dafür, dass die Kathoden - Treiberstufen 52 den ersten Kathodenstreifen ansteuern. Die an den Kathodenstreifen-Wähler übertragene Adresse wird gleichzeitig an einen Adressenwähler übertragen. Der Adressenwähler 56 sorgt dann dafür, dass ausgewählte Signale vom RAM-Speicher ausgegeben werden. Diese Signale enthalten die Information, welche einzelnen Anoden für die erste Kathode angesteuert werden sollen. Diese Information wird an die Anoden-Treiberstufen 58 übertragen. Jede Anoden-Treiberstufe 58 weist einen Takteingang auf, der von einem Zähltakt 60 für die Abtastung und von einer Steuereinheit 62 für die Datenübertragung gesteuert wird, so dass die Information vom RAM-Speicher in Jeder Anoden-Treiberstufe 58 gespeichert wird. Wenn die gesamte, zur ersten Kathode gehörende Information in den Anoden-Treiberstufen 58 gespeichert ist, steuern die Anoden-Treiberstufen 58 und die Kathoden-Treiberstufe 52 gleichzeitig die erste Kathode und die bestimmten, vorher ausgewählten Anoden an, die zusammen mit der ersten Kathode angesteuert werden sollsi. Dies führt zu einer Glimmentladung, in unmittelbarer Nähe der Kreuzungsstellen zwischen den angesteuerten Anoden und der ersten Kathode. Der Zähltakt 60 für die Abtastung schaltet dann die Kathoden und Anoden ab und springt zu

einer neuen Adresse, die zur zweiten Kathode und zur Kombination von Anoden gehört, die im Zusammenhang mit dieser Kathode angesteuert werden sollen. Die Adresse wird an den RAM-Speicher 50 übertragen und die Information wird wieder in die Anoden-Treiberstufen 58 eingegeben. Die Anoden-Treiberstufen 58 und die Kathoden-Treiberstufen 52 werden wieder so angesteuert, dass die zweite Kathode und eine zweite Kombinationcfer Anoden angesteuert werden. Dieser Vorgang läuft schrittweise weiter, bis alle Kathoden und die zugehörigen Anoden angesteuert worden sind. Der Vorgang wiederholt sich selbst mit einer Frequenz, die vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen werden kann. Das Ergebnis ist, dass das menschliche Auge alle Glimmentladungen im Gas als kontinuierlich und nicht als intermittierend wahrnimmt.

Die in Fig. 7 gezeigte Schaltung steht stellvertretend für eine Schaltung, die zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung verwendet werden kann. Es können auch andere Schaltungen verwendet werden, ohne von der Erfindung abzuweichen. Im nachstehenden sind verschiedene Bauteile aufgeführt, die in der in Fig. 7 gezeigten Schaltung enthalten sind.

Bauteile

Kathoden-Treiberstufe 52 Kathodenetreifenwähler

Adressenwähler 56 RAM-Speicher 50

Anoden-Treiberstufe 58

Name und Anschrift des Herstellers

Spraque Electric Worcester, Mass.

RCA

New York, N.Y.

Texas Instrument Dalles, Texas

National Semi-Conductor
Santa Clara, CA.

Texas Instruments
Dallas, Texas

Teile-Nr.
ULN 2825 A CD 45 14 BE

SN 74157 N MM 2102
SN 75501 A

Claims

J^

I.8273

PAOiENTANSPRUCHE

(iJDigitalanzeigevorrichtung rait Punktmatrix, gekennzeichnet durch· . ' .
einen dielektrischen Träger (12) mit einer flachen Oberseite, einer Oberkante (22), einer Unterkante (24) und
einer ersten und zweiten gegenüberliegenden Kante (18,20);

einer Vielzahl von Kathoden-Kontakten (26), die auf der
Oberseite des Trägers (12) in gegenseitigem Abstand längs und in der Nähe der ersten und zweiten gegenüberliegenden Kanten (18,20) des Trägers (12) angeordnet sind;

eine Vielzahl von Anoden-Kontakten (28), die auf der
Oberseite des Trägers (12) in gegenseitigem Abstand längs und in der Nähe der Ober- und Unterkente (22,24) des
Trägers (12) angeordnet sind;

eine Vielzahl von langgestreckten Kathodenstreifen (5o), die auf der Oberseite des Trägers (12) befestigt und in
gegenseitigem parallelen Abstand angeordnet sind;

wobei jeder Katnodenstreifen (30) mit einem der Kathoden-Kontakte (26) in elektrischer Verbindung steht;

eine durchsichtige Deckplatte (14)» die in Abstand über
dem Kathodenstreifen (30) wirksam befestigt ist;

eine Vielzahl von langgestreckten, durchsichtigen Anodenstreifen (36), die auf der Unterseite der Deckplatte (14) in gegenseitigem parallelen Abstand, angeordnet sind, wobei die Anodenstreifen (36) im rechten Winkel zu den Kathodenstreifen (30) verlaufen und die Kreuzungsstellen zwischen den Anoden - und Kathodenstreifen eine Matrix von Punkten (34) bilden;

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eine dielektrische Schicht (32), die zwischen den Kathoden- und Anodenstreifen angeordnet ist und eine Matrix von Durchgangsöffnungen aufweist, die mit der Matrix der Punkte (34) .übereinstimmt, welche durch die Kreuzungsstellen zwischen den Anoden- und Kathodenstreifen (36,30) gebildet werden;

eine Abdichteinrichtung (38), die rings um den Umfang der Deckplatte (14) verläuft, um einen abgedichteten, umschlossenen Raum im Zwischenraum zwischen der Deckplatte (14) und dem Träger (12) zu bilden; und

wobei die Kathoden- und Anoden-Kontakte (26,28) zumindest teilweise aus dem umschlossenen Raum herausreichen und der Atmosphäre ausgesetzt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrische Schicht (32) auf dem Träger (12) ruht und die Kathodenstreifen (30) überdeckt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathodenstreifen (30) langer als die Anodenstreifen (36) sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anodenstreifen (36) Anschlussenden aufweisen, die ausserhalb des dicht umschlossenen Raumes liegen, und dass jedes Anschlussende in Abstand über je einem Anoden- Kontakt (?8) angeordnet ist, und dass jeweils eine getrennte, elektrische Verbindungseinrichtung zwischen jeweils einem Anschlussende und einem Anoden-Kontakt (28) vorgesehen ist, um eine elektrische Verbindung zwischen diesen Teilen herzustellen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Verbindungseinrichtung einen Knoten aus elektrisch leitendem Epoxydharz (48) aufweist.

:c273

-S-
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einer elektrischen· Schaltung zum Ansteuern der Anoden-und Kathodenstreifen, gekennzeichnet durch .

Anoden-Treiberstufen-Einrichtung (58) zum Ansteuern der . Anodenstreifen (36),

eine Kathoden-Treiberstufen-Einrichtung (52) zum Ansteuern der Kathodenstreifen (50)»

eine RAM-Speicher-Einrichtung (50) zum Speichern der Information hinsichtlich der ausgewählten Anodenstreifen (36) und der anzusteuernden Kathodenstreifen (30); eine Datenübertragungseinrichtung für die Übertragung intermittierender Datensignale von der RAM-Speichereinrichtung (50) zu einer der Anoden-und Kathoden- Treiberstufen, wobei die Anoden-und Kathoden-Treiberstufen auf den Empfang eines jeden Datensignals ansprechen, um ein gleichzeitiges Ansteuern eines Kathodenstreifens und einer ausgewählten Gruppe der Anodenstreifen zu erreichen; eine Steuereinrichtung, welche die Datenübertragungseinrichtung zur Übertragung von Signalen vom RAM-Speicher in einer vorbestimmten Folge veranlasst und die vorbestimmte Folge der Signale mit einer Frequenz wiederholt, die für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar ist, wobei alle Kathodenstreifen und die zugehörigen, angesteuerten Gruppen der Anodenstreifen kontinuierlich angesteuert erscheinen.
7. Verfahren zum Ansteuern einer eine Punktmatrix aufweisenden Digitalanzeigevorrichtung mit einer Vielzahl von parallelen, in einer ersten Richtung verlaufenden, Kathodenstreifen und einer Vielzahl von parallelen Anodenstreifen, die sich in einer zweiten, rechtwinklig zur ersten Richtung verlaufenden Richtung erstrecken, wobei die Anodenstreifen in Abstand über den Kathodenstreifen angeordnet sind und die Kreuzungsstellen zwischen den Kathoden- und Anoden-

3 2 13 2 7 3 L sr-·-"

streifen eine Matrix von Punkten mit Zeilen und Spalten bilden, von denen die Zeilen parallel zu den Kathodenstreifen und die Spalten parallel zu den Anodenstreifen verlaufen, wobei ein ionisierbares Gas an jeder Kreuzungsstelle in vertikalem Abstand zwischen den Anoden- und Kathodenstreifen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass

ein erster Kathodenstreifen mit einer negativen Ladung •angesteuert wird;.

gleichzeitig eine erste ausgewählte Kombination von Anoden mit einer positiven Ladung angesteuert wird, wobei das Gas, das sich in unmittelbarer Nähe der Kreuzungsstellen der ersten, ausgewählten Anodenstreifen mit dem ersten Kathodenstreifen befindet, ionisiert wird und glimmt; die Kathoden-und Anodenstreifen abgeschaltet werden; ein zweiter Kathodenstreifen mit einer negativen Ladung ange.steuert wird;

gleichzeitig eine zweite, ausgewählte Kombination von Anoden mit einer positiven Ladung angesteuert wird, wobei das Gas, das sich an den Kreuzungsstellen des zweiten Kathodenstreifens mit den an zweiter Stelle ausgewählten Anodenstreifen befindet, ionisiert wird und glimmt; die intermittierende Ansteuerung der restlichen Kathodenstreifen einzeln fortgeführt wird, während gleichzeitig vorher ausgewählte Kombinationen von Anodenstreifen für jeden Kathodenstreifen angesteuert werden; und die Folge der Ansteuerung der Kathodenstreifen mit einer Frequenz wiederholt wird, die für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar ist, wobei das menschliche Auge die Glimmentladung des Gases an allen Kreuzungsstellen zwischen den Kathoden' und den ausgewählten Anoden als kontinuierliches Glimmen wahrnimmt. .