EP0021354A1

EP0021354A1 - Gasentladungsanzeigevorrichtung mit einem Lamellengitter im Gasentladungsraum

Info

Publication number: EP0021354A1
Application number: EP80103428A
Authority: EP
Inventors: Burkhard Dipl.-Phys. Littwin
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-06-29
Filing date: 1980-06-19
Publication date: 1981-01-07
Also published as: JPS567332A; DE2926393C2; DE2926393A1; US4328444A

Abstract

Bei einem Gasentladungspanel mit einem Gasentladungsraum und einem Nachbeschleunigungsraum, die durch eine gelochte, mit Zeilen und Spaltenleitern versehene Steuerplatte voneinander getrennt sind, wird vorgeschlagen, im Gasentladungsraum zwischen Kathode (1) und Steuerplatte (2) ein Lamellengitter (3) anzuordnen.

Description

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 Steuerplatte 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 Kathoden gegenüberliegen.
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 (Steuerplatte) miteinander verbunden sind. Die Kammer zwischen der bzw. den Kathoden 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 (Steuerplatte) und einer Flächenanode, die eine Leuchtschirmelektrode darstellt. Durch Ansteuern einer der Hilfsanoden entsteht eine keilförmige Gasentladung zwischen der Kathode 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 Kreuzungspunktes der Matrix. Mit entsprechender Matrixansteuerung nach zeitlichem Ablauf und Stärke lassen sich auf dem Leuchtschirm Zeichen und Bilder darstellen.
Weiterhin ist aus der DE-OS 26 01 925 ein flaches Gasentladungsanzeigeelement mit mehreren matrixartig angeordneten Gasentladungszellen bekannt, bei dem in jeder der Zellen zwischen einer Anode und einer Kathode eine Gitterelektrode angeordnet ist, die zumindest eine Öffnung enthält, deren Randprofil der Projektion der Kathode kongruent ist.
Energiereiche Elektronen erzeugen bei den bekannten Gasentladungsanzeigevorrichtungen eine störende Untergrundhelligkeit auf dem Bildschirm, da sie auch von elektrisch gesperrten Steuerlochöffnungen der Steuerplatte nicht aufgehalten werden.
Durch die Steuerlochöffnungen in der Steuerplatte fällt Licht vom Gasentladungsraum auf den Bildschirm und erzeugt dort eine Untergrundhelligkeit.
Diese beiden störenden Effekte treten umso stärker in Erscheinung, je kleiner der Gasdruck in der Gasentladungsanzeigevorrichtung ist. Andererseits wird die Durchschlagsfestigkeit im Nachbeschleunigungsraum der Gasentladungsanzeigevorrichtung umso größer, je geringer der Gasdruck ist.
Im Gasentladungsraum der flachen Gasentladungsanzeigevorrichtung können sich von der Kathode abgesputterte Metallatome auf den Zeilenleitungen der Steuerplatte niederschlagen und den-.Isolationswiderstand zwischen den Leitungen verschlechtern.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile bei einer Gasentladungsanzeigevorrichtung zu vermeiden. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Gasentladungsanzeigevorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß im Gasentladungsraum zwischen Kathode und Steuerplatte sich teilweise überlappende Streifenlamellen ein Lamellengitter bildend so angeordnet sind, daß der direkte Weg zwischen Kathode und Steuerplatte verstellt ist.
Die erfindungsgemäße Gasentladungsanzeigevorrichtung hat den Vorteil, daß die zwischen Kathode und Steuerplatte im Gasentladungsraum der Vorrichtung ineinander verschachtelt und gegeneinander versetzt angeordneten, ein Lamellengitter bildenden Streifenlamellen dafür sorgen, daß der direkte Weg zwischen Kathode und Steuerplatte verstellt ist. Schnelle Elektronen, Licht und Metallatome werden dadurch vom Lamellengitter aufgefangen.
Das Lamellengitter setzt sich vorzugsweise aus 1 mm bis 20 mm breiten, den elektrischen Strom leitenden Streifen zusammen. Es kann vorteilhaft sein, die einzelnen Streifen des Lamellengitters miteinander elektrisch leitend zu verbinden, so daß einzelne Teile des Gitters, das zweckmäßig aus Aluminium besteht, aus einem Aluminiumblech ausgestanzt werden können;
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den kennzeichnenden Merkmalen der Unteransprüche 5 bis 13 enthalten.
Da das Lamellengitter das Plasma der Gasentladung gegen die Zeilenleitungen der Steuerplatte abschirmen soll, ist es zweckmäßig, nicht den vollen Kathodenstrom auszunützen, sondern nur einen Teil auf die Zeilenleitungen zu lenken.
Durch die starke Reduzierung des Dunkelstromes von beispielsweise einigen 100 µA auf Werte von ungefähr 1 µA bei nicht angesteuerten Zeilenleitungen wird eine Herabsetzung der Untergrundhelligkeit einer erfindungsgemäßen Gasentladungsanzeigevorrichtung erreicht.
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 erfindungsgemäße Gasentladungsanzeigevorrichtung schematisch im Schnitt,
Fig. 2 eine Ausführungsform eines Lamellengitters im Schnitt,
Fig. 3 eine Draufsicht auf das Lamellengitter nach Fig. 2,
Fig. 4 ein anderes Ausführungsbeispiel eines Lamellengitters schematisch im Schnitt und
Fig. 5 eine Draufsicht auf das Lamellengitter nach Fig. 4.

Die in Fig. 1 dargestellte Gasentladungsanzeigevorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Kathode 1 und einer Steuerplatte 2, die den Gasentladungsraum begrenzen, sowie aus einem Bildschirm 4, der mit der Steuerplatte 2 den Nachbeschleunigungsraum begrenzt. Auf der Kathodenseite der Steuerplatte 2 sind die Zeilenleitungen 5 und auf ihrer Bildschirmseite die Spaltenleitungen 6 aufgebracht. Zwischen Steuerplatte 2 und Kathode 1 ist das erfindungsgemäße Lamellengitter 3 angeordnet. Eine erfindungsgemäße Gasentladungsanzeigevorrichtung gemäß Fig. 1 kann vorzugsweise mit folgenden Parametern betrieben werden: Abstand Kathode - Lamellengitter gleich 17 mm; Streifenbreite Lamellengitter gleich 2,2 mm; Breite der Zwischenräume im Lamellengitter gleich 2,0 mm; Abstand Steuerplatte - Lamellengitter gleich 5 mm; Höhe des Nachbeschleunigungsraumes gleich 1 mm; Füllgas Xenon mit einem Druck kleiner gleich 0,1 mbar; Brennspannung Aluminiumkathode gleich 315 V; Steuerspannung Lamellengitter gleich 0 V; angeschaltete Zeilenleitung gleich + 10 V; Steuerspannung gesperrte Zeilenleitungen zwischen -4 und -30 V; Spaltenleitungen hellgeschaltet gleich +10 V; Spaltenleitungen gesperrt gleich 0 V; Nachbeschleunigungsspannung gleich 3 kV, Zeilendurchlauf gleich 300 Zeilen/40 ms; Bildpunktraster der Zelle 0,32x0,64 mm.
Die Figuren 2 bis 4 zeigen zwei Ausführungsbeispiele des Lamellengitters schematisch im Schnitt (Fig. 2 und Fig. 4) und in Draufsicht (Fig. 3 und Fig. 5).
Charakteristisch ist bei allen Ausführungsformen, daß die geradlinige Verbindung zwischen Kathode 1 und Steuerplatte 2 durch die versetzte Anordnung aufeinanderfolgender Lamellengitterstreifen 3 verstellt ist. Dadurch werden von der Kathode 1 zur Steuerplatte 2 fliegende Teilchen zu gekrümmten Wegen gezwungen, die zu einer Behinderung der Bewegung der Teilchen wie z.B. Elektronen, Photonen oder Metallatome führen. Durch eine geeignete, an die Zeilenleitungen 5 der Steuerplatte 2 oder an das Lamellengitter 3 angelegte Steuerspannung kann dafür gesorgt werden, daß ein Teil der von der Kathode 1 ausgehenden Elektronen durch das Lamellengitter 3 hindurch zur gerade angesteuerten Zeilenleitung 5 gelangt.

Claims

1. Gasentladungsanzeigevorrichtung mit einem gasgefüllten Raum, der auf einer Seite durch eine Frontplatte und auf der gegenüberliegenden Seite durch eine Rückplatte gäsdicht abgeschlossen und durch eine Steuerplatte 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 Kathoden gegenüberliegen, dadurch gekennzeichnet, daß im Gasentladungsraum zwischen Kathode (1) und Steuerplatte (2) sich teilweise überlappende Streifenlamellen (3) ein Lamellengitter bildend so angeordnet sind, daß der direkte Weg zwischen Kathode (1) und Steuerplatte (2) verstellt ist.

2-. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sich das Lamellengitter aus mehreren 1 bis 20 mm breiten Streifenlamellen (3) aus elektrisch leitfähigem Material zusammensetzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Streifenlamellen (3) miteinander elektrisch leitend verbunden sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifenlamellen (3) aus Aluminium bestehen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf die den Kathoden (1) zugewandten Seiten der Streifenlamellen (3) eine Schicht mit erhöhter Sekundärelektronenemission aufgebracht ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lamellengitter aus mehreren in verschiedenen Ebenen angeordneten Streifenlamellen (3) besteht.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Ebene nebeneinander mit Zwischenräumen angeordnete Streifenlamellen (3) ein Streifengitter bilden, wobei die Flächennormalen der Streifenlamellen (3) senkrecht zur Ebene der Steuerplatte (2) ausgerichtet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß die verschiedenen Streifengitter jeweils gegeneinander versetzt angeordnet sind, wobei die Durchlaßöffnungen des näher zur Kathode (1) liegenden Streifengitters vom jeweils nachfolgenden Streifengitter verdeckt werden.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Überdeckung einer Durchlaßöffnung durch das nachfolgende Streifengitter im Bereich von 0,1 mm bis 5 mm liegt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Streifengitter einen Abstand voneinander haben, der im Bereich von 1mm bis 10 mm liegt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifengitter verschiedene Steuerpotentiale haben, wobei ein von der Kathode (1) weiter entfernt angeordnetes Streifengitter ein positiveres Steuerpotential aufweist als die zwischen diesem Streifengitter und der Kathode (1) angeordneten Streifengitter.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Steuerplatte (2.) und Kathode (1) mindestens zwei gegeneinander versetzte Streifengitter aufeinanderfolgen, die den direkten Weg zwischen Steuerplatte (2) und Kathode (1) verstellen, und anschließend zur Steuerplatte (2) hin ein Streifengitter folgt, dessen Streifenbreite kleiner als die Breite der Zwischenräume ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllgas für den Gasentladungsraum Neon, Xenon, Wasserstoff, Stickstoff oder Helium oder Gemische dieser Gase verwendet werden.