DE1959287A1

DE1959287A1 - Gasentladungs-Anzeigefeld

Info

Publication number: DE1959287A1
Application number: DE19691959287
Authority: DE
Inventors: Krembs George Michael
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1968-12-19
Filing date: 1969-11-26
Publication date: 1970-06-25
Also published as: CH493056A; CA927895A; NL6917995A; DE1959287B2; FR2026508A1; SE344126B; US3611019A; GB1285219A; JPS4814631B1

Description

IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen Gesellschaft mbH

Böblingen, 20. November'!969 bl/du

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtl. Aktenzeichen: Neuanmeldung

Aktenzeichen der Anmelderin: Docket KI 968 012

Gasentladungs-Anzeigefeld

Die Erfindung betrifft eine Gasentladungsanordnung für Anzeigefeider, bestehend aus einem flachen mit einem durch Ionisation zum Leuchten anregbaren Gas gefüllten planparallelen Entladungsraum und mit beidseits des Entladuhgsräumes angeordneten orthogonal zueinander orientierten Feldern parallel verlaufender elektrischer Leiter, wobei jedem Kreuzungspunkt der Leitermatrix eine Entladungszelle innerhalb des Entladungsraumes zugeordnet ist, welche selektiv durch einen mindestens der Zündspannung entsprechenden Potentialunterschied auf den ihr zugeordneten elektrischen Leitern zum Leuchten gebracht werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Entladungsraum als in sich abgeschlossenes flaches Gehäuse in an sich bekannter Weise aus elektrisch nichtleitendem mindestens teilweise transparentem Material ausgebildet ist, daß innerhalb dieses Gehäuses zwischen dessen Grund- und Deckfläche eine elektrisch nichtleitende

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Abstandshalterung vorgesehen ist und daß die Leiterfelder auf den Außenflächen des Gehäuses angeordnet sind.

Es sind Entladungsanordnungen bekannt, bei denen der Entladungsraum entweder-in körperlich getrennte Entladungszellen aufgeteilt oder als durchgehendes Gasvolumen mit vielen körperlich nicht begrenzten Entladungszellen ausgeführt ist. Jeder Entladungszelle ist an deren Grund- und Deckfläche je eine innere Elektrode zugeordnet, die mit einem dielektrischen überzug als Sammelfläche für die bei einer Gasentladung auftretenden Ladungsträger versehen ist. Die Entladungszellen sind matrixförmig nebeneinander angeordnet; ihre Elektroden spalten- bzw. reihenweise durch entsprechend parallel verlaufende elektrische Leitungen verbunden. Jeder Ent ladungszell'e ist somit ein Kreuzungspunkt dieser Leitermatrix zugeordnet.

Körperlich voneinander getrennte Entladungszellen können z.B. durch Perforierungen in einer Glasscheibe realisiert sein. Zur Sicherstellung der Ausrichtung dieser körperlich getrennten Entladungszellen auf die Kreuzungspunkte der Leitermatrix sind technologisch sehr aufwendige und teure Verfahren erforderlich. Außerdem stellt es einen bedeutenden Nachteil dar, wenn der Entladungsraum körperlich in sich vielfach unterteilt werden muß.

Die bisher bekannten Anordnungen_s welche von einem in sich geschlossenen durchgehenden Entladungsraum ohne körperlich begrenzte Entladungszellen Gebrauch machen, sind mit dem Nachteil behaftet, daß sie aus den nachfolgend bezeichneten Gründen nicht großflächig ausgeführt werden können. Zu deren Herstellung werden nämlich dicke Glasplatten verwendet, auf denen der Verlauf der Leitungszüge durch Ätzung festgelegt ist. über das Leiterfeld einer solchen Glasplatte ist eine Sohicht dielektrischen Materials angebracht. Bei der Herstellung großflächiger Anzeigeanordnungen (? 30 inch χ 30 inch) mit Hilfe solcher mit einem dielektrischen Material beschichteten und mit Leiterzügen versehenen Glasplatten

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- 3 ergeben sich eine Reihe von Nachteilen:

Die elektrischen Leiterbahnen büßen bei dem Eindampfungsprozeß ihre Gleichförmigkeit ein, die Exposition großer photoresistenter Leitungsmuster ist äußerst schwierig und beim Aufbringen der dielektrischen Schicht ist deren Gleichförmigkeit durchaus nicht mehr zu gewährleisten. Desweiteren variiert der Abfall der elektrischen Impedanz mit der Leitungslänge, wodurch die Treiberschaltungen für große Anzeigeflächen auf ein großes Spannungsintervall ausgelegt sein müssen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Gasentladungs-Anzeige-Vorrichtung zu schaffen, die frei von diesen Nachteilen und deren Herstellung unabhängig von fliot ο chemischen Prozessen für die Leitungszüge und dem Erfordernis des Aufbringens einer gleichförmigen dielektrischen Schicht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Entladungsraum als in sich abgeschlossenes flaches Gehäuse in an sich bekannter Weise aus elektrisch nichtleitendem mindestens teilweise transparentem Material ausgebildet ist, daß innerhalb dieses Gehäuses zwischen dessen Grund- und Deckfläche eine elektrisch nichtleitende Abstandshalterung vorgesehen ist und daß die Leiterfelder auf,den Außenflächen des Gehäuses angeordnet sind.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die als Drähte ausgeführten elektrischen Leiter mittels kammartig ausgebildeter Abstandsleisten parallel ausgerichtet und zwischen einer gegen die Außenflächen des Gehäuses 12 gedrückten transparenten aus elektrisch nichtleitendem Material bestehenden Deckplatte angeordnet sind.

Um die planparallele Lage der Grund- und Deckfläche des Entladungsgefäßes gegen äußere Druckeinwirkung zu garantieren, ist die Abstandshalterung zwischen diesen beiden Flächen in vorteilhafter

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Weise als Geflecht eines Rundmaterials in der Art einer Leinwandbindung ausgebildet.

Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausbildung der Gasentladungs-Anzeige-Vorrichtung ergibt sich eine besonders einfache Montage derselben, wenn die elektrischen Leiter innerhalb eines ersten Rahmens gespannt sind und wenn zwischen den orthogonal zueinander verlaufenden Leiterfeldern das dorthin einbringbare Entladungsgehäuse angeordnet ist und wenn der erste Rahmen und die auf den Leiterfeldern aufliegenden Deckplatten innerhalb eines zweiten Rahmens angeordnet sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen: .

Fig. 1 eine Gasentladungs-Anzeige-Vorrichtung;

Fig. 2 einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 1, der eine Leitermatrix und das Gasentladungsgehäuse umfaßt;

Fig. 3 die perspektivische Darstellung eines Teilausschnittes der Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 4 eine schematisch perspektivische Darstellung eines Teiles des Gasentladungsgehäuses mit der dazu-gehörigen Leitermatrix; " ·

Fig. 5 eine Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie 5~5 in Fig. 4 incl. der äußeren Deckplatten.

Die Gasentladungs-Anzeige-Vorrichtung besteht aus einem innerhalb •eines Außenrahmens 9 untergebrachten Anzeigefeld 10. Dieses Anzeigefeld 10 dient der selektiven Darstellung von Zahlen, Buch-

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stäben und anderen Symbolen. Die angezeigten Zeichen erscheinen hell gegen einen dunklen Hintergrund. Sie können in irgendeinem ' Teil des Anzeigefeldes 10 in verschiedenen Größen dargestellt werden. Als Beispiel dazu sind in'Fig.. 1 die Zahlen 1,2,3 einmal in einer kleineren Ausführung in der oberen linken Ecke und zum anderen in einer größeren Ausführung auf der rechten Halbseite des Anzeigefeldes 10 angegeben.

In Fig. 2 ist ein Rahmen 11 gezeigt, innerhalb dessen zwei orthogonal zueinander orientierte Felder parallel verlaufender elektrischer Leiter angeordnet sind. Zwischen diesen Leiterfeldern befindet sich ein Entladungsgehäuse 12, welches mit einem durch Ionisation zum Leuchten anregbaren Gas gefüllt ist. Jedem Kreuzungspunkt der Leitermatrix ist eine Entladungszelle innerhalb des Entladungsraumes zugeordnet, welche selektiv durch elektrische Signale auf den ihr zugeordneten elektrischen Leitern zum Leuchten gebracht werden kann. Als Gas wird Neon, Argon o.a. verwendet. Ebenso ist es auch möglich, ein Gemisch dieser Gase mit anderen Gasen zu verwenden. Ein übliches Gasgemisch besteht aus 90$ Neon und 10$ Nitrogen. Der Gasdruck innerhalb des Entladungsgehäuses 12 ist geringer als der äußere Atmosphärendruck; für das vorliegende Ausführungsbeispiel erweist sich ein Druck von 200 mm Quecksilbersäure als günstig.

Die Kreuzungsstellen der elektrischen Leiter des Feldes 13 mit denen des Feldes 14 definieren innerhalb des Entladungsraumes kleine Entladungszellen, die bei einer ausreichend hohen Potentialdifferenz der jeder Zelle zugeordneten elektrischen Leiter gezündet werden können. Das Zündpotential für eine solche Entladungszelle ist bedeutend höher als das Haltepotential, durch das der gezündete Zustand aufrechterhalten werden kann. Entsprechende Sehaltungsanordnungen zur Erzeugung und Aufrechterhaltung einer Anzeige sind bereits vorgeschlagen worden.

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Aus Fig. 3 geht folgender prinzipieller Aufbau der Gasentladungs-Anzeige-Vorrichtung hervor: Das flache Entladungsgehäuse 12 ist !zwischen zwei transparenten Deckplatten 20 und 21 aus elektrisch nichtleitendem Material wie Glas oder Plastik angeordnet, die jeweils ein Feld der elektrischen Leiter 13 bzw. 14 gegen die Außenflächen des Entladungsgehäuses 12 drücken.

Diese Deckplatten verleihen der Vorrichtung eine strukturelle Festigkeit und schützen die Bedienungsperson vor dem Kontakt mit den elektrischen Leitungen 13 und 14. Die Deckp.latten 20 und 21 sind innerhalb eines äußeren Rahmens 9 angeordnet, der auch die Leitermatrix 13* 14 und das Entladungsgehäuse 12 aufnimmt.

Aus Fig. 4 geht hervor, wie die Leitersätze 13 und 14 über dem Entladungsgehäuse 12 angeordnet sind. Für die exakte parallele Ausrichtung der Leiter innerhalb eines Feldes sorgen kammartig ausgebildete Abstandshalter 25 bzw. 26, die zusammen mit den Leitern von den Deckplatten 20 bzw. 21 gegen die Außenfläche des Entladungsgehäuses 12 gedrückt werden. Dieser Sachverhalt geht auch' aus der Schnitüarstellung in Fig. 5 hervor. Das Entladungsgehäuse 12 besteht aus einem transparenten elektrisch nichtleitenden Material 30 wie Mikroglas oder Plastik. Mikroglas ist besonders geeignet, da es in sehr dünnen Wandstärken ausgeführt werden kann und zudem noch sehr flexibel ist. Im Inneren des Entladungsgehäuses 12 ist zwischen dessen Grund- und Deckfläche eine elektrisch nichtleitende Abstandshalterung in der Form eines Leinwandbindungsgeflechtes aus Plastik-Rundmaterial 15 angeordnet. Die vorliegende Gasentladungs-Anzeige-Vorrichtung ist sehr einfach in ihrer Konstruktion und relativ billig herzustellen und zu warten. Durch Verwendung einer größeren Anzahl elektrischer Leiter pro Längeneinheit kann die Ajizeigeauflösung erhöht werden. Die einzelnen Entladungszellen brauchen nicht als einzelne separate Räume, die voneinander durch feste Materialwände abgetrennt sind, ausgeführt werden, wie es bei vielen früheren Typen von' entsprechenden Gasentladungsvorrichtungen der Fall war.

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Die hier beschriebene Gasentladungs-Anzeige-Vorrichtung ist besonders für die Herstellung großer Anzeigeflächen geeignet. Als besonderer Vorteil kann gewertet werden, daß die Vorrichtung verhältnismäßig einfach hergestellt und montiert werden kann. Zur Bespannung des Rahmens 11 mit den Leiterfeldern 13 und Ik kann eine Maschine benutzt werden, die sonst zum Bespannen von Magnetkernspeicherrahmen benutzt wird. Die elektrischen Leiter 13 und lH müssen straff genug angeordnet sein, um nicht zu verheddern, aber lose genug, um das nachträgliche Einfügen des Entladungsgehäuses 12 zu gestatten. Es sind Rahmenbespannungsmaschinen bekannt, mit deren Hilfe Rahmen von den Abmessungen bis zu 2 Fuß χ 4 Fuß mit Drähten in Abständen von 36 mils bespannt werden können. Bei Bedarf kann der Drahtabstand auf 25 mils oder noch weniger reduziert werden. Gewöhnlich werden Kupferdrähte mit einem Durchmesser von ca. 1-1/2 mils benutzt.

Als nächstes wird der Aufbau des Entladungsgehäuses 12 beschrieben. Dieses wird gewöhnlich aus zwei Schichten von Mikroglas mit einer gleichmäßigen Dicke zwischen 0,6-1,7 mils hergestellt. Zwischen den beiden Schichten aus Mikroglas wird ein als Abstandshalter ausgebildetes nichtmetallisches Geflecht 15 eingebracht; anschließend werden die Kanten der Glasschichten verschmolzen oder verklebt. Dann wird das Gehäuse evakuiert und mit einem Gas mit weniger als 1 Atmosphäre Druck gefüllt. Das Geflecht 15 verhindert während der Evakuierung und auch während des normalen Betriebs ein Zusammendrücken der beiden großflächigen Glasschichten durch den äußeren Atmosphärendruck. Ansonsten könnte es während des normalen Betriebs durch einen ungleichmäßigen Abstand der beiden Glasschichten zu einer unzuverlässigen Anzeigefunktion kommen. Das trifft insbesondere dann zu, wenn ein fehlendes Gasgemisch in bestimmten, zusammengedrückten Teilen des Entladungsgehäuses eine Entladung ausschließen würde. Das Geflecht 15 hat außerdem auch die Aufgabe, den planparallelen Verlauf der Deck- und Grundflächen des Entladungsgehäuses zu garantieren, wenn die Felder der elektrischen Leiter 13 und 14 von den Glasplatten 20 und 21 gegen das

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Entladungsgehäuse gedrückt werden. Die Dicke des Geflechts 15 liegt vorzugsweise in der Größenordnung von 7~9 mils. Verlaufen die Deck- und Grundflächen des Entladungsgefäßes zueinander planparallel, so ist das Zündungspotential für sämtliche Entladungszellen des Gefäßes 12 dasselbe. Das Entladungsgefäß 12 hat eine Stärke von ungefähr 10 mils, gemessen von der Außenfläche der Deck- zu der Außenfläche der Grundfläche. Wenn der Leiterabstand im Rahmen 11 ca. 25-35 mils ausmacht, kann das Entladungsgefäß ohne weiteres zwischen die Felder der elektrischen Leiter 13 und 14 eingefügt werden, indem man es zunächst randwärts zwischen ein Leiterpaar des gleichen Feldes hindurchschiebt. Nach dem Einfügen des Entladungsgehäuses in den mit Leitern bespannten Rahmen 11 werden die kammartig ausgebildeten Abstandshalter 25> 26, die ein paralleles Ausrichten der Leiter innerhalb eines Feldes gewährleisten, plaziert. Letztlich sind noch die beiden Deckplatten 20 und 21 so zu montieren, daß sie die Leiterfelder 13 und 14 gegen das Entladungsgehäuse 12 drücken; diesem Zweck kann entweder ein in der Zeichnung dargestellter Rahmen 9 oder eine andere äquivalente Befestigungsmöglichkeit dienen.

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Claims

- 9 Patentansprüche · , ■

Gasentladungsanordnung für Anzeigefelder, bestehend aus einem flachen mit einem durch Ionisation zum Leuchten anregbaren Gas gefüllten planparallelen Entladungsraum und mit beidseits des Entladungsraumes angeordneten orthogonal zueinander orientierten Feldern parallel verlaufender elektrischer Leiter, wobei jedem Kreuzungspunkt der Leitermatrix eine Entladungszelle innerhalb des Entladungsraumes zugeordnet ist, welche selektiv durch einen mindestens der Zündspannung entsprechenden Potentialunterschied auf den ihr zugeordneten elektrischen Leitern zum Leuchten gebracht werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Entladungsraum als in sich abgeschlossenes flaches Gehäuse (12) in an sich bekannter Weise aus elektrisch nichtleitendem mindestens teilweise transparentem Material ausgebildet ist, daß innerhalb dieses Gehäuses (12) zwischen dessen Grund- und Deckfläche (30) eine elektrisch nichtleitende Abstandshalterung (15) vorgesehen ist und daß die Leiterfelder (13» 1*0 auf den Außenflächen (30) des Gehäuses (12) angeordnet sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Drähte ausgeführten elektrischen Leiter (13, 14) mittels kammartig ausgebildeter Abstandsleisten (25» 26) parallel ausgerichtet und zwischen einer gegen die Außenflächen (30) des Gehäuses (12) gedrückten transparenten aus elektrisch

nichtleitendem Material bestehenden Deckplatte (20, 21) angeordnet sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalterung (15) als Geflecht eines Rundmaterials in der Art einer Leinwandbindung ausgebildet ist ·
4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leiter (13,'14) innerhalb eines ersten Rahmens

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- ίο -■

(11.) gespannt sind und daß zwischen den orthogonal zueinander verlaufenden Leiterfeldern (13» 14) das dorthin einbringbare . Entladungsgehäuse (12) angeordnet ist und daß der erste Rahmen (11) und die auf den Leiterfeldern (13* 1*0 aufliegenden Deckplatten (20_s 21) innerhalb eines zweiten Rahmens (9) angeordnet sind.
5. Anordnung nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet ₃ daß das Wandungsmaterial des Gehäuses (12) Glas in einer Stärke von 0,6-1,7 mils ist.

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