DE2641962A1

DE2641962A1 - Gasentladungs-sichtanzeigegeraet

Info

Publication number: DE2641962A1
Application number: DE19762641962
Authority: DE
Inventors: Shigeo Mikoshiba; Shinichi Shinada
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1975-09-17
Filing date: 1976-09-17
Publication date: 1977-03-24
Also published as: NL7610343A; DE2641962C2; US4060749A

Description

PATENTANWÄLTE
SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS

MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÜNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 GO, D-80OO MÜNCHEN 95

HITACHI, LTD. 17. September 1976

DA-12 257

Gasentladungs-Sichtanzeigegerät

Die Erfindung betrifft allgemein flache Gasentladungs-Sichtanz.eige.geräte oder flache Gasentladungs-Sichtanzeigetafein oder -feider, sowie ein flaches Gasentladungs-Sichtanzeigegerät mit mehreren in einer Matrix angeordneten Gasentladungszellen. Die Erfindung bezieht sich auch auf flache Gasentladungs-Sichtanzeigetafeln in Matrixform zum Anzeigen von Buchstaben, Zahlen, Figuren oder Bildern unter Verwendung von Gleichstrom-Gasentladungen und darüberhinaus auf flache Gasentladungs-Sichtanzeigetaf ein oder -feider der genannten Art, bei denen eine Speicherfunktion vorgesehen ist.

Es wurden bereits zahlreiche Gasentladungs-Sichtanzeigeeinheitcn und -elemente vorgeschlagen, bei denen Gleichstrom-Gasentladungen zur Anzeige herangezogen werden. Diese Geräte können in zwei Gruppen unterteilt werden. In einem Falle wird das negative Glimmlicht und im anderen Falle die positive Säule zur Anzeige verwendet. Jede Gasentladungs-Anzeigeeinheit kann die Hauptentladung, die zur eigentlichen Anzeige ausge-

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nutzt wird, und die Hilfsentladung hervorrufen, die das Zünden der Hauptentladung unterstützt bzw. erleichtert. Bei den herkömmlichen Gasentladungs-Anzeigeeinheiten werden die Haupt- und/oder Hilfsentladungen jedoch zur lichtdurchlässigen, isolierenden Frontplatte des Gasentladungs-Sichtanzeigegerätes in senkrechter Richtung erzeugt, so dass eine isolierende Platte mit einer grossen Zahl kleiner Löcher, die die Entladungsraume bilden, vorgesehen sein muss. Diese Isolierplatte muss genügend dick sein, um das negative Glimmlicht oder die positive Säule erzeugen zu können. Die Ausbildung vieler derartiger kleiner Löcher in einer dicken Isolierplatte ist jedoch äusserst schwierig, wenn der Sichtanzeigebereich vergrössert oder die Zahl der Gasentladungs-Anzeigeeinheiten pro Einheitsfläche eines Gasentladungs-Sichtanzeigegerätes erhöht werden soll.

Wenn die Sichtanzeige farbig sein soll, werden die Innenwände der kleinen Löcher mit einem geeigneten Leuchtstoff beschichtet. Da die kleinen Löcher oder die Entladungsräume senkrecht zur Frontplatte liegen, steht nur ein geringer Teil des emittierten Lichtes für die Sichtanzeige zur Verfügung. Daher weisen die herkömmlichen Gasentladungs-Sichtanzeigeeinheiten und -elemente den ihnen gemeinsamen Fachteil auf, dass sowohl die Leuchtkraft als auch die Lichtausbeute bzw. der Wirkungsgrad des emittierten Licht sehr gering ist.

Es wurde weiterhin eine Gleichstrom-Gasentladungs-Anzeigeeinheit vorgeschlagen, bei der die Plasmaentladung als Hauptgasentladung parallel zur Frontplatte erzeugt wird. Diese Gasentladungs-Anzeigeeinheit weist den Vorteil auf, dass kleine Löcher als Hauptentladungsräume nicht erforderlich sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass mit dieser Einrichtung eine hohe Lichtstärke oder Lichtintensität möglich ist. Die Hilfsentladung wird jedoch vertikal zur Frontplatte erzeugt. Daher bleibt die Schwierigkeit dennoch bestehen, die im Zusammenhang mit der Ausbildung einer grossen Zahl von kleinen, die Hilfsgasentladungsraume bildenden Löcher senkrecht zur Frontplatte auftritt. Darüberhinaus liegt die Kathode bei dieser Anordnung zwischen der Haupt- und

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der Hilfsanode, so dass es äusserst schwierig ist, eine Speicherfunktion im Zusammenhang mit den Entladungszellen oder -einheiten, die in Matrixform angeordnet sind, zusätzlich vorzusehen.

Der Erfindung liegt daher unter anderem die Aufgabe zugrunde, ein flaches Gasentladungs-Sichtanzeigegerät zu schaffen, dessen Leuchtkraft bzw. Lichtstärke hoch ist, und das eine hohe Lichtausbeute bzw. einen hohen Wirkungsgrad aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemässe durch die in den Ansprüchen 1 bis 3 angegebenen flachen Gasentladungs-Sichtanzeigegeräte gelöst.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemässen Einrichtungen ist im Unteranspruch gekennzeichnet.

Die vorliegende Erfindung schafft also eine flache Gasentladungs-Sichtanzeigetafel, in der jede Gasentladungszelle oder jede Sichtanzeige-Einheit eine zwischen einer Hauptanode und einer Kathode senkrecht zur Anode angeordnete Hilfsanode enthält, so dass die zwischen der Anode und der Hilfsanode erzeugte positive Säule und die zwischen der Hilfsanode und der Kathode erzeugte positive Säule einander parallel liegen. Die Kathode ist mit einem Widerstandselement verbunden, so dass eine Speicherfunktion geschaffen werden kann.

Die Erfindung ermöglicht also ein flaches Gasentladungs-Sichtanzeigegerät, bei dem eine Speicherfunktion in einfacher Weise möglich ist.

Mit der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, die Anzeigefläche eines Sichtanzeigegerätes zu vergrössern, oder die Dichte der Gasentladungs-Elemente oder -Einheiten, d. h. die Zahl der Gasentladungs-Anzeigeelemente pro Flächeneinheit in einfacher Weise zu vergrössern.

Mit der erfindungsgemässen Sichtanzeigetafel ist eine wesentlich

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höhere Leuchtkraft und Lichtstärke, sowie eine wesentlich grössere Lichtausbeute oder ein wesentlich grösseres Wirkungsgrad möglich, wobei das durch die Gasentladung emittierte Licht zur Anzeige besser ausgenutzt wird.

Die Erfindung schafft also eine flache Gasentladungs-Anzeigetafel mit einer lichtdurchlässigen Frontplatte aus elektrisch isolierendem Material, einer Grundplatte oder einem Substrat aus einem elektrisch isolierenden Material, eine zwischen der Frontplatte und der Grundplatte bzw. des Substrates angeordnete, isolierende Zwischenplatte, mehreren Hauptentladungszellen zwischen der Frontplatte und der isolierenden Zwischenplatte, mehreren in den jeweiligen Hauptentladungszellen angeordneten Anoden, mehreren zwischen der isolierenden Zwischenplatte und der Grundplatte oder dem Substrat liegenden Hilfsentladungszellen, mehreren in dem jeweiligen Hilfsentladungszellen angeordnete Kathoden und mehreren in jeder der Hilfsentladungszellen angeordneten Hilfsanoden. Die jeweils zu einem Paar zusammengefassten Haupt- und Hilfsentladungszellen stehen über ein Durchgangsloch, das.in der isolierenden Zwischenplatte ausgebildet ist, in Verbindung und die paarweisen Haupt- und Hilfsentladungszellen bilden eine Gasentladungszelle, wobei sowohl die in jeder Gasentladungszelle erzeugten positiven Säulen als auch die Entladungswege parallel zur Frontplatte liegen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine erste erfindungsgemässe Ausführungsform,

Fig.2A, B und C auseinander gezogene, perspektivische Darstellungen einer Frontplatte, einer isolierenden Zwischenplatte bzw. einer Grundplatte der ersten erfindungsgemässen Ausführungsform,

Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch eine zweite erfindungsgemässe Ausführungsform,

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Fig.4A, B und C auseinandergezogene, perspektivische Darstellungender ersten, zweite bzw. dritten isolierenden Zwischenplatte bei der zweiten erfindungsgemässen Ausführungsform ,

Fig. 5 einen schematisehen Querschnitt durch eine dritte erfindungsgemässe Ausführungsform,

Fig. 6 die dritte erfindungsgemässe Ausführungsform in Aufsicht, wobei Teile entfernt sind,

Fig. 7 einen schematisehen Querschnitt durch eine fünfte erfindungsgemässe Ausführungsform,

Fig.8A, B, C und D auseinandergezogene, perspektivische Darstellungen einer Frontplatte, der isolierenden Zwischenplatten bzw. einer Grundplatte der vierten erfindungsgemässen Ausführungsform,

Fig. 9 einen Querschnitt durch eine fünfte erfindungsgemässe Ausführungsform,

Fig.10 einen schematischen Querschnitt durch eine sechste erfindungsgemässe Ausführungsform,

Fig.11 einen schematischen Querschnitt durch eine siebente erfindungsgemässe Ausführungsform und

Fig.12A, B, C und D auseinandergezogene, perspektivische Darstellungen einer Frontplatte, der isolierenden Zwischenplatten bzw. einer Grundplatte der siebenten erfindungsgemässen Ausführungsform.

Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.

In den Fig. 1 und 2 ist eine erste Ausführungsform eines flachen Gasentladungs-Sichtanzeigegerätes gemäss der vorliegenden Erfindung mit einer durchsichtigen Frontplatte 10, die aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise Natron- oder Sodaglas, einem Substrat oder einer Grundplatte 20, das bzw. die aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise aus Soda- oder Natronglas oder aus einem keramischen Werkstoff besteht, sowie einer dünnen Isolierplatte 30 dargestellt, die

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zwischen der Frontplatte 1.0 und dem Substrat oder der Grundplatte 20 liegt. Die Frontplatte 10 besitzt mehrere Anoden 40 und Anodenleitungen 41, die auf der Unterseite der Frontplatte 10 aufgebracht bzw. aufgedruckt sind. Eine dielektrische Schicht 42 ist auf der Unterseite der Frontplatte 10 so ausgebildet, dass die Anode 40 durch kleine, in der dielektrischen Schicht 42 ausgebildete Löcher 43 hindurch frei liegen können. Die Isolier-Zwischenplatte 30 besitzt mehrere rechteckförmige Ausnehmungen oder Schlitze 83> die auf der oberen Hauptseite, die der Frontplatte zugewandt ist, beispielsweise durch herkömmliche Photoätzverfahren ausgebildet sind, wobei jeder Schlitz 83 beispielsweise 0,3 mm breit, 0,2 mm tief und 1,5 mm lang ist. Wenn die Frontplatte 10 und die dazwischenliegende dünne Isolierschicht 30 zusammengesetzt werden, legt jede Ausnehmung oder jeder Schlitz 83 einen Haupt-Entladungsraum oder einen Anzeige-Entladungsraum 80 fest, in dem die Anode 40 durch das kleine Loch 43 in der dielektrischen Schicht 42 freiliegt.

Um eine Sichtanzeige in verschiedenen Farben durchführen zu können, ist es möglich, die Seitenwände jedes Hauptentladeraumes 80 mit geeigneten Leuchtstoffen zu beschichten. Die Leuchtstoffe können auf alle oder nur Teile der Oberflächen der Seitenwände einschliesslich der Frontplatte 10 aufgebracht werden.

Auf der Unterseite der Isolier-Zwischenplatte 30 ist gegenüber dem Hauptentladeraum 80 eine rechteckige Ausnehmung oder ein rechteckiger Schlitz 84 ausgebildet, so dass zusammen mit der Grundplatte oder dem Substrat 20 ein Hilfsentladeraum 81 festgelegt wird. Eine (nicht dargestellte) Nut oder ein Schlitz ist' entland der Seitenwand jedes Hilfsentladungsraumes 81 in rechtem Winkel zu den Anodenleitungen 41 ausgebildet, und eine Hilfsanode 50 aus Draht wird in diese Nut eingesetzt, so dass die Anoden 40 und die Hilfsanoden 50 matrixförmige Gasentladungszellen bilden. Ein Schlitz oder ein durchgehendes Loch 82 ist auf der anderen Seite des jeweiligen Hilfsentladungsraumes 81 ausgebildet, um jeweils eine Verbindung zwischen den Haupt- und Hilfsentladungsräumen 80 und 81 zu schaffen, so dass die Zündung der Hauptent-

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ladung durch Diffusion bzw. Eindringen der durch die Hilfsentladung erzeugten, geladenen Teilchen erleichtert werden kann.

Auf der der dünnen Isolier-Zwischenplatte 30 zugewandten Seite der oberen Hauptfläche der Grundplatte oder des Substrates 20 sind mehrere Widerstände 70 ausgebildet, die eine Speicherfunktion ausüben. An einem Ende jedes Widerstandes 70 ist eine der Gasentladungszelle zugewandte Kathode 60 beispielsweise aus gesintertem Ni (einer Nickelpaste) ausgebildet und das andere *Ende des Widerstandes 70 ist mit einer Kathodenleitung 61 verbunden, die durch herkömmliche Dick- oder Dünnfilm-Aufbringverfahren hergestellt werden kann. Eine zweite dielektrische Schicht 62 liegt zwischen der dünnen Isolier-Zwischenplatte 30 und der Grundplatte oder dem Substrat 20, und zwar so, dass die Kathoden 60 frei liegen können und verhindert wird, dass zwischen der Hilfsanode 50 und der Kathodenleitung 61 ein Kurzschluss auftreten kann.

Darüberhinaus wird ein geeignetes seltenes Gas, beispielsweise He, Ne, Ar, Kr oder Xe oder Hg, oder aber eine Mischung dieser Gase, in die Haupt- und Hilfsentladeräume einschliesslich ihrer Durchgänge bzw. Verbindungen 81 eingefüllt und dann hermetisch verschlossen. Auf diese Weise wird das flache Gasentladungs-Sichtanzeigegerät hergestellt.

Bei dem flachen Gasentladungs-Sichtanzeigegerät gemäss der vorliegenden Erfindung besitzt die Anzeigeeinheit"oder das Anzeigeelement einen Haupt- und einen Hilfs-Entladeraum, die parallel zur Prontplatte 10 liegen, so dass sowohl eine hohe Leuchtkraft als auch eine hohe Lichtausbeute bzw. eine hohe Effektivität erreicht werden kann.Darüberhinaus kann die Länge der Anzeigeentladung erfindungsgemäss vergrössert und die positive Säule für die Anzeige verwendet werden.

Wie bei den Leuchtstofflampen oder bei den Leuchtstoffröhren kann ein hoher Wirkungsgrad durch Verwendung der positiven Säule in der Gas- oder.Glimmentladung erzielt werden. Um einen

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hohen Wirkungsgrad bzw. eine hohe Ausbeute oder eine hohe Effektivität zu erreichen, muss die positive Säule genügend lang sein. Bei den im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen hat sich herausgestellt, dass die optimale Länge der positiven Säule zwischen 0,5 und 3 mm liegt, wenn der Hauptentladungsraum 80 0,2 mm tief ist. Die optimale Lange ist natürlich von der Gasart und dem Gasdruck abhängig. Ein weiterer Parameter, der die Ausbeute und den Wirkungsgrad der Entladungsanzeigeeinheit oder des Entladungs-Anzeigeelementes beeinflusst, ist die Länge des Hauptentladungsraumes 80. Diese Länge muss grosser als die Länge der im Hauptentladungsraum 80 erzeugten positiven Säule sein.

Mit ausreichend grosser Entladungslänge zwischen den Elektroden bildet sich., von der Kathode aus gesehen, der Aston'sehe Dunkelraum oder der Kathoden-Dunkelraum aus, an dem sich das negative Glimmlicht, der Faraday¹sehe Dunkelraum und die positive Säule in der genannten Reihenfolge anschliesst. Von diesen genannten Glimmentladungsbereichen ist nur die positive Säule von der Entladungslänge abhängig, so dass die Entladungslänge zur Erzeugung der positiven Säule länger sein muss, als die Länge zwischen der Kathode und dem Faraday¹sehen Dunkelraum. Die letztgenannte Länge hängt ihrerse s von der Gasart und dem Gasdruck ab. Üblicherweise ist die Entladungslänge umso kürzer, je höher der Gasdruck ist. Die Entladungslänge ist bei einer Glimmentladung in Art Xe oder Hg relativ kürzer als bei einer Glimmentladung in He. .

Um die positive Säule unabhängig von der verwendeten Gasart und dem Gasdruck für Anzeigezwecke genügend lang zu machen, muss der Hauptentladungsraum 80 länger als 0,5 mm sein. Wenn der Entladungsraum kürzer als 0,5 mm ist, kann die positive Säule unter optimalen Bedingungen erzeugt werden, ihre Länge ist je-

doch zu kurz, so dass eine geringe Lichtausbeute bzw. ein geringer Wirkungsgrad vorliegt. Wenn die Länge des Hauptentladungsraumes 80 dagegen grosser als 3 nim ist, kann die Licht ausbeute bzw. der Wirkungsgrad erhöht werden, es muss jedoch eine Span-

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nung über 1000 Volt angelegt werden. Wenn eine Spannung über 1000 Volt verwendet wird, wird der Schaltungsaufbau äusserst kompliziert und aufwendig, v/eil die Durchschi ag s spannung der verwendeten, herkömmlichen Transistoren und entsprechender Bauelemente unter 1000 Volt liegt. D. h., es treten erhebliche Schwierigkeiten im Zusammenhang mit dem Ansteuern und Betreiben der Gasentladungs-Anzeigeeinheiten auf. Darüberhinaus müssen auch die dielektrischen Schichten 42 und 62 entsprechend dicker ausgebildet werden, so dass sie der über 1000 Volt liegenden Spannung standhalten. Oder genauer ausgedrückt, die dielektrische Schicht muss dicker als 100 Mikron sein, was sehr schwierig durch die herkömmlichen Dick- oder Dünnfilm-Techniken zu erreichen ist. Darüberhinaus führt eine Verlängerung des Hauptentladungsraumes 80 zu einer Verschlechterung der Auflösung, so dass auch bei Vergrösserung der Anzeigefläche ein klares und scharfes Bild nicht erzeugt werden kann.

Unter Beachtung der zuvor gemachten Ausführungen liegt die optimale Länge des Hauptentladungsraumes 80 im praktischen Falle zwischen 0,5 mm und J> mm.

Mit der vorliegenden Erfindung ist auch eine Speieherfunktion möglich, indem eine Verbindung"zwischen der Kathode 60 und der Kathodenleitung 61 über den Widerstand 70 hergestellt wird. Es sei angenommen, dass eine Hilfsentladung zu brennen beginnt und aufrechterhalten wird, wenn zwischen der Kathodenleitung 61 und der Hilfsanode 50 eine Spannung Vs anliegt. Wenn eine Spannung V., die zwischen der Kathodenleitung 61 und der Anodenleitung 41 anliegt, allmählich ansteigt, wird die Gasentladung bei einer bestimmten Spannung V./-n. γ vom Hilfsentladungsraum 81 in den Hauptentladungsraum 80 übergeführt. Wenn die Spannung V. allmählich abnimmt, kehrt die Entladung bei einer Spannung V./a ^ in den Hilfsentladungsraum 81 zurück. Die Spannungsdifferenz zwischen ^v^(Ej__n) ^{und v}a(Aus) ^sciiaf:f'^t einen Speicher-Spielraum. Wenn die Entladungs-Durchbruchsspannung im Hauptentladungsraum 80 mit V^d' ^d:*-^e ^^{Θ En}.tladung aufrechterhaltende Spannung mit V_Am, die Entladungs-Durchbruchsspannung im Hilfsentladungs-

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raum Vov_d und die Spannung zur Ladungsaufrechterhaltung mit Vo bezeichnet wird, dann ist die Spannungsdifferenz durch folgende Gleichung gegeben:

^VA(Ein) - ^VA(Aus) " ^(VAbd " ^VAm> ^{+ (V}Sbd " ^VSm>

Je langer der Hauptentladungsraum 80 ist, umso grosser wird der Vert für den ersten Ausdruck (V^^ ~ ^VAm^* ^Dasseltie SU^ auch für den zweiten Ausdruck (Vg_bd - Vg ). Oder anders ausgedrückt, je langer die Haupt- und Hilfsentladungsraume 80 und sind, umso grosser wird der Vert für den SpeicherSpielraum. Diese Zusammenhänge wurden bei Untersuchungen festgestellt, die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung aufgeführt wurden.

Anstatt die Hilfsanode 50 aus einem Draht herzustellen, können auch Leitungen auf die dielektrische Schicht 62 zwischen der Basisplatte oder dem Substrat 20 und der dünnen Isolier-Zwischenplatte 30 aufgebracht oder auf sie gedruckt werden und eine zusätzliche dielektrische Schicht kann zwischen die dielektrische Schicht 62 und die dünne Isolier-Zwischenschicht 30 gelegt werden. Wenn eine dielektrische Schicht 42 aus einem farbigen dielektrischen Material verwendet wird, ist eine Öffnung vorgesehen, um den Hauptentladungsraum 80 freizulegen. Wenn die dünne Isolier-Zwischenplatte 30 aus farbigem Glas oder einem ähnlichen Stoff besteht, kann eine Wirkung erreicht werden, die der schwarzen Matrix einer Farbfernsehröhre ähnlich ist, wodurch die Qualität des angezeigten Bildes verbessert wird.

In den Fig. 3 und 4- wird eine zweite erfindungsgemässe Ausführungsform dargestellt, die der Bauweise der ersten Ausführungsform im wesentlichen entspricht, jedoch mit dem Unterschied, dass anstelle der einzigen, dünnen Isolier-Zwischenplatte 30 drei dünne Isolierplatten 31» 32 und 33 übereinander gelegt und zwischen die Frontplatte 10 und die Basisplatte oder das Substrat 20 gebracht werden.

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Die erste Isolierplatte 31 besitzt mehrere rechteckige Löcher 80, die jeweils den Hauptentladungsraum 80 festlegen, und die zweite Isolierschicht 32 besitzt mehrere kleine Löcher oder
Durchgänge 82, die jeweils die Verbindungen zwischen dem Hauptentladungsraum 80 und den in der dritten Platte 33 ausgebildeten Hilfsentladungsraum 81 herstellen, wobei die dritte Platte 33 darüberhinaus eine Ausnehmung bzw. einen Ausschnitt 51 für die Hilfsanode 50 besitzt.

Einer der Vorteile der zweiten Ausführungsform besteht darin, dass auf Grund der Tatsache, dass drei Isolierplatten verwendet werden, deren Dicke kleiner (beispielsweise bis zu 0,2 mm)
gewählt werden kann und damit auch die Ausbildung der Haupt-
und Hilfsentladungsraume und der Durchgänge zwischen diesen
Räumen kleiner sein kann. Darüberhinaus kann die Montage oder Zusammenbau wesentlich erleichtert werden.

Eine dritte erfindungsgemässe Ausführungsform ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt, wobei der Aufbau dieser dritten Ausführungsform im wesentlichen der zuvor anhand der Fig. 3 und 4 beschriebenen zweiten Ausführungsform entspricht, jedoch mit dem Unterschied, dass nur die eine oder die zweite Isolierplatte 32 verwendet wird. Daher sind die Hauptentladungsräume 80 in der
Frontplatte und die Hilfsentladungräume 81 in der isolierenden Grundplatte oder dem isolierenden Substrat ausgebildet.

Oder genauer ausgedrückt, die Frontplatte 11 ist mit den Hauptentladungsräumen 80 und den Ausnehmungen oder Schlitzen 45 zur Aufnahme der Anoden 44 versehen. Diese Entladungsräume und
Schlitze können beispielsweise mit herkömmlichen Photoätzverfahren gebildet werden. In entsprechender Weise ist die Grundplatte oder das Substrat 21 mit Hilfsentladungsraumen 81 versehen und eine Hilfsanode 52 ist auf einer Seite jedes Hilfsentladungsraumes 81 und eine Kathode 60 auf der anderen Seite so angebracht, dass die Leitungen 53 und 61 dieser Hilfsanoden und Hilfskathoden sich senkrecht zu den Anoden 44 erstrecken.

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Akt

Zwischen der Grundplatte oder dem Substrat 21 und der dünnen Isolier-Zwischenplatte 32 liegt die dielektrische Schicht 62.

Selbstverständlich können zusätzlich zu den zuvor beschriebenen ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen zahlreiche Abwandlungen und Weiterbildungen vorgenommen werden. Beispielsweise kann der Entladungsraum gekrümmt oder spiralförmig ausgebildet sein und die Kathode 60 kann an irgendeiner Stelle angeordnet sein, wenn sie nur mit dem kleinen Loch oder dem Durchgang 82, der den Haupt- und den Hilfsentladungsraum verbindet, in einer Linie liegt. Darüberhinaus können die Abmessungen der Kathode frei in Abhängigkeit von dem verwendeten Entladestrom gewählt werden.

Bei den vorausgegangenen Beschreibungen lag die Kathode 60 unter oder in Reihe mit dem kleinen Loch oder dem Durchgang 82. Die Kathode 60 kann jedoch auch auf andere Weise angeordnet werden und ein Teil der Hilfsentladungszelle, die mit einem geeigneten Leuchtstoff beschichtet sein kann, kann als Durchgang für die Hauptentladung herangezogen werden, so dass sehr lichtstarke, flache Anzeigeeinheiten mit hohem Wirkungsgrad geschaffen werden können.

In den Fig. 7 und 8 ist eine vierte erfindungsgemässe Ausführungsform dargestellt, die im wesentlichen dem Aufbau der in den Pig. 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform entspricht, jedoch mit dem Unterschied, dass die erste dünne Isolierplatte 31 des zweiten in Fig. 3 und 4- dargestellten Ausführungsbeispieles zwischen der Isolierplatte 30 und der Grundplatte oder Substrat 20 liegt.

Darüberhinaus sind die Seitenwände, die Ober- und die Unterseite, d. h. der Teil der Unterseite der Frontplatte 10, der jeweils den Hauptentladungsraum 80 begrenzt, mit einem Leuchtstoff 90 beschichtet. Es können auch andere Teil-Leuchtstoff-Beschichtungen verwendet werden. Der Teil der Oberseite der Isolierplatte 31 unmittelbar unter dem kleinen Loch oder dem Durchgang 85, das

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bzw. der eine Verbindung zwischen dem Haupt- und dem Hilfsentladungsraum 80 und 81 herstellt, ist ebenfalls mit einer Leuchtstoff schicht 90 versehen. Daher weist die vierte Ausführungsform einen wesentlichen Vorteil insofern auf, als ein Teil des Hilfsentladungsraumes als auch das kleine Loch oder der Durchgang 85 als Hauptentladungs-Durchgang verwendet werden kann, so dass die wirksame lichtemittierende Fläche vergrössert werden kann, wodurch sich eine höhere Leuchtkraft ergibt und die positive Säule ebenfalls vergrössert werden kann, was zu einer höheren Lichtausbeute führt.

Ein weiterer Vorteil der vierten Ausführungsform besteht darin, dass der Hilfsentladungsraum 81 hinsichtlich seiner Raumgrösse vergrössert werden kann, weil er durch die Ausnehmung 81 der Isolierplatte 30 und die Ausnehmung 83 der Isolierplatte 31 begrenzt ist, so dass die Entladespannung verringert werden kann.

Im Zusammenhang mit der vierten Ausführungsform sei bemerkt, dass die an einem Ende des Widerstandes 70 in der zuvor beschriebenen Weise ausgebildete Kathode 60 nicht direkt unter dem kleinen Loch oder dem Durchgang 85 zwischen dem Haupt- und der Hilfsentladungsraum 80 und 81 angeordnet ist. Oder anders ausgedrückt, ist die Kathode 60 so angeordnet, dass man bei Aufsicht auf die Frontplatte die Kathode 60 nicht durch das kleine Loch oder den Durchgang 85 sehen kann.

Bei dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel wurden die Widerstände 70 für die Speicherung in der flachen Gasentladungs-Anzeigetafel untergebracht. Selbstverständlich können diese Widerstände 70 auch weggelassen werden, so dass eine sequentielle Zeilenabtastung durchgeführt werden kann.

Darüberhinaus können bei den bevorzugten, zuvor beschriebenen Ausführungsformen verschiedene Abwandlungen und Ausgestaltungen vorgenommen werden. Beispielsweise sind auch andere Anordnungen der Anoden, der Hilfsentladungsanoden und der Kathoden möglich,

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als dies anhand der Zeichnungen bis jetzt beschrieben worden war. Die Anoden, Hilfsentladungsanoden und Kathoden können in irgendeiner Weise frei angeordnet werden, sie müssen nur eine gewünschte Matrix für die Anzeige bilden.

Die in Fig. 9 dargestellte fünfte Ausführungsform entspricht im wesentlichen dem Aufbau der anhand der Fig. 7 und 8 zuvor beschriebenen vierten Ausführungsform, jedoch mit dem Unterschied, dass die dünne Isolierplatte 31 nicht verwendet wird. Die Hilfsanoden 50 sind auf der dielektrischen Schicht 52 beispielsweise mit herkömmlichen Aufbring- oder Druckverfahren ausgebildet und eine zusätzliche dielektrische Schicht 63 liegt zwischen der dielektrischen Schicht 62 und der dünnen Isolierplatte 30, und zwar so, dass die Hilfsanoden 50 in den Hilfsentladungsraumen 81 freiliegen können.

Im Zusammenhang mit der fünften Ausführungsform sei bemerkt, dass das kleine Loch oder der Durchgang 85 mit Leuchtstoff beschichtet ist.

Ein Vorteil der fünften Ausführungsform besteht darin, dass diese Anordnung einen sehr einfachen Aufbau aufweist und dennoch dieselben Merkmale und Vorteile wie die zuvor beschriebenen Ausführungsformen besitzt.

Die in Fig. 10 dargestellte sechste Ausführungsform entspricht im wesentlichen dem Aufbau der in Fig. 9 dargestellten fünften Ausführungsform, jedoch mit dem Unterschied, dass die Lage der Hilfsanoden und Kathoden ausgetauscht ist, so dass die Kathoden von der Frontplatte 10 her nicht gesehen werden können. Die Funktionsweise sowie die Merkmale und Vorteile der sechsten Ausführungsform sind die gleichen wie bei der fünften Ausführungsform.

Die in den Fig. 11 und 12 dargestellte siebente Ausführungsform entspricht auch im wesentlichen dem Aufbau der vierten, in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsform, jedoch mit Ausnahme einiger nachfolgend beschriebener Abwandlungen.

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Die lichtdurchlässige, isolierende Frontplatte 10 ist auf ihrer Unterseite mit einer schwarzen dielektrischen Schicht 42 beschichtet, jedoch mit Ausnahme der Bereiche, die dem Hauptentladungsraum 80 gegenüber liegen, so dass der sogenannte Schwarzmätrix-Effekt erzielt werden kann. D. h., die schwarze dielektrische Schicht 42 ist mit mehreren rechteckigen Öffnungen 43 versehen, durch die die Hauptentladungsräume 80 sichtmässig frei liegen.

Die erste dünne Isolier-Zwischenplatte 30' entspricht der in Fig. 8B dargestellten Platte 30, jedoch mit dem Unterschied, dass die Drahtanode 45 in der auf der Unterseite der Platte 30' ausgebildeten Nut liegt. Die Drahtanode 40· dient auch als Anodenleitung.

Die Wände des Hauptentladungsraumes 80 sind auch mit Leuchtstoffschichten 90 versehen.

Die zweite dünne Isolierplatte 31' besitzt mehrere öffnungen 83, die gleiche Abmessungen wie die Kathode 60 haben. Die Hilfsanoden 50 und die Hilfsanodenleitungen 51 sind auf der Oberseite der zweiten Isolierschicht 31' durch herkömmliche Aufbringoder Druckverfahren ausgebildet, und eine zur Verhinderung eines Kurzschlusses vorgesehene dielektrische Schicht 63 liegt zwischen der ersten und der zweiten dünnen Isolierplatte 30' und 31'.

Die dielektrische Schicht 63 ist mit kleinen Öffnungen versehen, so dass die Hilfsanoden 50 zu den Hilfsentladungsräumen 81 hin freiliegen. Der direkt unterhalb des jeweiligen kleinen Loches oder des Durchganges 85 zwischen dem Haupt- und dem Hilfsentladungsraum 80 und 81 liegende Bereich der Oberseite der dielektrischen Schicht 62 ist mit einer Leuchtstoffschicht 90 beschichtet.

Bei der siebten Ausführungsform können die Hilfsanoden 50 durch eine sinternde Silberpaste oder -masse gebildet werden und in diesem Falle ist es vorteilhaft, die Oberfläche der Hilfsanode

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50 mit Nickel zu überziehen bzw. mit einem galvanischen Nickelüberzug zu versehen.

Die isolierende Grundplatte und das isolierende Substrat 20 enthält die Kathoden, die Widerstände 70 und die Kathodenleitungen 61 wie beim vierten Ausführungsbeispiel und erforderlichenfalls kann auf der Oberseite der Grundplatte oder des Substrates 20 eine dielektrische Schicht aufgebracht werden.

Über die zuvor beschriebenen Merkmale und Vorteile hinaus weist die siebende Ausführungsform den Vorteil auf, dass die Atome und die Atomgruppen bzw. die Moleküle, die aus der Kathode herausgeschlagen werden, nicht streuen bzw. zu einer Zerstäubung führen können, weil die Kathode 60 nur in der Öffnung 83 freiliegt, die in der zweiten dünnen.Isolierplatte 31' ausgebildet ist, so dass die Lebensdauer wesentlich erhöht werden kann.

Vie zuvor beschrieben, schafft die vorliegende Erfindung ein sehr lichtstarkes, sehr wirkungsvolles, flaches Gasentladungs-Sichtanzeigegerät mit hohem Wirkungsgrad und hoher Ausbeute, welches sehr kostengünstig hergestellt sein, eine Speieherfunktion umfassen kann, und bei dem die positive Säule zur Anzeige benutzt werden kann, weil die Haupt- und Hilfsentladungsraume parallel zur Frontplatte angeordnet sind.

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Claims

Patentan spräche

1. Flaches Gasentladungs-Sichtanzeigegerät mit mehreren in einer Matrix angeordneten Gasentladungszellen, dadurch gekennzeichnet, dass jede Gasentladungszelle folgende Einrichtungen umfasst: Eine Anode (40), eine Kathode (60), eine zwischen der Anode (40) und der Kathode (60) senkrecht zur Anode (40) angeordnete Hilfsanode (50), die von der Anode (40) und der Kathode (60) mit einem solchen Abstand beabstandet ist, dass eine erste positive Säule zwischen der Anode (40) und der Hilfsanode (50) und eine zweite positive Säule zwischen der Hilfsanode (50) und der Kathode (60) parallel zur ersten positiven Säule erzeugt werden kann, einen zwischen der Anode (40) und der Hilfsanode (50) liegenden Hauptentladungsraum (80), in-dem die erste positive Säule erzeugt wird, einen zwischen der'Hilfsanode (50) und der Kathode (60) liegenden Hilfsentladungsraum (81), der mit dem Hauptentladungsraum (80) über einen Durchgang (82) in Verbindung steht, und in dem die zweite positive Säule erzeugt wird sowie ein mit der Kathode (60) in Verbindung stehendes Widerstandselement (70), wobei dann, wenn sich die Gleichspannung, die zwischen der Anode (40) und der Kathode (60) über dem Widerstandselement (70) und zwischen der Hilfsanode (50) und der Kathode (60) über dem Widerstandselement (70) liegt, ändert, entweder die erste oder die zweite positive Säule selektiv erzeugt und die auf diese Weise erzeugte erste positive Säule für die Sichtanzeige verwendet werden kann.

2. Flaches Gasentladungs-Sichtanzeigegerät, gekennzeichnet durch eine lichtdurchlässige, isolierende Frontplatte (10), eine Grundplatte oder ein Substrat (20) aus einem elektrisch isolierenden Material, eine zwischen der lichtdurchlässigen, isolierenden Frontplatte (10) und der Grundplatte oder dem Substrat (20) liegende, isolierte Zwischenplatte (30), mehrere zwischen der lichtdurchlässigen, iso-

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lierenden Frontplatte (10) und einer Hauptfläche der isolierenden Zwischenplatte (30) liegende Hauptentladungsräume (80), die jeweils eine langgestreckte Form aufweisen und in Reihen oder Spalten derart angeordnet sind, dass sie bezüglich ihrer Längsrichtung einander parallel liegen, mehrere Anoden (40), die jeweils in jedem Hauptentladungsraum (80) angeordnet sind und einander parallel liegen, mehrere zwischen der Grundplatte oder dem Substrat (20) und der anderen Hauptfläche der isolierenden Zwischenplatte (30) liegende Hilfsentladungsraume (81), die jeweils eine langgestreckte Form aufweisen und in Reihen und Spalten derart angeordnet sind, dass sie bezüglich ihrer Längsrichtung zueinander parallel liegen, mehrere Hilfsanoden (50), die jeweils in jedem Hilfsentladungsraum (81) angeordnet sind, zueinander parallel und zur Anode (40) senkrecht liegen, wobei nach der Zündung eine positive Säule zwischen der Hilfsanode (50) und der Anode

(40) erzeugt wird, ein Durchgang oder ein Verbindungsloch (82), der bzw. das durch die isolierende Zwischenplatte (30) hindurchgeht und die Haupt- und Hilfsentladungsraume (80, 81) paarweise verbindet, mehrere Kathoden (60), die auf einer der der isolierenden Zwischenplatte (30) zugewandten Hauptfläche der Grundplatte oder des Substrates (20) angeordnet sind, wobei jede Kathode (60) in der Nähe des Durchgangs oder des Verbindungsloches (82) angeordnet ist und bei Zündung zwischen den paarweisen Kathoden (60) und Hilfsanoden (50) eine positive Säule erzeugt wird, sowie in die paarweisen Haupt- und Hilfsentladungsraume (80, 81) gefülltes Entladungsgas, wobei die zwischen den paarweisen Anoden (40) und Hilfsanoden (50) und zwischen den paarweisen Hilfsanoden (50) und Kathoden (60) gebildeten positiven Säulen parallel zur lichtdurchlässigen isolierenden Frontplatte (10) liegen.

3. Flaches Gasentladungs-Sichtanzeigegerät, gekennzeichnet durch eine lichtdurchlässige, isolierende Frontplatte (10), eine Grundplatte oder ein Substrat (20) aus einem elektrisch

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isolierenden Material, eine zwischen der lichtdurchlässigen, isolierenden Frontplatte (10) und der Grundplatte oder dem Substrat (20) liegende, isolierende Zwischenplatte (30), mehrere erste, langgestreckte Ausnehmungen oder Schlitze (83), die in einer mit der lichtdurchlässigen, isolierenden Frontplatte (10) in Berührung stehenden Hauptfläche der isolierenden Zwischenplatte (30) ausgebildet sind, mehrere zweite, langgestreckte Ausnehmungen oder Schlitze (84·), die in einer mit der Grundplatte oder dem Substrat (20) in Berührung stehenden Hauptfläche der isolierenden Zwischenplatte (30) ausgebildet sind, wobei die ersten und zweiten Ausnehmungen oder Schlitze (83, 84) derart in Eeihen und Spalten angeordnet sind, dass sie bezüglich ihrer Längsrichtung einander parallel liegen, ein in der isolierenden Zwischenplatte (30) ausgebildetes Durchgangsloch (82), das eine Verbindung zwischen den paarweisen ersten und zweiten Ausnehmungen oder Schlitzen (83, 84) herstellt, mehrere zueinander parallel angeordnete Anoden (40) auf der mit einer Hauptfläche der isolierenden Zwischenplatte (30) in Berührung stehenden Hauptfläche der lichtdurchlässigen, isolierenden Frontplatte (10), wobei jede Anode (40) in jeder ersten Ausnehmung oder jedem ersten Schlitz (83) an einer vom Durchgangsloch (82) entfernten Stelle angeordnet ist, mehrere zueinander parallel angeordnete Hilfsanoden (50) auf der anderen Hauptfläche der isolierenden Zwischenplatte (30), wobei die Hilfsanoden (50) jeweils in den zweiten langgestreckten Ausnehmungen oder Schlitzen (84) an der vom Durchgangsloch (82) entfernten Seite angeordnet sind, mehrere Kathoden (60), die auf einer mit der anderen Hauptfläche der isolierenden Zwischenplatte (30) in Berührung stehenden Hauptfläche der Grundplatte oder des Substrates (20) angeordnet sind und jeweils nahe den Durchgangslöchern (82) liegen und Entladungsgas, das in jede der paarweisen ersten und zweiten langgestreckten Ausnehmungen oder Schlitze (83ί 84) gefüllt ist, wobei sowohl eine positive Säule, die zwischen den paarweisen Anoden (40) und Hilfsanoden (50) in jeder ersten, langgestreckten Ausnehmung oder jedem

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ersten langgestreckten Schlitz (83) erzeugt wird, als auch eine positive Säule, die zwischen den paarweisen Hilfsanoden (50) und Kathoden (60) in jeder zweiten langgestreckten Ausnehmung oder zweitem, langgestreckten Schlitz (84) erzeugt wird, zur lichtdurchlässigen, isolierenden Frontplatte (10) parallel liegt.

4. Flaches Gasentladungs-Sichtanzeigegerät nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren zweiten langgestreckten Ausnehmungen oder Schlitze (83» 84) in der anderen Fläche der isolierenden Zwischenschicht (30) ausgebildet sind, jede der Anoden (40) in jeder ersten langgestreckten Ausnehmung oder jedem ersten langgestreckten Schlitz (83) nahe der Seite dieser Ausnehmung oder dieses Schlitzes (83) angeordnet sind, die vom Durchgangsloch (82) entfernt liegt, die mehreren Hilfsanoden (50) zueinander parallel und zu den Anoden (40) senkrecht auf der anderen Hauptfläche der isolierenden Zwischenplatte (30) angeordnet sind, wobei die Hilfsanoden jeweils in den zweiten langgestreckten Ausnehmungen oder Schlitzen (84) angeordnet sind, und. die Kathoden (60) jeweils in den zweiten langgestreckten Ausnehmungen oder Schlitzen (84) in der Nähe einer Seite dieser zweiten langgestreckten Ausnehmungen oder Schlitze (84) liegen, die vom Durchgangsloch (82) entfernt ist.

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