DE1966500B2

DE1966500B2 - GAS DISCHARGE MULTICOLOR DISPLAY DEVICE

Info

Publication number: DE1966500B2
Application number: DE19691966500
Authority: DE
Inventors: George Milford NJ. Kupsky (V-StA.)
Original assignee: Burroughs Corp., Detroit, Mich. (CSt-A.)
Priority date: 1968-10-02
Filing date: 1969-09-30
Publication date: 1977-06-16
Also published as: FR2022211A1; BE739672A; GB1289971A; SE357460B; DE1949310A1; CA945615A; CH543789A; DE1966500A1; DE1949310B2; GB1293317A; GB1290310A; CH543788A; NO129023B; NL6914707A

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasentiadungs-Mehrfarbenanzeigevorrichtung, die als Anzeigetafel oder als Bildschirm in Verbindung mit Computern und bei Instrumententafeln jeglicher Art zur übersichtlichen Darstellung verwendbar ist Die Erfindung bezieht sich auf eine Anzeigevorrichtung der angegebenen Art mit einer Platte, die abgeschlossene und eine Gaszelle bildende öffnungen aufweist in denen Leuchtstoff und Gas enthalten ist, wobei das Gas zur Abgabe von Strahlungsenergie über zwei Elektroden anregbar ist und den Leuchtstoff zur Abstrahlung von farbigem Licht anregtThe invention relates to a gas discharge multicolor display device which can be used as a display panel or as Clearly arranged screen in connection with computers and on instrument panels of all kinds Representation can be used. The invention relates to a display device of the type specified a plate, which has closed and a gas cell forming openings in which fluorescent and Gas is included, the gas being excitable to emit radiation energy via two electrodes and stimulates the phosphor to emit colored light

Es sind bereits tafelartige, matrixförmige Mehrfarben-Anzeigevorrichtungen, z.B. für Schriftzeichen, bekannt Jedoch weisen sie noch Nachteile auf. So muß z. B. in der Anzeigevorrichtung, wie sie in der US-PS 33 34 269 beschrieben ist das mehrfarbige Bild durch ein kompliziertes Abbildungsverfahren mittels einer optischen Linse hergestellt werden, wenn eine Mischfarbe gewünscht wird, da jede Zelle nur einen einzigen Leuchtstoff enthält Gruppen von drei nebeneinanderliegenden Zellen sind also notwendig, wenn drei Farben zur Herstellung des mehrfarbigen Bildes verwendet werden sollen. Damit ist die znr Verfugung stehende Fläche der gesamten Tafel im Hinblick auf die Leuchtdichte nicht optimal ausgenutzt was insbesondere offensichtlich ist wenn nur eine Farbe benutzt wird, d. h. zwei Drittel der Zellen dunkel bleiben.There are already board-like, matrix-shaped multicolor display devices, e.g. for characters, known, however, they still have disadvantages. So must z. B. in the display device as described in US-PS 33 34 269 describes the multicolored image produced by a complicated imaging process using an optical lens when a mixed color is desired, since each cell contains only a single phosphor. Groups of three adjacent cells are therefore necessary if three colors to be used to produce the multicolored image. This is the right one Area of the entire board in terms of Luminance not optimally used, which is particularly evident when only one color is used, d. H. two thirds of the cells remain dark.

Es ist ferner aus der US-PS 29 33 648 eine Gasentladungsanzeigevorrichtung bekannt die eine mehrere Gasentladungszellen bildende Platte aufweist wobei die Zellen gasgefüllt sind und einen Leuchtstoff enthalten können. Aus der US-PS 28 76 374 ist es bekannt bei einer Mehrfach-Gasentladungsvorrichtung neben den Hauptelektroden noch eine dazwischen befindliche weitere dritte Elektrode vorzusehen.It is also known from US-PS 29 33 648 a gas discharge display device the one has a plurality of gas discharge cells forming plate, wherein the cells are gas-filled and a phosphor may contain. From US-PS 28 76 374 it is known in a multiple gas discharge device In addition to the main electrodes, a further third electrode is to be provided in between.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde bei derThe invention is based on the object

Emission von farbigem Licht eine höhere Leuchtdichte und damit eme bessere Farbauflösung für das Auge bei verhältnismäßig niedrigen Betriebsspannungen zu erreichen, so daß die Farbmischungen als sehr kleine helle Punkte wahrgenommen werden.Emission of colored light results in a higher luminance and thus better color resolution for the eye to achieve relatively low operating voltages, so that the color mixtures are very small bright points are perceived.

Diese Aufgabe wird bei einer Gasentladungs-Mehrfarbenanzeigevorrichtung der eingangs genannteu Art dadurch gelöst daß jede öffnung mindestens einen weiteren andersfarbig strahlenden Leuchtstoff enthält für jede öffnung mindestens eine weitere Elektrode vorgesehen ist und Elektroden und Leuchtstoffe derart relativ zueinander angeordnet sind, daß durch Anlegen einer Spannung zwischen zwei oder mehreren Elektroden wählbar ein oder mehrere Leuchtstoffe in einer öffnung zum Leuchten anregbar sind.This object is achieved in a gas discharge multicolor display device of the type mentioned in the opening paragraph achieved in that each opening contains at least one further fluorescent material radiating in a different color at least one further electrode is provided for each opening, and electrodes and phosphors in this way are arranged relative to each other that by applying a voltage between two or more electrodes selectable one or more phosphors in one opening can be excited to shine.

Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung weist hohe Leuchtdichte und eine einfache Zellenkonstruktion auf, insbesondere und dadurch, daß die Elektroden mit dem Gas direkt in Verbindung stehen und kompliziert aufzubringende Zwischenschichten entfallen und ist daher einfach und billig in der Herstellung.The display device according to the invention has a high luminance and a simple cell construction, in particular and in that the electrodes are in direct contact with the gas and there is no need for intermediate layers that are complicated to apply and are therefore simple and cheap to manufacture.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are shown in the figures and will be described in more detail below described.

F i g. 1 zeigt eine Anzeigevorrichtung im SchnittF i g. 1 shows a display device in section

Fig.2 zeigt eine andere Ausführungsform der Anzeigevorrichtung.Fig.2 shows another embodiment of the Display device.

Die in Fig. 1 dargestellte Anzeigevorrichtung besteht aus mehreren übereinandergeschichteten Platten, einer unteren Glasplatte 334 mit einem Abschmelzstutzen 336 zum Abschmelzen der Anzeigevorrichtung nach dem Füllen mit der Gasmischung, horizontalen Reihen (oder Zeilen) von Kathodenelektroden 338, einer Isolierplatte 340 mit Löchern 350, vertikalen Spalten von Elektroden 352 mit Löchern 353, einer Isolierplatte 356 mit Löchern 358, Zeilen von Anodenelektroden 360 mit Löchern 362 und einer oberen Glasplatte 380. Durch die übereinanderliegenden Löcher 350 353,358 und 362 wird eine Gaszelle gebildet die in diesem Ausführungsbeispiel aus zwei Kammern besteht Die erste Kammer liegt zwischen der Kathodenelektrode 338 und der mittleren Elektrode 352 und der Anode 360. Die Elektroden 338, 352 und 360 stehen mit dem Füllgas direkt in Kontakt Durch das Anlegen von Spannungen an mindestens zwei der Elektroden 338, 352 und 360 wird in dem Füllgas eine Entladung gezündet durch die Strahlenengergie abgegeben wird. Die in den beiden Kammern aufgebrachten Leuchtstoffe 400 oder 410 werden dadurch zum Leuchten in den für sie charakteristischen Farben angeregt Dadurch, daß an die mittleren Elektroden 352 und an ausgewählte Kathoden 338 und Anoden 360 Spannungen gelegt werden, lassen sich verschiedene Steuervorgänge bewirken.The display device shown in Fig. 1 consists of several plates stacked one on top of the other, a lower glass plate 334 with a melting nozzle 336 for melting the display device filling with the gas mixture, horizontal rows (or rows) of cathode electrodes 338, one Insulating plate 340 with holes 350, vertical columns of electrodes 352 with holes 353, an insulating plate 356 with holes 358, rows of anode electrodes 360 with holes 362 and a top glass plate 380. Diam the holes 350, 353, 358 and 362 lying one above the other form a gas cell which, in this exemplary embodiment, consists of two chambers. The first chamber lies between the cathode electrode 338 and the center electrode 352 and the anode 360. The Electrodes 338, 352 and 360 are in direct contact with the filling gas through the application of voltages A discharge is ignited in the filling gas at at least two of the electrodes 338, 352 and 360 by the Radiation energy is given off. The phosphors 400 or 410 applied in the two chambers are thereby stimulated to glow in their characteristic colors the center electrodes 352 and voltages applied to selected cathodes 338 and anodes 360 various control processes can be effected.

Die Anzeigetafeln lassen sich dadurch vielseitiger gestalten, daß mehrere Hilfssteuerelektroden, analog den Mittelelektroden 352 vorgesehen werden, so daß man drei oder mehrere Elektroden für jede Zelle erhält Dementsprechend erhält eine Zelle also zwei oder mehrere Kammern.The display panels can be made more versatile that several auxiliary control electrodes, analog the center electrodes 352 can be provided so that three or more electrodes are obtained for each cell Accordingly, a cell has two or more chambers.

Die in Fig. 1 dargestellte Anzeigevorrichtung ist in der einen Kammer mit Leuchtstoff 400 und in der zweiten Kammer mit Leuchtstoff 410 versehen. Dabei ist der eine Leuchtstoff 400 in Löchern 358 der Platte 356 und der andere Leuchtstoff 410 in Löchern 350 der Platte 340 vorgesehen.The display device shown in Fig. 1 is in one chamber is provided with fluorescent material 400 and in the second chamber with fluorescent material 410. Included is one phosphor 400 in holes 358 of the plate 356 and the other phosphor 410 in holes 350 of FIG Plate 340 provided.

In Fig.2 ist eine Gaszelle mit nur einer einzigen Kammer in einer Isolierplatte 20 dargestellt dieIn Fig.2 is a gas cell with only a single Chamber in an insulating plate 20 shown the

zwischen der Kathode 80,Ah. dem Spaltenletter und der Anode 120, d.h. dem Zeilenleiter entsteht Den Abschluß nach außen bilden Glasplatten 72 und; 74. Die Zelle weist eine andere Verteilung des Leuchtstoffes in der Zelle als die in Fig. 1 dargestellte auf. In dieser Ausführungsform kann die obere Oberfläche eines Katkodenknopfes oder die Vertiefung eines tassenförmigen Knopfes, wenn eine derartige Form für die Kathode verwendet wird, mit einem Leuchtstoff 390 überzogen sein. Der Leuchtstoff 390 kann auch an der Wand der Zelle oder auf der inneren Oberfläche der oberen Platte 72 innerhalb der Zelle angebracht sein.between the cathode 80, Ah. the column letter and the anode 120, ie the row conductor is formed. The closure to the outside is formed by glass plates 72 and; 74. The cell has a different distribution of the phosphor in the cell than that shown in FIG. In this embodiment, the upper surface of a cathode button or the recess of a cup-shaped button, if such a shape is used for the cathode, can be coated with a phosphor 390. The phosphor 390 can also be attached to the wall of the cell or to the inner surface of the top plate 72 within the cell.

Der Leuchtstoff kann durch Anstreichen, Sprühen oder Niederschlagen aufgebracht werden. Zur farbigen Anzeige werden Leuchtstoffe verwendet, die die drei Grundfarben rot, grün und blau erzeugen. Ein rotleuchtender Leuchtstoff ist z.B. mit Mangan aktiviertes Zinkphosphat, ein grünleuchtender Leuchtstoff ist Zinkorthosilikat und ein blauleuchtender Leuchtstoff ist Zinksulfid.The phosphor can be applied by painting, spraying, or depositing. To the colored In the display, phosphors are used that produce the three primary colors red, green and blue. A A fluorescent red phosphor is e.g. zinc phosphate activated with manganese, a fluorescent green phosphor is zinc orthosilicate and a blue fluorescent substance is zinc sulfide.

Ein spezieller Vorteil dieser Anzeigevorrichtung ergibt sich dadurch, daß in die Zellen Leuchtstoff eingebracht wird, der verschiedenfarbiges Licht emittieren kann.A special advantage of this display device results from the fact that the cells contain fluorescent material is introduced, which can emit different colored light.

Zinkorhtosilikat-Tl -Leuchtstoff und ein Gasgemisch aus Argon, Neon und Xenon enthaltende Zellen können so betrieben werden, daß sie Licht mit zwei verschiedenen Farben erzeugen. Wenn an eine Zelle eine verhältnismäßig niedrige Spannung von etwa 300 Voit angelegt wird, emittiert der Leuchtstoff in der Zelle weitgehend grünes Licht aufgrund der Ultr?violettanregung durch das Gas. Wenn eine höhere Spannung von etwa 400VoIt an eine Zelle angelegt wird, wird der Leuchtstoff zur Abgabe von weißem Licht angeregtZinc orthosilicate Tl phosphor and a gas mixture cells containing argon, neon and xenon can be operated to emit light with two different Create colors. When a cell has a relatively low voltage of about 300 Voit is applied, the phosphor in the cell emits largely green light due to the ultraviolet excitation through the gas. When a higher voltage of around 400VoIt is applied to a cell, the Fluorescent material stimulated to emit white light

Die besonders zur Erzeugung von Farbe geeignete Gasfüllung enthält Argon, Neon, Xenon und Quecksilber. Argon emittiert im Ultraviolettbereich, um bestimmte Leuchtstoffe, wie Zinksulfid und Zinkoxid anzuregen. Quecksilber emittiert im Ultraviolettbereich und ist besonders zur Anregung solcher Leuchtstoffe wie Zinksulfid und Zinksulfat geeignet Xenon emittiert im Ultraviolettbereich und ist besonders zur Anregung von Oxiden und Silkatleuchstoffen geeignet Es ist auch möglich, in einer Zelle einen ersten Leuchtstoff zu verwenden, der durch Argon, Neon oder Quecksilber zur Emission von ultravioletem Licht angeregt werden kann, das seinerseits einen zweiten Leuchtstoff zur Abgabe des gewünschten Lichtes anregt. (Typische Leuchtstoffe für diese Betriebsart sind z. B. GEX-80 und JEDEC P-16-Aiten).The gas filling, which is particularly suitable for producing paint, contains argon, neon, xenon and mercury. Argon emits in the ultraviolet range around certain phosphors, such as zinc sulfide and zinc oxide to stimulate. Mercury emits in the ultraviolet range and is particularly useful for stimulating such phosphors Suitable as zinc sulfide and zinc sulfate Xenon emits in the ultraviolet range and is particularly useful for excitation Suitable for oxides and silicate phosphors. It is also possible to add a first phosphor in a cell which are stimulated by argon, neon or mercury to emit ultraviolet light can, which in turn stimulates a second phosphor to emit the desired light. (Typical Phosphors for this mode of operation are z. B. GEX-80 and JEDEC P-16-Aiten).

Zur Erzielung des Mehrfarbeneffektes können verschiedene Leuchtstoffe in jeder Zelle enthalten sein. Der Mehrfarbeneffekt ergibt sich durch Emission einer dieser für die verschiedenen Leuchtstoffe charakteristischen Farben oder aus der Überlagerung dieser Farben.To achieve the multicolor effect, different phosphors can be contained in each cell. Of the The multicolor effect results from the emission of one of these which are characteristic of the various phosphors Colors or from the superposition of these colors.

Wenn während des Betriebes der Anzeigevorrichtung der Leuchtstoff 410 zur Abgabe farbigen Lichtes angeregt werden soll, dann werden die Elektroden 352 als Anoden und die Elektroden 338 als Kathoden betrieben. Wenn der Leuchtstoff 400 licht abgeben soll, dann werden die Elektroden 360 als Kathoden und die Elektroden 352 als Anoden betrieben. Angenommen, die Leuchtstoffe 400 und 410 können so angeregt werden, daß sie zusammen licht einer dritten Farbe ergeben, dann läßt sich dies dadurch erreichen, daß die beiden Elektroden 338 und 360 auf positives Potential gelegt und mithin als Anoden und die mittleren Elektroden 352 als Kathoden auf negativem Potential oder umgekehrt betrieben werden. If the phosphor 410 is to be excited to emit colored light during operation of the display device, then the electrodes 352 are operated as anodes and the electrodes 338 as cathodes. If the phosphor 400 is to emit light, then the electrodes 360 are operated as cathodes and the electrodes 352 as anodes. Assuming that the phosphors 400 and 410 can be excited in such a way that they together produce light of a third color, this can be achieved by placing the two electrodes 338 and 360 at positive potential and thus as anodes and the central electrodes 352 as cathodes operated on negative potential or vice versa.

Der Mehrfarbeneffekt der Anzeigevorrichtung kann auch dadurch erreicht werden, daß jede Zelle nur mit einer Farbe betrieben wird und die Anordnung der Zelle derart ist daß sie wie bei Farbfernsehbildröhren sogenannte Farb-Dreier bilden. Auch in dieser Betriebsweise zeichnet sich die Anzeigevorrichtung gegenüber bekannten Mehrfarben-Anzeigevorrichtungen durch hohe Leuchtstärke aus.The multi-color effect of the display device can also be achieved in that each cell is only with one color is operated and the arrangement of the cell is such as that of color television picture tubes Form so-called color threes. Also in this mode of operation the display device is characterized by comparison with known multicolor display devices high luminosity.

In den Ausführungsbeispielen der F i g. 1 und der Fig.2 bildet sich eine Glimmentladung zwischen gegenüberstehenden Anoden- und Kathodenvorsprüngen aus. Sie bewirkt in elektrischer Hinsicht eine Erleichterung der Ausbildung der Glimmentladung und ferner, daß sich die Glimmentladung innerhalb der Zelle um die Kathode herum ausbildet und trägt dazu bei, die gegenseitige Beeinflussung der Zellen (auch Einstreuung oder Nebensprechen genannt) zu verhindern. Auch bei einer gut zentrierten Glimmentladung treten jedoch Elektrodenmaterialablagerungen an den Zellenwänden auf. Ein wichtiges Merkmal ist daher weiterhin die Ausgestaltung der gelochten mittleren Platten und der Anoden und Kathodenelektroden. Die Löcher 350 der Isolierplatte 340 in F i g. 1 besitzen daher Aussparungen 351, d'e als Zerstäubungsfallen dienen und verhindern, daß sich ein kontinuierlicher Weg leitfähigen Materials, das von den Elektroden durch Zerstäubung abgetragen worden ist zwischen den zwei Elektroden 338 und 352 ausbilden kann. Ähnliche Zerstäubungsfallen 359 verhindern die Ausbildung eines durchgehenden leitfähigen Belages zwischen den Elektroden 352 und 360.In the exemplary embodiments of FIGS. 1 and 2, a glow discharge forms between opposing anode and cathode projections. From an electrical point of view, it facilitates the formation of the glow discharge and, furthermore, that the glow discharge develops within the cell around the cathode and helps to prevent the cells from influencing one another (also known as interference or crosstalk). However, even with a well-centered glow discharge, deposits of electrode material occur on the cell walls. An important feature is therefore still the design of the perforated central plates and the anode and cathode electrodes. The holes 350 of the insulating plate 340 in FIG. 1 therefore have recesses 351, which serve as sputtering traps and prevent a continuous path of conductive material, which has been removed from the electrodes by sputtering, from being able to form between the two electrodes 338 and 352. Similar sputter traps 359 prevent the formation of a continuous conductive coating between electrodes 352 and 360.

Wie Matrix- oder Tafel-Anzeigevorrichtungen mit in Zeilen und Spalten angeordneten Elektroden betrieben werden, ist an sich bekannt Die auf einer Tafel wiederzugebene oder anzuzeigende Information kann aus einem Digitalrechner, einem Dekodierer oder einer ähnlichen Vorrichtung kommen, und die empfangenen Signale werden entsprechend X- und Y-Elektroden zugeführt, wobei die Zellen an den Schnittpunkten dieser Elektroden eingeschaltet werden und die gewünschte Information anzeigen, bei der es sich um Buchstaben, Zahlen, Zeichen, Nachrichten, Bilder und ähnliche Symbole handeln kann.Operated like matrix or blackboard displays with electrodes arranged in rows and columns is known per se. The information to be reproduced or displayed on a board can come from a digital computer, decoder, or similar device, and the received Signals are applied to corresponding X and Y electrodes, with the cells at the intersection points These electrodes are turned on and display the desired information, which is Letters, numbers, characters, messages, pictures and similar symbols can act.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Gasentladungs-Mehrfarbenanzeigevorrichtung mit einer Platte, die abgeschlossene und eine Gaszelle bildende öffnungen aufweist, in denen Leuchtstoff und Gas enthalten ist, wobei das Gas zur Abgabe von Strahlungsenergie über zwei Elektroden anregbar ist und den Leuchtstoff zur Abstrahlung von farbigem licht anregt,; dadurch gekennzeichnet, daß jede Öffnung (362) mindestens einen weiteren andersfarbig strahlenden Leuchtstoff (400, 410) enthält, für jede öffnung mindestens eine weitere Elektrode (352) vorgesehen1. Gas discharge multicolor display device with a plate that has closed and a gas cell forming openings in which Phosphor and gas is included, the gas being excitable to emit radiant energy via two electrodes and exciting the phosphor to emit colored light; through this characterized in that each opening (362) has at least one further radiating in a different color Contains fluorescent material (400, 410) for each opening at least one further electrode (352) is provided

ist und Elektroden und Leuchtstoffe derart relativ zueinander angeordnet sind, daß durch Anlegen einer Spannung zwischen zwei oder mehreren Elektroden (360, 338, 352) wählbar ein- oder mehrere Leuchtstoffe in einer öffnung zum Leuchten anregbar sind.is and electrodes and phosphors are arranged relative to one another in such a way that by applying a voltage between two or more electrodes (360, 338, 352) can be selected on or off several phosphors can be excited to glow in one opening.

2. Gasentladungs-Mehrfarbenanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (360, 338, 352) mit dem Gas direkt in Kontakt stehen.2. Gas discharge multicolor display device according to claim 1, characterized in that the electrodes (360, 338, 352) with the gas directly in Stay in contact.

3. Gasentlade-Mehrfarbenanzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand jeder der Gaszellen mit Aussparungen (351) versehen ist3. Gas discharge multicolor display device according to claim 1 or 2, characterized in that that the inner wall of each of the gas cells is provided with recesses (351)