DE2926444A1

DE2926444A1 - Gas discharge indicator with auxiliary anodes - has perforated plates with etched holes, between cathode and anode, reflective on cathode side

Info

Publication number: DE2926444A1
Application number: DE19792926444
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl Ing Walter
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1979-06-29
Filing date: 1979-06-29
Publication date: 1981-01-22

Abstract

The gas discharge indicator device with an anode (1) and cathode (2) mounted on glass plates, has a stack of perforated plates (3) between them, acting as auxiliary anodes. These are suitably insulated and spaced apart, and are connected to the junction points of a series of resistances forming a chain and connected to the power supply across the anode and cathode. These auxiliary anodes do not effect the gas discharge between anode and cathode, but the size of the holes, which can be etched into the plates does control the gas discharge. These plates are thicker in the region of greater voltage drop. The surface of these plates towards the cathode are reflective. In one design, there are glass fibre layers between these plates, which do not cover the perforations, with the fibres parallel to their surface. The fluorescent screen is also on a glass fibre layer.

Description

Gasentladungsanzeigevorrichtung mit Lochblenden alsGas discharge display device with apertured diaphragms as

Hilfsanoden im Gasentladungsraum 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 ist, und dem auf der Frontplattenseite ein mit mehreren gegeneinander isolierten, zeilenweise angeordneten Anoden versehener Leuchtschirm und auf der Rückplattenseite mehrere gegeneinander isolierte, den Gasentladungsraum begrenzende, spaltenweise angeordnete Kathoden gegenüberliegen.Auxiliary anodes in the gas discharge space The invention relates to a gas discharge display device with a gas-filled space that is on one side through a front panel and on the opposite side is sealed gas-tight by a back plate, and the one on the front panel side with several lines isolated from each other arranged anodes provided fluorescent screen and on the back plate side several mutually insulated, delimiting the gas discharge space, arranged in columns Opposite cathodes.

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 F1ächenkathode, wie sie aus der DE-OS 24 12 869 bekannt ist und für die Bildwiedergabe bei sogenannten Flachbildschirmen bzw. Gasentladungs-Displays verwendet wird.A gas discharge indicator with a cathode made up of cathode strips consists, which are isolated from each other, parallel to each other and separately controllable is known from DE-OS 26 43 915. The division of the cathode into individual isolated from each other Cathode strip is a further development a surface cathode, as it is known from DE-OS 24 12 869 and for image reproduction is used in so-called flat screens or gas discharge displays.

Aus der DE-AS 23 28 849 ist eine Gasentladungsanzeigevorrichtung bekannt mit einer gasdichten Umhüllung, zwei parallelen ebenflächigen Hauptelektroden, von denen eine eine Kaltkathode und die andere eine Anode in Form eines Metallgitters ist, und mit einer kathodenlumineszenten Platte auf der der Kathode entgegengesetzten Seite der Anode, wobei die kathodenlumineszente Platte eine transparente Glasplatte, eine transparente Elektrodenanordnung auf der transparenten Glasplatte und eine auf die transparente Elektrodenanordnung aufgebrachte Leuchtstoffschicht aufweist, die sich auf der der Anode zugekehrten Seite der Platte befindet und durch Elektronen aus dem Gasentladungsplasma angeregt wird. Bei dieser Vorrichtung ist vorgesehen, daß die transparente Elektrodenanordnung aus einer Anzahl paralleler Streifenelektroden, die voneinander isoliert sind, und das die Anode bildende Metallgitter aus einer Anzahl paralleler und gegeneinander isolierter Anodendrähte gebildet ist, wobei die Streifenelektroden und die Anodendrähte einander zur Ausbildung von Bildpunkten kreuzen.From DE-AS 23 28 849 a gas discharge display device is known with a gas-tight envelope, two parallel flat main electrodes, of one of which is a cold cathode and the other is an anode in the form of a metal grid and with a cathode luminescent plate on the opposite side of the cathode Side of the anode, the cathode luminescent plate being a transparent glass plate, a transparent electrode assembly on the transparent glass plate and a has phosphor layer applied to the transparent electrode arrangement, which is on the side of the plate facing the anode and by electrons is excited from the gas discharge plasma. This device provides that the transparent electrode arrangement consists of a number of parallel strip electrodes, which are insulated from one another, and the metal grid forming the anode consists of a Number of parallel and mutually insulated anode wires is formed, wherein the strip electrodes and the anode wires overlap to form pixels cross.

Weiterhin ist aus der DE-OS 26 Ol 925 ein flaches Gasentladungsanzeigeelement mit mehreren matrixartig angeordneten Gasentladungszellen bekannt, bei dem in S 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.Furthermore, from DE-OS 26 Ol 925 a flat gas discharge display element with several gas discharge cells arranged in a matrix-like manner, in which in S each of the cells has a grid electrode arranged between an anode and a cathode is that at least one Contains opening whose edge profile of the projection the cathode is congruent.

Es gibt zahlreiche Versuche, die Gasentladung auf direktem oder indirektem Wege auszunutzen, um damit in vielen Bildelementen, beispielsweise in einem flachen Bildschirm, die Helligkeit individuell zu steuern.There are numerous attempts to direct or indirect gas discharge To exploit ways to use it in many picture elements, for example in a flat Screen to control the brightness individually.

Auch die positive Säule wird verschiedentlich zur Lichterzeugung oder Anregung benutzt. Alle Anordnungen für den flachen Bildschirm haben jedoch den Nachteil, daß sie bei den geforderten kleinen Abmessungen nicht die notwendige Leuchtdichte erreichen. Einer Vergrößerung oder Vertiefung des Brennraumes stehen meist geometrische und technologische Frobleme entgegen. So ergeben sich beispielsweise bei tiefen zylindrischen Brennkammern Wandaufladungen, welche den Lichterzeugungs mechanismus erheblich stören.The positive pillar is also used in various ways to generate light or Suggestion used. However, all arrangements for the flat screen have the disadvantage that they do not have the necessary luminance with the required small dimensions reach. An enlargement or deepening of the combustion chamber are usually geometrical and technological problems. For example, at deep cylindrical combustion chambers wall charges, which the light generating mechanism disturb significantly.

So gibt es bis heute keine durch eine Gasentladung erzeugte Lichtquelle mit der Größe eines für einen Fernsehschirm notwendigen Bildpunktes, der genügend hell ist und auch genügend Lichtausbeute aufweist. Bis heute erzielt man nur etwa 1/100 der Lichtausbeute, die technische Leuchtstoffröhren haben und deren Lichterzeugung auf demselben physikalischen Prinzip beruht. Der Grund liegt hier in der für die Lichterzeugung sich ungünstig auswirkenden Geometrie des Gasentladungsraumes.To this day, there is no light source generated by a gas discharge with the size of a pixel necessary for a television screen, which is sufficient is bright and also has sufficient light output. Up to now one only achieves about 1/100 of the light output that technical fluorescent tubes have and their light generation is based on the same physical principle. The reason here is for the Light generation has an unfavorable effect on the geometry of the gas discharge space.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gasentladungsanzeigevorrichtung mit hoher Leuchtdichte und Lichtausbeute zu schaffen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Gasentladungsanzeigevorrich- tung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß im Gasentladungsraum hoher Bautiefe zwischen den Kathoden und den Anoden übereinander mehrere Lochblenden gegeneinander isoliert angeordnet sind, die als HilSsanoden dienen und deren Potentialverteilung so gewählt ist, daß die Gasentladung zwischen den Kathoden und den Anoden nicht beeinflußt, aber gleichzeitig auf eine durch die Öffnungen der Lochblenden vorgegebene Querschnittsfläche begrenzt ist.The present invention is based on the object of a gas discharge display device with high luminance and luminous efficiency. To solve this problem is used in a gas discharge indicator tion of the aforementioned Art proposed according to the invention that in the gas discharge space of high depth between the cathodes and the anodes insulated several perforated diaphragms from one another are arranged, which serve as HilS anodes and their potential distribution is chosen is that the gas discharge between the cathodes and the anodes is not affected, but at the same time on a predetermined cross-sectional area through the openings of the pinhole diaphragms is limited.

Eine erfindungsgemäße Gasentladungsanz ei gevorri chtung hat den Vorteil, daß ein Plasmabildschirm mit nahezu den Eigenschaften einer Leuchtstoffröhre bezüglich hoher Leuchtdichte und Lichtausbeute erzielt wird.A gas discharge device according to the invention has the advantage that a plasma picture screen with almost the properties of a fluorescent tube with respect to high luminance and luminous efficiency is achieved.

Durch die spezielle Elektrodenanordnung werden viele dicht nebeneinander liegende, im Querschnitt sehr kleine (ca. 1 mm2), aber sehr lange (5 bis 30 mm) Gasentladungsräume als Bildelemente geschaffen, die eine hohe Flächenleuchtdichte aufweisen.Due to the special arrangement of electrodes, many are close to each other lying, very small in cross-section (approx. 1 mm2), but very long (5 to 30 mm) Gas discharge spaces created as picture elements that have a high surface luminance exhibit.

Die Erfindung geht dabei von der Uberlegung aus, daß die Fläche für den Bildpunkt begrenzt ist (ca. 1 mm2), daß aber die Tiefe des Gasentladungsraumes noch wählbar bleibt. Je tiefer bzw. je länger die Entladungsstrecke gewählt wird, desto mehr W-Licht wird unter Ausnutzung der positiven Säule einer Gasentladung erzeugt und desto intensiver kann die Phosphorschicht eines Leuchtschirmes angeregt werden.The invention is based on the consideration that the area for the pixel is limited (approx. 1 mm2), but that the depth of the gas discharge space still selectable. The deeper or longer the discharge path is selected, the more UV light is generated using the positive column of a gas discharge generated and the more intensely the phosphor layer of a luminescent screen can be stimulated will.

Die als Hilfsanoden dienenden Lochblenden bestehen zweckmäßig aus Blechen, in die in geeigneter Weise Löcher eingeätzt sind, ähnlich wie bei einer Schattenmaske in Farbfernsehröhren.The pinhole diaphragms serving as auxiliary anodes are expediently made of Sheets in which holes are etched in a suitable manner, similar to a Shadow mask in color television tubes.

Die räumliche Verteilung der Lochblenden und deren jeweiliges Potential sind optimiert, wobei die Potentiale zweckmäßig so gewählt sind, wie sich aus der Potentialverteilung im Gasentladungsraum ergeben wurde. Vorzugsweise sind die Lochblenden im Bereich starken Potentialgefälles (Kathodenfall) dichter angeordnet.The spatial distribution of the pinhole diaphragms and their respective potential are optimized, whereby the potentials are expediently selected as can be seen from the Potential distribution in the gas discharge space was shown. Preferably the apertured diaphragms are More densely arranged in the area of the strong potential gradient (cathode drop).

Zweckmäßig sind die kathodenseitigen Flächen der Lochblenden verspiegelt.The surfaces of the perforated diaphragms on the cathode side are expediently mirrored.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind zwischen den Lochblenden außerhalb deren Öffnungen Glasfasermatten angeordnet, deren Fasern im wesentlichen parallel zu den Lochblendenflächen verlaufen.According to an advantageous embodiment of the invention are between the perforated diaphragms arranged outside their openings glass fiber mats, their fibers run essentially parallel to the apertured diaphragm surfaces.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß eine Querausdehnung des erzegten W-Lichtes vermindert wird. Außerdem werden dadurch im Gasentladungsraum erzeugte Ionen und Elektronen vielfältig umgelenkt und können somit stärker zu einer Ionisation beitragen.By this measure it is achieved that a transverse expansion of the ore W light is reduced. In addition, they are generated in the gas discharge space Ions and electrons are deflected in many ways and can thus lead to more ionization contribute.

Die vorzugsweise gerichtete Anordnung der Glasfasern soll das Licht im wesentlichen in Richtung der Säulenachse streuen.The preferably directional arrangement of the glass fibers is intended to convey the light scatter essentially in the direction of the column axis.

Zur weiteren Verbesserung der Lichtausbeute ist es vorteilhaft, auch den Leuchtschirm (Phosphorschicht) auf einer Glasfasermatte anzuordnen.To further improve the light output it is beneficial too to arrange the luminescent screen (phosphor layer) on a glass fiber mat.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand von in den Figuren der Zeichnung rein schematisch dargestellten Ausfuhrungsbei spielen näher erläutert werden.Further details of the invention should be made with reference to in the figures the drawing, shown in a purely schematic manner, play explained in more detail will.

Teile, die nicht unbedingt zum Verständnis der Erfindung beitragen, sind in den Figuren unbezeichnet oder weggelassen.Parts that do not necessarily contribute to an understanding of the invention, are unmarked in the figures or are omitted.

Dabei zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgemäße Gasentladungsanzeigevorrichtung schematisch im Schnitt, Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gasentladungsanzeigevorrichtung und die Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Gasentladungsanzeigevorrichtung schematisch im Schnitt.1 shows a gas discharge display device according to the invention schematically in section, FIG. 2 shows a schematic representation of an embodiment a gas discharge display device according to the invention and FIG. 3 shows another Exemplary embodiment of a gas discharge display device according to the invention, schematically on average.

Die in Fig. 1 dargestellte Gasentladungsanzeigevorrichtung besteht im wesentlichen aus einer auf einer Glasplatte angeordneten Kathode 1 und auf einer Glasplatte angeordneten Anode 2, die einen Gasentladungsraum hoher Bautiefe begrenzen. Zwischen Kathode 1 und Anode 2 sind übereinander mehrere Lochblenden 3 gegeneinander isoliert angeordnet, die als Hilfsanoden dienen. Die Potentialverteilung ist über eine aus mehreren Widerständen 5 bestehende Spannungsteilerschaltung, die mit einer Spannungsquelle 6 verbunden ist, an den Lochblenden 3 so gewählt, daß die Gasentladung zwischen den Kathoden 1 und den Anoden 2 nicht beeinflußt, aber gleichzeitig auf eine durch die Öffnungen der Lochblenden 3 vorgegebene Querschnittsfläche begrenzt ist.The gas discharge display device shown in FIG. 1 consists essentially composed of a cathode 1 arranged on a glass plate and on one Glass plate arranged anode 2, which delimit a gas discharge space of great depth. Between the cathode 1 and anode 2, several perforated diaphragms 3 are positioned against one another arranged isolated, which serve as auxiliary anodes. The potential distribution is over a consisting of a plurality of resistors 5 voltage divider circuit with a Voltage source 6 is connected, selected at the pinhole 3 so that the gas discharge between the cathodes 1 and the anodes 2 is not affected, but at the same time a predetermined cross-sectional area through the openings of the perforated diaphragms 3 is.

Fig. 2 zeigt als Explosionsdarstellung mehrere gegeneinander isolierte, spaltenweise angeordnete Kathoden 1 sowie mehrere gegeneinander isolierte, zeilenweise angeordnete Anoden 2, die einen Gasentladungsraum begrenzen, in dem mehrere mit Öffnungen versehene Lochblenden 3 übereinander angeordnet sind.Fig. 2 shows as an exploded view several mutually isolated, Column-wise arranged cathodes 1 as well as several insulated from one another, line-wise arranged anodes 2, which delimit a gas discharge space in which several with Apertures provided with apertures 3 are arranged one above the other.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwischen den Lochblenden 3 außerhalb deren Offnungen Glasfasermatten 4 angeordnet, deren Fasern im wesentlichen parallel zu den Lochblendenflächen verlaufen. Sowohl die Kathoden 1 als auch die Anoden 2, die den Gasentladungsraum begrenzen, sind wiederum auf Glasplatten 7 angeordnet.In the embodiment shown in Fig. 3 are between the perforated diaphragms 3 arranged outside their openings glass fiber mats 4, the Fibers run essentially parallel to the apertured diaphragm surfaces. Both the Cathodes 1 and anodes 2, which delimit the gas discharge space, are in turn arranged on glass plates 7.

Die Erfindung ist auf die dargestellten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt. Beispielsweise sind die erfindungsgemäßen Gasentladungsanzeigevorrichtungen kombinierbar mit den bereits bekannten Vorrichtungen, die einen weiteren Gasraum (als Primingstrecke oder Elektronenquelle) benutzen, wobei beide Gasräume miteinander direkt in Verbindung stehen oder über ein-weiteres Steuerelement im Kopplungsraum verfügen.The invention is not limited to the illustrated embodiments limited. The gas discharge display devices according to the invention are for example Can be combined with the already known devices that have an additional gas space Use (as a priming path or electron source), both gas spaces with each other are directly connected or via another control element in the coupling room feature.

6 Patentansprüche, 3 Figuren.6 claims, 3 figures.

Claims

Claims 0 Gas discharge display device with a gas-filled Space on one side by a faceplate and on the opposite Side is sealed gas-tight by a back plate and the one on the front plate side one with several anodes isolated from one another and arranged in rows Luminous screen and on the back plate side several insulated against each other, the gas discharge space delimiting, column-wise arranged cathodes are opposite one another, d a d u r c h g It is not noted that in the gas discharge space of great depth between the Cathodes (1) and the anodes (2) one above the other several perforated diaphragms (3) against one another are arranged isolated, which serve as auxiliary anodes and their potential distribution is chosen so that the gas discharge between the cathodes (1) and the anodes (2) not influenced, but at the same time on one through the openings of the pinhole diaphragms (3) the given cross-sectional area is limited.

2. Apparatus according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the perforated diaphragms (3) consist of metal sheets, etched into the holes are.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the pinhole diaphragms (3) in the area of the strong potential gradient in the Gas discharge space are arranged more densely.

4. Device according to one of claims 1 to 3, d a d u r c h g e It is not indicated that the cathode-side surfaces of the apertured diaphragms (3) are mirrored are.

5. Device according to one of claims 1 to 4, d a d u r c h g e It is not indicated that between the perforated diaphragms (3) outside their openings Glass fiber mats (4) are arranged, the fibers of which are substantially parallel to the Pinhole surfaces run.

6. Device according to one of claims 1 to 5, d a d u r c h g e it does not indicate that the luminescent screen is arranged on a glass fiber mat is.