DE2508970A1

DE2508970A1 - Anzeigefeld und vorrichtung zur durch gasentladung bewirkten optischen anzeige von symbolen

Info

Publication number: DE2508970A1
Application number: DE19752508970
Authority: DE
Inventors: Tunekiyo Iwakawa; Akira Yano
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1974-03-05
Filing date: 1975-03-01
Publication date: 1975-09-25
Also published as: NL180965B; JPS579183B2; US3976971A; CA1027163A; GB1506905A; FR2263594B1; FR2263594A1; NL7502274A; DE2508970C2; NL180965C; JPS50120252A

Description

Anzeigefeld und Vorrichtung zur durch Gasentladung bewirkten optischen Anzeige von Symbolen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Anzeigefeld und eine Vorrichtung zur durch Gasentladung bewirkten optischen Anzeige von Symbolen und eine derartige Vorrichtung mit einem derartigen Anzeigefeld.

Bekannt sind zweierlei Arten derartiger optischer Anzeipevorrichtuncen. Eine Anzeigevorrichtung mit Gleichspannunp;sentladunp;, bei welcher die Elektroden in direktem Kontakt mit dem Entladegas stehen und eine Anzeigevorrichtung mit Wechselspannungsentladunp;, bei welcher die Elektroden mit einem dielektrischen Material überzogen sind und mit dem Entladegas keinen direkten Kontakt besitzen. Jede dieser Anzeigevorrichtungen arbeitet nach dem Prinzip, daß eine Spannung, die höher als die Spannung zur Einleitung der Entladung, d.h. also die Zündspannung ist, an die zwischen zwei Elektroden gebildete Entladestrecke, kurz genannte Zelle oder Element, angelegt wird, wodurch das Element sicltbar glimmen kann. Die Spannung zur Einleitung einer Entladung über den Zellen ist im

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allgemeinen etwa 100 und einige 10 V. Auch wenn diese Spannung vor Anlegen ah die Zelle zwischen den zwei Elektroden aufgeteilt wird, löst dies das Problem nicht, da die Spannung zum Aussteuern des Anzeigefeldes bzw. der Anzeigetafel immer noch so hoch ist, daß es äußerst schwierig ist, den Schaltkreis zur Aussteuerung der Anzeigetafel als integrierten Schaltkreis herzustellen.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Anzeigefeld und eine Vorrichtung zur durch Gasentladung bewirkten optischen Anzeige von Symbolen und eine Vorrichtung mit Anzeigetafel zu schaffen, die die genannten Nachteile vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 bzw. 5 bzw. 9 gelöst.

Es ist somit erfindungsgemäß ein optisches Anzeigefeld bzw. eine Anzeigetafel geschaffen, das ein erstes Trägerelement, auf dem · eine erste Elektrodengruppe gebildet ist, und ein zweites Trägerelement besitzt, auf dem die zweiten und dritten Elektroden in einer Ebene gebildet sind. Das erste und das zweite Trägerelement sind dabei einander gegenüberliegend angeordnet, so daß die erste Elektrodengruppe der zweiten und dritten Elektrodengruppe gegenüberliegt, wobei jede der Elektroden der zweiten Gruppe mindestens eine Elektrode der ersten Gruppe kreuzt und so eine Vielzahl von Zellen bildet. Ferner ist dabei jede Elektrode der dritten Gruppe mit jeder Elektrode der ersten Gruppe gepaart, wodurch ebenfalls eine Vielzahl von Zellen gebildet wird.

Erfindungsgemäß ist ferner eine Anzeigevorrichtung geschaffen, die zusätzlich zur ersten und zweiten Elektrode der bekannten Anzeigetafel eine dritte Elektrode verwendet, wobei die Elektrode für die Energiezuführung von der Elektrode zur Steuerung getrennt ist. Dabei ist die Spannung, die an die erste Elektrode angelegt ist,

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welche als Quelle für die Energiezuführung dient, dadurch gesteuert, da!¹« die Konstantspannungs-Charakteristik der zwischen der ersten und dritten Elektrode gebildeten Zelle verwendet wird. Somit wird die Nennspannung des Elementes, das Bestandteil des Schaltkreises ist und mit der Klemme der Steuerelektrode verbunden ist, herabgesetzt, damit die optische Anzeigevor-" richtung stabil arbeiten und billig hergestellt werden kann.

Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäföen Anzeigevorrichtung wird eine Spannung, d.h. eine Gleichspannung, die im Falle einer Gleichspannungsentladung höher als die Zündspannung ist, oder eine Wechselspannung, deren Amplitude im Falle einer Wechselspannungsentladung höher ist als die Zündspannung gleichbleibender Richtung, die die Zellen erhellen kann, welche sowohl durch die erste und zweite Elektrodengruppe als auch durch die erste und dritte Elektrodengruppe in der oben beschriebenen Weise gebildet sind, gemeinsam an sämtliche Elektroden der ersten Gruppe über Widerstände angelegt. Das Schalterelement, das mit jeder Elektrode der dritten Gruppe verbunden ist, synchron ein- oder ausgeschaltet, wodurch die Entladung Über der Zelle, die an jedem Oberdeckungsbereich der ersten und zweiten Elektrodengruppe gebildet ist zur wirksamen und stabilden optischen Anzeige gesteuert wird.

Weitere Einzelheiten und die grundsätzliche Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert wird. Es zeigen:

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Fig. 1 in ihrer. Gesamtheit eine durch Gasentladungen bewirkte optische Anzeigetafel in schemätischer Darstellung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei Fig. la eine perspektivische Ansicht eines ersten Trägerelementes, Fig. 1 a¹ einen Schnitt längs der Linie A-A¹ der Fig. la, Fig. Ib eine perspektivische Ansicht eines zweiten Trägerelementes und Fig. Ib¹ einen Schnitt längs der Linie B-B¹ der Fig. Ib darstellt,

Fig. 2 einen äquivalenten Schaltkreis zur Darstellung des Prinzips der Erfindung,

Fig. 3 ein eine Kennlinie enthaltendes Diagramm zur Darstellung des Prinzips der Erfindung,

Fig. 4 ein Schaltbild, in dem der Aufbau einer Vorrichtung zur durch Gasentladungen bewirkten optischen Anzeige gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist,

Fig· 5 und 6 Schaubilder der Spannungsform zur Darstellung der Wirkungsweise der in-Fig. 4 dargestellten Vorrichtung,

Fig. 7 ein Schaltbild, in dem der Aufbau der Anzeigevorrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, und

Fig. 8 ein Schaltbild, in dem der Aufbau der Anzeigevorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist.

Zur einfacheren Erklärung wird angenommen, daß die optische Anzeigevorrichtung eine solche mit Wechselspannungsentladung ist, die für jede Elektrodengruppe eine Elektrode besitzt. Eine impulsförmige Spannung der Frequenz f und der Amplitude Vu wird über einen Widerstand an eine erste Elektrode angelegt. In diesem Zustand wird der mit einer dritten Elektrode verbundene Schaltkreis eingeschaltet gehalten. Es erfolgt dann eine Entladung über ein Entladeelement bzw. -zelle (welche im weiteren

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als Steuerzelle bezeichnet wird) , die zwischen der ersten und dritten Elektrode gebildet ist, wenn die an der ersten Elektrode angelegten Spannung höher ist als die Zündspannung Vufc gleichbleibender Richtung der Steuerzelle ist. Wegen des dadurch in der Steuerzelle fließenden Stromes wird die Wellenform der impulsförmigen' Spannung verzerrt und über der Zelle wird ein Spannungsabfall erzeugt, wodurch die Spannung an der ersten Elektrode automatisch auf der Entlade-Haltespannung gleichbleibender Richtung der Steuerzelle gehalten wird. Währenddessen ist, wenn der mit der dritta Elektrode verbundene Schaltkreis im Zustand "Aus" ist, die Spannung an der ersten Elektrode die Summe aus der Entlade-Haltespannung Vusc gleicherbleibender Richtung und derjenigen Spannung V, die an der dritten Elektrode anliegt, d.h. also Vusc + V. Mit anderen Worten, es ist die an der ersten Elektrode anstehende Spannung von der Spannung V^ unabhängig, die an der ersten Elektrode über einen Widerstand anliegt, die jedoch den Wert Vusc oder Vusc + V je nach dem Zustand "Ein" oder "Aus" des mit der dritten Elektrode verbundenen Schalterelements annimmt.

Wenn das mit der dritten Elektrode verbundene Schalterelement in Zustand "Aus" ist, liegt an der zweiten Elektrode über dem Entladeelement bzw. -zelle (welche im folgenden als optische Anzeigezelle bzeichnet wird), welche zwischen der ersten und zweiten Elektrode gebildet wird, eine Spannung V. Währenddessen liegt, wenn das Schalterelement im Zustand "Ein" ist, an der zweiten Elektrode keine Spannung.

In der optischen Anzeigevorrichtung sollen sich die folgenden Bedingungen ergeben:

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Vufd > Vufc Vusd > Vusc

(1)

wobei Vufd und Vusd die Zündspannung gleichbleibender Richtung bzw, die Entlade-Haltespannung gleichbleibender Richtung der optischen Anzeigezelle ist.

Die folgende Tabelle zeigt, wie sich die Zustände der zwei Entladezellen, die den Bedingungen (1) und (2) genügen, entsprechend
dem jeweiligen Zustand der mit der zweiten und dritten Elektrode
verbundenen Schalterelement ändern.

Schaltzustand	3. Elektrode	Ein Ein	Ein Aus	Aus Ein.	Aus Aus
Elektroden-Spannung	2. Elektrode	Vusc 0	Vusc V	Vusc+V 0	Vusc+V V
1. Elektrode	Vusc	Vusc-V	Vusc+V	Vusc
2. Elektrode	dunkel	dunkel	hell	dunkel
Spannung über der optischen Anzei gezelle zwischen der 1. und 2. Elek trode
Entladezustand der optischen Anzei gezelle zwischen der 1. und 2. Elek trode

Dabei sei bemerkt, daß der Wert von V der folgenden Bedingung genügt Vufd < Vusc +V (3).

Wenn die Bedingungen (1), (2) und (3) erfüllt sind, glimmt die Anzeigezelle nur, wenn das Schalterelement der dritten Elektrode aus und Schalterelement der zweiten Elektroden ein ist.

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Die Bedingungen (1) und (2) können dadurch einfach erfüllt werden, daß die.Fläche der Steuerzelle größer gemacht wird als die der Anzeigezelle. Die Bedingung (3) kann nur abhängig von der Nennspannung der mit der zweiten und dritten Elektrode verbundenen Schalterelemente beliebig bestimmt werden.

Es ist klar, daß dieses Wirkungsprinzip in gleicher Weise auf eine Anzeigevorrichtung angewendet werden kann, die statt der einzelnen Elektrodengruppe eine Vielzahl von Elektroden besitzt. Bei einer solchen Anwendung muß jedoch berücksichtigt werden, daß die Zündspannung und die Entlade-Haltespannung bei den Entladezellen unterschiedlich sind.

Weil, wie in der vorstehenden Tafel angedeutet, die an die Entladezelle angelegte Spannung von der Entlade-Haltespannung Vusc der Steuerzelle und von der induzierten bzw. anliegenden Spannung V, die nur durch die Nennspannung der Schalterelemente begrenzt ist, abhängig ist, ist die an die Entladezelle angelegte Spannung gegenüber Änderungen der externen Spannung, d.h. gegenüber der über einen Widerstand an die ersten Elektroden angelegten Spannung sehr stabil. Währenddessen steht an der Anzeigezelle eine Oberspannung Vusc +V- Vufd an. Da diese Spannung nahezu proportional zur Helligkeit der Glimmanzeige ist, kann eine Helligkeits-Modulation an der Anzeige dadurch erfolgen, daß die an der zweiten Elektrode anliegende Spannung V gesteuert wird.

Die Steuerzelle ist immer dann hell, wenn die Anzeigezelle dunkel ist. Dies schaltet Entladeverzögerungen aus, was bei mittels Gasentladung arbeitenden optischen Anzeigeröhrchen der bekannten Art der Fall ist.

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Desweiteren erfordert der Treiber-bzw. Ansteuerkreis der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung eine impulsförmige Spannung ho-

her Frequenz nicht für sämtliche Elektrodengruppen, wie bei den bekannten Schaltkreisen, sondern nur für die erste Elektrodengruppe, die als Quellen für die Energiezuführung dient. Zusätzlich genügt für die Steuerelektroden, d.h. für die zweite und dritte Elektrodengruppe eine gleichspannungsähnliche Spannung oder eine Spannung niedriger Frequenz. Auf diese Weise benötigt man für den Treiberkreis keine UND-Gatter mehr, der Aufbau des Schaltkreises ist vereinfacht und der Energieverbrauch des Schaltkreises ist verringert.

Wenn ferner die Erfindung für eine X-Y-Punkte-Matrix-Anzeige bei Abtastelektroden verwendet wird, weisen die Schaltkreise, die wie UND-Gatter wirken, Steuerzellen auf, die zwischen der ersten und dritten Elektrodengruppe in der Anzeigetafel bzw. -feld'.gebildet sind. Infolgedessen ist die Anzahl der verwendeten Treiberkreise merklich verringert.

Fig. 1 enthält schematische Abbildungen, die eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur optischen Ziffernanzeige zeigen. Dabei zeigt Fig. la den Aufbau eines ersten Trägerelementes 1, das im wesentlichen aus einem Glasträger 11 gebildet ist, auf dem eine erste Elektrodengruppe 12 mit einem Oberzug aus einem dielektrischen Film 13 gebildet ist. Fig. Ib zeigt den Aufbau eines zweiten Trägerelementes 2, das in der Weise aufgebaut ist, da/⁵- eine zweite Elektrodengruppe 15 und eine dritte Elektrodengruppe 16 auf einem Glasträger m gebildet sind, wobei die Elektrodenbereiche, ausgenommen die Teile, die von den Elektroden 15 und 16 wegführen, mit einem dielektrischen Film 17 überzogen sind. Ein weiterer dielektrischer Film 20 ist auf dem dielektrischen Film 17 gebildet, ausgenommen an den

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Teilen 18, an, denen optische Anzeigezellen gebildet sind. Das " erste und das. zweite Trägerelement 1, 2 sind einander gegenüberliegend angeordnet, derart, daß die Teile 12a, an denen die optischen Anzeigezellen der ersten Elektrodengruppe 12 gebildet sind, mit den Zwischenräumen 18 übereinstimmend bzw. diesen gegenüberliegen, an denen die optischen Anzeigezellen des zweiten TrägeieLementes 2 gebildet sind, und derart, daß die Teile 12b, an denen die Steuerzellen der ersten Elektrodengruppe 12 gebildet sind, mit den Zwischenräumen 19 übereinstimmen bzw. diesen gegenüberliegen, an denen die Steuerzellen des zweiten Trägerelementes 2 gebildet sind. Die Außenkanten der beiden Träger 1 und 2 sind mit Glasfritte bzw. gesintertem Glas hermetisch abgedichtet. In die Zwischenräume 18, die die Anzeigezellen mitbilden, und in die Zwischenräume 19, die die Steuerzellen mitbilden, wird ein für eine Entladung geeignetes Gas (Entladegas), wie beispielsweise Neon eingefüllt. Auf diese Weise ist eine optische Ziffernanzeigetafel bzw. ein derartiges Anzeigefeld geschaffen. Die optische Anzeigezelle dieser Anzeigetafel ist hinsichtlich ihrer Konstruktion genau dieselbe, wie die der sog. Plasma-Anzeigetafel, ausgenommen, das eine Gruppe von SteuerzeIlen verwendet wird, die in den Zwischenräumen 19 gebildet sind, wo die erste Elektrodengruppe 12, der dritten Elektrodengruppe 16 entspricht, bzw. mit ihr gepaart ist.

Die Beziehung zwischen der optischen Anzeigezelle und der Steuerzelle wird im folgenden anhand der Fig. 2 beschrieben, in welcher die Anzeigezelle und die Steuerzelle, die durch eine der Elektroden der ersten Gruppe und durch jede der Elektroden der zweiten bzw. dritten Gruppe gebildet sind, durch äquivalente Schaltkreise ersetzt und dargestellt sind. In Fig. 2 bezeichnet die Ziff. 21 eine Elektrode, die eine Elektrode der ersten Gruppe darstellt, Ziff. 22 eine Elektrode der zweiten Gruppe, Ziff. 23 eine Elektrode

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der dritten Gruppe und Ziff. 24 und 25 Kondensatoren, die die Anzeigezelle bzw. die Steuerzelle darstellen. Demgegenüber sind Schalter 26 und 27 für diejenigen Schalterkreise gesetzt, die mit der zweiten bzw. dritten Elektrodengruppe verbunden sind. Zwischen jeder der Elektroden der ersten Gruppe ist ein· stabilisierender Widerstand 28 und eine Hochfrequenz-Energiequelle 29 angeordnet.

Wenn die Schalter 26 und 27 geschlossen sind und wenn die Energiequelle 29 eine Spannung liefert, die höher ist als die Zündspannung gleichbleibender Richtung der optischen Anzeigezelle 24 und der Steuerzelle 25, findet an der Entladezelle 24 oder 25 ein Glimmen statt, je nachdem welche der Zellen eine niedrigere Zündspannung besitzt. Infolgedessen fließt durch den Widerstand ein Strom, die Hochfrequenz-Spannung an der Elektrode 21 fällt ab, ihre Wellenform bricht zusammen, die effektive Spannung an der Zelle über der Elektrode 21 fällt auf die Entlade-Haltespannung gleichbleibender Richtung der gezündeten der beiden Zellen ab und die Zelle", deren Zündspannung höher ist, wird somit nicht gezündet. Wenn dann derjenige Schalter, der mit der Zelle die aufgeleuchtet hat, verbunden ist, ausgeschaltet wird, während der Schalter, der mit der nichterhellten bzw. dunklen Zelle verbunden ist, eingeschaltet gehalten wird, wird die helle Zelle dunkel und die andere Zelle wird hell. Es wird deshalb erfindungsgemäß der Zustand der Anzeigezelle durch Verwendung einer gemeinsamen Energiequelle entsprechend dem helüai oder dunklen Zustand der Steuerzelle indirekt gesteuert. Um diese Wirkung zu erreichen, müssen die Anzeigezelle und die Steuerzelle den folgenden Bedingungen genügen:

Vufc < Vufd (5)

Vusc < Vufd (6),

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wobei Vufc d^e Zündspannung gleichbleibender Richtung der Steuerzelle,

Vufd die Zündspannung gleichbleibender» Richtung der Anzeigezelle und

Vusc die Entlade-Haltespannung gleichbleibender Richtung der Steuerzelle ist.

Wenn die Anzeigezelle der Fig. 2 den Bedingungen (5) und (6) genügt, ist die Steuerzelle 25 gezündet und die Anzeigezelle 24 ist liicht gezündet, wenn die Hochfrequenz-Spannung bei eingeschalteten Schaltern 26 und 27 eingeschaltet ist. Wird dann der Schalter 27, der mit der Steuerzelle verbunden ist, ausgeschaltet, wird die Anzeigezelle gezündet. In diesen Zustand, d.h. in welchem der Schalter 26 ein und der Schalter 27 aus ist, wird, wenn der Schalter 27 eingeschaltet wird, die Steuerzelle 24 hell und die Anzeigezelle 2& dunkel, soweit diese Elemente der folgenden Bedingung genügen :

Vufc < Vusd ■ (7)

wobei Vusd die Entlade-Haltespannung gleichbleibender Richtung der Anzeigezelle ist.

Im allgemeinen ist die Zündspannung höher als die Entlade-Haltespannung und es sind deshalb die Bedingungen (5), (6) und (7) gemeinsam durch die Bedingung (7) repräsentiert.

Die Bedingung (7) kann leicht dadurch erreicht werden, daß der Bereich bzw. die Fläche der Steuerzelle größer gemacht wird als derjenige bzw. diejenige jeder Anzeigezelle. Auf diese Weise wird die Änderung des elektrischen Feldes ausgenützt, das im Entladeraum bzw. in der Entladestrecke 18 entsprechend dem dielektrischen Film 20 der Fig. 1 erzeugt wird, und/oder durch Änderung des Spaltes des Entladeraumes der Anzeigezelle als auch des Spaltes des Entladeraumes der Steuerzelle.

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Fig. 3 zeigt die Beziehung zwischen der Spannung V„ der Hochfrequenz-Energiequelle 29 und der Spannung V- der ersten Elektrode 21.

In dem Zustand, in dem der mit der Steuerzelle verbundene Schalter 27 im Einzustand gehalten ist, wenn die Spannung der Energiequelle 29 stufenweise vergrößert wird, wird sich der Entladezustand der Steuerzelle ändern. Wenn die Spannung der Energiequelle niedrig ist, findet eine Entladung in dem Bereich der Steuerzelle statt, in welchem die Zündspannung ein Minimum ist. Wenn'die Spannung der Energiequelle anwächst, breitet sich die Entladung im gesamten Zwischenraum der Zelle aus. Während dieses Schrittes wird die Spannung V₁ der Elektrode 21 nahezu konstant gehalten, was auf der Entladecharakteristik bei konstanter Spannung beruht. Wenn sich jedoch die Entladung über die ganze Steuerzelle ausbreitet, bedingt dies, daß sich die Spannung V₁ schnell erhöht und die Entlade-Haltespannung der Anzeigezelle 24 übersteigt. Um zu verhindern, daß dieser Zustand eintritt, ist es notwendig, die Entladung vor dem Ausbreiten über die gesamte Zelle durch geeignete Wahl der Hochfrequenz-Spannung der Energiequelle und des Wertes des Widerstandes 28 aufzuhalten.

Gemäß Fig. 2 ist die Kennlinie der Anzeigezelle 24 ähnlich derÜer Steuerzelle 25 und die Spannung der Hochfrequenz-Energiequelle 29 und der Wert des Widerstandes 28 sind so gewählt, daß die Entladung sich nicht über die gesamte Steuerzelle ausbreitet, wenn der Schalter 27 der Steuerzelle 25 im Zustand "Ein" ist. Sogar wenn der Schalter 27 der Steuerzelle ausgeschaltet und der Schalter 26 der Anzeigezelle eingeschaltet wird, bereitet sich deshalb die Entladung in der Anzeigezelle nicht über den gesamten Raum aus,

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sondern ist auf einen Teil des Raums begrenzt, solange der Bereich bzsw. die Fläche der Steuerzelle gleich demjenigen der Anzeigezelle ist. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, daß der Bereich der Anzeigezelle kleiner sein muß als derjenige der Steuerzelle, damit sich eine Entladung über die gesamte Anzeigezelle ausbreitet, um so die erwünschte visuelle Anzeige zu ermöglichen.

Das Prinzip des o.g. Phänomens kann auch bei einer Vielzahl von Steuer- und Anzeigezellen angewendet werden. In einem solchen Anwendungsfall sollte die Bedingung (7) auf der geri&sten der Zündspannungen einer Vielzahl von Anzeigezellen basieren, die mit den einzelnen Steuerzellen parallel geschaltet sind.

Optische Anzeigevorgänge, bei denen Schalter verwendet werden, die mit der Anzeige- und der Steuerzelle verbunden sind, sind beschrieben worden. Bei einer praktisch angewendeten Vorrichtung, bei der die optische Anzeige mittels Gasentladungen bewirkt wird, werden statt Schalter Schalterkreise verwendet. Die Kosten eines Schalterkreises ändern sich entsprechend der Nennspannung, die für das verwendete Schalterelement erforderlich ist, in weiten Bereichen. Im allgemeinen kann man sagen, daß je größer die geforderte Nennspannung ist desto höher auch die Kosten des Schalterkreises sind.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel eines Schalterkreises und die Fig. 5 und 6 die Zeitsteuerungen der Eingangs- und Ausgangsspannungen, die am Schalterkreis der Fig. 4 anliegen. Dieser Schalterkreis wird nun im folgenden in Einzelheiten beschrieben.

In Fig. 4 stellt ein Kondensator 41 eine Gruppe Steuerzellen dar, ein Kondensator 42 eine Gruppe optischer Anzeigezellen, eine Elektrode 43 eine derste Elektrodengruppe,eine Elektrode 44 eine zweite Elektrodengruppe, eine Elektrode 45 eine dritte Elektrodengruppe und ein Widerstand 46 einen stabilisierenden Widerstand, der

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zwischen einer Hochfrequenz-Energiequelle 47 und der ersten Elektrodengruppe angeordnet ist. Ein Transistor 4 8 wirkt als Schalterelement, der bzw. das mit der zweiten Elektrodengruppe 44 verbunden ist, und ein Transistor 49 als Schaltelement, der bzw. das mit der dritten Elektrodengruppe 45 verbunden ist. Dioden 39 und 40 schützen die Transistoren 48 und 49 derart, daß die Hochfrequenzspannung, die durch die Hochfrequenz-Energiequelle 47 der zweiten und dritten Elektrodengruppe 44 un 45 über die Gruppe Anzeigezellen 42 und die Gruppe Steuerzellen 41 zugeführt wird, auf eine gegebene Spannung V festgelegt wird, wenn die Transistoren 4 8 und 49 in ihrem Aus- bzw. Sperr-Zustand sind. Für diese Festlegung bzw. Begrenzung wird eine Gleichspannungquelle 3 8 verwendet*

Die Anzeigezelle 42 und die Steuerzelle 41 erfüllen die Bedingung (7) und die Spannung der Hochfrequenz-Energiequelle 47 und der Wert es Widerstandes 46 sind derart bestimmt, daß eine sich über die gesamte Steuerzelle ausbreitende Entladung nicht auftreten kann. Die Spannung V„ der Energiequelle 47 nimmt eine kontinuierliche rechteckförmige Wellenform a an, die in Fig. 5 dargestellt ist. Wenn an die Basis 37a und 37b der betreffenden Transistoren 48 Erneuerungs- bzw. Wiederholungssignale b., und bj angelegt werden, schalten die Transistoren 4 8 je nach den Wiederholungssignalen ein oder aus. Wenn der sich im Ein- bzw. leitenden Zustand befindliche Transistor eine sehr geringe Impedanz besitzt, wird über die Zelle am Kollektor des Transistors keine Hochfrequenzspannung induziert bzw. angelegt. Demgegenüber wird, wenn der Transistor im Aus- bzw. Sperr-Zustand ist, am Kollektor eine Hochfrequenzspannung mit einer Amplitude V der Begrenzungs- oder Klemmspannung induziert bzw. angelegt. Infolge dessen erscheinen an den Elektroden 44a und 44b der zweiten Elektrodengruppe die Spannungsformen d^ und dj. In ähnlicher Weise ergeben sich, wenn

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Daten-Signale c* und C₂ an die Basis 36a und 36b der betreffenden Transistoren 49 angelegt werden, Spannungsformen e^ und e„ an den Elektroden U5a und 45b der dritten Elektrodengruppe.

Die Spannungen an den Elektroden 43a'und 43b der ersten Elektrodengruppe, die den Elektroden 45a und 45b der dritten Elektrodengruppe entsprechen, besitzen die Wellenformen f- und f„ der Fig. 6, welche die Summen der Entlade-Haltespannungen Vusc der Steuerzellen 41a und 41b und der Spannungen V darstellen, die an den Elektroden 45a und 45b angelegt sind. Demzufolge wird eine Spannung Vusc der Wellenform g^ der Fig. 6, d.h. eine Spannungsdifferenz aus d^^ und^₁ der Fig. 6 an die Anzeigezelle 42aa angelegt, die zwischen den Elektroden 43a der ersten Elektrodengruppe und der Elektrode 44a der zweiten Elektrodengruppe gebildet ist', mit dem Ergebnis, daß diese Zelle nicht gezündet wird. Wird jedoch eine Spannung der Wellenform g₂ der Fig. 6 an die Anzeigezelle 42bb angelegt wird, die zwischen den Elektroden 44b und 43b gebildet ist, wird diese Zelle bie der Bedingung Vusc + V>Vufd gezündet werden.

Erfindungsgemäß wird also, wie oben beschrieben,eine Spannung von der Hochfrequenz-Energiequelle an die erste Elektrodengruppe über einen geeigneten Widerstand angelegt, ferner wird ein Wiederholungs· signal angelegt, um die Schalterelemente, die mit den Einzelelektroden der zweiten Gruppe verbunden sind, aufeinanderfolgend einzuschalten, ferner wird ein mit dem Wiederholungssignal synchrones Signal angelegt, so daß jedes der Schalterelemente, die mit den Einzelelektroden der dritten Gruppe verbunden sind, ausschaltet, wenn dieses Schalterelement ausgewählt ist, und ferner erfüllt die Spannung V, die an den Einzelelektroden der zweiten und dritten Gruppe angelegt ist, die Bedingung V + Vusc>Vusd. Bei diesem Vorgang wird die ausgewählte Anzeigezelle gezündet, so daß sie glimmt, wodurch die gewünschte optische Anzeige . erreicht wird.

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Fig. 7 zeigt.,einen anderen Schaltkreis gemäß der Erfindung, in welchem statt der Begrenzungs- bzw. Klemmdiode der Fig. 4 ein Widerstand 71 und statt der Gleichspannungsquelle der Fig. 4 eine Zener-Diode 7 2 verwendet ist. Die Wirkungsweise dieses Schaltkreises ist dieselbe, wie sie anhand der Fig. 4 beschrieben wurde.

Im folgenden werden nun Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.

Beispiel 1:

Der in Fig. 4 dargestellte Treiberkreis wurde verwendet, um eine 12-stellige, optische Ziffernanzeigetafel bzw. -feld mit einem

2 Bereich bzw. einer Fläche der Anzeigezelle von 15 mm und einem

2 Bereich bzw. einer Fläche der Steuerzelle von 75 mm mit Hilfe einer Hochfrequenz-Energiequelle 47 und 240 V und 110 kHz und einer Gleichspannungsquelle 38 von 40 V anzusteuern. Diese Anzeigetafel arbeitete stabil.

Beispiel 2:

Die Anzeigetafel des Beispiels 1 wurde mit dem Schaltkreis der Fig. 7 mit einem Widerstand 71 von 20 kü und einer Zener-Spannung der Zener-Diode 72 von 30 V angesteuert. Die Anzeigetafel arbeitete stabil.

Beispiel 3;

Die Anzeigetafel des Beispiels 1 wurde mit dem Schaltkreis der Fig. 7 angesteuert, in welchem eine Gleichspannungsquelle statt der Zener-Diode verwendet wurd, und es wurde ein Signal» das

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hochfrequent ,hin und her kippt, welche Frequenz in Phase mit der Hochfrequenzspannung der Energiequelle ist, an die Basisklemme jedes Scheiterelements angelegt. Die Tafel arbeitete selbst bei einer Gleichspannung von 20 V stabil.

Beispiel 4:

Die Erfindung wurde für eine X-Y-Punkte-Matrix-Anzeigetafel bei einer Abtastung der in Fig. 8 dargestellten Art verwendet. In Fig. 8 bezeichnet der mit strichpunktierten Linien eingerahmte Bereich die Anzeigetafel. Elektrodengruppen 81, 82 und 83 entsprechen der ersten, zweiten bzw. dritten Elektrodengruppe der Fig. 4 und arbeiten in derselben Weise wie die der Fig. 4. Dieses Beispiel ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Hochfrequenz-Energiequellen 8U über Widerstände mit der ersten Elektrodengruppe 81 verbunden sind und daß die dritte Elektrodengruppe 83 in eine Vielzahl von Untergruppen unterteilt ist. Die Matrix wird in folgender Weise abgetastet. Die Hochfrequenz-Energiequellen 84 werden in der Reihenfolge a - b - c wieder eingeschaltet und die Untergruppen A, B, C und D der Elektrodengruppe 83 werden in der Reihenfolge A-B-C-D jedesmal dann ausgeschaltet, wenn die Hochfrequenz-Energiequellen 84 in der Reihenfolge a - b - c wiedr eingeschaltet werden. Auf diese Weise tasten die Spannungen, die an die Elektrodenspalte angelegt werden, die Matrix zur Anzeige nach dem vorher beschriebenen Prinzip ab. Die Erfindung ermöglicht es, wenn sie bei Abtastelektroden einer X-Y-Punkte-Matrix-Anzeigetafel verwendet wird, UND-Gatter innerhalb der Tafel zu bilden, wodurch die Anzahl der erforderlichen Treiber- bzw. Ansteuerelemente sehr wesentlich verringert wird.

Es ist offensichtlich, daß die in Fig. 8 dargestellte Tafel wirksam als Abtastvorrichtung sowie als abtastende statische Druckvorrichtung verwendet werden kann.

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Wenn die zeitliche Breite des Eingang-Impulses an dem mit der Elektrode 82 (Fig. 8) verbundenen Schalterelement verändert wird, verändert sich die Helligkeit der Anzeigezelle aus demselben Grunde, wie in der Plasmaanzeige wodurch man eine Graustuf ung bei der Anzeige erhalten kann.

Erfindunggemäß können die Anzeige- und SteuerzeIlen getrennt hergestellt und dann die beiden Arten von Zellen äußerlich miteinander verbunden werden. Ferner kann, wenn die Entlade-Haltespannung der Anzeigezelle niedriger ist als die Zündspannung der Steuerzelle ist, eine externe Treiberschaltung verwendet werden, wodurch die erstere Spannung scheinbar höher gemacht wird als die letztere. Ferner kann erfindungsgemäß eine Anzeigevorrichtung, in welcher der Bereich der Anzeigezelle größer ist als der der Steuerzelle, mit Hilfe eines externen Schaltkreises, der unter entsprechenden Bedingungen arbeitet, angesteuert werden.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

l.J Anzeigefeld für eine Vorrichtung zur durch Gasentladung bewirkten optische Anzeige von Symbolen mit einer ersten und zweiten Elektrodengruppe, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigefeld ein erstes Trägerelement (1), das auf einer einzigen Oberfläche die erste Elektrodengruppe (12) besitzt, und ein zweites Trägerelement (2) aufweist, das auf einer einzigen Oberfläche die zweite und eine dritte Elektrodengruppe (15 bzw. 16) besitzt, daß die Oberfläche des ersten Trägerelementes (1) der Oberfläche des zweiten Trägerelementes (2) unter Bildung eines gegebe- " nen Spaltes gegenüberliegt, so daß eine Vielzahl von Entladestrecken für die optische Anzeige an Stellen gebildet ist, an denen die zweite Elektrodengruppe (15) wenigstens eine Elektrode der ersten Gruppe (12) überdeckt, und Entladestrecken zur Steuerung an Stellen gebildet sind, an denen die dritte Elektrodengruppe (16) mit der ersten Elektrodengruppe (12) gepaart ist, daß die Trägerelemente Cl, 2) an ihren äußeren Kanten hermetisch abgedichtet sind und daß in den Anzeige- und Steuer-Entladestrecken ein Entladegas enthalten ist.

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INSPECTED
2. Anzeigefeld.iiach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Elektrodengruppe (12i 15, 16) an wenigstens einem der Trägerelemente (1; 2) mit einem dielektrischen Ma-. terial (13; 17, 20) überzogen ist.
3. Anzeigefeld nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der Ertladezelle, die im Oberdeckungsbereich jeder der Elektroden der ersten Gruppe (12) und jeder der Elektroden der zweiten Gruppe (15) gebildet ist, gleich derjenigen oder kleiner als diejenige Fläche der Entladezelle ist, die im Öberdeckungsbereich jeder der Elektroden der ersten Gruppe (12) und der betreffenden Elektrode der dritten Gruppe (16) gebildet ist.
4. Anzeigefeld nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichtfläche des Anzeigefeldes mit einem undurchsichtigen Material in den Bereichen überzogen ist, die den Oberdeckungsbereichen der ersten Elektrodengruppe (12) und der dritten Elektrodengruppe (16) entsprechen.
5. Vorrichtung zur durch Gasentladung bewirkten optischen Anzeige von Symbolen, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine Gruppe Widerstände (46, 81), deren jeweils eines Ende mit jeder der Elektroden der ersten Gruppe (12, 43, 81) verbunden ist, mindestens eine Energiequelle (47, 84), die mit dem anderen Ende jedes Widerstandes verbunden ist, eine erste Gruppe Schalterelemente (49), von denen jedes Element mit einem Ende jeder der Elektroden der dritten Gruppe (16, 45, 83) verbunden ist und eine zweite Gruppe Schalteielemente (48) aufweist, von denen jedes Element mit einem Ende jeder der Elektroden der zweiten Gruppe (15« 44, 82) verbunden ist, daß die erste Gruppe Schaltelemente (49) zur Steuerung

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der Spannungen an der ersten Elektrodengruppe (12, 43, 81) über die Steuer-Entladestrecken schaltbar ist, und daft die zweite Gruppe Schalterelemente (48) synchron mit der ersten Gruppe Schalteielemente (49) schaltbar ist, um die Anzeige-Entladestrecken seKctiv zum Glimmen zu bringen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Elektroden der ersten Gruppe (12, 43) gemeinsam mit einer Hochfrequenz-Energiequelle (47) über Widerstände (46) verbunden sind, daß Impedanzelemente mit der betreffenden Elektrode der dritten Gruppe (16, 45) verbunden sind, von denen jede jeder Elektrode der ersten Gruppe (12, 43) entspricht, daß der Entladezustand der zwischen jeder der Elektroden der ersten Gruppe und jeder der Elektroden der zweiten Gruppe gebildeten Entladestrecke durch Änderung der Impedanz jeder der variablen Impedanzelemente gesteuert ist, daß die Hochfrequenzspannung, die an jede der Elektroden der ersten Gruppe (12, 43) angelegt ist, über deren Entladezustand gesteuert ist, und daß die Impedanz jeder der variablen Impedanzelemente, die mit der zweiten Elektrodengruppe (15, 44) verbunden sind, synchron mit der Änderung der Impedanz der mit der dritten Elektrodengruppe (16, 45) verbundenen variablen Impedanzelemente veränderlich ist, wodurch die zwischen der ersten und der zweiten Elektrodengruppe gebildeten Zellen der optischen Glimmanzeige selektiv gezündet werden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Elektroden der ersten Gruppe (12, 43) und jede der Elektroden der dritten Gruppe (16, 45) über eine Diode (39, 40)

' oder einen Widerstand (71) an eine Gleichspannungsquelle (38) angeklemmt ist.

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8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von hoher Impedanz zu niedriger Impedanz des mit jeder der Elektroden der zweiten oder dritten Gruppe (15, 44; 16, 45) verbundenen variablen Impedanzelementes gesteuert ist, wodurch die Anzahl der Entladungen in jeder der zwischen der ersten und der zweiten Elektrodengruppe (12, 43;;i5, 44) gebildeten Entladestrecken gesteuert und so die Helligkeit der Glimmentladung moduliert wird.
9. Vorrichtung mit einem Anzeigefeld nach einem der Ansprüche 1 bis 3,5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hochfrequenzspannung, die dieselbe oder eine gegengerichteie Phase wie di< der Spannung der Hochfrequenz-Energiequelle (47) besitzt, selektiv an jede der Elektroden der zweiten Gruppe und an jede der Elektroden der dritten Gruppe liegt, wodurch die Zellen an den Öberdeckungsbereichen der ersten und zweiten Elektroden zur optischen Glimmanzeige selektiv gezündet werden.
10. Vorrichtung mit einem Anzeigefeld nach einem der Ansprüche 1 bis 3,5 oder 9 dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrodengruppe (81) in eine Vielzahl Untergruppen unterteilt ist, in denen jede eine Vielzahl Elektroden besitzt, wobei jede Elektroden-Untergruppe gemeinsam über Widerstände (81) mit einer Energiequelle (84) verbunden ist, daß die dritte Elektrodengruppe (83) in eine Vielzahl von Untergruppen (A,B,C,D) unterteilt ist, von denen jede eine Vielzahl Elektroden besitzt, daß die mit den einzelnen Untergruppen der ersten Elektrodengruppe verbundenen Energiequellen (84) abwechselnd arbeiten, daß ein elektrisches Signal abwechselnd an den einzelnen Untergruppen (A,B,C,D) der dritten Elektrodengruppe (83) anliegt, wodurch die Einzelelektroden der ersten Gruppe (81) durch Entladungen über die zwischen der ersten und der dritten Elektrodengruppe gebildeten Entladestrecken abwechselnd ausgewählt sind, * daß ein

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elektrisches Signal an die einzelnen Elektroden der zweiten Gruppe (82) synchron mit der abwechselnden Auswahl der einzelnen Elektroden der ersten Gruppe (81) angelegt ist, und daß so eine Vielzahl von zwischen der ersten und der zweiten Elektrodengruppe gebildeten Entladestrecke zur optischen Glimmanzeige selektiv gezündet wird.

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