DE2117919A1 - - Google Patents

Description

München, den 13 14*1 - Pk/Bu

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SPERRY RAND CORPORATION, New York, New York IOOI6, USA

Gasentladungs-Darstellungsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf Gasentladungs-Darstellungs- oder Aneeigevorrichtungen.

Bestimmte Arten bekannter Darstellungsvorrichtungen verwenden lichtaussendende Halbleiterelemente, wie zum Beispiel Gallium-Arsenid-Dioden, die in Matrix-Konfigurationen angeordnet sind. Eine selektive Ansteuerung der Elemente der Matrix erzeugt sichtbare Darstellungen der erwünschten Symbole. Vorrichtungen dieser Art wrweisen sich in vielen Fällen aufgrund der hohen Kosten der verwendeten Halbleiterelemente als aufwendig. Weiterhin sind die gegenwärtig erhältlichen lichtaussendenden Halbleiterelemente nicht zur Erzeugung von Lichtausgängen mit hoher Intensität geeignet, wodurch die Fälle in denen derartige DarstellungBVorrichtungen wirksam verwendet werden können, begrenzt werden.

Weiterhin sind Gasentladungs-Darstellungsvorrichtungen bekannt, die eine Wechselspannungs-Erregung längs der Elektroden der die Darstellung bildenden Elemente erfordern, um elektrische Entladungen durch das Gas hindurch zu zünden und aufrecht zu erhalten. Derartige Darstellungsvorrichtungen neigen dazu, Hochfrequenz-Störsignale zu erzeugen, die möglicherweise den

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Betrieb elektronischer Ausrüstungen in der Nähe behindern. Wechselspannungs-Erregung verwendende Darstellungsvorrichtungen erfordern komplizierte Adressierungs- und Ansteuerungsschaltungen zur vorzugsweisen Zündung von Entladungen an ausgewählten Elementen der Vorrichtung um die erwünschten Symbole zu bilden. Derartige Vorrichtungen erweisen sich in vielen Fällen als äußerst aufwendig. Zusätzlich erfordern wechselspannungserregte Darstellungsvorrichtungen oftmals übermäßig große Ansteuerungsspannungen, wodurch die oben erwähnten Probleme weiter verstärkt werden.

Außerdem sind gleichspannungs-erregte Gasentladungs-Darstellungsp Vorrichtungen bekannt, bei denen verschiedene der oben erwähnten Nachteile von wechselspannungs-erregten Darstellungsvorrichtungen fortfallen. Beispielsweise strahlen gleichspannungserregte Vorrichtungen keine Hochfrequenzstörsignale aus, erfordern keine komplizierten Adressierschaltungen und erfordern weiterhin keine übermäßig großen Ansteuerungsspannungen, wie dies bei Wechselspannungs-Vorrichtungen der Fall ist. Gleichspannungserregte Darstellungsvorrichtungen verwenden in vielen Fällen orthogonal ausgerichtete Leitersätze, die sich in einem ionisierbarem Gas oder einzeln ansteuerbaren Gaszellen befinden. Durch Anlegen eines geeigneten Gleichspannungspotentials zwischen ausgewählten

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LeiterBider Vorrichtung werden Gasentladungen in den Gaszellen der Vorrichtung gezündafe. Aufgrund der in vielen Fällen an den Kathodenelektroden auftretenden Metallzerstäubung treten bei Vorrichtungen dieser Art häufig Ausfälle und Verschlechterungen der Betriebseigenschaften aufgrund von Kathodenabtragung, Kurzschlüssen zwischen den Elektroden und Verdunkelung der durchsichtigen Betrachtungshülse aufgrund der Abscheidung von Kathodenmaterial auf. Um eine helle Darstellung zu erzielen müssen hohe Ströme zwischen den Elektroden der Elemente verwendet werden, wodurch das Zerstäubungsproblem verstärkt wird und weiterhin die Betriebsdauer der Vorrichtung verkürzt wird.

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Kathoden mit großen Oberflächen können zur Verringerung der Abtragungseffekte der Zerstäubung verwendet werden. Dies

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ergibt jedoch schlechtdefinierte /Slimmentladungen, die über ( die vergrößerten Kathodenoberflächen verstreut sind und damit eine Darstellung mit unzureichender Auflösung ergeben.

Obwohl verschiedene der bekannten Arten von Vorrichtungen Kathodenelemente mit hohlen Teilen aufweisen ist das glimmen / in vielen Fällen nicht auf die hohlen Teile begrenzt, wodurch die oben erwähnten Probleme vergrößert werden. Zusätzlich ragen die Anodenelektroden bekannter Vorrichtungen vielfach in die hohlen Teile der Kathoden hinein und ergeben Kurzschlüsse zwischen den Elektroden aufgrund des zerstäubten Kathodenmetalls. Die von derartigen bekannten Vorrichtungen gelieferten Kathoden-^Himmentladungen toerden in vielen Fällen durch ( enge öffnungen betrachtet, wodurch der Lichtausgangs-Wirkungsgrad verringert wird.

Vorrichtungen der oben beschriebenen Art können beispielsweise für großflächige computer-betätigte Informationsdarstellungen oder für kleinere alphanumerische Auslese-Anzeigen oder für helle Außen-Darstellungsfelder verwendet werden, wie sie für kommerzielle Werbungszwecke verwendet werden. Die oben erläuterten Nachteile, wie zum Beispiel unzureichende Auflösung, kurze Lebensdauer, unzureichende Lichtausgangsleistung, behinderte

^lflimmentladungen und hohe Kosten ergeben in vielen Fällen / eine Begrenzung der Brauchbarkeit derartiger Vorrichtungen, für Anwendungen der beschriebenen Art.

Entsprechend einem erfindungsgemäßen Grundgedanken umfaßt eine Gasentladungs-Darstellungsvorrichtung Kathodenmittel mit einer Anzahl von hohlen, in einem vorgegebenen Muster angeordneten Kathodenteilejjfmit Abstand von den Kathodenmitteln angeordnete / Anodenmittel, die in der Nähe^jedoch zur Verringerung von / Kurzschlüssen zwischen den Elektroden aufgrund von Zerstäubung

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außerhalb der hohlen Teile angeordnet sind, gasdichte, die hohlen Teile und die Anodenmittel zusammen mit einem ionisierbarem Gas einschließende Umhüllungsmittel, die einen durchsichtigen Teil zur Betrachtung der, hohlen Kathodenteile aufweisen, und Verbindungsmittel, die in den Kathoden- und Anodenmitteln eingeschlossen sind und mit einer elektrischen Potentialquelle verbindbar sind, um geeignete Potentiale zwischen den Anoden- und Kathodenmitteln zur Erzeugung elektrischer Entladungen in ausgewählten hohlen Kathodenteilen selektiv anzulegen, wobei die Anodenmittel der derart nahe an den hohlen Teilen angeordnet sind und die. hohlen Teile w eine derartige Tiefe aufweisen, daß lediglich Kathoden-Glimmentladungen, die im wesentlichen auf diese begrenzt sind, / auftreten können, wodurch das zerstäubte Kathodenmaterial im wesentlichen auf das Innere der hohlen Teile begrenzt ist

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und scharf abgegrenzte Jflimmentladungen definiert werden. /

Die vorliegende Erfindung ergibt somit eine gleichspannungserregte Gasentladungs-Darstellung mit einer Anzahl von hohlen, in einem vorgegebenen Muster angeordneten Kathodenteilejj../ Die hohlen Teile oder Löcher in den Kathoden und die züge-,? hörigen Anodenmittel sind in einer gasdichten Umhüllung zusammen mit einem ionisierbarera Gas eingeschlossen. Eine | Ansteuerung von ausgewählten Kathoden und Anoden durch geeignete^ zwischen diesen angelegte Gleichspannungspotentiale / zündet Gasentladungen in den Löchern der ausgewählten Kathoden, wodurch sich die erwünschte Darstellung ergibt.

Weil die Gasentladungen aufgrund der Geometrie der verwendeten hohlen Kathoden-Lichtzellen im wesentlichen auf die Löcher in den Kathoden begrenzt sind, ist die Auflösung der Vorrichtung lediglich durch die praktisch ausführbaren Abmessungen der hohlen Kathodenteile begrenzt. Weil die zur Erzeugung der Gasentladung an jedem Kathodenteil verwendete Fläche sich in die innere Fläche des Kathodanloches erstrecken - kann, ergibst sich eine relativ große Kathodenoberfläche für jede Gasentladungszelle. Daher können relativ hohe Ströme in

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einer Zelle verwendet werden, die einen Ausgang mit hoher Intensität ohne übermäßig große Stromdichten an der Kathode ergeben. Somit wird die Zerstäubung des Kathodenmaterials verringert. Die unerwünschten Auswirkungen der Zerstäubung werden weiterhin verringert, weil das zerstäubte Kathodenmaterial symmetrisch wieder innerhalb des Inneren des· Kathodenloches verteilt werden dürfte. Somit wird die Betriebs-Debensdauer der erfindungsgemäßen Darstellungsvorrichtung vergrößert und die bisher mit derartigen Darstellungsvorrichtungen verbundenen Probleme verringert.

Weil die erfindungsgemäße Vorrichtung relativ unkompliziert ist und unter Verwendung von einfachen Gleichspannungspotentialen adressiert und angesteuert werden kann, werden Sie Kosten für die Vorrichtung verglichen mit bekannten Vorrichtungen verringert.

Da die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Gleichspannungspotentialen angesteuert wird, können die Anodenmittel von kleiner und unauffälliger Konstruktion sein.und behindern

so die Betrachtung der JÜimmentladungen nicht, wie dies bei 7 bekannten Vorrichtungen der Fall ist.

Entsprechend einem weiteren Grundgedanken der Erfindung umfaßt eine Gasentladungs-Darstellungsvorrichtung eine elektrischleitende Kathode mit einem darin angeordneten hohlen Teil, eine elektrischleitende, mit Abstand von der Kathode angeordnete und in der Nähe des hohlen Teiles angeordnete Anode, ein durchsichtiges, hermetisch mit der Kathode abgedichtetes Teil, das eine^fasdichte, den hohlen Teil und die Anode mit J einem ionisierbaren Gas einschließende Umhüllung bildet, und mit einer elektrischen Potentialquelle verbindbare Verbindungsmittel zum selektiven Anlegen eines geeigneten Potentials zwischen der Anode und der Kathode zur Erzeugung einep^elektrischen Entladung in dem hohlen Teil.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand von sechs in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen der Erfindung noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht und ein Blockschaltbild der ersten Ausführungsform der Darstellungsvorrichtung

Fig. 2 bis 4 der Fig. 1 ähnliche Ansichten, die jeweils

die zweite, dritte und vierte Ausführungsform ^ tier Vorrichtung darstellen

Fig. 5 eine bruchstückhafte ausginandergezogene perspektivische Ansicht einer fünften Ausführungsform der Vorrichtung

Fig. 6 eine geschnittene Ansicht der sechsten Ausfütarungsform der Vorrichtung

Fig. 7 eine Wellenform-Darstellung, die die Potentiale zur Ansteuerung der Elemente der in den Figuren 3 und 4 gezeigten Darstellungsvorrichtungen zeigt.

Die in Fig. 1 gezeigte Darstellungsvorrichtung weist die Form

eines alphanumerischen oder Symbol-Ausleseanzeigers 10 auf,

der beispielsweise für elektrische Rechenmaschinen verwendet werden kann.

Ein dielektrisches Teil 11, das aus einem geeigneten Material, wie sum Beispiel Glas oder Keramik bestehen kann, weist eine Anzahl von darin in einem vorgegebenen Muster ausgebildeten Löchern auf. Zu Erläuterungszwecken ist eine rechteckige Anordnung von fünf mal sieben Löchern gezeigt, von denen ein

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typisches das Loch 12 ist. Es ist verständlich, daß andere Lochmuster verwendet werden können, wie zum Beispiel die üblichen numerischen oder alphanumerischen Muster, und zwar in Abhängigkeit von dem Verwendungszweck, für den der Anzeiger

10 bestimmt ist. Zusätzlich sind emn Loch 13 und Löcher 14 zur Erzeugung eines Dezimalpunktes bzw. eines Kommas vorgesehen. Eine hohle Kathode 16 ist in dem Loch 12 dichtend eingesetzt und eine Anzahl von identischen hohlen Kathoden ist in den verbleibenden Löchern in dem Teil 11 dichtend eingesetzt. Die hohle Kathode 16 besteht aus einem Metallstab mit einem darin ausgebildeten Axialloch 17· Ein elektrischer Leiter 20 verbindet die hohle Kathode 16 mit dem Adressierschaltuggen 21 und eine Anzahl von identischen elektrischen Leitern verbindet mn gleicher Weise die übrigen Kathoden mit den Adressierschaltungen 21. Eine Potentialquelle 22 liefert Gleichspannungen an die Adressierschaltungen 21.

Ein durchsichtiges dielektrisches Teil 23» das aus Glas bestehen kann, ist mit dem dielektrischen Teil 11 dichtend verbunden, wobei eine Zwischenscheibe 24 zwischen diesen Teilen angeordnet ist. Die Teile 11 und 23j die miteinander abgedichtet sind und durch die Zwischenscheibe 24 auf Abstand gehalten werden, bilden eine gasdichte Umhüllung, die die Löcher 17 der Kathode 16 und die Löcher der übrigen Kathoden einschließt. Es ist verständlich, daß das dielektrische Teil

11 mit der Zwischenplatte 24 einstückig ausgebildet werden kann oder daß alternativ die Zwischenscheibe als Teil des durchsichtigen dielektrischen Teils 23 ausgebildet sein kann. Irgendein zweckmäßiges in der Vakuum-Röhrenfeechnik bekanntes Verfahren kann zur hermetischen Abdichtung der Teile 11 und verwendet werden. Es ist zu erkennen, daß die Kathode 16 hermetisch in dem Loch 12 abgedichtet ist und daß die übrigen Kathoden in gleicher Weise in den übrigen Löchern in dem Teil abgedichtet sind.

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Eine metallische, auf der Oberfläche 26 des Teils 23 angeordnete Anode 25 ist benachbart zu den Löchern der Kathoden mit Abstand angeordnet. Die Anode 25 kann ein durchsichtiger Metallfilm wie zum Beispiel Zinnoxyd sein, der auf der Oberfläche 26 ab'geschieden ist. Es ist verständlich, daß andere metallische überzüge als auch feine Metallgitter in gleicher Weise gut verwendet werden können. Ein leitender Lappen 27 ist vorgesehen, um einen elektrischen Kontakt von dem äußeren der gasdichten Umhüllung zur Anode 25 herzustellen. Der Lappen 27 wird über eine elektrische Leitung 30 mit den Adressierschaltungen 21 verbunden.

Es ist verständlich, daß eine der Kathoden, wie zum Beispiel die Kathode 31 als i|J||rohr für die von den Teilen 11 und 23 gebildete Aasdichte Umhüllung verwendet werden kann. Die Kathode 31 kann ein Metallrohr sein, durch das die Umhüllung evakuiert wird. Die Umhüllung kann dann mit einem ionisierbaren Gas, wie z.B. Neon, Argon oder der Penning-Mischung (99,5 % Neon plus 0,5 % Argon) bei einem verringerten Druck, wie zum Beispiel 75 Torr gefüllt werden. Die Kathode 31 kann dann mit Hilfe irgendeines üblichen in der Vakuumröhrentechnik bekannten Verfahren abgedichtet werden. Alternativ kann ein übliches Füllrohr für diese Zwecke verwendet werden.

Die Betriebsweise des Anzeigers 10 wird aus dem Verständnis der Betriebsweise einer einzelnen Hohlkathoden-Lichtquelle dieses Anzeigers 10 verständlich. Ein positives Gleichspannungspotential mit ausreichender Amplitude, das zwischen der Anode 25 und der Kathode 16 angelegt %ird, .fiifeidet eine I elektrische Entladung in dem Loch 17· Dieses Potential wird J|ft £ls Zünd- oder Ionisierungspotential bezeichnet. Ein Potential mit ausreichend kleinerer Amplitude als die des Zündpotentials, das zwischen der βΙ/ode und der Kathode angelegt wird, löscht jede in dem Loch 17 bestehende Entladung aus. Dieses Potential wird als Löschpotential bezeichnet.

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Die Betriebspotentiale für eine Hohlkathoden-Gasentladungszelle hängen von dem verwendeten ionisierbaren Gas und seinem Druck als auch von der Geometrie und dem Abstand der Elektroden ab. Unter Verwendung von Kathodenlöchern mit einem Durchmesser von ungefähr 1 mm (0,04 Zoll) und einer Tiefe von ungefähr 1,5 mm (0,06 Zoll) und bei einem Anoden- Kathodenabstand von ungefähr 0,63 mm (0,025 Zoll) in einer Penning-Mischung (99,5 % Neon plus 0,5 % Argon) unter einem Druck von 75 Torr wurde eine geeignete Betriebsweise mit Zünd- und Löschpetentialen von ungefähr I60 bzw. 130 Volt erzielt. Es zu erkennen, daß die angegebenen Betriebsparameter nicht kritisch sind und daß Abweichungen hiervon durchgeführt werden können.

Im Betrieb wird Erdpotential von der Potentialquelle 22 über die Adressierschaltungen 21 und die Leitung 30 an die Anode 25 angelegt. Den von den Adressierschältungen 21 ausgewählten Kathoden wird eine Spannung von minus I60 V von der Potentialquelle 22 zugeführt. Nicht ausgewählte Kathoden werden mit Hilfe der Adressierschaltungen 21 geerdet. Somit werden elektrische Entladungen in den Löchern der ausgewählten Kathoden gezündifc und die erwünschten Symbole oder Zeichen dargestellt. Beispielsweise bewirkt ein Aniegen des Zündpotentials an die Kathodee332 \ und des Löschpotentials an die übrigen Kathoden die Darstellung der Ziffer "4".

Es ist verständlich, daß die Adressierschaltung©» 21 übliche f logische Schaltungen zur selektiven Zufühfaung der von der Potentialquelle 22 gelieferten Zünd- und Löschpotentiale an die Kathoden des Anzeigers 10 in Abhängigkeit von Daten-Eingängen an einem Anschluß 33 umfassen kann. Daher kann eine große Vielzahl von Zeichen und Symbolen selektiv von der 5x7 -Matrix aus hohlen Kathoden dargestellt werden und es kann ein zugehöriger Dezimalpunkt oder ein Komma von den in den Löchern 13 und 14 dichtend eingesetzten Kathoden erzeugt werden.

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Wie es weiter oben erläutert wurde, kann der Anzeiger 10 als alphanumerischer Auslese-Anzeiger bei elektronischen Rechenmaschinen verwendet werden. Es ist klar, daß im wesentlichen dieselbe Konstruktion für im Freien verwendete Darstellungsfelder verwendet werden kann, wenn die Abmessungen der Bauteile des Anzeigers vergrößert werden und eine größere Kathodenmatrix verwendet wird. Die Kathodenstäbe können weiter verlängert und die Löcher darin tiefer gemacht werden, so daß Darstellungen mit hoher Intensität durch die großen, durch die ausgedehnte Innenoberfläche der Kathoden gezogenen Ströme erzeugt werden. Eine ausreichende Kühlung für derartige hoch-™ intensive Darstellungen kann üblicherweise durch Konvektion- oder Druckluftströmung über die Kathodenstäbe erzielt werden, die sich von der Rückseite des Teils 11 erstrecken. Ein elektrischer Kontakt mit den einzelnen Kathoden wird in üblicher Weise an diesen freiliegenden Teilen der Kathodenstäbe erreicht.

Es ist klar, daß die Oberfläche der Kathodenstäbe fluchtend mit der Oberfläche des Teils 11 befestigt werden kann und daß die Oberfläche der Kathodenstäbe alternativ in den Löchern in dem Teil 11 zurückversetzt werden kann, um die Auswirkungen irgendwelcher verbleibender Zerstäubungen von Kathodenmaterial ) auf benachbarte Elektroden zu verringern.

Der Anzeiger 10 wurde so beschrieben, daß die Löcher in dem Teil Il durch dieses hindurchgehen, wobei die Kathodenstäbe darin dichtend eingesetzt sind und an der hinteren Oberfläche 34 des Teils 11 freiliegen. Es ist verständlich, daß die Löcher in der« Teil 11 sich nicht vollständig durch dieses Teil hindurch erstrecken müssen und daß in die Löcher eingesetzte hohle Zylinder als die Kathodenelektroden verwendet werden können. Bei einer derartigen Anordnung kann das Teil 11 einen durchsichtigen dielektrischen Block darstellen, durch dessen hintere

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Oberfläche 34 die Kathodenentladungen betrachtet werden. Das durchsichtige dielektrische Teil 23 kann dann durch ein Metallteil ersetzt werden, das mit dem dielektrischen Teil 11 abgedichtet ist, um die gasdichte Umhüllung zu bilden, wobei das Metallteil als die Anode des Anzeigers wirkt. Es ist weiter verständlich, daß die Kathoden in den Löchern des Tells Il mit Hilfe üblicher Galvanisiertechniken ausgebildet werden können.

In Fig. 2, in der gleiche Bezugsziffern gleiche Teile wie die nach Fig. 1 bezeichnen, ist eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung dargestellt. Diese Ausführungsform weist einen Anzeiger 40 auf, der für die gleichen Zwecke wie die in Bezug auf den Anzeiger 10 nach Fig. 1 beschriebenen verwendet werden kann. Der Anzeiger 40 weist Jedoch Konstruktionsmerkmale auf, die seine Herstellung wirtschaftlicher machen als die Herstellung des Anzeigers 10.

Ein elektrisch leitendes Kathodenteil 4l, das aus irgendeinem geeigneten Metall bestehen kann, weist eine Anzahl von darin in einem vorgegebenen Muster ausgebildeten Löchern auf. Die Löcher können entsprechend einem der im Hinblick auf Fig. 1 erläuterten Muster angeordnet sein und jedes Loch erstreckt sich lediglich teilweise durch das Teil 41. Die Innenoberfläche jedes Loches bildet die hohle Kathodenelektrode einer Lichtzelle des Anzeigers 40 in einer noch zu erläuternden Weise. Eine elektrische Leitung 42 verbindet das leitende Kathodenteil 4l mit den Adressierschaltungen 21.

Ein durchsichtiges dielektrisches Teil 43, das aus Glas bestehen kann, ist mit dem Kathodenteil 4l abgedichtet, wobei eine Zwischenscheibe 44 dazwischen angeordnet ist. Die Teile 41 und 43, die miteinander abgedichtet sind, und mit Hilfe der Zwischenscheibe 44 auf Abstand gehalten werden, bilden

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eine gasdichte Umhüllung, die die Löcher in dem Kathodenteil 4l in einer Weise einschließen, die der in Bezug auf Fig. 1 beschriebenen ähnlich ist. Die Zwischenscheibe 44 kann entweder mit dem Teil 41 oder mit dem Teil 43 in der bei Fig. 1 beschriebenen Weise einstückig ausgebildet sein. Die so gebildete gasdichte Umhüllung kann evakuiert und mit einem ionisierbaren Gas, wie z.B. Neon, Argon oder der Penning-Mischung mit einem verringerten Druck gefüllt werden.

Die Anodenelektroden für den Anzeiger 40 umfassen elektrisch leitende, auf der Oberfläche 46 des Teils 43 angeordnete Streifen 45, die sich innerhalb der gasdichten Umhüllung befinden. Die AÄopdenstreifen 45 können durchsichtige Metallfilmstreifen, wie z.B. Zinnoxyd sein, die auf der Oberfläche 46 abgeschieden sind. Es ist klar, daß nicht behindernde Anodenstreifen sowohl von anderen, nicht notwendigerweise durchsichtigen Metallen als auch andere Anodenkonstruktionen ebenfalls verwendet werden können. Die Anodenstreifen 45 sind benachbart zu den jeweiligen Löchern des Kathodenteils 4l angeordnet, wobei jeder Streifen 45 und sein zugehöriges Loch eine Hohlkathoden-Gasentladungs-Lichtquelle des Anzeigers 40 in einer noch zu beschreibenden Weise bildet. Es ist eine Anzahl von elektrisch leitenden Lappen 47 vorgesehen, die mit den jeweiligen Anodenstreifen 45 verbunden sind und diese Lappen 47 sind über jeweilige Leitungen 50 mit den Adressierschaltungen 21 verbunden.

Es ist verständlich, daß die Streifen 45 von dem leitenden Kathodenteil 4l elektrisch getrennt sein müssen. Dies kann auf irgendeine übliche Weise erzielt werden. Beispielsweise kkann die Zwischenscheibe 44 aus einem dielektrischen Material bestehen und zwischen den Anodenstreifen 45 und dem Kathodenteil 4l angeordnet sein, so daß ein elektrischer Kontakt zwischen diesen verhindert wird.

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Die Betriebsweise des Anzeigers 40 ist ähnlich der beschriebenen Betriebsweise des Anzeigers 10 nach Fig. 1. Erdpotential wird über die Adressierschaltungen 21 und die Leitung 42 von einer Potentialquelle 48 an das Kathodenteil 41 angelegt. Den von den Adressierschaltungen 21 ausgewählten Anodenstreifen 45 wird von der Potentialquelle 48 ein positives Zündpotential zugeführt. Nicht ausgewählte Anodenstreifen 45 werden mit Hilfe der Adressierschaltungen 21 geerdet. Dadurch werden elektrische Gasentladungen vorzugsweise 4h den Kathodenlöchern in der Nähe der angesteuerten Anodenstreifen 45 gezündet. Somit ist es verständlich, daß die gewünschten Symbole oder Zeichen von dem Anzeiger 10 in Abhängigkeit von den Dateneingängen am Anschluß J53 in einer Weise dargestellt werden, die der in Bezug auf Fig. 1 beschriebenen ähnlich ist.

Es ist verständlach, daß ein Anodenstreifen 45 nur in der Nähe der Kathodenlöcher angeordnet sein sollte, die von diesem angesteuert werden sollen. Das Muster der Anodenstreifen 45 auf der Oberfläche 46 muß derart angeordnet sein, daß kein Streifen 45 sich in der Nähe eines ihm nicht zugeordneten Loches befindet. Dies ist erforderlieh, damit keine Entladungen in Löchern gezündet werden, die nicht den angesteuerten Streifen 45 zugeordnet sind, damit die Wiedergabetreue der dargestellten Muster erhalten bleibt. Als Alternative kann elektrisch isolierendes Material 51* wie z,B. Glas-Fritte zur Abdeckung der jeweiligen Oberflächen der Streifen 45 mit Ausnahme der Teile, die den zugeordneten Löchern benachbart sind, verwendet werden.

Es ist klar, daß mehr als ein Kathodenloch jedem Anodenstreifen 45 zugeordnet werden kann, wenn Entladungen in diesen Löchern jeweils gleichzeitig miteinander gezündet und gelöscht werden. Es ist weiter klar, daß der Anzeiger 40

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für Anwendungen gebraucht werden kann, die denen entsprechen, die unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert wurden und daß es aufgrund des weniger komplizierten konstruktiven Entwurfs des Anzeigers 10 wirtschaftlicher ist, diesen herzustellen. Die Betriebsparameter für den Anzeiger 40 können aufgrund •der konstruktiven Unterschiede von denen des Anzeigers 10 abweichen.

Obwohl das Kathodenteil 4l so beschrieben wurde, daß es

»Löcher «ufweist, die sich nur zum Teil in das Kathodenteil erstrecken, ist es verständlich, daß der Anzeiger 40 mit Löchern aufgebaut sein kann, die vollständig durch das Teil 41 hindurchgehen. Ein durchsichtiges (nicht gezeigtes) Teil kann dann zur Abdichtung der hinteren Oberfläche 52 des Teils 41 verwendet werden, um die gasdichte Umhüllung zu vervollständigen. Die Gasentladungen können dann durch das durchsichtige Teil betrachtet werden.

Es ist weiterhin klar, daß die Lichtintensität der in den Pig, 1 und 2 dargestellten Anzeiger über weite Bereiche durch « Einstellung ihrer Betriebsströme verändert werden kann, um sie an verschiedene Betrachtungsbedingungen anzupassen.

In Fig. 5, in der der Fig. 1 entsprechende Elemente mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind, ist eine dritte Ausführungsform der Vorrichtung dargestellt. Diese Ausführungsform umfaßt einen Anzeiger 60, der insbesondere für ein^ / großes Darstellungsfeld geeignet ist. Der Anzeiger 60 kann beispielsweise im Betrieb mit einem Computer verbunden werden oder für kommerzielle Außenwerbung verwendet werden. Die Elemente des Anzeigers 60 werden durch eine Koordinatenauswahltechnik angesteuert, die noch zu beschreiben ist.

Ein dielektrisches Teil 61, das aus einem geeigneten Material,

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wie z.B. Glas oder Keramik bestehen kann, weist eine Anzahl von darin ausgebildeten Löchern auf, die in einer Matrix von 62 Reihen und Spalten angeordnet sind. Zu Erklärungszwecken ist eine 5x5 -Lochmatrix dargestellt. Es ist jedoch klar, daß bei einer praktisch ausgeführten Darstellung Tausende oder Zehntausende von Löchern in einer Matrixkonfiguration verwendet werden können.

Eine Anzahl von Hohlkathoden 63, die den unter Bezugnahme auf ffig. 1 beschriebenen ähnlieh sind, sind dichtend in den jeweiligen Löchern des Teils 6l in einer Art und Weise eingesetzt, die der weiter oben unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen ähnlieh ist. Die Kathoden 6j5 jeder Reihe der Matrix 62 sind mit Hilfe von fünf elektrischen Reihenleitern 64, 65, 66, 67 und 68 miteinander verbunden, die Ihrerseits mit Adressierschaltungen 71 verbunden sind. Eine PotentialquälJbe 72 liefert Gleichspannungen an die Adressierschaltungen 71.

Ein durchsichtiges dielektrisches Teil 75* das aus Glas bestehen kann, ist dichtend mit dem dielektrischen Teil 61 verbunden, wobei eine Zwischenplatte "Jk zwischen diesen angeordnet ist. Die mit Hilfe der Zwischenscheibe 7^ dichtend miteinander verbundenen und auf Abstand gehaltenen Teile 6l und 75 bilden ein gasdichte Umhüllung, die die Löcher in den Hohlkathoden 65 in einer Art und Weise einsehließt, die der unter Bezugnahme auf Big. 1 beschriebenen ähnlich 1st. Die Zwischenscheibe fk kann entweder mit dem Teil 6l oder dem Teil 75 einstückig in einer Weise ausgebildet sein, die bei der Beschreibung von Pig. 1 erläutert wurde. Die so gebildete gasdichte Umhüllung kann evakuiert und mit einem ionisierbaren Gas gefüllt werden, wie es weiter oben bei Fig. 1 beschrieben wurde. Es ist klar, daß eine der Kathoden, z.B. die Kathode 75 als FUllrohr für die gasdichte Umhüllung in der oben beschriebenen Weise verwendet werden kann.

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Die Anodenelektroden für den Anzeiger 60 umfassen fünf elektrisch leitende Streifen 76, 77, 78, 79 und 80, die auf der Oberfläche 85 des Teils 75 angeordnet sind, wobei sich die Streifen innerhalb der gasdichten Umhüllung befinden. Die Streifen 76 bis 80 werden durch durchsichtige auf der Oberfläche 83 angeordnete Metallfilmstreifen, wie z.B. Zinnoxyd gebildet. Es ist verständlich, daß sowohl Anodenstreifen aus anderen Metallen als aueh andere Anodenkonstruktionen, die z.B. feine Drähte, ebenso verwendet werden können. Die Anodenstreifen 76 bis 80 sind in Spalten in der Nähe der Löcher der Kathodenspalten 63 der Matrix 62 angeordnet. Fünf leitende, mit den jeweiligen Anodenstreifen 76 bis 80 verbundene Lappen 84 sind über entsprechende Leitungen 85 bis 89 an die Adressierschaltungen 71 angeschaltet.

Der Betrieb einer, einzelnen Hohlkathoden-Liehtquelle oder Zelle des Anzeigers 60 entspricht dem in Bezug auf eine einzelne Zelle des Anzeigers 10 nach Pig. I beschriebenen Betrieb. Zünd- und Löschpotentiale sind aus bei der Besehreibung der Fig. 1 angegebenen Gründen erforderlich und zusätzlich ist eine Spannung mit einer mittleren Amplitude erforderlieh, um gezündete Entladungen aufrecht zu erhalten. Die Spannung kann als Betriebs- oder Aufrechterhaltungs-Potential bezeichnet werden. Es ist verständlich, daß das Betriebs- oder Aufrechterhaltungs-Potential nicht zur Zündung einer Entladung in einer Zelle ausreichend ist und daß eine in einer Zelle gezündete Entladung durch das Anlegen des Betriebspotentials aufrecht erhalten wird.

Die Betriebspotentiale für eine Hohlkathoden-Gasentladungszelle hängen von dem verwendeten ionisierbaren Gas und seinem Druck als aueh von der Geometrie und dem Abstand der Elektroden ab. Unter Verwendung von Kathodenlöchern von un-

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gefähr 1,6 mm (0,062 Zoll) Durchmesser und 5 mm (0,2 Zoll) Tiefe und bei einem Anoden-Kathodenabstand von ungefähr 1,5 mm (0,05 Zoll) in einer Neonatmosphäre bei einem Druck von 12 Torr wurden geeignete Betriebswerte mit Zünd^AuÄufrechterhaltungs- und Löschpotentialen von 350 bzw. 250 bzw. 150 Volt erzielt. Es ist klar, daß diese Betriebsparameter nicht kritisch sind und daß Abweichungen hiervon möglich sind.

Beim Betrieb werden Erdpotentiale von der Potentialquelle über die Adressierschaltungen ¹Jl an die Leitungen 64 bis 68 angelegt. Das Aufrechterhaltungs-Potential von 250 Volt wird den Anodenstreifen 76 bis 80 von der Potentialquelle über die Adressierschaltungen 71 und die Leitungen 85 bis 89 zugeführt. Somit ist verständlich, daß das Aufrechterhaltungspotential von 250 Volt längs Jeder Hohlkathodenzelle der Matrix 62 angelegt wird.

Um eine Entladung in einem Loch einer ausgewählten Kathode der Matrix 62 zu zünden, vergrößern die Adressierschaltungen 71 das an den der ausgewKMlten Kathode zugehörigen Anodenstreifen angelegte Potential nnd verringern das dem zugehörigen Reihenleiter zugeführte Potential, so daß das Potential längs der ausgewMhlten Zelle dem Zündpotential entspricht. Die vergrößerten und verkleinerten Potentiale sind derart ausgewählt, daß die Potentiale längsdder nicht ausgewählten Zellen der Matrix 62 kleiner als das Zündpotential bleiben. Wenn die vergrößerten und verkleinerten Potentiale von den ausgewählten Leitern entfernt werden, erhält das an alle Zellen der Matrix 62 angelegte Aufreehterhaltungs-Potential die in dem Loch der ausgewMhlten Kathode öezüngefle Entladung aufrecht. Zur Löschung der Entladung in einem Loch einer ausgewählten Kathode der Matrix 62 verringern die Adressierschaltungen 71 das an den der

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ausgewählten Kathodenzugeordneten Anodenstreifen angelegte Potential und vergrößern das an den dieser zugeordneten Reihenleiter angelegte Potential* so daß das Potential längs übt ausgewählten. Zelle gleieh dem Löschpotentia! ist.

Die verringerten und irergrößerten Potentiale sind derart \ ausgebildet, daß das Potential längs der nioht ausgewählten Zelle der Matrix 62 größer als das Löschpoteatiai bleibtο Somit wivä lediglich di© Intladung in dem Loch dsr ausgewähltem Kathode gslöaelit,,

Meim ©s feQispialsisjeise ex-wiMs.@tit ist., qIes iänt ladung in desa Loeii 93 ä©2» EatläoSe 92 zu zünden,, u&r^ei aas an, den Pmeüomstz-Qi&QSi 76 aaielegt© ÄufpsöfetsEtÄaltuiigspoteatial 230 Volt ma 30 ¥olt auf eia PotQiafci&l voa 2&Q Volt

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BAD ORIGINAL

daß an den Zellen in der der Kathode 92 zugeordneten Reihe und Spalte der Matrix 62 eine Spannung von l8o Volt anliegt, die nieht zur Löschung der in diesen aufrecht erhaltenen Entladungen ausreicht.

Es ist daher verständlich, daß durch geeignete Ansteuerung der Reihenleiter 64 bis 68 und der Anodenstreifen 76 bis 80 ausgewählte Kathoden der Matrix 62 gezündet und gelöscht werden können, wodurch ein gewünschtes Informationsmuster auf dem Anzeiger 60 dargestellt werden kann.

Es ist weiterhin verständlich, daß die Adressierschaltungen 71 übliche logische Schaltungen zur selektiven Zuführung der von der Quelle 72 gelieferten Zünd-, Aufrechterhaltungsund Löschpotentiale an die Reihe der Leitungen 64 bis 68 und an die Anodenstreifen 76 bis 80 in Abhängigkeit von den Dateneingängen an dem Ansehluß 33 umfassen können. Somit kann eine große Vielzahl von Darstellungsmustern von der Matrix 62 von Hohlkathoden-Liehtquellen selektiv erzeugt werden.

Die selektiv von den Adressierschaltungen 71 gelieferten Potentiale sind in Fig. 7 dargestellt, in der die Größe und Dauer der verschiedenen Spannungspegel gezeigt ist. Es ist verständlich, daß es nleht erforderlieh ist, die Aufrechterhaltungespannungen symmetrisch zu vergrößern und zu verkleinern, wie es welter oben erklärt wurde, um die Zünd- und Löschpotentiale zu erzeugen. Es kann ein Schema der angelegten Spannungen verwendet werden, das von dem einen erläuterten abweicht und das ein unsymmetrische Vergrößerung und Verringerung der Aufrechterhaltungsepannung zur Erzeugung der Zünd- und Löschpotentiale erfordert.

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Es ist verständlieh, daß der Anzeiger 60 für Anwendungen geeignet ist, die aus dn Bezug auf Fig. 1 erläuterten Gründen eine Darstellung mit hoher Intensität erfordern. Es ist weiterhin verständlich, daß das durchsichtige Teil 73 nahe an der vorderen Oberfläche des dielektrischen Teils 6l angeordnet sein sollte, so daß die Wanderung von Ionen und Elektroden zwischen den verschiedenen Kathoden des Anzeigers verhindert wird. Dies ist erforderlich, um ein falsche Zündung von Entladungen in nicht ausgewählten k Löchern zu vermeiden. Die Stirnflächen der Kathodenstäbe 6j sind gegenüber den Löchern in dem Teil 6l zurückversetzt, um einen für optimale Betriebseigenschaften des Anzeigers geeigneten Anoden-Kathodenabstand zu erhalten;

Der Anzeiger 60 wurde so beschrieben, daß Löcher dureh das Teil 6l hindurch ausgebildet wurden, wobei die Kathodenstäbe 6j5 dichtend in dem Teil 6l eingesetzt sind und an der hinteren Oberfläche des Teils 6l freiliegen. Es ist verständlieh, daß die Löcher in dem Teil 61 sich nicht vollständig durch dieses hindurch erstrecken müssen und daß in die Löcher eingesetzte Hohlzylinder als Kathodenelektroden verwendet werden können. Bei einer derartigen * Anordnung kann das Teil 61 durch einen durchsichtigen dielektrischen Block gebildet werden, dureh dessen Rückseite die Kathodenentladungen betrachtet werden. Es ist weiterhin verständlich, daß die Kathoden in den Löchern des Teils 61 mit Hilfe geeigneter Galvanisiertechniken ausgebildet werden können.

In Fig. 4, in der gleiche Bezugsziffern gleiche Bauteile in Bezug auf Fig. j5 bezeichnen, ist ein vierte Ausführungsform der Darstellungsvorrichtung dargestellt. Dies Darstellungsvorrichtung umfaßt einen Anzeiger 100, der für die gleichen Zwecke verwendet werden kann, wie sie in Bezug

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auf den Anzeiger 60 besehrieben wurden. Der Anzeiger 100 schließt jedoch eine Hohlkathodenanordnung eä)l ein, die mechanisch stabiler und wirtschaftlicher herzustellen sein kann, als die des Anzeigers 60.

Die Hohlkathodenanordnung 101 umfaßt eine Anzahl von elektrisch leitenden Kathodenteilen 102 bis 106,in denen jeweils Reihen von Löchern ausgebildet sind. Die Löcher erstrecken sich lediglich teilweise dureh die Teile 102 bis 106, wobei die innere Oberfläche jedes Loches die Hohlkathodenelektrode einer Lichtzelle in ähnlicher Weise wie in Fig. 2 bildet. Die Teile 102 bis 106 können aus irgendeinem geeigneten Metall bestehen und sind derart in Bezug aufeinander ausgerichtet, daß die jeweiligen Reihe»der Lö- I eher Loehspalten bilden. Es ist somit klar, daß die Löcher in den Kathodenteilen 102 bis 106 eine Matrix aus Reihen und Spalten bilden. Zu Erläuterungszweeken ist eine Matrix von 5x5 Löchern dargestellt. Es ist jedoch klar, daß praktisch ausgeführte Darstellungen eine größere Matrix verwenden können, wie es weiter oben in Bezug auf Fig. 3 beschrieben wurde. Die fünf elektrisch leitenden Kathodenteile 102 bis 106 sind aus weiter oben in Bezug auf Fig. 3 angegebenen Gründen über fünf Leitungen 107 bis 111 mit den Adressierschaltungen 71 verbunden. Die Potentialquelle 72 liefert Gleichspannungen an die Adressierschaltungen 71 auf eine Weise und aus Gründen, die in Verbindung mit Fig. erläutert wurden.

Die Kathodenteile 102 bis 106 sehließen aus noch zu erläuternden Gründen zwischen benachbarten Löchern angeordnete Stege 114 ein. Die Kathodenteile 102 bis 106 sind dichtend miteinander verbunden, wobei elektrische Isolatoren 115 bis 118 abwechselnd zwischen diesen Teilen 102 bis 10$ angeoid-

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net sind. Die oberen Oberflächen der Isolatoren 115 bis 118 sind mit den oberen Oberflächen der Stege 114 ausgerichtet.

Ein durchsichtiges dielektrisches Teil 121, das dem Teil 73 nach Fig. 3 entspricht, ist mit der Kathodenanordnung 101 an dessen Kanten dicht mit dieser verbunden und bildet eine gasdichte Umhüllung, die die Löeher in den Kathodenteilen 102 bis 106 auf ähnliehe Weise einschließt, wie dies in Bezug auf Pig. 3 beschrieben wurde. Die Teile 101 und 121 können an den Kanten mit Hilfe irgendwelcher (aus Klarheitsgründen nicht gezeigter) üblicher Mittel dicht verbunden werden, die in der Vakuumrohrenteehnik bekannt sind. Die Oberfläche 122 des Teils 121 liegt an den Oberflächen sowohl der Stege 114 als auch der Isolatoren 115 bis 118 an. Die zwischen den Teilen 101 und 121 gebildete gasdichte Umhüllung kann auf irgendeine in der Vakuumröhrentechnik bekannte Art und Weise evakuiert und mit einem ionisierbaren Gas, wie z.B. Neon, Argon oder der PenningeMisehung bei verringertem Draiek gefüllt werden.

Fünf Anodenelektroden in Form won Streifen 123 bis 127 sind auf der Oberfläche 122 des Teils 121 auf eine Weise angeordnet, die der in Bezug auf das Teil 73 nach Fig. 3 beschriebenen entspricht. Die Streifen 123 bis 127 bilden daher Spaltenanoädanin der Nähe der jeweiligen Lochspalten in dem Teil 101 auf eine Art und Weise, wie die im Hinblick auf Fig. 3 besehrieben wurde. Elektrisch leitende, mit den jeweiligen Anodenstreifen 123 bis 127 verbundene Lappen 130 sind wie in Verbindung mit Fig. 3 erläutert und aus gleichen Gründen ddt den Adressiersehaltungen 71 verbunden.

Die Betriebsweise einer einzelnen Hohlkathoden-Lichtquelle oder Zelle des Anzeigers 100 ist gleich der, die in Bezug auf eine einzelne Zelle des Anzeigers 40 nach Fig. 2 beschrie-

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ben wurde. Der Betrieb des Anzeigers 100, bei dem elektri- ^, sehe Entladungen selektiv in den Löchern der Kathodenanordnung 101 durch geeignete Ansteuerung der Leitungen 107 bis 111 und der Anodenstreifen 123 bis 127 gezündet und gelöscht werden, wodurch gewünschte Informationsmuster dargestellt werden, ist identisch zu dem Betrieb des Anzeigers 60, der in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben wurde. Beispielsweise werden elektrische Entladungen in dem Loch 131 durch Anlegen der Zünd- und Löschpotentiale an das elektrisch leitende Kathodenteil 102 über die Leitung 107 und an den Anodenstreifen 125 selektiv gezündet und ausgelöscht.

Um eine unerwünschte Zündung von Entladungen in nicht ausgewählten Löchern aufgrund der Wanderung von Ionen und Elektronen zwischen den Kathoden zu verhindern, können Barrieren um jedes Loch der Matrix erforderlich sein. Die Stege 114 und die Isolatoren 115 bis 118, deren Oberflächen an der Oberfläche 122 des Teils 121 anliegen, bilden die erforderlichen Barrieren.

Obwohl die Kathodenanordnung 101 so beschrieben wurde, daß sie teilweise in dieser Anordnung ausgebildete Löcher auf» weist, ist es verständlich, daß der Anzeiger mit Löchern aufgebaut sein kann, die vollständig durch die Kathodenteile 102 bis 106 hindurch ausgebildet sind. Ein durchsichtiges (nicht gezeigtes) Teil kann dann verwendet werden, um die hintere Oberfläche 132 der Anordnung 101 abzudichten, um die gasdichte Umhüllung zu vervollständigen. Die Gasentladungen können dann durch das durchsichtige Teil betrachtet werden.

In Fig. 5 ist eine Modifikation der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Anzeiger gezeigt, dwfe eine mehrfarbige Dar- / stellungsmöglichkeit ergibt. Es ist eine bruchstückhafte

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Ansicht einer Darstellung gezeigt, die die Betriebsprinzipien des modifizierten Ausführungsbeispiels erläutert.

Die Abschnitte l40 und l4l stellen beispielsweise Teile von Anzeigern, wie z.B. des Anzeigers 40 nach Fig. 2 dar, wobei die Löcher in den Kathodenteilen 142 und l43 vollständig durch diese hindurch ausgebildet sind. Das Lochmuster in dem Teil l42 ist mit dem Lochmuster in dem Teil l4j5 identisch. Die Teile 142 und 143 sind relativ zueinander . derart ausgerichtet, daß entsprechende durch diese hindurch- * gehende Löcher in Bezug aufeinander axial ausgerichtet sind. Zwei durchsichtige Teile 144 und 145 sind jeweils mit den Teilen 142 und 143 dicht verbunden und bilden jeweilige gasdichte Umhüllungen in der in Verbindung mit Fig. 2 beschriebenen Weise. Die mit den Abselanitten l4o und l4l verbundenen gasdichten Umhüllungen können mit verschiedenen ionisierbaren Gasen gefüllt sein. Beispielsweise kann die mit dem Abschnitt 140 verbundene Umhüllung mit Neon und die mit dem Abschnitt l4l verbundene Umhüllung mit Argon auf die in Verbindung mit Fig. 2 beschriebene Art und Weise gefüllt sein.

| Die Teile 142 und 143 sind mit den entgegengesetzten Oberflächen eines durchsichtigen Teils 146 verbunden. Das Teil 146 wird zur Vervollständigung der gasdichten, den Abschnitten l40 und l4l zugeordneten Umhüllungen verwendet.

Elektrische Entladungen können selektiv in den Kathodenlöchern der Teile 142 und l4;5 gezündet und gelöscht werden, wobei irgendeine der in Verbindung mit den Fig. 1 bis 4 beschriebenen Techniken verwendet werden kann. Beispielsweise kann eine elektrische Entladung in dem Loch 150 gezündet oder gelöscht werden und in gleicher Weise kann eine elektrische Entladung in dem Loch 151 gezündet oder

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gelöscht werden, das mit dem Loch I50 axial ausgerichtet ist.

Elektrische Entladungen durch das Neongas in der dem Abschnitt l4o zugeordneten gasdichten Umhüllung senden ein rotfarbiges Licht aus und elektrische Entladungen durch das Argongas in der dem Abschnitt l4l zugeordneten gasdichten Umhüllung senden ein blaufarbiges Licht aus. Es ist verständlich, daß aufgrund der inneren Reflektionen innerhalb der Löcher der Teile 142 und 143 von einem Loch in dem Teil I4j5 ausgehendes Licht nicht nur durch das durchsichtige Teil 145 ausgesandt wird, sondern außerdem durch das durchsichtige Teil 146 in das entsprechende Loch in dem Teil 142 und damit auch durch das Teil 144. Umgekehrt kann von einem Loch in dem Teil 142 ausgehendes Licht durch das durchsichtige Teil 145 betrachtet werden. Weiterhin wird aufgrund der inneren Reflektionen innerhalb der Eöcher eine Farbtreue über große Betrachtungswinkel erzielt, weil das von den rückwärtigen Zellen ausgehende Licht nach Reflektionen an den Innenflächen der vorderen Zellen über große Winkel sichtbar ist.

Wenn im Betrieb beispielsweise eine elektrische Entladung in dem Loch 150 aufrecht erhalten wird und keine elektrische Entladung in dem Loch 151 stattfindet, ist rotes Lieht durch beide Teile 144 und 145 an der Stelee der Löcher und 151 sichtbar. Umgekehrt ist, wenn eine elektrische Entladung in dem Loch 151 aufrecht erhalten wird und keine elektrische Entladung in dem Loch 150 stattfindet, die Farbe blau an dieser Stelle der Darstellung zu sehen. Wenn ülektrische Entladungen in beiden Löchern 150 und 151 aufrecht erhalten werden, erscheint das rote und blautee in den Löchern ißö und 151 erzeugte Licht als rosa.

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Es ist verständlich, daß durch geeignete Auswahl von ionisierbaren Gasen eine Vielzahl von Farben selektiv durch erfindungsgemäße Anzeiger dargestellt werden kann.

In Fig. 6 ist die sechste Ausführungsform einer Darstellungsvorrichtung gezeigt. Diese Darstellungsvorrichtung umfaßt eine einzelne Hohlkathoden-Lichtquelle. Die gasdichte Umhüllung l60 wird durch eine hohle Kathode l6l und ein durchsichtiges Teil 162 gebildet, das hermetisch mit der hohlen Kathodenlöl abgedichtet ist. Das durchsichtige Teil 162 kann aus Glas bestehen. Das durchsichtige Teil 162 kann auf irgendeine übliche, in der Vakuumröhrentechnik bekannte Art dicht mit dem Kathodenteil 161 verbunden sein. Eine elektrisch leitende Anode I6j5 ist auf der inneren Oberfläche des Teils I62 angeordnet. Die Anode 165 kann beispielsweise irgendein geeigneter durchsichtiger Metallfilm sein, der auf der inneren Oberfläche des Teils 162 niedergeschlagen ist. Die Umhüllung I60 kann mit Hilfe eines üblichen FUllrohres 164 evakuiert und mit einem ionisierbaren Gas bei verringertem Druck gefüllt werden. Jeweils mit der Kathode Ιοί und der Anode 165 verbundene Leitungen I65 bzw. 166 können zum Anlegen geeigneter Potentiale an die Lichtquelle verwendet werden.

Im Betrieb kann eine elektrische Entladung innerhalb des Loches 167 durch Anlegen geeigneter Zünd- und Löschpotentiale zwischen den Leitungen 165 und 166 selektiv gezündet oder gelöscht werden.

Eine Vielzahl von einzelnen Hohlkathoden-Lichtquellen der in Fig. 6 dargestellten Art kann in Kombination verwendet werden, um eine Vielzahl von Darstellungsanordnungen auszubilden.

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Es ist ersichtlich, daß die in Verbindung mit den Pig. I bis 4 beschriebenen Anzeiger konstruktive Merkmale einschließen, die unempfindliche Elemente ergeben, die wirtschaftlich herzustellen sind.

Es ist weiterhin klar, daß die in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 beschriebenen Anzeiger insbesondere für Anwendungen geeignet sind, bei denen eine verhältnismäßig kleine Anzahl von Hohlkathoden-Lichtz«llen erforderlieh ist, beispielsweise bei einem alphanumerischen Auslese-Anzeiger. Weil jede Lichtzelle der Anzeiger nach den Fig. 1 und 2 eine getrennte Leitung für ihre Ansteuerung benötigt, dürfte eine Darstellung mit einer großen Anzahl von Lichtzellen und einer sich daraus ergebenden großen Anzahl von Leitungen in untragbarer W«ise unhandlich sein.

Die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Anzeiger sind insbesondere für Anwendungen geeignet, bei denen eine große Anzahl von Lichtzellen erforderlich ist. Derartige Anwendungen treten beispielsweise bei Rechnergesteuerten Informationsdarstellungsfeldern und bei kommerziellen Außenwerbungs-Darstellungen auf. Weil die Zellen der in den Fig. j5 und 4 dargestellten Anzeiger durch eine Koordinaten-Auswahlteehnik angesteuert werden, ist eine im Verhältnis zur Anzahl der Zellen in der Darstellung kleinere Anzahl von Leitungen erforderlich.

Es ist klar, daß bekannte Hohlkathoden-Lich.tque.llen in vielen Fällen mit Anoden aufgebaut werden, die um eine ausgedehnte Entfernung von der Kathode entfernt sind uns eomit die Möglichkeit von säulenartigen Entladungen durch das Gas ergeben. Derartige Entladungen sind für die oben erläuterten Anwendungen, für die die vorliegende Erfindung bestimmt ist, ungeeignet, weil derartige Quellen eine ge-

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ringere Auflösung und Probleme durch eine schädlich^hierdurch hervorgerufene Zerstäubung ergeben würden. Bei der vorliegenden Erfindung sind die Anoden in der Nähe der Löcher der Hohlkathoden in einer derartigen Nähe angeordnet, daß Säulenentladungen ausgeschlossen werden. Es können lediglich Kathodenglimmentlädungen bei der vorliegenden Erfindung auftreten. Die Entladungen sind aufgrund der Geometrie der verwendeten Zellen im wesentlichen auf das Innere der Löcher in den Kathoden begrenzt, wodurch sich eine überragende Darstellungsauflösung verglichen mit bekannten Vorrichtungen, wie sie weiter oben erläutert wurden, ergibt.

Zusätzlich werden Zerstäubungsprobleme in Bezug auf bekannte Vorriehtungi^verringert, weil das zerstäubte Katho- / denmaterial im wesentlichen auf die Kathodenlöcher begrenzt ist und symmetrisch um die Innenflächen der Kathodenlöcher verteilt wird. Somit ergibt sieh eine langlebige helle Darstellung, weilddie gläserne Betraehtungsplatte nicht ohne weiteres durch das zerstäubte Kathodenmetfcll verdunkelt wird, wie dies bei bekannten Vorrichtungen der Fall ist. Zusätzlich wird das Kurzschlußproblem zwischen den Elektroden aufgrund von zerstäubtem Kathodenmaterial wesentlich verringert, insbesondere weil die Anodenelektroden außerhalb der KathodenLöcher angeordnet sind.

Weil bei der vorliegenden Erfindung die gesamten innerhalb der Kathodenlöcher aufrecht erhaltenen Glimmentladungen zur sichtbaren Darstellung beitragen, ergibt sich im Gegensatz zu bekannten Vortichtungen, bei denen die Glimmebtladungen durch enge öffnungen betrachtet werden können, ein wesentlich größerer Lichtausgangswirkungsgrad der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Verhältnis zu derartigen bekannten Vorrichtungen.

109850/1038 Patentansprüche;

Claims (1)

1. Patentansprüche ;

   1. Gasentladungs-Darstellungsvorrichtung, gekennzeichnet durch Kathodenmittel (11) mit einer Anzahl von Hohlkathodenteilen (16), die in einem vorgegebenen Muster angeordnet sind, mit Abstand von den Kathodenmitteln (11) angeordnete und in der Nähe, jedoch außerhalb der hohlen Teile (16) zur Verringerung von Kurzschlüssen zwischen den Elektroden aufgrund von Zerstäubung angeordnete Anodenmittel (25)* gasdichte, die hohlen Teile (l6) und die Anodenmittel (26) zwaammen mit einem ionisierbaren Gas einschließende UmhUllungsmittel (24, 26) mit einem durchsichtigen Teil (26) zur Betrachtung der Hohlkathodenteile (16), und durch in den Anoden und Kathodenmitteln (11, 25) eingeschlossene Verbindungsmittel (20, 27), die für ein selektives Anlegen passender Potentiale zwischen den Anoden- und Kathodenmitteln (11, 25) zur Erzeugung elektrischer Entladungen in ausgewählten Hohlkathodenteilen (l6) mit einer elektrischen Potentialquelle (22) verbindbar sind, wobei die Anodenmittel (25) derart nahe an den hohlen Teilen (16) angeordnet sind und die hohlen Teile (16) eine derartige Tiefe aufweisen, daß lediglich im wesentlichen auf diese hohlen Teile (16) begrenzte Kathodenglimmentladungen auftreten können, wodurch zerstäubtes Kathodenmaterial im wesentlichen auf die Innenflächen der hohlen Teile (16) begrenzt wird und scharf abgegrenzte Glimmentladungen definiert werden.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentiale positive

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   ~³⁰~ 2117319

   Potentiale an den Anodenmitteln (25) in Bezug auf die Kathodenraittel (11) darstellen.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Kathodenmittel (11) ein erstes dielektrisches Teil (11) mit einer Anzahl von darin in einem vorgegebenen Muster angeordneten Löchern (12) und eine Anzahl von elektrisch aeitenden Hohlkathoden (l6) mit den hohlen Teilen (17) darin umfassen und daß

   ^ die Kathoden. (16) jeweils in den Löchern (12) in dem ersten

   ' dielektrischen Teil (11) angeordnet sind.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Teil (26) vorgesehen ist, dad mit dem ersten dielektrischen Teil (11) dicht verbundtn ist und dadurch die Umhüllungsmittel bildet.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das zweite Teil durch ein durchsichtiges dielektrisches Teil (26) zur Betrachtung der Kathoden (16) gebildet wird und daß die Anodenmittel

   ) einen durchsichtigen elektrisch leitenden, auf einer Oberfläche des durehsdthtigen dielektrischen Teils (26) angeordneten Film (25) umfassen, der sich innerhalb der Umhüllungsmittel (24, 26) befindet.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5, 4 oder 5# dadurch gekennzeichnet, daß die Kathoden jeweils elektrisch leitende Stäbe (l6) mit jeweiligen darin ausgebildeten Axiallöchern (17) umfassen.

   7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet /daß die L3eher (12) in dem ersten

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   dielektrischen Teil (11) sich durch dieses Teil hindurch erstrecken und daß die Stäbe (l6) hermetisch in den Löchern (12) abgedichtet sind, wodurch Teile davon auf der Außenfläche der Umhüllungsmittel freiliegen, um elektrische Verbindungen und eine wirkungsvolle Kühlung herstellen zu können.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder ¹J, dadurch gekennzeichnet , daß eine positive, zu# Zündung elektrischer Entladungen durch das ionisierbare Gas ausreichende elektrische Potentialquelle (22) und die Verbindungsmittel (20, 27) mit der elektrischen Potentialquelle (22) verbindende Adressiermittel (33) zum Anlegen des positiven Potentials an den elektrisch leitenden Film (25) in Bezug auf ausgewählte Stäbe der Anzahl von Stäben (l6) vorgesehen eHsfcd,wodurch elektrische Ent- / ladungen in ausgeltähltitsn Löchern (12) der Stäbe (l6) hervorgerufen werden.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadureh gekennzeichnet , daß einer (31) der Stäbe (16) das abgedichtete Füllrohr für die Umhüllungsmittel (24, 26) bildet.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kathodenmittel (11) ein elektrisch leitendes Kathodenteil (41). mit einer Anzahl von darin in einem vorgegebenen Muster angeordneten Löchern umfassen und daß die Anodenmittel (25) eine Anzahl von in der Nähe der Löcher angeordneten elektrischen Leitern (45) umfassen.

   11· Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch

   gekennzeichnet , daß ein dielektrisches Teil

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   (43) mit dem Kathodenteil (41) dicht verbunden ist und die Umhüllungsmittel bildet.

   12. Vorrichtung nach Anspruch 11,· dadurch gekennzeichnet , daß das dielektrische Teil (43) ein durchsichtiges Teil zur Betrachtung des Kathodenteils (4l) darstellt und daß die elektrischen Leiter jeweilige elektrisch leitende und derart auf der Oberfläche des dielektrischen Teils (430 angeordnete Streifen (45) umfassen, W daß die Streifen (45) sich innerhalb der Umhüllungsmittel befinden.

   IJ. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Streifen (45) entlang ihrer Jeweiligen Oberfläche mit einem diefcfefefcfciechen Material (51) wit Ausnahme der den Löchern benachbarten Teile bedeckt sind.

   14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennz eichnet, daß eine positive elektrische Potentialquelle, die zur Zündung elektrischer t Entladungen durch das ionisierbare Gas ausreicht, vorgesehen ist, und daß die Verbindungsmittel (42, 50) mit der elektrischen Potentialquelle (48) verbindende Adressiermittel (33) zum Anlegen eines positiven Potentials an ausgewählte Streifen der Anzahl von Streifen (45) in Bezug auf das leitende Kathodenteil (4l) vorgesehen sind, wodurch elektrische Entladungen in ausgewählten Löchern des Kathodenteils (41) hervorgerufen werden.

   15· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kathodenmittel (11) ein erstes dielektrisches Teil (6l) mit einer Anzahl von in

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   einer Matrix von Reihen und Spalten angeordneten Löchern aufweisen und daß eine Anzahl von elektrisch leitenden Hohlkathoden (92) mit jeweiligen hohlen Teilen darin vorgesehen ist, wobei die Kathoden (92) in den Löchern in dem ersten dielektrischen Teil (61) angeordnet sind.

   16. Vorrichtung nach Anspruch 15* dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenmittel eine Anzahl von ersten elektrischen Leitern (76, 77, 78, 79* 80) umfassen, die jeweils in der Nähe der hohlen Teile einer jeweiligen Spalte der Kathoden (92) angeordnet sind, und daß die Kathodenmittel eine Anzahl von elektrischen Reihenleitern (64, 65, 66, 67, 68) einschließen, die jeweils die Kathoden (92) einer jeweiligen Reihe verbinden.

   17· Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß ein zweites dielektrisches Teil (75) mit dem ersten dielektrischen Teil (61) dicht verbunden ist und die Umhüllungsmittel bildet.

   18. Vorrichtung nach Anspruch 17* dadurch gekennzeichnet , daß das zweite dielektrische Teil ein durchsichtiges Teil (73) zur Betrachtung der Kathoden (92) umfaßt, und daß die ersten elektrischen Leiter (76, 77, 78, 79, 80) jeweilige elektrisch leitende, auf der Oberfläche (8>) des durchsichtigen elektrischen Teils (73) derart angeordnete Streifen umfassen, daß die Streifen eich innerhalb der UmhUllungsmittel befinden.

   19· Vorrichtung nach Anspruch l8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathoden (92) elektrisch leitende Stäbe mit darin ausgebildeten Axiallöchern umfassen.

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   20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet/ daß die Löcher (93) sich in dem ersten dielektrischen Teil (6l) durch dieses hindurch erstrecken, daß die Stäbe hermetisch dicht in diese Löcher

   . (93) derart eingesetzt sind, daß Teile davon auf der Außenfläche der Umhüllungsmittel freiliegen und daß die Anzahl von elektrischen Reihenleitern (64, 65, 66, 67, 68) mit den freiliegenden Teilen verbunden ist.

   21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 2B, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Anlegen eines positiven Potentials an alle Streifen in Bezug auf alle Reihenleiter (64, 65, 66, 67, 68) vorgesehen ist, das zur Aufrechterhaltung elektrischer Entladungen durch das ionisierbare Gas ausreicht, daß Mittel zur Vergrößerung des Potentials an einem ausgewählten Streifen der leitenden Streifen {76, 77, 78, 79, 80) und zur Verringerung des Potentials an einem ausgewählten Reihenleiter (64, 65, 66, 67, 68) vorgesehen sind, wodurch zwischen diesen ein Potential erzeugt wird, das zur Zündung einer elektrischen Entladung in dem dem Schnittpunkt mit dem

   W ausgewählten Leiter (64, 65, 66, 67, 68) zugeordneten Loch gezündet wird, und daß Mittel zur Verringerung des Potentials an einem ausgewählten Streifen der leitenden Streifen (76, 77, 78, 79, 80) und zur Vergrößerung des Potentials an einem ausgewählten Reihenleiter der Reihenleiter (64, 65, 66, 67, 68) vorgesehen sind, wodurch ein Potential zwischen diesen hervorgerufen wird, das zum Auslöschen irgendeiner elektrischen Entladung ausreichend ist, die in dem dem Schnittpunkt der ausgewählten Leiter zugeordneten Loch (93) aufrecht erhalten wird.

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   22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, da- ■ durch gekennzeichnet, daß einer (75) der Stäbe (92) das abgedichtete Füllrohr für die Umhüllungsmittel umfaßt.

   23. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kathodenmittel eine Anzahl von elektrisch leitenden Kathodenteilen (102, 103, 104, 105, 106) mit jeweils einer darin angeordneten Lochreihe umfassen, daß die Löcher so ausgerichtet sind, daß sie Lfcchspalten bilden, und daß die Anodenmittel eine Anzahl von ersten elektrischen Leitern (123* 124, 125, 126, 1277 umfassen, die jeweils in der Nähe einer jeweiligen Spalte dieser Löcher angeordnet sind.

   24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , daß die Kathodenteile (102 bis 106) dicht miteinander verbunden sind, wobei elektrische Isolatorraittel (115, 116, 117, H8) zwischen diesen angeordnet sind.

   25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet , daß weiterhin ein dielektrisches Teile(122) vorgeseheniifefc, das mit den Kathodenteilen (102 bis 106)dicht verbunden ist und die Umhüllungsmittel bildet.

   26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet , daß das dielektrische Teil (122) ein durchsichtiges Teil zur Betrachtung der Kathodenteile (102 bis 106) umfaßt, und daß die ersten elektrischen Leiter jeweils elektrisch leitende Streifen (123 bis 127) umfassen, die auf der Oberfläche des durch-

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   sichtigen Teils (122) derart angeordnet sind, daß die Streifen (I23)bis 127) sich innerhalb der Umhüllungsmittel befinden.

   27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet , daß jedes der Kathodenteile (102 bis 106) einen Steg -(114) zwischen Jedem Paar von benachbarten, darin angeordneten Löchern einschließt und daß sich diese Stege (ll4) und die elektrischen Isolatormittel (115 bis 118) zu der Oberfläche des durchsichtigen Teils (122)· innerhalb der Umhüllungsmittel erstrecken und dadurch eine Barriere um jedes der Löcher bilden.

   28. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Anlegen eines zur Aufreehterhaltungeelektrischer Entladungen durch das ionisierbare Gas ausreichenden positiven Potentials an alle Streifen (123 bis I27). gegenüber allen Kathodenteilen (102 bis 106)-Mittel zur Vergrößerung des Potentials an einem ausgewählten Streifen dieser Streifen (I23 bis 127) und zur Verringerung des Potentials an einem ausgewählten Kathodenteil dieser Kathodenteile (102 bis 106), wodurch ein Potential zwischen dem ausgewählten Streifen und dem ausgewählten Kathodenteil hervorgerufen wird, das zur Zündung einer elektrischen Entladung in dem darin angeordneten und dem ausgewKfilten Streifen zugeordneten Loch ausreicht,-und Mittel zur Verringerung des / Potentials an einem ausgewählten Streifen der Streifen (123 bis 127) und zur Vergrößerung des Potentials an einem der Kethodenteile (102 bis IO6) vorgesehen sind, wodurch ein Potential zwischen dem ausgewählten Streifen und 3»m ausgewählten Kathodenteil hervorgerufen wird, das ausreichend ist, um irgendeine in dem darin angeordneten und dem ausgewählten Streifen zugerwdneten Loch aufrecht er-

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   haltene elektrische Entladung auszulöschen.

   29* Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch

   gekennzeichnet , daß die Anodenmittel (144), die Kathodenmittel (142), die Verbindungsmittel und die das ionisierbare Gas einschließenden Umhüllungsmittel durch weitere Anodenmittel (145), Kathodenmittel (143), Verbindungsmittel und ein weiteres, von dem zuerst erwähnten ionisierbaren Gas verschiedenes ionisierbares Gas einschließende UmhUllungsmittel ergänzt sind, wobei die zwei dielektrischen Teile (142, 143) durch ein durchsichtiges Trennteil (146) getrennt sind und relativ zueinander derart angeordnet sind, daß die Löcher (150} 151) in Deckung übereinander ausgerichtet sind, so daß die Entladung in irgendeinem einzelnen Loch sichtbar ist und daß die Entladungen in zwei miteinander ausgerichteten Löchern überlagert werden können.

   30. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine elektrisch leitende Kathode (^ll6l) mit einem darin'angeordneten hohlen Teil (I67), eine elektrisch leitende, mit Abstand von der Kathode (I61) und in der Nähe des hohlen Teils (167) angeordnete AnoaBe (I63), ein durchsichtiges, hermetisch dicht mit der Kathode (I61) verbundenes und die gasdichte, den hohlen Teil (I67) und die Anode (163) mit einem ionisierbaren Gas einschließende Umhüllung bildendes Ttil (l62) und durch mit einer elektrischen Potentialquelle verbindbare Verbindungsmittel (165 bis 166) zum selektiven Anlegen «Ines geeigneten Potentials zwischen der Anode (I63) und der Kathode (l6l) zur Erzeugung einer elektrischen Entladung in dem hohlen Teil (I67).

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   31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch

   gekennzeichnet, daß die Anode einen durchsichtigen elektrisch leitenden und auf der Oberfläche des durchseihtigen Teils (162). derart angeordneten Film (163) umfaßt, daß der Film (I63) sich innerhalb der Umhüllung befindet.

   32. Vorrichtung nach Anspruch 30 oder 31, da-

   ™ durch gekennzeichnet , daß das Potential

   ein positives Potential an der Anode (I63) gegenüber der Kathode (16I) ist, das zur Zündung einer elektrischen Entladung durch das ionisierbare Gas ausreicht.

   33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 30

   bis 32, dadurch gekennzeichnet , daß die Anode (163) sich in einer derartigen Nähe an dem hohlen Teil (I67) befindet, daß lediglich Kathoden-Glimmentladungen auftreten können, die im wesentliehen auf den hohlen Teil (l6$) begrenzt sind.

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