DE2339817A1

DE2339817A1 - Mehrstellige anzeigeeinrichtung

Info

Publication number: DE2339817A1
Application number: DE19732339817
Authority: DE
Inventors: Masaharu Kouyama; Akio Miyamoto; Kusuo Nakada; Toyokazu Odaka
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1972-08-04
Filing date: 1973-08-06
Publication date: 1974-02-14
Also published as: FR2195056A1; US3912964A; FR2195056B3

Description

PatentanwBH· Dr. Ing. H. Negendank

Djpl. Ing. H. Haudc - DIdI Phys. W. Schmitz

Dipl. Ing. E. Gröalfs - Dipl. Ing. W. Wehnelt

8 München 2, MozartstraOe 25

Telefon 5380586

IlITACiil LIMITED

5-1, 1-chome, Marunouchi,

Chiyoda-ku, Tokyo, Japan München, 1.Aug.197 3

Anwaltsakte M-2771

Mehrstellige Anzeigeeinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für eine mehrstellige Anzeige, insbesondere ein mehrstelliges Anzeigegerät zur Sichtbarmachung einer Anzahl von Bildern wie zeilenweise angeordnete Figuren und Symbole mit Hilfe einer Glimmentladung in Gasen.

Eine herkömmliche mit Glimmentladung in Gasen arbeitende mehrstellige Anzeigeeinrichtung besitzt eine Anzahl von parallel angeordneten Anzeigeabschnitten, die jeweils aus Anzeigekathoden bestehen, die so angeordnet sind, daß sie das gewünschte Bild darstellen können sowie auch eine gemeinsame Anode, wobei diese Teile in denselben Kolben eingeschmolzen sind. Bei dieser Einrichtung .gelangt eine Spannung wahlweise an bestimmte Kathoden gegenüber der Anode, um ein gewünschtes Bild anzuzeigen, und das Anliegen der Spannung wird für die einzelnen Zahlen oder Stellen-

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werte auf Zeitteilungs.bas is gesteuert. Die gewöhnliche i?cnrstellige Anzeigeeinrichtung mit Planschirm umfasst eine \atnodenplatine mit einer Anordnung von einer Anzanl parallel ausgerichteter Gruppen von tlementaranzeigekatnoden, die innerhalb jeder Gruppe so angeordnet sind, daß sie ein Anzeigeöder Bildfeld bilden; ferner umfasst die Einrichtung Anoden, die den entsprechenden Anzeige- oder Bildfeldern einzeln geeenüberstehen, eine durchsichtige Platte aus Glas oder einem ähnlichen Werkstoff sowie ein zwischen der Kathodenplatine und den Anoden angeordnetes Abstandsstück, welches die Lntladeflachen bildet. Diese baugruppen sind stapelweise angeordnet, und der Stapel ist auf seinem Umfang hermetisch durch kristallinische Glasfritte oder nicht-kristallinische Glasschmelze abgedichtet. Der so ausgeformte Kolben wird luftleer gepumpt und dann mit einem Entladungsmittel wie Neon oder Argon aufgefüllt, um die mehrstellige Planschirm-Anzeigeeinrichtung fertigzustellen.

Bei dieser früheren mehrstelligen Planschirm-Anzeigeeinrichtung stehen sich jedoch Kathode und Anode, getrennt durch den Entladungsraum, gegenüber. Somit kann die Anzeigeeinrichtung infolge der durch den Elektrodenaufbau bedingten Einschränkungen nicht sehr dünn ausgeführt werden. Da sich außerdem Kathode und Anode am Entladungsraum gegenüberstehen, muß das angezeigte Bild durch die Anode hindurch beobachtet werden, woraus folgt, daß eine gitterähnliche oder maschenähnliche bzw. eine durchsichtige Anode verwendet werden muß. Im Falle einer gitterähnlichen Anode wird jedoch die Klarheit und Eindeutigkeit der Anzeige beeinträchtigt, und außerdem wird die Anzahl der Bauteile erheblich

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vergrößert. Im Falle einer durchsichtigen Anode, die beispielsweise aus "Ni;SA"-Fi Im (Markenname) hergestellt ist, besteht eine ßescnädigungsmöglichkeit wegen der Wärmeeinwirkung beim hinschmelzen.

Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, wurde· eine Anordnung mit einer Llektroden-Platine vorgeschlagen, die mit einer Anzahl von Anzeigefeldern und einer Platte bestückt ist, die mindestens in den Teilen, die den Anzeigefeldern gegenüberstehen, durchsichtig ist, wobei die Lilektroden-Platine und die durchsichtige Platte schichtweise oder als Stapel angeordnet sind, um die hntladunjisräune auszubilden, und Hermetisch auf ihrem Umfang abgedichtet sind; dabei ist die Llektroden-Platine mit in Gruppen angeordneten Kathoden versehen, welche die gewünschten Bilder oder Muster darstellen können, und die Anoden sind in von den Kathoden umschlossenen Teilstücken ausgeformt, wobei Kathoden und Anoden in der gleichen libene liegen, wie es beispielsweise in den US-Patentanireldung 3.231.776 und 3.327.154 beschrieben ist.

Wenn jedoch die Anoden nur in Teilstücken ausgebildet sind, die durch die Kathoden umschlossen werden, welche wiederum so angeordnet sind, daß sie die arabische Zahl acht darstellen, dann ist das Koir.ma-Bild für eine instabile Entladung anfällig, woraus sich ein unregelmäßiges Gliiamen oder Aufleuchten ergibt. Außerdem ist bei der vorstehend beschriebenen rehrstelligen Planschirm-Anzeigeeinrichtung die Oberfläche der Anode durch die von der Kathode umschlossene Teilfläche begrenzt, so daß

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die Anodenfläche nicht über diesen Grenzwert hinaus vergrößert werden kann. Somit ist die Anodenfläche kleiner als die gesamte Kathodenfläche, wodurch die Zündspannung unvermeidbar hoch wird. Außerdem herrscht auch an der Anodenfläche eine hohe Stromdiente, wodurch nahe der Anode oder der sogenannten Anodenglimmlichtspalte eine Glimmentladung entsteht, die die gewünschte ßildanzeige nachteilig beeinflusst.

Außerdem verwendet die vorstehend beschriebene mehrstellige Planschirm-Anzeigeeinrichtung eine weiße Fensterglasplatte, deren Innenfläche das Kathodenglimmlicht zerstreut, so daß das angezeigte Bild sehr unklar ist.

Ferner hängt bei der vorstehend beschriebenen mehrstelligen Planschirm-Anzeigeeinrichtung die Auslösung der Entladung von Auslöseelektronen ab, die durch kosmische Strahlen und äußeres Licht erzeugt werden, so daß eine Zeitverzögerung zwischen dem Augenblick des Einsch'altens der Steuerspannunq und der Auslösung der Entladung auftritt, die in einem verdunkelten Raum ohne Zutritt von Außenlicht äußerst lang ist.

Sodann verwendet die vorstehend beschriebene mehrstellige Anzeigeeinrichtung zur hermetischen Abdichtung des Umfangs des Stapels ein kristallinisches Glas mit hohem Bleianteil. V/enn somit die Abdichtung oder Einschmelzung nicht in einer schwach oxydierenden Atmosphäre wie in Luft erfolgt, wird das kristallinische Glas infolge der Reduktion des Bleioxyds schwarz oder grau und andererseits könne sich auch Bläschen im Glas bilden,

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so daß dieses ein schwaimnartiges Aussehen annimmt. In diesem Falle kann keine hermetische Abdichtung erreicht werden. Bei den vorstehend erwähnten Bauteilen für eine mehrstellige Anzeige besteht geiiönnlich der Teil der Anzeigeelektroden aus Metall. Wenn daher das kristallinische Glas in Luft demAbdicht- oder Hinschmelzvorgang unterworfen wird, oxydieren die Anzeigeelektroden, da das kristallinische Glas normalerweise eine Schmelztemperatur von mindestens 400° Celsius erfordert, so daß sich daß sich daraus eine unregelmäßige Glimmentladung im Anzeigeteil oder eine Erhöhung der Zündspannung und in extremen Fällen ein Versagen der Glimmentladung ergeben würde.

Somit besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine mehrstellige Anzeigeeinrichtung von sehr geringen Dicken—Abmessungen zu schaffen. Ferner ist erfindungsgemäß eine mehrstellige Anzeigeeinrichtung ohne Verwendung einer Gitteranode vor der ßildanzeige vorgesehen, die eine klare Anzeige liefert. Sodann soll erfindungsgemäß eine mehrstellige Anzeigeeinrichtung geschaffen werden, die aus nur einer sehr kleinen Anzahl von Einzelteilen besteht. Weiter ist erfindungsgemäß eine mehrstellige Anzeigeeinrichtung mit einer vergrößerten Anodenfläche und verbesserten Entladteigenschaften vorgesehen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird eine mehrstellige Anzeigeeinrichtung geschaffen, bei welcher das durch die Fensterplatte erzeugte Streulicht zugunsten einer klarerem Bildanzeige verhindert wird. Sodann ist erfiniiiagsgeaIS eine mehrstellige Anzeigeeinrichtung vorgesehen, «Leren Ssfladting s«br leicht ausgelöst werden lann. Schließlich soll srfiadimgsgeaäß eine mehrstellige Anzeigeeinrichtung ge-

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schaffen werden, bei"welcher während des Abdichtens oder Einschmelzens eine Oxydierung der Elektroden vermieden wird, um bessere Entladeeigenschaften zu erzielen.

Zur Lösung dieser Aufgabe umfasst die erfindunqsgemäße mehrstellige Anzeigeeinrichtung eine Elektroden-Platine mit einer Anzahl von Anzeigefeldern und einer Platte, die mindestens auf diesen Teilen durchsichtig ist, die den einzelnen Anzeigefeldern gegenüberstehen, wobei die durchsichtige Platine und die Elektroden-Platine aufeinander geschichtet bzw. im Stapel angeordnet sind und dieser Stapel an seinem Umfang hermetisch abgedichtet ist; die Elektroden-Platine trägt Kathoden, die in Gruppen für die einzelnen Anzeigefelder angeordnet sind sowie die Anoden, die in Teilen ausgeformt sind, die durch die einzelnen Kathoden umschlossen werden und die die einzelnen Kathoden umschließen.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Sprengzeichnung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen mehrstelligen Anzeigeeinrichtung;

Fig. 2a-2h ein Beispiel für das Herstellungsverfahren der in Fig. 1 gezeigten mehrstelligen Anzeigeeinrichtung;

Fig. 3 die Ansicht im vergrößerten Maßstab eines Anzeige-

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oder Bildfeldes (für eine Zahl oder Stelle) der nach den Verfahren der Fig. 2 hergestellten mehrstelligen Anzeigeeinrichtung;

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 3;

Fig. 5 eine Ansicht der Fig. 3, jedoch mit dem Anzeigefeld eines anderen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen mehrstelligen Anzeigeeinrichtung;

Fig. ό einen Schnitt längs der Linie VI-VI der Fig. 5;

Fig. 7 die Sprengzeichnung eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfinduntrsgemäßen mehrstelligen Anzeigeeinrichtung;

Fig. 8 einen Teilschnitt in vergrößertem Maßstab durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der crfindungsgemäßen mehrstelligen Anzeigeeinrichtung.

Fig. 1 stellt den Teil einer Sprengzeichnung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen mehrstelligen Anzeigeeinrichtung dar. Diese ist für die Anzeige einer 13-stelligen Zahl ausgelegt. Das Bezugszeichen 1 stellt eine rechteckige durchsichtige Platte aus Glas oder einem ähnlichen 'Werkstoff dar und das iiezugszeichen 2 eine Fensterplatte mit Durchsichtfenstern für die einzelnen Stellen oder Stellenwerte der Zahl. Die

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Die Fensterplatte ist mit schwarzer Farbe überzogen und besitzt einen niedrigen Licntreflexionskoef f izienten . Die lilektroden-Platine 3 ist mit den Anzeigekathoden 4 bestückt, die jeweils in Gruppen angeordnet sind, die der Form der arabischen Zahl acht entsprechen, während die Anoden 5 und 6 so angeordnet sind, daß ein Teil von ihnen von den Anzeigekathoden 4 umschlossen wird und ein anderer Teil diese Anzeigekathoden 4 umschließt: die Elektroden 7 stellen Kommata dar, die Klemmen 8 dienen zur wahlweisen Ansteuerung der blektroden, und die blektroden und die Klemmen sowie die beide verbindenden elektrischen Leitungen sind als gedruckte Mehrschichtschaltung ausseiept. uie durchsichtige Platte 1, die Fensterplatte 2 und die hlektroden-Platine 3 sind aufeinander gestapelt oder geschichtet, und der Umfang des Stapels ist mit einem ßindemittel wie Glas mit niedrigem Schmelzpunkt, einem organischen Xfcber oder Spezialklebern hermetisch abgedichtet. Der dichte Kolben oder die dichte Hülle wird luftleer gepumpt und dann mit einem Edelgas wie einem Gemisch aus Neon und Argon und, falls erforderlich mit Quecksilberdampf, aufgefüllt, womit die mehrstellige Anzeigeeinrichtung fertiggestellt ist.

Wenn bei dieser erfindungsgemäßen mehrstelligen Anzeigeeinrichtung eine Spannung zwischen die zu den ausgewählten Anzeieekathoden 4 führenden Klemmen 8 und den zu den ausgewählten Anoden 5 und 6 führenden Klemmen angelegt wird, dann wird, zwischen den eewänlten Anzeigekathoden und den Anoden 5 und 6 eine Glimmentladung für die Anzeige der gewünschten Leuchtbilder erzeugt.

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Die gleichen Anzeigekathoden 4 für die einzelnen Stellen sind an die gleiche Klemme 8 geführt, so daß die Anzeige der gewünschten Bilder (Zahlen) auf Zeitteilungsgrundlage durch wahlweises Anlegen der Spannung an die Klemmen 8 erreicht werden kann, die zu den entsprechenden Anoden 5 und 6 für die einzelnen Zahlen führen. Die erfindungsgemäße mehrstellige Anzeigeeinrichtung besteht aus nur drei Platinen, nämlich der durchsichtigen Platte 1, der Fensterplatte 2 und der Elektroden-Platine 3, so daß nur eine sehr geringe Anzahl von Einzelteilen im Vergleich zu den ' früheren Einrichtungen dieser Art erforderlich ist; ferner be-' sitzt sie sehr geringe Dickenabmessungen und eignet sich für die Massenfertigung. Da außerdem die einzelnen Elektroden und die Verdrahtung auf einer einzigen Elektroden-Platine angeordnet sind, ist auch die Handhabung und der Zusammenbau sehr einfach, d.h. die Elektroden und die Verdrahtung können einfach durch Mehrschichtätzung ausgeformt werden. Da die Kathoden 4 und die Anoden 5 und 6 im wesentlichen in der gleichen Ebene liegen, ist der Raumwinkel der Glimmentladung sehr groß, wobei das von der Kathode abgestrahlte Licht auf die Innenseite der Fensterplatte 2 fällt. Da jedoch die Fensterplatte mit einer Farbe von sehr geringer Lichtreflexion beschichtet ist, wird das Licht von der Innenseite der Fensterplatte 2 nicht reflektiert, so daß man sehr klare Bildanzeigen erhält.

Anhand der Figuren 2a bis 2h wird nun schrittweise das Herstellungsverfahren der erfindungsgemäßen mehrstelligen Anzeigeeinrichtung beschrieben.

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Ein als Werkstoffkörper dienender keramischer Werkstoff, der hauptsächlich aus Aluminiumoxyd von 9o-prozentiger oder höherer Reinheit besteht, wird zusammen mit einem Kleber und einem Lösungsmittel zu einer pastosenMasse verknetet, die zu einer Platte oder Folie von etwa 2 mm Dicke ausgeformt und dann getrocknet wird, um eine dielektrische Platte oder Folie in Streifenform (Fig. 2a) zu bilden. Dann werden die sich pe^enüberliegenden Kanten der dielektrischen oder Isolierplatte die Positionierbohrungen 1o eingebracht, womit die Platte 11 fertiggestellt ist. Anschließend werden mit Hilfe des Siebdruckverfahrens die aus leitendem Werkstoff bestehenden Sammelschienen 13a bis 13h für den Anschluß der Kathoden, die Leitungen 14a bis 14h für den Anschluß der Anoden, die Zuführungsleitung 15 für die Kathoden, und die Leitungen 16a bis 16h für den Anschluß der Kathoden- und Anodenklemmen 17a bis 17n aufgebracht. Als Werkstoff für die Leitungen kann eine leitende Paste aus leitendem Wolfram-, Molybden-, Hangan-, Titan- und Platinpulver mit hohem Schmelzpunkt oder auch aus Oxyden dieser Stoffe verwendet werden, die mit einem Binde- und einem Lösemittel zusammen ver- kentet werden. Der mit dem vorstehend beschriebenen Schaltungsbild aus leitendem Werkstoff bedruckte Träger 11 wird dann in

, Luft bei einer Temperatur von 120° Celsius etwa 15 Minuten lang

j getrocknet, wodurch die Leiterschicht fest mit dem Träger 11 ver-

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bundeη wird.

Dann wird eine erste dielektrische Schicht 18 auf den Träger 11 j der Fig. 2b aufgedruckt (Fig, 2c). Die erste dielektrische

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Schicht 18 wird im Siebdruckverfahren aufgebracht, um die folgenden Anschlußpunkte zu ergeben:

Kuthodenanschlußpunkte 19 auf den Sammclschienen 13a bis 13h, Anodenanschlußpunkt 2o an den entgegengesetzten Hnden der Leitunj'cn 14a bis 1Jn, die Anschlußpunkte 16a bis 16Ii an¹ linde der Kathodenausgangslei tun" 15 und die Anschlußpunkte 21 an den Innenenden der Anodenklemnien 17a bis 17n. Der Durchmesser dieser Anschlußpunkte betragt beispielsweise 0,3 bis 0,1 mm, und diese können sehr leicht mit Hilfe des Siebdruckverfahrens ausgeformt werden. Die Dicke der ersten dielektrischen Schicht 1H kann .zwischen 40 /< und 0,5 mm betragen und ist im Vergleich zum Durchmesser der Anscnlui.'.punkte sehr klein. Für die erste dielektrische Schicht 18 kann das gleiche ^Material wie für den Träger 11 verwendet werden. In dieseir Falle sind jedoch einige Verbesserungen im iiinblick darauf erforderlich, daß eine für den Druck geeignete Viskosität gefunden werden muß, sowie auch iir Hinblick auf die Frage des Stiftloches. Beispielsweise kann ein Gemisch aus 50 Prozent Gewichtsanteilen eines hauptsächlich aus Aluminium-Oxyd gestehenden Keramikpulvers, aus 2 ^ Prozent Gewichtsanteilen Polyvinylbutylalkohol oder A'thylzellulose als für das Druckverfahren geeignetes Bindemittel sowie aus 30 Prozent Gevrichtsanteil üutylcarbitolacetat als Lösenittel zur Beibehaltung der Viskosität verwendet werden.

Der mit der ersten dielektrischen Schicht 18 bedrückte Träger wird in der gleichen .','eise wie vorstehend beschrieben getrocknet. Anschließend werden die^icn zwischen den Kathoden 22 in der Form der Zahl acht ers treckenden Kathodenaus janrslei tunren 24 ir.it

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Ausnahme der mit ihnen verbundenen Kathodenanschlußpunkte 19 und der auf den Sammelschienen 13a bis 13h angeordneten Anschlußpunkte 23 für die Beschaltung der einzelnen Anschlußpunkte 16a bis 16h und der gemeinsamen Kathoden im Siebdruckverfahren unter Verwendung des gleichen vorstehend erwähnten Leiterwerkstoffs ausgeformt. Bei diesem Druckverfahren fließt das auf die erste dielektrische Schicht 18 aufgedruckte Leitermaterial leicht in die Anschlußpunkte, da die erste dielektrische Schicht 18 sehr dünn im Vergleich zum Durchmesser der Anschlußpunkte ist, so daß es leicht und betriebssicher mit der Leiterschicht unter der ersten dielektrischen Schicht 18 verbunden werden kann. Somit sind auf der Stufe der Fig. 2d die einzelnen gemeinsamen Kathoden 22 elektrisch über die Kathodenanschlußpunkte 19 an die Sammelschienen 13a bis 13h angeschlossen, während diese über die Anschlußpunkte 23, die Leitungen 24, die Anschlußpunkte 16a bis 16h und die Leitungen 15 an die entsprechenden Kathodenklemmen 12a bis 12h geführt sind. Wenn die Kathoden 22 so aufgedruckt werden, daß sie die Anschlußpunkte 19 bedecken, dann sind die Kathodenoberflächen anfällig für Unebenheiten und Unregelmäßigkeiten, die ein schwankendes und unregelmäßiges Glimmen und Aufleuchten erzeugen. Aus diesem Grunde sind die Anschlußpunkte so angeordnet, daß sie die Kathoden 22 nicht überlappen.

Dann wird eine zweite dielektrische Schicht 23 so aufgedruckt, daß die Anoden 22 und die an den entgegengesetzten Enden der Leitungen 14a bis 14h angeordneten Anschlußpunkte 20 ausgebildet werden, um die Anoden in der vorstehend beschriebenen U'eise zu beschälten (Fig. 2e). _ ι τ _

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Dann werden unter Verwendung des gleichen Leitermaterials die folgenden Bauelemente auf die zweite dielektrische Schicht 23 aufgedruckt (Fig. 2f):

Die ersten von den Kathoden 22 umschlossenen Anoden 24, die zweiten die Kathoden 22 umschließenden Anoden 25, die an die Anschlußpunkte 20 geführt sind, sowie die zwischen die Anoden 25 und die Anschlußpunkte 21 der Anodenklemmen 17a bis 17n geschalteten Leitungen 26. Die so bedruckte Leitschicht wird in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben^etrocknet. Die j ersten und zweiten Anoden 24 un.d 25 werden dann über die An-• schlußpunkte 20 und die Leitungen 14a bis 14b zusammengeführt, ! um für jede Zahl eine einzige Anode zu bilden. Me Anoden der einzelnen Zahlen oder Stellen sind über die Leitungen 26 und die

: Anschlußpunkte 21 an die entsprechenden Anodenklemmen 17a bis 17*1 geführt.

Anschließend wird mit Hilfe des Siebdruckverfahrens die dritte dielektrische Schicht 27 ausgeformt, um die Kathoden 22, die ersten und zweiten Anoden 24 und 25 sowie die Elektroden für das Komma zu bilden; hierbei wird das gleiche dieläktrische Material wie vorher benutzt (Fig. 2g). Wenn der dielektrische Werkstoff der dritten dielektrischen Schicht weiß ist, dann j zerstreut die Anzeige- oder Bildfläche das Kathodenglimmlicht, wodurch die Klarheit der Glimmanzeige nachteilig beeinflusst wird, um diesen Nachteil zu vermeiden, kann das Material der dritten dielektrischen Schicht 27 mit einer Farbe mit einem geringen Lichtreflexionskoeffizienten eingefärbt v/erden. Beispiels-

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weise kann das Material durch Zusatz von Titanoxyd zu dem hauptsächlich aus Aluminiumoxyd bestehenden Keramikpulver schwarz bis grau gefärbt werden. Durch Zugabe von Kobaltoxyd erhält man eine violette Farbe und durch Mangandioxyd kann das Material rosa oder braun gefärbt werden.

Dann wird der mit dem Mehrschichtaufdruck versehene Träger 11 der Fig. 2g so zugeschnitten, daß die Elektroden-Platine 28 der Fig. 2h entsteht. Diese Elektroden-Platine 28 wird dann für etwa eine Stunde lang in einer nicht-oxydierenden Atmosphäre mit einer Temperatur zwischen 1.400 bis 1.650° Celsius erhitzt, wobei gleichzeitig auch der hauptsächlich aus Aluminiumoxyd bestehende Träger 11 sowie auch die dielektrischen und die aufgedruckten Leiterschichten gebrannt werden. Während des Brennvorgangs blättern Zusätze wie Bindemittel ab oder werden mitgebrannt, so daß sich die Größe der Elektroden-Platine 28 um etwa 15 Prozent verringert. Um eine genau maß- und formhaltige Platine zu erhalten, muß die Größe dieser Schrumpfung bei der Bereitung des Trägers berücksichtigt werden.

Anschließend werden die durchsichtige und die Fensterplatte auf die Elektroden-Platine 28 gestapelt, und der Umfang des Stapels wird hermetisch abgedichtet. Die entstehende Hülle wird dann luftleer gepumpt und das Entladungsmittel eingeführt, um die Mehrstellenanzeigeeinrichtung fertigzustellen.

Fig. 3 zeigt im vergrößerten Maßstab einen Teil der nach dem

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an Hand der Figuren 2a bis 2h erläuterten Verfahren hergestellten Elektroden-Platine 28, und zwar nur für eine Zahl, und Fig. 4 ist ein Querschnitt längs der Linie IV-IV der Fig. In diesen Figuren gelten die gleichen ßezugszeichen wie in Fig. 2. Die erste Leiterschicht besteht aus den Anodenklemmen 17a bis 17n zum-Anschluß der externen Schaltung, aus den Kathodenklemmen 12a bis 12h, die ebenfalls zum Anschluß einer externen Leitung bestimmt sind, den Samme1schienen 13a bis 13h zum Anschluß der gleichen Kathoden, aus den Leitungen 14a und 14b zur gemeinsamen Beschaltung der geteilten Anoden und der Kathodenausgangsleitungen 15. Die erste dielektrische Schicht 18 wird auf die erste Leiterschicht aufgedruckt, wobei nur die bestimmten Anschlußpunkte ausgenommen sind. Auf die erste dielektrische Schicht 18 wird die zweite Leiterschicht gedruckt, wobei nur die bestimmten Anschlußpunkte ausgenommen sind. Auf die erste dielektrische Schicht 18 wird die zweite Leiterschicht gedruckt, die aus den in Form der Zahl acht ausgebildeten Kathoden 22a bis 22g sowie den Leitungen besteht, die an einem Ende an die Kathoden 22a bis 22h und am anderen Ende über die Ansah t^p unk t$ der Schicht 18 an die Sammelschienen 13a bis 13h der ersten L^iterschicht geführt sind. Wenn die Kathoden 22 direkt an #ie unter ihnen angebrachten Anschlußpunkte für die Verbindung mit der ersten Leiterschicht angeschlossen wären, dann würden in der Oberfläche dieser Kathoden 22 Unebenheiten entstehen. Da bei einer Gasentladungsanzeige die Kathoden für das Glimmen oder Aufleuchten sorgen, ergeben selbst kleinste Unregelmäßigkeiten der Kathodenoberfläche eine schwankende Glimmentladung. Auf der zweiten Leiterschicftft ist die zweite

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dielektrische oder Isolierschicht 23 ausgeformt, wobei nur die Kathoden 22 und bestimmte Anschlußpunkte ausgenommen sind. Diese Schicht dient zur Abdeckung der KathodenanschlußpKinkte sowie dazu, diese im wesentlichen in der gleichen Ebene und nahe der Kathode zu halten. Wenn beabsichtigt ist, die Anoden nicht mit der zweiten dielektrischen Schicht 23 zu bestücken, dann müssen entweder Kathoden und Anoden mit genügenden Zwischenräumen voneinander angeordnet werden oder die Anoden müssen direkt in der ersten Leiterschicht untergebracht werden. Im ersten Falle geht die konstruktive Freizügigkeit verloren, so daß die elek-. trischen Eigenschaften stark beeinflusst werden. Im zweiten Falle wird eine Entladung verhindert. Auf der zweiten dielektrischen oder Isolierschicht 23 befindet sich die dritte Leiterschicht, die aus den Anoden 24 und 25 sowie den Leitungen 26 besteht, welche die Anoden mit den entsprechenden Anodenklemmen 17a bis 17h und die Leitungen 14a und 14b zur Zwischenbeschaltung der Anoden verbindet. Die dritte dielektrische oder Isolierschicht 27 ist auf die dritte Leiterschicht aufgedruckt, wobei die Kathoden und Anoden ausgenommen sind. Ihr Mehrschichtendruck ist für den aufeinanderfolgenden Aufdruck der Leiter- und Isolierschichten auf einen einzigen dielektrischen Träger erforded.ich, um die Anoden und Kathoden zur Anzeige der gewünschten Bilder wie Ziffern und Zeichen sowie auch die Leitungen zu schaffen, welche diese Elektroden an eine externe Schaltung führen. Durch Vergrößerung der Zahl der gedruckten Schichten können auch kompliziertere Elektroden-Platinen geschaffen werden, und es sind mindestens drei Leiter- und drei Isolierschichten erforderlich, um die beiden Elektrodenarten wirksam auszuformen

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und dabei keine Nachteile in der Darstellungswirkung in Kauf zu zu nehmen. Falls die Anoden auf der ersten dielektrischen Schicht unddie Kathoden auf der zweiten dielektrischen Schicht angeordnet werden, geht die konstruktionsmäßige Wirkung der Anoden oder der Kathoden verloren. Durch Anordnung der Kathoden auf der ersten dielektrischen und der Anoden auf der zweiten dielektrischen Schicht wird mit einer geringstmöglichen Anzahl von Verfahrensschritten die größtmögliche Wirkung erzielt. Die auf diese Weise erstellte Elektroden-Platine kann direkt als ein Bauteil der Anzeigeeinrichtung verwendet werden.

Durch Anordnung'der Anodenteile 24 innerhalb der Kathoden 22a bis 22g und der Anodenteile 25 außerhalb der Kathoden 22a bis

2 2g lassen sich die Kathoden und Anoden im wesentlichen in ! einem konstanten Abstand zueinander anordnen, so daß eine einheitliche Glimmentladung auf den Einzelteilen der Kathode er-' möglicht wird, um klare Bildanzeigen zu erhalten.

Die Figuren 5 und 6 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen mehrstelligen Anzeigeeinrichtung. Die in diesen Figuren wiederholten gleichen Teile der Figuren 3 und 4 ! tragen dieselben Bezugszeichen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Oberfläche der die Kathoden umschließenden Außenanode

25 gegenüber dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel j

ΛΓΘΓ

der Figuren 3 und 4 /größert. |

Durch eine Verbreiterung der Gesamtfläche der Anoden 25 und 26 im Vergleich zur Gesamtfläche der Kathoden 22a bis 22g kann

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die Zündspannung um mehrere Volt herabgesetzt werden. Natürlich kann jetzt auch die dielektrische Deckschicht entfallen.

Der Vorteil einer gegenüber der Ka:thodenflache vergrößerten Anodenfläche wird nachstehend näher beschrieben. Bei der erfindungsgemäßen Verschmelzung oder hermetischen Abdichtung des Umfangs des aus der Oberplatte, Zwischenplatte und blektroden-Platine bestehenden Stapels mit einer Schmelze wie Glasfritte erfolgt eine Reduktion des Bleioxyds, wenn die Abdichtung nicht einer Atmosphäre mit schwachen Oxydiereigenschaften wie Luft bei einer Temperatur von ca. 400 bis 500° Celsius erfolgt, da die kristallinische Glasfritte gewöhnlich zur Hauptsache aus Bleiglas besteht, und dies führt zu einer Schwärzung des verschmolzenen oder abgedichteten Teils sowie zur Bläschenbildung, so daß im Vakuum keine hermetische Abdichtung erreicht werden kann. Aus diesen Gründen erfolgt die hermetische Abdichtung normalerweise in Luft. Unter diesen Bearbeitungsbedingungen würden jedoch die Anoden und Kathoden der Elektroden-Platine oxydieren. Unter der Voraussetzung, daß die Oxydierung der Kathoden nur gering ist, läßt sich eine saubere Kathodenoberfläche dadurch erreichen, daß die oxydierte Oberfläche einer Spritz- oder sogenannten Alterungsbehandlung nach der Evakuierung der Hülle und Auffüllung mit dem Entlademittel unterzogen wird. Eine Anwendung dieses Verfahrens auf die Anoden ist jedoch mit Schwierigkeiten verbunden, da die Anode normalerweise eine größere Fläche pro Segment besitzt als die Kathode. Wenn außerdem die Alterungsbehandlung der Anoden aurchgeführt wird, dann legt sich das gespritzte Metall wahrscheinlich an

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den Isolierteil zwischen Kathode und Anode an und ergibt damit ein Versagen der Isolierung. Daher wird dieses Verfahren in der Praxis nicht angewandt und die Anoden bleiben oxydiert.

Bei einer Anode mit oxydierter Oberfläche wird angeommen, daß die wirksame Fläche der Elektrode der Gasentladungsröhre erheblich kleiner ist als die restliche Anodenfläche; in der Praxis wird angeommen, daß nur ein Bruchteil der Gesamtfläche wirksam ist. Da der Spalt d zwischen Kathode und Anode und der Druck P des hermetisch eingeschlossenen Gases so gewählt werden, daß die Zündspannung Ez, welche das Hauptmerkmal der Entladungsröhre ist, und die durch das Produkt des Spaltes d, des Drucks P und der Oberflächenbeschaffenheit der Elektrode bestimmt wird, normalerweise minimal ist, wird die Zündspannung bei oxydierter Anodenoberfläche etwas erhöht.

Die Verwendung eines hauptsächlich aus Aluminiumoxyd bestehenden nicht gebrannten Trägers für die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele stellt in keiner Weise eine Einschränkung dar; andere nicht gebrannte Träger, die beispielsweise aus Fosterit- oder Glaspulver bestehen, können ebenfalls verwendet werden.

Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen mehrstelligen Anzeigeeinrichtung. Hier sind die aus Fig. 1 wiederholten gleichen Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel der Fig. 1 darin, daß ein aus radioaktiven Isotopen bestehendes Material, das nur ,3 -Strahlen wie Ni,

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Pm und Ii oder eine Verbindung davon aussendet, auf die Innenwände der Durchsichtfenster 3o der einzelnen Anzeigefelder der Fensterplatte aufgetragen ist. Das radioaktive Material 31 kann beispielsweise dadurch auf die Innenwand der Fenster 3o aufgebracht werden, daß ein in das radioaktive Material eingetauchter Pinsel in das Fenster 3o eingeführt wird, wobei eine Anzahl von der Fensterplatte 2 gleichen Platten auf_j2inandergestapelt werden oder dadurch, daß die Fensterplatte 2 in das radioaktive Material eingetaucht wird.

Durch Anlegen einer Spannung zwischen den gewählten Kathoden- und Anodenklemmen 8 wird bei der erfindungsgemäßen mehrstelligen Anzeigeeinrichtung eine Entladung zwischen den gewählten Kathoden 4 und den Anoden 5 und 6 erzeugt, um das gewünschte Leuchtbild zu erhalten. Da die Seitenwände der Fenster 3o der Fensterplatte mit dem vorerwähnten radioaktiven Material 31 beschichtet sind, kann eine Entladung durch die vom radioaktiven Material 31 ausgesandten radioaktiven Strahlen oder durch Auslöseelektronen ausgelöst werden, die durch radioaktive Strahlung entstehen. Daher ist die Auslösung der Entladung von Außenlicht unabhängig, und eine Entladung kann leicht auch in einem verdunkelten Raum ausgelöst werden. Ferner wird auch die EntladunjTsverzögerung gegenüber den früheren Einrichtungen weitgehend herabgesetzt. Obwohl das radioaktive Material 31 an verschiedenen Stellen angebracht werden kann, lassen sich die besten Wirkungen erzielen, wenn es auf die Innenwand der Fensterplatte 2 aufgetragen wird. Durch Beschichtung der Innenwand der Fensterplatte 2 mit dem radioaktiven Material 31 erreicht man einen großen Raumwinkel

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und Flugweg, so daß die vom radioaktiven Material 31 ausgesandten 'ΐ -Strahlen die lintladungsfläche im wesentlichen gleichmäßig erregen können. Aus Sicherheitsgründen ist es vorteilhaft für das radioaktive Material 31 einen Stoff zu wählen, der schwache /·' -Strahlen aussendet wie Ni, ¹⁴⁷Pm und³H.

Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch einen Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen mehrstelligen Anzeigeeinrichtung. Auch hier sind die gleichen Teile der Fig. 1 mit denselben Bezugszeichen versehen. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich darin von dejr vorhergehenden, daß ein nichtkristallinisches Glas als Schmelzmittel 40 zur Abdichtung des Umfangs des aus der Oberplatte T, der Fensterplatte 2 und der Elektroden-Platine 3 bestehenden Stapels verwendet wird. Wenn das Schmelzmittel 40 hauptsächlich aus herkömmlichem kristallinischem Glas mit einem hohen Bleianteil besteht, dann würde beim Abdicht- oder Schmelzvorgang das in einer neutralen oder reduzierenden Atmosphäre bzw. Luft erwärmte kristallinische Glas geschwärzt oder grau werden oder es würden sich im Glase Bläschen bilden, so daß es ein schwammähnliches Aussehen annehmen würde, wobei sich eine hermetische Abdichtung nicht mehr erreichen läßt. Die Bildelektroden der vorstehend erwähnten mehrstelligen Anzeigeeinrichtung bestehen auch gewöhnlich aus Metall> welches die Entladefläche bildet. Wenn somit das kristallinische Glas dem Schmekvorgang in Luft unterzogen wird, werden die Bild- oder Anzeige-Elektroden oxydiert, da das kristallinische Glas normalerweise eine Schmelztemperatur von mindestens 400 Celsius erfordert, und dies führt zu einer unregelmäßigen GIijra entladung

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im Anzeigeteil oder .zu einer erhöhten Zündspannung und, iir äußersten Fall, zu einem Versagen der Glimmentladung.

Wird ein nicht-kristallinisches Glas als Schmelz- oder Hichtmittel 40 verwendet, dann kann die Värmebehandlung für die Abdichtung in einer neutralen oder reduzierenden Atmosphäre bzw. auch im Vakuum erfolgen, wodurch die Oxydierunr der Hlektroden verhindert werden kann. Damit läßt sich als hlektrodenwerkstoff ein Metall mit niedriger Zündspannung verv/enden, beispielsv.-ei se Wolfram, Molybden, Tantal und Zirkonium. Ferner gilt auch folgendes: während bei kristallinischem Glas eine niedere Abdichtoder Schmelztemperatur eingestellt werden muß, um eine Oxydierung der Elektroden zu vermeiden, kann die Abdichttemperatur bis in die Gegend des Erweichungspunktes des Glases der oberen Platte erhöht werden, da das Problem der blektrodenoxydierung nun nicht mehr besteht. Durch die erfindungegemäße Verwendung eines nicht-kristallinischen Glases als Dichtmittel kann außerdem der Dehnungskoeffizient des Dichtmittels so gewählt werden, daß er dem der einzelnen Platinen gleich ist, so daß zur Erhöhung der Betriebssicherheit des Pakets eine zuverlässige hermetische Abdichtung erreicht werden kann.

Wie vorstehend beschrieben, wird mit der erfindungsgemäßen mehrstelligen Anzeigeeinrichtung, bei welcher die Kathoden und Anoden im wesentlichen in der gleichen Ebene angeordnet sind und die Anoden teilweise von den Kathoden umschlossen werden und diese teilweise umschließen, eine gleichmäßige Glimment ladung der einzelnen Teile der Bildkathode erreicht, so daß

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gegenüber den früheren Einrichtungen eine klare ßildanzeige erzielt wird.

Da ferner nach der Erfindung die Gesamtfläche der Anoden größer ist als die Gesantflache der Kathoden, kann die, Zündspannung gegenüber früheren Einrichtungen dieser Art weitgehend herabgesetzt werden.

Da auch die Fensterplatte für die einzelnen Ziffern oder Stellen der Zanl mindestens auf der zum Anzeige- oder Bildfeld hin gerichteten Seite mit einer Farbe von einem niedrigen Lichtreflexionskoeffizienten kaschiert ist, wird die Lichtreflexion durch die Innenseite der Fensterplatte verhindert, um eine sehr klare Glimmbildanzeige zu erhalten.

Erfindungsgemäß ist auch die Innenwand der Fensterplatte für die einzelnen Ziffern oder Stellen der Zahl mit radioaktivem Material beschichtet, wodurch die Verzögerungszeit für die Auslösung der Entladung gegenüber früheren Einrichtungen sehr stark verkürzt wird.

Da außerdem erfindungsgemäß nicht-kristallinisches Glas als Dichtmittel verwendet wird, kann die Wärmeabdichtung oder der Schmelzvorgang in einer neutralen oder reduzierenden Atmosphäre bzw. im Vakuum vorgenommen werden, so daß ein leicht oxydierbares Metall mit niedriger Zündspannung wie Wolfram, Molybden, Tantal und Zirkonium als Elektrodenwerkstoff verwendet werden kann. Während beim kristallinischen Glas eine niedrige Abdicht-

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temperatur zur Vermeidung der Oxydierung der Elektroden erforderlich war, ist beim nicht-kristallinischen Glas das Problem der Oxydierung der Elektroden gelöst, so»daß die Abdichttemperatur bis in die Gegend des Erweichungspunktes des Glases der oberen Platte erhöht werden kann. Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines nicht-kristallinischen Glases als Dichtmittel läßt sich außerdem der Dehnungskoeffizient des Dichtmittels im wesentlichen an den der einzelnen Platten angleichen, so daß zur Erhöhung der Betriebssicherheit des Stapels oder Pakets eine, zuverlässige hermetische Abdichtung er- -zielt werden kann.

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Claims

Dr. Ing. H. Negendai* PIpI Ing. H. Η·ικ*. DIpI. Phvt. W. fehmhi Df pt Ir«. I. GrwW» - Wpi. Ing. W. Wehnert HITACHI LIMITED 5-t, 1-chome, Marunouchi, Chiyada-ku. Tokyo. Japan München, 1.Aug.1973 Anwaltsakte M-2771 Patentansprüche

1./Mehrstellige Anzeigeeinrichtung mit einer Elektroden-Platine, die mit einer Anzahl von Bildfeldern versehen ist sowie mit einer durchsichtigen Platte, die mindestens an den teilen durchsichtig ist, die den einzelnen Bildfeldern gegenüberstehen, dadurch gekennzeichnet, daß die durchsichtige Platte (1) und die Elektroden-Platine (3) aufeinandergestapelt sind, wobei der Stapel an seinem Umfang hermetisch abgedichtet ist, sowit dadurch, daß die Elektroden-Platine (3) Kathoden (4) trägt, die für die einzelnen Bildfelder in Gruppen angeordnet sind sowie auch Anoden (5,24), die teilweise du*ch die · einzelnen Kathoden (4,22) umschlossen werden und die teilweise (6,25) die einzelnen Kathoden (4,22) umschließen.

2. Mehrstellige Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, d*durch gekennzeichnet, daß die Gesamtfläche der Anoden (5,Ä; 24,25)

in jedem Bildfeld größer ist als die Gesamtfläche der Kathoden (4) in diesem Bildfeld.

3. Mehrstellige Anzeigeeinrichtung·nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden-Platine (3) mit einem mehrschichtigen Aufdruck versehen ist, wobei die Kathoden (4) und die Anoden (5,6) auf die entsprechenden dielektrischen Schichten (18,23,27) gedruckt sind.

4. Mehrstellige Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden-Platine (3) mit einer obersten gedruckten dielektrischen Schicht (27) versehen ist, welche die Elektroden (4,5,6) nicht bedeckt und einen Farbbelag mit niedrigem Lichtreflexionskotffizienten besitzt.

5. Mehrstellige Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden-Platine (3) durch Ausformung j der Kathoden (4) und der Anoden (5,6) auf einem nicht-gebrann-j ten dielektrischen Träger (11) und durch Brennen dieser gesamten so ausgeformten Vorrichtung gebildet wird.

6. Mehrstellige Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daft die Elektroden-Platine (3) durch Ausformting der Kathoden (4) und der Anoden (5,6) auf einem nichtgebrannten dielektrischen Träger (11) und einem Mehrschicht-Druckverfahren in Stellungen gebildet wird, die durch Positionierlöcher (1o) im dielektrischen Träger (11) bestimmt

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werden, wobei die gesamte so ausgeformte. Einrichtung anschließend gebrannt wird.

7. Mehrstellige Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden-Platine (3) durch Ausformung dejr Kathoden (4) und der Anoden (5,6), der Klemmen (8) für diese Elektroden (4,5,6) sowie der Verbindungsleitungen (14,26) zu» Anschluß dieser Elektroden (4,5,6) an die Kiemen (8) auf einem nicht-gebrannten dielektrischen Träger (11) in einem Mehrschicht-Druckverfahren und durch Brennen der gesteten so ausgeformten Einrichtung gebildet wird.

8. Mehrstellige Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fensterplatte (2) zwischen der Elektroden-Platine (3) und der durchsichtigen Platte (1) ■

angeordnet ist, sowie dadurch, daß in der Fensterplatte (2)

Durchsichtfenster (3o) an solchen Stellen ausgeformt sind,

die den einzelnen Bildfeldern entsprechen und schließlich '.

dadurch, daß die Fenster (3o) Entladungsräume für die einzel-

nen Bildfenster darstellen. !

9. Mehrstellige Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch

gekennzeichnet, daß die Fensterplatte (2) mindestens auf ι

i der den Bildfeldern zugewandten Seite mit einer Farbe (4o) i

von niedrigem Lichtreflexionskoeffizienten beschichtet ist. ;

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. ₂₈ . 23398Ί7

1o. Mehrstellige Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände der einzelnen in der Fensterplatte (2) ausgeformten Durchsichtfenster (3o) mit einem radioaktiven Material (31) beschichtet sind.

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