DE1091006B - Optisches Anzeigegeraet - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf optische Anzeigegeräte, die die Leuchteigenschaft lumineszierender Stoffe zur Darstellung von Zeichen, Ziffern od. dgl. ausnutzen.

Es sind bereits Anzeigegeräte bekannt, bei denen die Erregung einer zur Lumineszenz fähigen Phosphorschicht durch einen Wechselstrom für Anzeigezwecke Anwendet wird.

Bei diesen Geräten werden nacheinander bestimmte Punkte einer Fläche durch den Effekt der Elektrolumineszenz zum Leuchten angeregt. Bei entsprechend schnellem Wechsel der erregten Punkte können unter Ausnutzung der Nachleuchtdauer beliebige Zeichen zusammengesetzt werden. Es besteht bei derartigen Anzeigegeräten die Forderung, die verschiedenen, zur Darstellung eines Zeichens benötigten Punkte in schneller Reihenfolge wiederholt nacheinander zu erregen, damit die Zeichen sichtbar bleiben, wie es auch aus der Fernsehtechnik bekannt ist. Es ist hierbei von besonderer Bedeutung, daß nur solche Lumineszenzstoffe Verwendung finden, deren Nachleuchtdauer bei einer Erhöhung der Schichttemperatur möglichst nicht oder nur sehr wenig kleiner wird.

Dagegen wird bei der vorliegenden Erfindung der zur Darstellung der Zeichen notwendige Kontrast gerade durch eine starke Temperaturabhängigkeit der Nachleuchtdauer des Lumineszenzstoffes gewonnen, indem erfindungsgemäß auf einer hitzebeständigen Isolierstoffplatte in einer Ebene Heizdrähte, aus denen die darzustellenden Zeichen zusammensetzbar sind, angeordnet sind, die Oberfläche der Isolierstoffplatte mit dem alle Heizdrähte bedeckenden lumineszierenden Stoff, dessen Lumineszenzfähigkeit mit steigender Temperatur abnimmt, überzogen ist und schließlich eine externe, monochromatisches Licht aussendende Lichtquelle zum Aktivieren der Lumineszenzschicht vorgesehen ist, so daß bei Aufheizen der entsprechenden Heizdrähte und Bestrahlung der Anzeigefläche das betreffende Zeichen sichtbar ist.

Als monochromatische Lichtquelle wird zweckmäßigerweise UV-Lioht verwendet, welches beispielsweise mittels einer UV-Glühbirne oder einer UV-Entladungsröhre gewonnen wird. Es kann in manchen Fällen auch zweckmäßig sein, die Erfindung so weiterzubilden, daß als Mittel zur Aktivierung der Phosphorschicht eine UVLichtquelle vorgesehen ist, die eine elektrolumineszkrende Phosphorschicht enthält und die zwischen durchsichtigen Elektroden eingefügt ist, und daß die elektrolumineszierende Phosphorschicht aus einem Phosphor besteht, der ultraviolettes Licht aussendet, sobald Wechselstrom geeigneter Stärke und Frequenz den Elektroden zugeführt wird.

Eine andere zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die heizbaren Elemente auf Optisches Anzeigegerät

Anmelder:

International Standard Electric

Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. Ή. Ciaessen, Patentanwalt,
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 17. Dezember 1956, 28. Mai
und 13. Dezember 1957

Douglas Louis Ashton Driver

und Derrick Ernest Blaxill, London,

sind als Erfinder genannt worden

der einen Seite einer durch Elektrolumineszenz erregbaren Phosphorschicht, die gleichzeitig einen Abfall des Lumineszenzwirkungsgrades mit wachsender Temperatur zeigt, angebracht sind, und daß die Aktivierungsmittel aus einer durchsichtigen Vorderelektrode und einer rückwärtigen Elektrode, welche hinter den heizbaren Elementen angebracht ist, bestehen, und daß Mittel vorgesehen sind, um eine Wechselspannung geeigneter Höhe und Frequenz diesen Elektroden zuzuführen.

Schließlich bestehen gemäß der Erfindung die Heizelemente aus elektrischem Widerstandsdraht oder aus einem gedruckten elektrischen Widerstand.
Drei Ausführungen werden nun als Beispiel für die Erfindung an Hand der Figuren beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise schematisohe Seitenansicht des ersten Beispiels des Anzeigegeräts,

Fig. 2 eine Vorderansicht der Anzeigeplatte entsprechend der Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3, 4 und 5 perspektivisch vergrößerte Einzelheiten der Anzeigeplatte,

Fig. 6, 7 und 8 vergrößerte Einzelheiten gedruckter Drähte auf der Anzeigeplätte,

Fig. 9 den Anzeigeschirm eines zweiten Ausführungsbeispiels des Anzeigegerätes,

Fig. 10 den Anzeigeschirm eines dritten Ausführungsbeispiels des Anzeigegeräts,

009 627/63

Fig. 11 einen Schaltkreis für die Funktion des dritten Ausführungsbeispiels.

In Fig. 1 ist eine hitzebeständige Isolierplatte 1 von einer gleichen hitzebeständigen Isolierplatte 2 durch hohle, hitzebeständige Isolierstützen 3 an jeder Ecke der Platten 1 und 2 getrennt. Die Anordnung wird durch Bolzen 4 zusammengehalten, welche durch die Abstandsstiitzen 3 geführt sind.

Die Vorderseite der Platte 1 trägt einen Anzeigeschirm, der eine Phosphorschicht 5 enthält, deren Phosphor unter Bestrahlung durch UV-Licht leuchtet und der einen Abfall des Lumineszenzwirkungsgrades mit wachsender Temperatur zeigt.

Zwischen der Phosphorschicht 5 und einer staubabhaltenden Glasplatte 6 ist eine elektrolumineszierende Phosphorschicht 7 angebracht, die zwischen durchsichtigen Elektroden 8 und 9 liegt. Die Elektroden 8 und 9 umfassen je eine Glasplatte 10, auf der eine geeignete metallische, durchsichtige, leitende Schicht 11 in bekannter Art aufgebracht ist.

Die elektrolumineszierende Phosphorschicht 7 besteht aus einem Phosphor, der UV-Licht aussendet, sobald Wechselspannung einer geeigneten Höhe und Frequenz mittels der Leitungen 12 und 13 an die Elektroden 8 bzw. 9 angelegt wird. Die Oberfläche der Platte 1 unter der Phosphorschicht 5 zeigt Fig. 2. Auf der vorderseitigen Oberfläche der Platte 1 und vollständig bedeckt durch die Phosphorschicht 5, liegen einzelne Heizdrähte 14, von denen jeder ein anderes Zeichen darstellt. In Fig. 2 sind die Zeichen 1 bis 0 veranschaulicht, deren jedes durch einen anderen Draht 14 dargestellt wird. Selbstverständlich können die Drähte 14 auch so geformt werden, daß sie jedes gewünschte Zeichen darstellen.

Die Drähte 14 sind einzeln auf der Platte 1 gemäß dem entsprechenden Zeichen geformt und mit einem geeigneten Klebestoff auf der Platte 1 befestigt. Um die Formung der Drähte 14 zu erleichtern, kann die Oberfläche der Platte 1 mit flachen Rillen 15 (Fig. 3) versehen werden, die den gewünschten Zeichen entsprechend geformt sind und die Drähte 14 aufnehmen.

Dort, wo irgendwelche Drähte 14 sich überkreuzen, wird ein Draht hinter dem anderen durch Löcher 16 in der Platte 1 geführt, wie Abb. 4 zeigt, in der der Draht 14 a hinter dem Draht 146 durch Löcher 16 geführt ist.

Andererseits kann der Draht 14a in Form einer Schleife durch ein einziges Loch 16 geführt werden, so daß er hinter dem Draht 14 b liegt, wobei die Schleife durch einen Isolierstöpsel 17 gehalten wird (Fig. 5).

Die gewünschten Zeichen oder Symbole können auch durch gedruckte Drähte auf der Platte 1 dargestellt werden. Der gedruckte Draht 14 c kann erhaben auf der Oberfläche der Platte 1 befestigt sein (Fig. 6), oder der gedruckte Draht 14 c? kann mit der Oberfläche der Platte 1 in einer Ebene liegen (Fig. 7).

Dort, wo gedruckte Drähte sich iiberkreuzen (Fig. 8), ist der eine Draht 14/ auf der Oberfläche der Platte 1 unterbrochen. Der unterbrochene Draht 14 wird mittels zweier leitender Niete 18 und 19 hinter dem durchgehenden Draht 14^ geführt. Jeder Niet ist durch die Platte 1 geführt und an dem einen Ende des unterbrochenen Drahtes 14/ befestigt, während auf der Hinterseite der Platte die beiden Niete miteinander verbunden sind.

Beide Enden eines jeden Drahtes 14 werden durch geeignet gelegene Löcher 20 auf die Rückseite der Platte 1 geführt (Fig. 1). Wegen der Übersichtlichkeit sind nur die Drähte 14 gezeigt, die die Zeichen 1 und 8 darstellen. Das eine Ende eines jeden Drahtes 14 ist mit einer entsprechenden Stelle einer Steckleiste 21 verbunden, die dreizehn getrennte Anschlüsse enthält. Anschluß 1 und 2 sind für den Anschluß der Drähte 12 und 13 an eine geeignete Wechsel stromquelle vorgesehen; die Anschlüsse 3 bis 12 sind je mit einem Ende eines der Drähte 14 verbunden, und der dreizehnte Anschluß ist ein gemeinsamer Anschluß für die anderen Enden aller Drähte 14.

ίο Die einzelnen Anschlüsse der Steckleiste 21 sind mit Einrichtungen verbunden, die wahlweise an einen der Drähte 14 Spannung legen. Der Schrittschalter 22 ist nur als Beispiel solcher Mittel angeführt.

Die Drähte 14 haben alle gleiche Länge, so daß die angelegte Spannung sie auf gleiche Temperatur bringt. Die Länge der Drähte 14, die zur Zeichendarstellung notwendig ist, variiert offensichtlich entsprechend den verschiedenen Zeichen; darum wird die überschüssige Drahtlänge auf die Abstandsstützen 3 gewickelt, die als Wickelkörper dienen.

Wenn die Zeichen durch gedruckte Drähte dargestellt sind, werden die Drähte auf gleiche Länge dadurch gebracht, daß an jedes Ende des gedruckten Drahts die erforderliche Drahtlänge gleichen Wider-Standes angeschlossen und die überschüssige Länge um die Stützen 3 gewickelt wird. Der Anschluß der Drähte wird auf die schon beschriebene Art und Weise vollzogen.

Im Betrieb wird die Phosphorschicht auf der Oberfläche der Platte 1 mit UV-Licht bestrahlt, das von einer elektrolumineszierenden Phosphorschicht 7 ausgesendet wird, die die Strahlung der Phosphorschicht 5 auf der Platte 1 bewirkt. Ein ausgewähltes Zeichen wird hervorgehoben, indem eine geeignete Spannung an den entsprechenden Draht 14 gelegt wird, der dadurch erhitzt wird. Der Teil der Phosphorschicht 5, der den erhitzten Draht 14 umgibt, verliert seine Farbe entsprechend der Zunahme der Temperatur, und das Zeichen erscheint in dunklem Kontrast auf hellem Hintergrund. Zum Beispiel möge der Draht 14 auf 150° C erhitzt werden, und wenn ein Phosphor benutzt wird, der eine lichtgrüne Luminiszenz im UV-Licht ausstrahlt, erscheint das Zeichen dunkelbraun auf lichtgrünem Hintergrund.

Beim Abkühlen des erhitzten Drahtes 14 nimmt der Phosphor wieder seine ursprüngliche Farbe an. Eine ausreichende Hervorhebung des Zeichens kann schon bei Verwendung einer geringen Drahtstärke 14 erreicht werden, da sich die Wärme in der Phosphorschicht 5 über den erhitzten Draht 14 hinaus ausbreitet und das hervorgehobene Zeichen breiter als der erhitzte Draht erscheint.

Eine andere Möglichkeit zur Erzeugung des UV-Lichts als durch Erregung der elektrolumineszierenden Phosphorschicht 7 besteht darin, auf diese Schicht 7 und die Elektroden 8 und 9 zu verzichten und das UV-Licht durch eine äußere UV-Lichtquelle zu erzeugen, z. B. eine UV-Glühbirne oder eine UV-Entladungsröhre, die so eingestellt wird, daß die ganze Pbosphorschicht 5 bestrahlt wird, und ein ungehinderter Blick auf den Anzeigeschirm möglich ist. In diesem Falle muß die Glasplatte 6 für ultraviolettes Licht durchlässig sein.

Ein Vielfachanzeigegerät kann durch Anhäufung einer Anzahl Anzeigegeräte, von denen jedes Gerät dem beschriebenen entspricht und durch Bestrahlung der Oberfläche der Anzeigegeräte durch eine gemeinsame UV-Lichtquelle erreicht werden.

Fig. 9 zeigt nur den Anzeigeschirm einer zweiten Ausführung; die anderen Konstruktions-, Schaltungs-

und Verbindungseinzelheiten entsprechen den beschriebenen.

Der Schirm enthält eine elektrolumineszierende Phosphorschicht 23, die sichtbares Licht ausstrahlt, sobald sie angeregt ist. Die Schicht ist zwischen einer durchsichtigen Vorderelektrode 24, gleich der Elektrode 9 in Fig. 1, und einer rückwärtigen Elektrode 25 eingefügt; das ganze ist auf einer isolierten Trägerplatte 26 befestigt.

In die Phosphorschicht 23 eingebettet und durch sie von der vorderen und hinteren Elektrode isoliert sind Heizdrähte, deren jeder ein anderes Zeichen darstellt in der gleichen Art, wie Fig. 2 zeigt.

Da die Heizdrähte weder die Elektrode 24 noch 25 berühren dürfen, ist es vorzuziehen, jeden Heizdraht mit hitzebeständiger Isolation zu versehen. Durch diese Isolation können die Drähte in der gleichen Ebene sich überkreuzen, anstatt auf die Rückseite der Isolierplatte 1 geführt zu werden, wie es unter Bezug auf Fig. 2, 3 und 4 beschrieben wurde.

Andererseits kann dort, wo sich nichtisolierte Drähte überkreuzen, ein schmaler Streifen hitzebeständigen Isolationsmaterials zwischen die sich kreuzenden Drähte gelegt werden.

Es ist möglich, beide Methoden, die Heizdrähte zu kreuzen, in gleicher Weise in dem ersten Ausführungsbeispiel anzuwenden.

Im Betrieb wird die elektrolumineszierende Phosphorschicht 23 veranlaßt, Licht auszustrahlen, indem eine Wechselspannung geeigneter Höhe und Frequenz an die Elektroden 24 und 25 gelegt wird; um ein gewünschtes Zeichen hervorzuheben, wird der zugehörige Heizdraht durch einen geeigneten Strom erwärmt.

Man hat festgestellt, daß Wärme den elektrolumineszierenden Phosphor in gleicher Art wie den UV-bestrahlten Typ löscht, und deshalb erscheint das ausgewählte Zeichen im dunklen Kontrast auf hellem Hintergrund wie beim ersten Ausführungsbeispiel.

In dem dritten Ausführungsbeispiel enthält der Anzeigeschirm (Fig. 10) eine elektrolumineszierende Phosphorschicht 27, eine durchsichtige Vorderelektrode 28 gleich den Elektroden 24 oder 9 und eine rückwärtige Isolierplatte 29, an deren vorderer Oberfläche ein verflochtenes Mosaik von leitenden Streifen sich befindet, das in gleicher Art, wie in Fig. 2 gezeigt, angeordnet ist und bei dem jeder Streifen ein anderes Zeichen oder Symbol darstellt.

Die Streifen sind vorzugsweise auf der Platte 29 aufgedruckt und können einander, in gebräuchlicher Art isoliert, überkreuzen, so wie es schon unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben ist.

Im Betrieb wird ein ausgewähltes Zeichen oder Symbol dadurch hervorgehoben, daß eine Wechselspannung geeigneter Höhe und Frequenz der Vorderelektrode 28 und einem der entsprechenden gedruckten Streifen zugeführt wird. Dies bewirkt, daß der Teil der elektrolumineszierenden Phosphorschicht zwischen der Vorderelektrode 28 und dem ausgewählten Streifen das gewünschte Zeichen auf einem dunklen Hintergrund hervorhebt. Die Schaltungseinzelheiten und anderen Details können denen gleichen, die unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben sind und schematisch in Fig. 11 angedeutet sind, in der ein Schrittschalter 30 als Beispiel eine Wechselstromquelle, die durch eine Leitung 31 mit der Vorderelektrode 28 verbunden ist, und einzelne Leitungen 32, von denen jede mit einem anderen gedruckten Streifen auf der Isolierplatte 29 verbunden ist, gezeigt sind.

Zur Erregung der elektrolumineszierenden Phosphorschicht kann jede Spannung bis zur Durchschlagsspannung des Dielektrikums benutzt werden und jede verfügbare Frequenz bis zu 300 kHz.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Optisches Anzeigegerät mit lumineszierender Anzeigefläche, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer hitzebeständigen Isolierstoffplatte (1) in einer Ebene Heizdrähte (14), aus denen die darzustellenden Zeichen zusammensetzbar sind, angeordnet sind, daß die Oberfläche der Isolierstoffplatte mit dem alle Heizdrähte bedeckenden lumineszierenden Stoff (7), dessen Lumineszenzfähigkeit mit steigender Temperatur abnimmt, überzogen ist und daß schließlich eine externe, monochromatisches Licht aussendende Lichtquelle zum Aktivieren der Lumineszenzschicht vorgesehen ist, so daß bei Aufheizen der entsprechenden Heizdrähte und Bestrahlung der Anzeigefläche das betreffende Zeichen sichtbar ist.

2. Optisches Anzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Aktivierung der Phosphorschicht eine UV-Glühlampe vorgesehen ist.

3. Optisches Anzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Aktivierung der Phosphorschicht eine UV-Entladungsröhre vorgesehen ist.

4. Optisches Anzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Aktivierung der Phosphorschicht eine UV-Lichtquelle vorgesehen ist, die eine elektrolumineszierende Phosphorschicht enthält und die zwischen durchsichtigen Elektroden eingefügt ist, und daß die elektrolumineszierende Phosphorschicht aus einem Phosphor besteht, der ultraviolettes Licht aussendet, sobald Wechselstrom geeigneter Höhe und Frequenz den Elektroden zugeführt ist.

5. Optisches Anzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die heizbaren Elemente auf der einen Seite einer durch Elektrolumineszenz erregbaren Phosphorschicht, die gleichzeitig einen Abfall des Lumineszenzwirkungsgrades mit wachsender Temperatur zeigt, angebracht sind und daß die Aktivierungsmittel aus einer durchsichtigen Vorderelektrode und einer rückwärtigen Elektrode, welche hinter den heizbaren Elementen angebracht ist, bestehen und daß Mittel vorgesehen sind, um eine Wechselspannung geeigneter Höhe und Frequenz diesen Elektroden zuzuführen.

6. Optisches Anzeigegerät nach Anspruch 1 oder 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente aus Widerstandsdraht bestehen.

7. Optisches Anzeigegerät nach Anspruch 1 oder 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente aus gedrucktem Widerstandsmaterial bestehen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 902 273, 958 685;
französische Patentschrift Nr. 66 234;
USA.-Patentschrift Nr. 2 755 400.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

© 009 627/63 10.60