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DE2064300A1 - Verfahren zur Verbesserung des Spei chergewmnes eines Gasentladungsanzeige- und Speicherfeldes - Google Patents

Verfahren zur Verbesserung des Spei chergewmnes eines Gasentladungsanzeige- und Speicherfeldes

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DE2064300A1
DE2064300A1 DE19702064300 DE2064300A DE2064300A1 DE 2064300 A1 DE2064300 A1 DE 2064300A1 DE 19702064300 DE19702064300 DE 19702064300 DE 2064300 A DE2064300 A DE 2064300A DE 2064300 A1 DE2064300 A1 DE 2064300A1
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gas discharge
gas
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DE2064300C3 (de
DE2064300B2 (de
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William Ernest; Liddle David Edgar; Toledo; Mathias Benny Bert Maumee; Nolan James Francis Sylvanis; Ohio Johnson (V St.A.) GlIc 11 42
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Owens Illinois Inc
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Description

ZÜSTElLÜNGSAMSCHRirT: HAMBURG 36 · NEUER WALL 41
TBL. 367428 UND 364110 TELEOR. NEGEOAFATENT HAMBITRO
TBL.0380SSe
!Toledo, Ohio/USA TBLEGR.NEGBI)APATENTMÜNChbN
Hamburg, 28. Dezember 1970
Verfahren zur Verbesserung des Speichergewinnes eines Gasentladungsanzeige- und Speicherfeldes
Die Erfindung bezieht sich auf neue Mebrfacb-Gasentladungsanzeige- und Speicherfelder, die eine elektrische Speicherung haben und die in der lage sind, eine Sichtanzeige von Daten, wie Zahlen, Buchstaben, Fernsehbilder, Radarbilder, Binär-
zu
Wörter usw.,/erzeugen. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Gasentladungsanzeige- und Speicherfelder mit einem größeren Speichervermögen.
Mehrfacb-Gasentladungsanzeige- und/oder Speicherfelder der Art, auf die die Erfindung gerichtet ist, sind durch ein ionisierbares gasförmiges Medium gekennzeichnet, gewöhnlich ein Gemisch von mindestens zwei Gasen unter geeignetem Gasdruck, in einer schmalen Kammer oder einem Raum zwischen einem Paar von sich gegenüberstehenden ladungsspeicherkörpan,
109029/1634 original inspected
die von Leiterkörpern, Elektroden, hinterlegt sind, wobei die Leiterkörper, die hinter jedem dielektrischen Körper liegen, transversal ausgerichtet sind, um eine Vielzahl von diskreten Entladungsvolimina zu begrenzen und eine Entladungseinheit zu bilden. In einigen bekannten Feldern werden die Entladungseinheiten zusätzlich von einer umgebenden oder einschließenden körperlichen Struktur begrenzt, wie durch Zellen oder Löcher in perforierten Glasplatten und dergl., so daß sie anderen Einheiten gegenüber körperlich isoliert sind. In jedem Fall, mit oder ohne die begrenzende körperliche Struktur, werden Ladungen (Elektronen, Ionen) nach Ionisation des Gases einer ausgewählten Entladungseinheit erzeugt, wenn geeignete Wechselbetriebsspannung an davon ausgewählten Leitern angelegt wird, auf den Oberflächen der dielektrischen Körper an besonderen begrenzten Orten gesammelt und bilden ein elektrisches Feld, entgegengesetzt dem elektrischen Feld, welfaes sie geschaffen hat, um die Entladung für die restliche Halbperiode zu beenden und zu helfen, Entladung bei der folgenden entgegengesetzten Halbperiode der angelegten Spannung auszulösen! sol- ' ehe Ladungen bilden, wenn sie gespeichert sind, eine elektrische Speicherung.
So verhindern die dielektrischen Schichten den Durchgang eines leitenden Stroms von den Leiterkörpern zum gasförmigen Medium und dienen auch als Sammelflächen für ionisierte Ladungen des gasförmigen Mediums (Elektronen, Ionen) während der
•m 3 —
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aufeinanderfolgenden Halbperioden der Betriebswechselspannungj solche ladungen sammeln sich zuerst auf einem elementaren oder diskreten dielektrischen Oberflächengebiet und dann auf einem gegenüberliegenden elementaren oder diskreten dielektrischen Oberflächengebiet bei den aufeinanderfo^nden Halbperioden, um eine elektrische Speicherung aufzubauen.
üjin Beispiel für eine solche Feldstruktur mit nicht-Ürperlich isolieifcen oder offenen Ladungseinheiten ist in der US-Bfcentschrift 3 499 167 beschrieben.
Ein Beispiel für ein Feld mit körperlich isolierten Einheiten ist in einem Aufsatz von D. 1. Bitzer und H. G-. Slottow unter dem litel "The Plasma Display Panel - A Digitally Addressable Display Vitb Inherent Memory", erschienen in Proceeding of the Fall Joint Computer Conference', IEEE, San Francisco, California, Nov., 1966, S. 58-547, gebracht.
Beim Arbeiten des Feldes wird ein kontinuierliches Volumen ionisierbaren Gases zwischen einem Paar dielektrischer Oberflächen mit licht-elektrischem Effekt, die mit Leiteranordnungen, welche Matrixelemente bilden, hinterlegt sind, begrenzt· Die sich kreuzenden Leiteranordnungen können orthogonal angeordnet sein (aber jede andere Stellung ist möglich), um eine Tielzahl von gegenüberstehenden Paaren von
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Iiadungsspeichergebieten auf den Oberflächen der dielektrischen Flächen, welche das Gas begrenzen und beschränken, festzulegen. So ist für eine leitermatrix mit Η-Reihen und O-Spalten die Zahl der elementaren Entladungsvolumeη das Produkt HxO und die Zahl der elementaren oder diskreten Gebiete ist gleich der doppelten Zahl der elementaren Entladungsvolumen.
Das Gas ist ein solches, das licht erzeugt (bei Sichtanzeige) und während der Entladung reichlich ladungen (Ionen und Elektronen) liefert. In einem Feld mit offenen Zellen derart, wie in der oben erwähnten US-Patentschrift beschrieben, ist das Gas unter einem Druck, der ausreicht die ladungen, die sich nach Entladung in den elementaren oder diskreten Gasvolumen zwischen den gegenüberstehenden Paaren elementarer oder diskreter dielektrischer Gebiete innerhalb des Umfanges solcher Gebiete, insbesondere in einem Feld mit nicht-isolierten Einheiten, bil-
zu
den, seitlich/begrenzen.
Wie in der oben genannten US-Patentschrift beschrieben, ist
der Raum zwischen den dielektrischen Flächen, der von dem Gas eingenommen wird, so, daß Photonen, die bei Entladung in einem ausgewählten diskreten oder elementaren Gasvolumen erzeugt werden, den Gasraum frei passieren und auf ein Oberfläcbengebiet des Dielektrikums entfernt von den ausg€wählten diskreten Volumen auftreffen^ die entfernten Oberflächengebiete, auf die die
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Photonen auftreffen, Benden Elektronen aus, um dadurch in anderen entfernten elementaren Volumen die Bedingungen zur Entladung bei einer einheitlichen angelegten Spannung zu schaffen.
Mit Bezug auf die Speicherfunktion eines gegebenen Entladungsfeldes hängt der zulässige Abstand zwischen den dielektrischen Oberflächen unter anderem von der Frequenz des zugeführten Wechselstromes ab, wobei der Abstand mit abnehmenden Frequenzen größer wird. Wenn der Abstand verhältnismäßig groß ist, dann ist genügend Zeit für die ladungen überzutreten oder sich auf den elementaren oder diskreten dielektrischen Oberflbbengebieten während einer Periode zu sammeln, wenn die Frequenz zu hoch ist. ITach der bevorzugten Ausfübrungsform dieser Erfindung ist der Raum oder Abstand zwischen den dielektrischen Oberflächen kleiner als etwa 0,254 mm (10 mil).
Die bekannten Gasentladungsvorrichtungen haben außen angeordnete Elektroden zur Auslösung einer Gasentladung, manchmal als "elektrodenlose Entladung" bezeichnet. Diese bekannten Vorrichtungen arbeiten mit Frequenzen und Abständen oder Entladungsvolumen und Betriebsdrücken, so, daß sie zwar Entladungen in den Gasmedien auslösen, solche Entladungen sind aber für die Ladungsbildung und Speicherung naoh der vorliegenden Erfindung unwirksam.
ORIQiNAL INSPECTED - 6 -
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. Der Ausdruck "Speichergewinn11 ist hierin definiert als
Sp.gew. β
worin bedeutet: Vf die Größe der angelegten Spannung, "bei welcher eine Entladung in einem diskreten konditionierten (wie in dem vorerwähnten US-Patent erläutert) Gasvolumen,
™ begrenzt durch gemeinsame Gebiete der sich überlagernden leiter, und Ya die Größe des Mindestwertes der angelegten Wechselspannung, die ausreicht, einmal ausgelöste Entladungen aufrechtzuerhalten. Das elektrische Grundphenomen, von dem die Erfindung ftebrauch macht, ist also die Erzeugung von ladungen (Ionen und Elektronen), die auf Paaren gegenüberliegender oder zugekehrter diskreter Punkte oder Gebiete auf einem Paar dielektrischer Flächen, die von leitern hinterlegt sind, welche mit einer Betriebsspannungsquelle verbunden sind, wechselweise speicherbar sind. So gespeicherte ladungen führen zu einem elektrischen Feld, das dem durch die angelegte Spannung erzeugten Feld, was sie geschaffen hat, entgegengesetzt ist und daher auf die Beendigung der Ionisation in dem elementaren Gasvolumen zwischen den gegenüberstehenden oder zugekehrten diskreten Punkten oder Gebieten der dielektrischen Oberfläche hinwirkt. Der Ausdruck "Aufrechterhalten einer Entladung11 bedeutet die Erzeugung einer folge von kurzzeitigen Entladungen, eine Entladung in jeder Halbperiode
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.7. 2084300
der angelegten Wechsel-Biennspannung, wenn einmal das elementare Gasvolumen gezündet worden ist, um die wechselweise Speicherung der ladungen auf Paaren gegenüberstehender diskreter Gebiete auf den dielektrischen Oberflächen aufrechtzuerhalten.
Bei den bekannten Gasentladungsfeld-Torrichtungen sind außen angeordnete Elektroden zur Auslösung einer Gasentladung vorgesehen, manchmal nelektrodenlose Entladungen1* genanntj solche Vorrichtungen haben Frequenzen und EntladungBirolumen und Betriebsdrücke, so daß obwohl Entladungen in den gasförmigen Medien ausgelöst werden, solche Entladungen unwirksam oder nicht für die JDadungsbildung und Speicherung nach Art der Erfindung nicht zu gebrauchen sind.
Es ist nun gefunden worden, daß der Speichergewinn eines Gasentladungs- und Speicherfeldes durch die Anwendung einer .Antriebs- oder Brennspannung mit fortlaufender oder impulsförmiger, symmetrischer oder unsymmetrischer, zusammengesetzter oder nicht zusammengesetzter, periodischer dreied&ger Wellenform beträchtlich erhöht werden kann.
Bei den Mehrfach-Gasentladungsfeidern, wie sie in der weiter vorn erwähnten US-Patentschrift beschrieben sind, sind die körperlichen Isolierungen und/oder Barrieren zwischen den
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einzelnen diskreten Entladungsorten beseitigt worden, so daß eine große Zahl von einzelnen oder diskreten Entladungen in einer schmalen üblichen Gasentladungskammer stattfinden kann. Selbstverständlich ist es für gute Auflösung oder Bildbegrenzung sowie für gute Wirtschaftlichkeit zweckmäßig, βοviele diskrete Entladungen in einem gegebenen Gebiet zu lokalisieren, wie körperlieh möglich ist. Es ist jedoch gefunden worden, daß obwohl die leiterzeilen, welche die leiteraηOrdnungen bilden, P bei einem gegebenen Spaltabstand körperlich sehr eng aneinander angeordnet werden, die Möglichkeit der Einstreuung besteht.
Der Ausdruck "Einstreuung11, wie er hier gebraucht wird, bedeutet die Beeinflussung eines diskreten Entladungsortes durch eine Entladung bei einem benachbarten Entladungsort und der Spannungen, die an ausgewählte leiterpaare, die die ausgewählten Orte lokalisieren angelegt ist, zum Unterschied von z« B. Einstreuung, die gekennzeichnet ist durch die Oberflächen- oder elektrische ) Kopplung von Energie zwischen benachbarten leitern an der gleichen Anordnung.
Es ist ferner gefunden worden, daß die VerWendutig solch dreieckiger Wellenform die Einsixeuung zwischen nicht körperlich isolierten oder offenen Entladungseinheiten eineB Gasentladungsfeldes (wiedes in der weiter vorn erwähnten ÜS-Patentschrift beschriebenen) über einen relativ weiten Bereich elek-
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ORfGfNAL
trischer Betriebsparameter, wie Spannung, Phase, Dauer, Frequenz usw. wesentlich vermindert oder aus —schaltet.
Dreieckige Wellenform, wie hier gebracht, umfaßt einen weiten Bereich von linearen und nicht-linearen Schrägen.
In den Fig. 1 und 2 sind verschiedene dreieckige Wellenformen einer stückweise linearen Schrägen veranschaulicht.
In den Pig. 3 und 4 sind verschiedene dreieckige Wellenformen einer stückweise nicht-linearen Schrägen veranschaulicht.
Die Spannungen von dreieckiger Wellenform, wie sie hier in Betracht gezogen werden, können durch irgendeinen geeigneten elektrischen Kreis erzeugt werden. Ein typischer Kreis umfaßt einen quas!-komplementären Niederfrequenzverstärker mit OTPN- oder PNP-Transistoren, die für eine leistungsabgabe gebaut sind, die ausreicht das Feld zu betreiben, z. B. einer leistungsabgabe von mindestens 20 Watt, und eine für die dreieckige Wellenform ausreichende Sandbreite hat, z. B. etwa 150 KHz Bandbreite für eine 30 KHz Dreieck-Wellenform. Ein solcher quas!-komplementärer Niederfrequenzverstärkerkreis ist z. B. dem Military Standardization Handbook SaLeoted Semiconductor Oircuits, MIIr-HDBK-215 t 15. 6. 1960, SSO 5960, Seite 3-41, Kreis 3-11 gebraoht.
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Versuche, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt wurden unter Anwendung einer kontinuierlichen symmetrischen nicht zusammengesetzten periodischen dreieckigen Wellenform einer stückweise linearen Schrägen führte zu einer Erhöhung des Speichervermogens von über 50 $, häufig sogar von über
1OO jS.
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Claims (5)

  1. Έ atentansprüche
    i\ Verfahren zur Verbesserung des Speichergewinns eines Gasentladungsanzeigeund Speicherfeldes mit mindestens einer schmalen Kammer mit ionisierbarem Gas, wobei die Kammer von mindestens einem Paar sich gegenüberstehender Iadungsspeicherkörper gebildet wird, die mit Elektrodenkörpern hinterlegt sind, denen Brenn- und Zündspannungen angelegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Speichergewinn des Gasentladungsfeldes durch Anlegen einer Brennspannung einer fortlaufenden oder impalsförmigen, symmetrischen oder asymmetrischen, zusammengesetzten oder nicht zusammengesetzten periodisch dreieckigen Wellenform einer stückweise linearen oder nicht-linearen Schrägen erhöht wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung mit einem elektrischen Kreis, bestehend aus eines quasi-komplementären Niederfrequenzverstärker mit NPIi- oder PKP-Transistoren erzeugt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrischer Kreis benutzt wird, dessen Leistungsabgabe mindestens 20 Watt beträgt.
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  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß das Speichervermögen um mindestens 50 $ erhöht wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichervermögen um mindestens 100 $ erhöht wird.
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    Leeseite
DE2064300A 1969-12-29 1970-12-29 Verfahren zum Betreiben einer Wechselspannungs-Gasentladungsanzeigetafel Expired DE2064300C3 (de)

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