DE2221202A1

DE2221202A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Ausloesen diskreter Entladungen in einem Mchrfach-Gasentladungs-Feld

Info

Publication number: DE2221202A1
Application number: DE19722221202
Authority: DE
Inventors: Larry J Schmersal
Original assignee: Owens Illinois Inc
Current assignee: OI Glass Inc
Priority date: 1971-05-03
Filing date: 1972-04-29
Publication date: 1972-11-16
Also published as: FR2135582B1; GB1399131A; CA957044A; JPS5840190B1; IT960270B; GB1399132A; FR2135582A1; GB1399133A; DE2221202B2; US3803449A

Description

Hamburg, 27. April 1972

Verfahren und Vorrichtung zum Auslösen diskreter Entladungen in einem Mehrfach-Gasentladungs-Feld

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung zum Aufrechterhalten, Schreiben und Löschen von Information auf einem Gasentladungs-Feld, vom Typus, bei denen keine Einzelzellen benötigt werden, wie dies in der US-PS 3 499 167 und dem Typus, wie er in der US-PS 3 559 199 beschrieben ist. In US-PS 3 499 167 ist eine Gasentladungs-Anzeige/Speicher-Anordnung enthalten, in der ein Paar Glasplattenglieder mit einem Zwischenraum angeordnet sind, wobei die Glasplattenglieder dielektrisch beschichtete Mehrfach-Leitergebiete tragen, und wobei die Reihen- und Spalten-Leitergebiete in den wirksamen Feldteilen Leiter enthalten, die entsprechend parallel zu der langen Seite der Platten verlaufen. Die Platten sind durch dichtende Abstandsstiickeverbunden, wobei ihre langen Achsen senkrecht zueinander stehen, und die Kreuzungspunkte der Leitergebiete eine Matrix oder ein Ge-

WQ

biet diskreter Entladungsorte festlegen,/bei jeder dieser Entladungsorte durch Steuern der Spannungen, die an die Leiter angelegt werden, getrennt beeinflußbar sind.

Hierbei ist es typisch, daß die erhaltenen Spannungen f#r die Entladung in derartigen Feldern und den diskreten Orten durch eine periodisch angelegte Spannung, die normalerweise als Versorgerspannung bezeichnet wird, gebildet wird. In

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der Vergangenheit konnte diese Spannung als Sinuswelle, Rechteckwelle oder in Form anderer Wellenformen ausgebildet sein. In einigen Fällen waren "Lücken" in der Versorgerspannung vorgesehen, um diskrete Orte auf dem Feld adressieren zu können, wie dies in der vorhergenannten US-PS 3 559 199 und ebenfalls in der US-PS 3 573 542 angegeben ist. Darüber hinaus können die Spannungen, die die Entladungsbedingungen beeinflussen, aus ■ bipolaren Pulsspannungen bestehen, die algebraisch auf verschiedene Weise und zu verschiedenen Zeiten mit der Versorgerspannung kombiniert werden können, um die Entladungsbedingungen zu beeinflussen, insbesondere für das schnelle Ausschalten eines ausgewählten, diskreten Entladungsortes, der kurz vorher angeschaltet wurde.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Vorgang des Aufrechterhaltens, des Schreibens und des Löschens von Information beispielsweise diskreter Entladungen und ausgewählter Entladungsorte in einem Entladungs-Feld vom allgemeinen Typus, wie er in der vorhergenannten US-PS 3 499 167 beschrieben wurde, mittels einer rechteckförmigen Impuls-Versorgungsspannung konstanter Amplitude durchgeführt werden, ohne daß zusätzliche Schaltkreise benötigt werden. Sowohl Adressoperationen als auch Operationen zum Aufrechterhalten werden ausschließlich durch Modulationsmittel des Rechteck-Wellenimpulses ausgeführt, um die Stärke der Entladung zu steuern. Zusätzlich ist es möglich, Feld-Konditionierungsoperationen mittels einer weiteren Ausbildung dieses Konzeptes durchzuführen. Darüber hinaus wird der Alterungsprozeß durch Anwendung einer Versorgerwellenform mit einer Charakteristik hinausgezögert, die nachstehend im einzelnen erläutert werden soll; mit anderen Worten, die Änderung der elektrischen Charakteristiken des Entladungs-Feldes als Funktion der Zeit, in der die Entladungen brennen oder angeschaltet sind, wird verbessert. Weiterhin kann durch diese Art der Versorgerspannung und der Regelung eine größere und effektivere Lichtausbeute als in den bereits vorgeschlagenen Versorger-Systemen erreicht

werden.

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Hinsichtlich der Schaltkreis-Anforderungen "besteht ein hauptsächlicher Vorteil gegenüber den bereits vorgeschlagenen Schreib/LÖsch/Speicher-Elektroniksystemen für die Beeinflussung der Entladungsbedingungen ausgewählter Eritladungsorte eines Gasentladungs-Feldes darin, daß diese Erfindung es ermöglicht, etwa die Hälfte der Schaltkreise, die in bereits vorgeschlagenen Adress-Systemen benötigt werden, zu beschränken. Bereits vorgeschlagene Adress-Systerne trennten, wie bereits oben angedeutet wurde, die Punktionen des ■Versorger-Operationsschaltkreises von dem Schreib/Lösch-Schaltkreis. Die vorliegende Erfindung führt diese Operation im Rahmen der darin enthaltenen Versorger- und Steuer-Schaltkreise aus. Diese Erfindung mag wohl mehr Versorger-Schaltkreise als die bereits bekannten Systeme benötigen, jedoch wird, wie im weiteren noch deutlich werden wird, durch multiplexe Annäherung solcher Versorger ein Grad an Flexibilität erreicht, der zuvor nicht möglich war.

Die Erfindung erlaubt es auch, entweder bei einem positiven oder negativen Zyklus des Versorgers ohne zusätzliche Verluste zu Schreiben oder zu Löschen, weil dies bedeutet, daß der Versorger einen lese- oder einen Löschimpuls entgegengesetzter Polarität erzeugen muß, die jedoch von den Versorgern leicht geliefert werden können. Darüber hinaus ist nur eine Leistungsquelle für das Schreiben, das Löschen und das Speichern als auch für die Konditionierung des leides nötig. Hinsichtlich des Entladungs-Feldes selbst bestehen eine Anzahl bemerkenswerter Vorteile, die aus dieser Erfindung resultieren. Die bereits vorgeschlagenen Versorgerspannungs-Pormen weisen eine Reihe von Schwierigkeiten auf. Wenn die Versorgerspannung sinusförmig war, entlud sich die Gasentladung nicht intensiv genug und erzeugte nicht genug Licht. Andererseits führt der Entladungsstrom, der bei der Anwendung von Rechteckwellen zwar eine genügend starke Lichtausbeute erzeugt, zu einer begrenzten Lebensdauer des Entladungs-Feldes. Alle Wellenformen verursachen offensichtlich Veränderungen einzelner

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individueller Charakteristiken an dem Entladungsort als Funktion der Zeit. Es wird angenommen, daß ein wesentlicher Beitrag zu dieser Veränderung in der Entladeorts- ' charakteristik vom Entladungestrom und, noch spezifischer, vom Ionenstrom, der dem Elektronenstrom in der Entladung entgegengesetzt-gerichtet ist, herrührt. Sie vorliegende Erfindung erzeugt mehr Licht mit größerem Wirkungsgrad und reduziert gleichzeitig den Alterungseffekt des Feldes durch eine Begrenzung des Ionen-Aufprall-Prozesses.

Sie obenstehenden und weitere Gegenstände, Vorteile und Audführungsbeispiele der Erfindung sollen an Hand der folgenden Sarstellungen und ausführlichen Beschreibungen beispielsweise näher erläutert werden. Ss zeigen

Pig. 1 eine vereinfachte Sarstellung einer Gtasentladungs-Feldanordnung und elektrische Sarstellung, die die Erfindung enthält,

Fig· 2 eine für die Erklärung teilweise vergrößerte Querschnitts-Ansicht, jedoch nicht in einem proportionalen Maßstab,

Fig. 3a vereinfachte Wellenform-Diagramme, zum und 3b Aufzeigen grundlegender Gesichtspunkte der Erfindung,

Fig. 4a ein Diagramm, das die Verhältnisse der Elektronen- und IonenstrBme in einer Entladung an einem ausgewählten Orte als Funktion der Zeit zeigt, und

Flg. 4b die Ortscharakteristiken als Funktion der Versorger-Impulsbreite für konstante Wandaufladung^als auch den Scheitelstrom und die Änderung der Spannung als Funktion der Sifferenz zwischen der Brennspannung und der angelegten Versorgerspannung,

Fig. 5a drei Versorger-Wellenformen, die in der 5b + 5c praktischen Anwendung der Erfindung benutzt werden können,

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FIg. 6 den Vertikal- oder Spalten-Versorger-MuItiplex-Sehaltkreis, der die Erfindung ' enthält, .

Pig. 7 den Horizontal- oder Reihen-Versorger-Multiplex-Sehaltkreis, der die Erfindung enthält,

Fig. 8a die Versorger- und Lösch-Wellenformen, bis 8j

Pig. 9 die Versorger-Wellenformen für eine

Entladungsoperation an einem einzelnen Ort,

Pig. 10a Wellenformen zur Darstellung der Feld-Sehreiboperation für eine große Menge,

Pig. 10b Wellenformen zur Darstellung der FeId-

Loschoperationen für eine große Datenmenge,

Pig. 10c Wellenformen zur Darstellung des elektronischen "Kondition!erungs"-0perations-Peld und

Pig. 11a eine weitere Gruppe von Wellenformen, um bis 11e weitere Aspekte der Spannungsbedingungen

für die Schreib- und Lösch-Operationen darzustellen.

Der Entladestrom eines ausgewählten Entladungsortes in einem Gasentladungs-Anzeige-Feldes vom Typ, der in den bereits genannten US-PS 3 499 167 und 3 559 199 beschrieben wurde, setzt sich im wesentlichen aus einem Elektronen- und einem Ionenstrom zusammen. Die Elektronen werden von einer der Begrenzungswände des Entladungsortes (nämlich der Seite, die sofort positiv ist) angezogen und sammeln eich auf ihr, während die Ionen von der gegenüberliegenden oder entgegengesetzten Wand oder Begrenzung des Entladungsortes angezogen und gesammelt werden, wobei die Begrenzungen durch dielektrische oder isolierende Beschichtungen auf einem senkrecht zueinander stehenden Leiterpaar gebildet werden, das den Entladungsort festlegt. Die durch die Entladung entstehende Lichtausbeute wird beinahe ausschließ·

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lieh von diesen Elektronen aufgebracht, die sich in einem ausreichend hohen Energiezustand befinden oder angeregt sind, um beim Übergang von einem höheren Energiezustand in einen niedrigeren Licht zu emittieren. Der Ionenstrom trägt wenig oder gar nicht zur Idehtausbeute, dagegen aber zur Wandaufladung bei (vgl. Fig. 4a). Es wird angenommen, daß einer, der hauptsächlichen Gründe für die Anzeige-Feld-Beeinträchtigung hinsichtlich der " Lichtausbeute das Ionen-Bombardement gegen die Wand eines Entladungsortes ist. Dies verursacht Verkraterungen und andere chemische und elektrische Umsetzungen an der Oberfläche (vgl. Fig. 2 Sx und Sy) an dem jeweiligen Entladungsort. Da die Ionen eine größere Masse besitzen, wandern sie mit geringerer Geschwindigkeit. Ihr Impuls ist

jedoch 1/2 uv· , Es hat sich gezeigt, daß die Stromentladung, die sowohl von Ionen als auch von den Elektronen herrührt, sich nicht wesentlich ändert, wenn die Versorger-Impulsbreite 10 Mikrosekunden übersteigt. Dies läßt vermuten, daß die Absaug-Zeit* die für etwa 90 # der Ionen und 100 % der Elektronen benötigt wird, in diesem Bereich liegt. Die Absaug-Zeit für die Elektronen liegt etwa bei 500 Nanosekunden. Wenn die Versorger-Impulsbreite erheblich unter 10 Mikrosekunden gewählt wird, würde dies bedeuten, daß weniger Ionen auf die Wand auftreffen. Dies führt zu einer geringeren Wand-Spannung, gleichzeitig wird aber auch der Alterungsprozeß gemindert. Während es also möglich ist, und dies liegt innerhalb des Erfindungsgedankens, die Versorger-Impulsspannung sofort abzuschalten, nachdem alle Elektronen abgesaugt sind, um dadurch die Zahl der Ionen, die auf die Wand der Entladungseinheit auftreffen werden, möglichst gering zu halten, erfordert dies andererseits, daß die Versorger-Spannung hinsichtlich ihrer Amplitude erhöht werden muß. Ein wesentlicher Gesichtspunkt dieser Erfindung ist, daß sie von der Tatsache Gebrauch macht, daß der Betrag der Randladung, die pro Entladung übertragen wird, eine Funktion der angelegten Spannung sowie des Zeitraums ist, in der diese Spannung angelegt wird.

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In Fig. 1 wird ein Gasentladungs-Anzeigefeld 10, das im Prinzip nach der gleichen Art wie in der US-PS 3 499 167 aufgebaut ist, durch ein Paar Trägerplatten 11 und 12 gebildet, auf denen Reihen-(x)-Leiter 13 und Spalten-(y)-Leiter 14 liegen, wobei die Leitergebiete dielektrische oder isolierende Beschichtungen 15 aufweisen. Sie entsprechenden Platten werden unter Wahrung eines Zwischenraumes durch dichtende Abstandsmittel 17 verbunden, um eine dünne Gasentladungs-Kammer zu bilden, in die ein Neon-Argon-Gasgemisch eingebracht werden kann, wie dies in der Patentanmeldung P 19 48 476.5* eingereicht am 25.9*1969» beschrieben wurde. Es können auch entsprechende andere G-asentladungs-Hedien in das PeId eingebracht werden, aber die Ausführungsform, wie man das oben angegebene Gasgemisch verwendet, erlaubt es, die Felder ohne Wärmestoß und gleichzeitig mit guter und ausreichender Lichtausbeute und Gedächtnis-Spielraum zu betreiben. Die einzelnen Leiter 13-1. 13-2 ... 13-N im Reihen-Leitergebiet 13 werden durch einen Reihen-Leiter-Versorger-Multiplex-Schaltkreis 20 und die Spalten-Leiter werden durch die Spalten-Leiter-Versorger-Multiplex-Matrix 21 betrieben. Die Auswahlmatrizen 20 und 21 erhalten ihre Eingangssignale aus einer Signalquelle, die nicht gezeigt wird, aber beispielsweise ein Computer, ein Tastenfeld-, Magnetband-, Kartenleser- oder andere Datenquellen sein können.

In Fig. 2 ist ein Ausschnitt des Anzeigefeldes 10 in stark vergrößertem Querschnitt gezeigt, um die Erläuterung eines wesentlichen Aspektes der vorliegenden Erfindung zu erleioh«* tern, wobei die Erklärung in Verbindung mit den Wellenformen, die in Fig. 3a und 3b dargestellt aind und der Verhältnisse gemäß Fig. 4a und 4b beschrieben werden soll. Wie schon gesagt, sind die Leitergebiete 13 und 14 dielektrisch oder isolierend vom Gasentladungs-Medium 9 durch dünne dielektrische BeSchichtungen auf den Leitergebieten getrennt, die Ladungsspeicher-Oberflächen Sx und Sy für die Ladungen 25 und 26 bilden, die in der Entladung entstehen.

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Es werden in der Hauptsache zwei Arten von Ladungsträgern gebildet, nämlich die Ionen 25 und die Elektronen 26. Der Zeitraum, in denen die Ladungsträger aus dem Gasvolumen zwischen den Oberflächen Sx und Sy abgesaugt sind, ist vom angelegten Potential, dem Abstand der beiden Oberflächen,' dem Gasdruck, der Gaszusammensetzung usw. abhängig, wie weiter oben bereits dargelegt wurde. In diesem Zusammenhang und im Hinblick auf Pig. 3 wird darauf aufmerksam gemacht, daß die gezeigte Wellenform die Versorger-Sρannungs-Wellenform ist, die an die Leiterflächen 13 und 14 angelegt wird, und auf das zwischen ihnen liegende Gras einwirkt. In Pig. 3a ist diese Wellenform rechteckförmig oder quadratförmig und Pig. 3b zeigt den durch das Anzeigefeld fliesenden Strom, entsprechend den Entladungen, die während der angelegten Versorger-Spannung auftreten. Der steile Anstieg der Versorger-Spannung verursacht einen kapazitiven Ladestrom, der durch das Bezugszeichen 30 in der Wellenform 3b bezeichnet 1st. Dieser kapazitive Ladestrom lädt die Anzeigefeld-Kapazität auf. Sofort nach Aufladung der Anzeigefeld-Kapazität tritt ein stark ansteigender, durch die Gasionisation herrührender Strom auf. Dieser Entladungsstrom 31 stellt den Zustand dar, wie er in Pig. 2 zwischen den Leitern 13-1 und 14-1 dargestellt ist. In diesem PaIIe stellt die Ansammlung der Elektronen 25 auf. der anderen Seite von dem Leiter 14-1 nach einer gewissen Zeit eine innere Gegenspannung dar, die ausreicht, der angelegten Spannung entgegenzuwirken und dadurch die Entladung zu beenden. Diese Beendung der Entladung wird dadurch angezeigt, daß der Pluß des Entladungsstroms in Pig. 3b abnimmt oder zum Stillstand kommt. Beim Wechsel der Versorger-Spannung, wie dies durch das Bezugszeichen 35 und die + Zeichen angedeutet ist, tritt ein kleiner Peld-Ladestrom 32 in die entgegengesetzte Richtung auf. Und, angenommen die Versorger-Spannung wird für- einen gegebenen Zeitraum, wenigstens für ein 10 Hikrosekunden-Intervall, wie weiter oben bereits genannt, aufrechterhalten, wird eine sich anschließende Entladung 33 auftreten, bei der

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sich die Elektronen 2§ auf den dem Leiter 13-1 gegenüberliegenden dielektrischen Oberflächen und an den Kreuzpunkten mit dem Leiter 14-1 sammeln werden, wodurch die Ladeverhältnisse, wie in Fig. 2 gezeigt, umgekehrt werden. Dieser Zustand ist in fig. 2 zwischen den Leitern 14-2 und 13-1 gezeigt, wobei die Ionen 26 dazu neigen, zum Leiter 14-3 zu wandern und die Elektronen 25 sich auf der Oberfläche des dielektrischen Speichergliedes 15 sammeln. Wenn sich die Versorger-Spannung während der nächsten Periode oder dem nächsten Intervall wiederum umkehrt, wie dies durch das Bezugszeichen 36 angedeutet ist, wird wiederum ein kleiner Strom 30' fliessen, um die Kapazität des Anzeigefeldes aufzuladen und daran anschließend wird ein erneuter starker Anstieg des Entladungsstroms auftreten, wie die Wellenform 31* zeigt, wieder vorausgesetzt, daß die Versorger-Wellenform mit de» gezeigten Amplitudenwert vorhanden ist, während eines Zeitraumes, der weiter oben bereits angegeben wurde. Dadurch wiederholt sich der gesamte Zyklus von neuem.

In Pig. 4 ist eine in einem vergrößerten Maßstab dargestellte Zeichnung der verwendeten Versorger-Spannung Vs dargestellt, wie sie am Gas auftritt, in der die Anstiegszeit oder Anstiegsflanke als punkt-linierter QJeil der Wellenform eingezeichnet ist; die Stromimpulse 30 und 32, die die Kapazität des Anzeigefeldes aufladen, werden nicht gezeigt. Der Hauptstrom-Anstieg ist mit "Elektronen-Entladungsstrom¹¹ und im zweiten Zeitintervall ist der Strom als Ionen-Entladungsstrom bezeichnet. Wie bereits gesagt, wird für das etwa 90 #ige Absaugen der Ioaen 26 und das 100 ^ige Absaugen der Elektronen 25 höchstens ein Zeitraum von 10 Mikrosekunden benötigt, so daß im Falle, daß die Versorgerspannungs-Impulsbreite geregelt wird, auch die Zeit für die Ionenabsaugung geregelt werden kann. In der folgenden Tabelle werden Versorgungs-Impulsbreiten von ■ 2 Mikrosekunden und 9 Mikrosekunden verglichen. Das Anzeigefeld hatte 128 Reihen-Leiter und 128 Spalten-Leiter, wobei

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die Leiter zu 33 1/3 Linien pro 2,54 cm liege^mit einem Entladungsabstand von etwa 0,1 mm und einer dielektrischen Beschichtung zwischen 0,0254 und.0,0508 mm Dicke. Die Rechteck-Impulsquelle hat eine Anstiegezeit von etwa 100 Nanosekunden und eine Periode von etwa 27,5 Mikrosekunden. Die Zahl der Entladungsstellen war 4096, auf einer 64 x 64 Matrix.

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	Vs	_T sw = 2 μ8	Versorger- Impulsbreite	Mcht- Ausbeute	Vs	_T sw = 9 μδ	Versorger- üKpulsbreite	Ideht- Ausbeute
	159	ipk	ip	—	114	ipk	tpc	—
	148	__	—	5.5 ft.1	121	—.		5.4 ft.1
letztes aus	164	0.50 A	560 ns	10.8 ft.1	144	0.55 A	600 ns	8.6 ft.1
erstes aus	171	0.78 A	270 ns		147	1.4 4	550 na	--
erstes an	—			—
letztes an

An Hand der vorliegenden Tabelle kann gezeigt werden, daß die Spannungen am Anzeigefeld für zwei unterschiedliche Bedingungen um rund 20 Volt steigen und der Strom um die Hälfte fällt, bei einer Lichtausbeute, die ungefähr 50 i> zunimmt, wenn man von der 9 MikroSekunden- zur 2 MkroSekunden-Versorger-Impulsbreite tibergeht.

!Fig. 5 zeigt eine Anzahl unterschiedlicher Typen von Versorger Sfannungs-Wellenformen, die entsprechend der Erfindung benutzt werden können. In allen Fällen werden die Schreib- und Lösch-Funktionen, sowie das Absaugen der Ionen durch Einstellen der Impulsbreiten der Versorgerspannungs-Wellenform eingestellte Die vorzuziehende Wellenform oder die geeignetste ist in Pig. 5a gezeigt. Bei dieser Wellenform wird ein negativer Spannungsausschlag dazu benutzt, die Ionen zu bremsen, so daß diese mit reduzierter Geschwindigkeit auf die Wand auftreffen. Es soll jedoch bemerkt werden, daß diese negative Spannungsspitze nicht notwendig ist, um die verbesserten Ergebnisse zu bekommen, die hier aufgezeigt wurden.

Die Fig. 6 und.7 zeigen typische Schaltkreise, die bei praktischer Anwendung der Erfindung verwendet werden können. Obwohl nur ein 4-Mnien-System in jedem der gezeigten Fälle dargestellt ist, ist es offensichtlich, daß dieses System zu jeder Größe, MnHr oder dezimal auf entweder den Achsen (x oder y) mit Abschnitten mit einer Zeit-Adress-Möglichkeit oder mit beliebigem Zugriff ausgedehnt werden kann.

Die Erfindung benötigt x-und y-Versorger-G-eneratorqLuellen. Die Ausgänge solcher Versorgerquellen sollten in Form logisch gesteuerter Ausgangs-Impulsbreiten-Einheiten zusammengefaßt werden. Die Steuerung und Modulation der Impulsbreiten kann in Verbindung mit den Schaltkreisen, die in Fig. 6 und 7 dargestellt sind, vorgenommen werden.

In Fig. 6 und 7 ist jeweils ein Teil des Vertikal- oder Spalten-Versorger-Adress-Schaltkreises (Fig. 6) und der

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Horizontal- oder Reihen-Versorger-Adress-Schaltkreis (Pig. 7) dargestellt. Bs soll "bemerkt werden, daß verschiedene andere Anordnungen benutzt werden können, um die "breitenmodulierten, reehteokförmigen Versorger-Impulse an die einzelnen Reihen- oder Spalten-Leiter anzulegen. Die Ausführungsformen gemäß Pig. 6 und 7 sind jedoch vorzuziehen, weil diese es.erlauben, die Versorger-Generatoren mehrfaoh auszunutzen. Der Dioden-Auswahl-Matrix-Schaltkreis ist, für sich genommen, in der Patentanmeldung P 21 36 412/5, eingereicht am 21. Juli 1971, in aller Ausführlichkeit "beschrieben. Jedoch ist in der vorliegenden Erfindung ein wesentlicher Unterschied enthalten, nämlich der, daß die Versorgerspannung zum Versorgen, löschen und Schreiben, sowie zum Verrichten anderer Vorgänge im Hinblick auf die Beeinflussung der Entladungen des Anzeigefeldes benutzt wird. In Pig. 6 sind die Verbindungspunkte dieser Matrix mit den einzelnen Spalten-Leitern oder Feldlinien durch die Bezugszeichen 50-1, 50-2, 50-3 ... 50-N benannt. 50-1 würde also mit dem vertikalen oder Spalten-leiter 14-1 verbunden sein usw., um die Impulsbreiten-modulierten Spannungen an die Spalten-Leiter anzulegen, und im Hinblick auf Pig. 7 werden die horizontalen oder Reihen-Leiter 13-1, 13-2 auf dem Anzeigefeld mit breitenmodulierter Spannung von den Punkten, die in der Matrix mit 60-1, 60-2 ... 60-N entsprechend gekennzeichnet sind, versorgt. Darüber hinaus ist jeder der Punkte 50 und 60 der Knotenpunkt eines Matrix-Auswahlelementes, wobei an jeden dieser Knotenpunkte jeweils die Dioden D1 und D2 und ein Widerstand liegt. Die Anode der Diode D1 und die Kathode der Diode D2 sind mit dem Knotenpunkt verbunden, wenn in einer Polaritätsrichtung zu pulsen, während eine hinsichtlich der Lage der Dioden entgegengesetzte Situation beim Horizontal-Adress-Schaltkreis, der in Pig. 7 gezeigt wird, mit den entsprechenden Dioden D3 und D4 vorliegt, die die gleiche elektrische Aufgabe in dem Schaltkreis einnehmen, wie es die Dioden D1 und D2 im Schaltkreis nach Pig. 6 tun. Die Kathode der Diode D3 und die Anode der Diode

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D4 ist entsprechend mit dem Knotenpunkt verbunden, der zu der Leiterlinie auf dem Anzeigefeld gehört. Es wird bemerkt, daß diese Anordnung umgekehrt werden kann, und daß der Polaritäts-Schaltkreis, der zur Versorgung der Reihen-Leiter gezeigt wurde, zum Versorgen der Spalten-Leiter benutzt werden kann und umgekehrt.

Wie gezeigt wurde, sind alle Widerstände R1, R2 ... ent-" sprechend in einer Reihe der vertikalen oder Spalten-Versorgermatrizen über einen Schalttransistor 5D01 mit einer Quelle für die Versorgungsspannung VCO verbunden. Diese Spannung VCO kann mit einer kleinen Einstellspannung (^V) beaufschlagt werden, um den ausgewählten Schreib-Spannungsbereich zu erhöhen, wenn dies nötig sein sollte. Der Zweck dieser zusätzlichen Spannung liegt darin, daß, wenn ein halb ausgewählter Sehreib-Operationsbereich für eine gute und zuverlässige elektronische Anzeigefeld-Darstellung nicht ausreicht, daß dann der halb ausgewählte Bereich durch diese zusätzliche Spannung erhöht werden kann. Es gibt weitere Möglichkeiten, durch die die Auswahlspannung von der Spannung ^AV erhöht werden kann. Es sei bemerkt, daß in all diesen Fällen nicht notwendig eine Gleichspannung, sondern daß auch eine gepulste Spannung benutzt werden kann, die nur während des !Teils des Schreibzyklusses oder während eines anderen Seiles des Zyklusses auftritt, wenn dies erforderlich ist. Daher könnte diese Impulsspannung dem System der VCO-Quelle hinzugefügt werden, mittels eines mit der Leistungs-Versorgungslinie in Serie liegenden Transformators (beispielsweise am Punkt TRA), so daß ein Impuls zu einer geeigneten Zeit induziert werden kann. Durch geeignete Wahl der Transformatorwindung könnte die von der Leistungsversorgung gelieferte Spannung dazu benutzt werden. Als technische Alternative könnte eine auf einem nicht festgelegten Potential liegende Leistungsversorgung mit zusätzlichem Transistor-Schalter-Schaltkreis benutzt werden, um entweder die Spannung VCO oder die modifizierte Spannung

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VCO an den Ausgang zu legen, der mit dem Punkt, der in Fig. 6 bezeichnet ist, in Verbindung steht. Als weitere Möglichkeit können die Kapazitäten als integraler Teil des Anzeigefeldes 10 ausgebildet sein, indem die Beschichtungen 15 und 16 zum Ankoppeln der Spannungen an die Leitergebiete benutzt werden.

In Fig. 6 arbeitet die Mehrfach-Ausnutzung auf folgende Weise: Wenn LF1 leitend ist, so werden alle Ausgänge (50-1, 50-U) mit der VOC-Spannung versorgt.

Wenn der !Transistor LEI leitend ist, so sind alle Ausgänge, die mit der vertikalen Linie verbunden sind, niedrig gelegt (50-1 und 50-3), so daß die Transistoren L11 oder LE2 nicht leiten können, wenn LF1 leitet. Wenn LD1 und LD2 mit LE1 und LE2 verwendet werden kann, um einen Ausgang mit dem Spannungspegel YOC + AV auszuwählen, und das übrige niedrig liegt, wie es die Situation in Fig. 6 darstellt, in der LV1 leitend, LB2 nicht leitend, LE1 leitend und LE2 nicht leitend ist, führt dies dazu, daß V2 hochgeht, während alle anderen niedrig liegen. LF1 wird nicht zum Adressieren benutzt, sondern nur zum Zuführen der Versorgungsspannung.

Fig. 7 zeigt den Reihenversorgungs-Adressier-Multiplex-Schaltkreis 20, in denen die Multiplex-Operationen folgende sind: Wenn LC1 leitend ist, sind alle Ausgänge (60-1, 60-2 ... 60-N) auf niederem oder Erd-Potential. Wenn LA1 oder LA2 leitend ist, dann liegen alle Ausgänge, die mit dem vertikalen Leiter verbunden sind, hoch (auf der Spannung VCC); d.h., die Leiter 60-1 und 60-3 sind leitend. LA1 und LA2 können nicht leitend sein, wenn LC1 leitet. Darüber hinaus können die Leiter LA1 und LA2 mit LB1 und LB2 benutzt werden, um einen Ausgang auszuwählen, der auf Grund-Potential liegt, während alle anderen Ausgänge auf dem hohen Spannungspegel von VCC liegt. Wie Fig. 7 zeigt, ist LB1 leitend, LB2 nicht leitend, LA1 leitend und LA2 nicht leitend, was bewirkt,

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daß die leitung 60-2 auf Grundpotential liegt, während alle anderen Leiter 60-1, 60-3 und 60-N auf der Spannung VCC hochliegen. Darüber hinaus kann LC1 und LA1 und LA2 zur Versorgung des Anzeigefeldes in dieser Ausführung "benutzt werden.

Um noch eingehender die verschiedenen Aspekte der Erfindung, insbesondere hinsichtlich der Lösch-Operationen zu erklären und darzustellen, ist in Pig. 8 eine Spannungs-Wellenform gezeigt, um einen Lösch-Vorgang an einer einzelnen Entladungsstelle .zu zeigen. In dieser Sarstellung sind die horizontalen und die vertikalen Versorgungs-Wellenformen entsprechend in den Pig. 8a und 8b gezeigt. Die Anwendung der horizontalen Auswahl- und der horizontalen Mcht-Auswahl-Spannungsimpulse sind jeweils in den Zeilen 8e und 8f dargestellt. Die Wellenform 8g zeigt die Versorgerspannung, wie sie sich an einem einzelnen Entladungsort zeigt. Es wird bemerkt, daß die normale Versorgerspannung, die dem Löscn-Vorgang oder dem Lösch-Zyklus vorangeht, innerhalb des bezeichneten Intervalls auftritt und nur die Impulsbreiten der Versorgerspannung am ausgewählten Entladungsort abändert. In dem hier dargestellten Falle wird die normale Versorger-Impulsbreite verringert, so daß, während ein kleiner Ladestrom zur Ladung einer Feld-Kapazität auftritt, die Versorgerspannung abgeführt wird, noch vor Beginn der Entladung, so daß keine Entladung während des halben Zyklusses der Versorgerspannung auftritt. Diese Beseitigung der Versorgerspannung erlaubt während dieses Zeitintervalls,teilweise an der gespeicherten Ladung beteiligt zu sein, so daß während des nächsten Halb-Zyklusses, der noch in der gleichen Richtung wie der vorangegangene Halb-Zyklus auftritt, wodurch eine normale Entladung einsetzt, tritt nicht noch eine weitere Entladung auf, weil die Ladungen die angelegte Spannung noch weiter erhöhen, wodurch zusätzliche Zeit zur Dissipation der gespeicherten Ladung vorhanden ist. Wenn also die nächste Impulsspannung auftritt, und auch wenn diese die normale Versorgerspannung

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ist und die normale Impulsbreite besitzt, wird infolge der Dissipation der gespeicherten Ladung, wie dies beschrieben wurde, an dieser Entladungsstelle eine zusätzliche Entladung stattfinden.

Pig. 9 stellt einen einzelnen Schreibvorgang und Wellenformen dar. In Fig. 10 ist weiterhin die Methode dargestellt, um 1) das Schreiben, 2) das löschen großer Datenmengen und 3) das Wiedereinführen der elektronischen Bedingungen auszuführen (wie dies in den bereits genannten US-PS 3 499 167 und 3 559 199 bereits beschrieben wurde), wobei das gleiche konstante Versorgerspannungs-Signal verwendet wird. Es wird darauf hingewiesen, daß die lösch-Impulsbreite etwas kürzer ist als die normale Versorger-Impulsbreite und daß die Schreib-Impulsbreite etwas länger ist als die normale Versorgungs-Impulsbreite. Die Impulsbreite für die elektronische Konditionierung ist sogar noch breiter als die normale Schreib-Impulsbreite, jedoch geringer als 15- Mikrosekunden. Zu beachten ist auch die benötigte Reihenfolge hinsichtlich der Konditionierung, des Schreibens und des Löschens, sowie der zulässigen Plätze, wo diese Impulse auftreten können, in bezug auf die Phase der Versorger-Wellenform. Es wurde nicht gezeigt - es ist jedoch offensichtlich -, daß die umgekehrten Signale genauso leicht erzeugt werden könnten, da eine Kontrolle über die Impulsdauer für entweder die Nullbedingung oder den Vs-Versorger-Amplituden-Pegel vorhanden ist. Der mögliche Bereich der gelieferten Impulsbreite, der in dieser Technik angewendet werden kann, liegt hinsichtlich der Zeitdauer zwischen 0,8 Mikrosekunden und 5 Mikrosekunden.

Aus dem Vorhergesagten geht hervor, daß mittels der vorliegenden Erfindung: 1) Schreib/Lösch-Vorgänge für das Anzeige» feld ausschließlich mittels Einstellen der Versorger-Impulsbreite durchgeführt wirdj

2) das Ausschalten von Verlusten hinsichtlich des Schreib/ Lösch-Schaltkreises und das Ausschalten der Leistungszufuhr

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1fl

mit dieser in Verbindung steht;

3) die Anzahl der Zuführungen, die zu dem Anzeigefeld führen, welche zur Steuerung des Anzeigefeldes benutzt werden, wesentlich reduziert und in direktem Verhältnis zur Anzahl der Versorger-Schaltungen für jede Platte, χ oder y, ist (vorausgesetzt, daß die Leiter Auswahl-Matrix-Dioden und Widerstände auf dem Anzeigefeld sind, wie es in der Patent-Voranmeldung P 21 36 333.7, eingereicht am 21. Juli 1971, angegeben ist);

4) die Art, in der die tatsächliche Adressier-Funktion in dem Anzeigefeld durch Offenlassen von Löchern im Dielektrikum durch Verbinden ausgewählter Linien für die geeignete Verbindung verschiedener Versorger-Schaltkreise hergestellt werden kann;

5) diese Schreib/Lösch-Technik eine Methode benutzt, um durch Schaltkreise die Lebensdauer des Anzeigefeldes zu erhöhen;

6) elektronische "Konditionierung" mit der gleichen Technik ebenfalls aufgenommen ist;

7) Lösch-Operationen und

8) Schreib-Operationen für große Datenmengen ausgeführt werden können;

9) die besondere, im Vorhergehenden betrachtete Wellenformen schmale Rechteck-Impulse verwenden, die eine Entladung in Gang setzen und, nachdem die Elektronen aus dem Intladungsraum abgesaugt wurden und eine Wandladung aufgebaut haben, diese Spannung weggenommen wird, so daß die Ionen, die sich infolge ihrer größeren Masse langsamer bewegen, kein elektrisches leid vorfinden, das sie auf die entsprechende dielektrische oder Wandoberfläche Sx bzw. Sy aufschlagen läßt. Folglich ist das Ausmaß, mit dem die Ionen auf die Glaswand der Lagen Sx und Sy auftreffen, durch die Wellenform wesentlich verringert. Diese Methode ist insbesondere vorteilhaft bei Anwendung von Rechteckwellen, da der Entladungsstrom ungefähr um 10 χ größer ist, als wenn eine Entladung mit Sinuswellenform auftritt.

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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die in den Darstellungen und Beschreibungen angegebenen Ausführungsformen, vielmehr können viele Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden, von denen einige bereits angedeutet wurden, die sämtlich innerhalb des Bereichs
der folgenden Ansprüche liegen.

Patentansprüche:

Z09847/1 nee

Claims

"²⁰" 222120?

Patentansprüche:

.j Verfahren zum Herstellen von Entladungsbedingungen in einer Gasentladungs-Informationsspeicher-Anzeigefeld-Anordnung, die senkrecht aufeinander stehende dielektrisch isolierte Leiter auf den beiden gegenüberliegenden Seiten eines dünnen gasförmigen Entladungs-Mediums enthält, dadurch gekennzeichnet, daß diese Anordnung Mittel zum Anlegen einer periodisch wechselnden Impulsspannung an das genannte Gas aufweist, wobei in einem Zeitverhältnis eine Folge elektrischer Impulse mit einer Polarität Leitern, die in einer ersten Richtung ausgerichtet sind, zugeführt werden, und eine Folge elektrischer Impulse mit entgegengesetzter Polarität den Leitern, die in einer zweiten, gegenüber der Richtung der genannten, in der genannten ersten Richtung ausgerichteten Leitern querlaufenden Richtung ausgerichtet sind, angelegt wird, und durch Modulieren wenigstens eines elektrischen Parameters von wenigstens einem Impuls einer Impulsfolge, wie sie an die Leiter, die in einer der genannten Richtungen ausgerichtet sind, angelegt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Parameter, der moduliert ist, die Impulsbreite des genannten elektrischen Impulses ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

ein zweiter der elektrischen Parameter, der moduliert wird, die Amplitude des genannten elektrischen Impulses ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer eines der genannten elektrischen Impulse nicht größer als die Zeit ist, die benötigt wird, um im wesentlichen alle Elektronen, die in einer Entladung gebildet werden, auf eine Oberfläche eines dielektrisch isolierten Leiters aufzusammeln und eine unbedeutende Anzahl von Ionen, die während der genannten Entladung erzeugt wer-

■ den, auf einer gegenüberliegenden Oberfläche eines dielektrisch beschichteten Leiters aufgesammelt sind.

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5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsbreite verbreitert wird, um Information an einem ausgewählten Entladungsort zu speichern, wobei der ausgewählte Ort am Kreuzungspunkt eines ausgewählten Paares senkrecht aufeinander stehender Leiter liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsbreite verringert ist, um gespeicherte Information an einem ausgewählten Entladungsort auszulöschen, wobei der ausgewählte Ort am Kreuzungspunkt eines ausgewählten Paares senkrecht aufeinander stehender Leiter liegt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Impuls an wenigstens einer Anzahl von Leitern eines Bereiches beseitigt ist, um große Mengen an Information zu löschen, die auf dem genannten Anzeigefeld gespeichert sind.

8. Verfahren nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Impulsbreite wenigstens bei einer Anzahl Leitern eines Gebietes verringert wird, um eine große Menge an Information zu löschen, die auf dem genannten Anzeigefeld gespeichert ist.

9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Impulsbreite für ein ausgewähltes Zeitintervall an wenigstens einer Anzahl Leitern eines Gebietes vergrößert wird, um eine grofle Menge Information auf dem genannten Anzeigefeld zu schreiben.

10. Verfahren zur Erhöhung der Lebensdauer einer Gasentladungs-Speicheranordnung, die isolierte Leiter, welche die Impulsspannungen, die die Gasentladungsbedingungen hervorrufen, an das Gasmedium anlegen, enthalten, um eine oder mehrere Entladungen in diesem Medium auszulösen, dadurch gekennzeichnet, daß diese Anordnung Mittel enthält, um die genannte Impulsspannung abzuschalten, bevor eine wesentliche Zahl Ionen auf die Isolierung der genannten Leiter aufgetroffen ist.

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11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Maßnahmen vorgesehen sind, ein Ionen-abstoßendes Potential an die genannten leiter anzulegen, nachdem die die genannte Entladung initiierende Impulsspannung an den genannten Leitern beendet ist.

12. Verfahren zum Konditionieren zur zuverlässigen Entladungs-Beeinflussüng aller Entladungsorte eines Gasentladungs-Anzeigeftides mit mehrfachen Entladungsorten, dadurch gekennzeichnet . daß die Orte durch senkrecht aufeinander stehenden Reihen-Spalten-Leitergebieten festgelegt und in der Lage bestimmt sind, wobei die Leitergebiete durch ladungsspeichernde Lagen nicht leitenden Materials vom Gas isoliert sind, und eine synchronisierte Folge rechteckig geformter Impulse an die entsprechenden genannten Reihen- und Spalten-Leiter in den Gebieten angelegt wird, wobei ein periodisches Verlängern des Zeitintervalles eines der Impulse vorgesehen ist, die an alle Leiter in wenigstens einem der genannten Gebiete gelegt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Information durch Modulation des Zeitintervalles der genannten rechteckig geformten Impulse am genannten Anzeigefeld eingegeben und weggenommen wird, und daß bei der genannten Maßnahme der periodischen Verlängerung des Zeitinterralles ein längeres Zeitintervall als das Zeitintervall der genannten Impulse für das Eingeben und Wegnehmen von Information vorgesehen ist.

14. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsbreite unterhalb von 10 MikroSekunden Zeitdauer liegt.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsbreite zwischen etwa 0,8 und etwa 5 Mikresekunden Zeitdauer liegt.

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16. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Impulsbreite zwischen ungefähr 0,8 Mikrosekunden und ungefähr 5 Mikrosekunden Zeitdauer liegt.

17. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Impulsspannung zwischen etwa 0,8 Mikrosekunden und etwa 15 MikroSekunden Zeitdauer liegt.

18. System zur Beeinflussung und Versorgung diskreter Entladungsorte eines Gasentladungs-Anzeigefeldes, dadurch gekennzeichnet, daß periodisch wechselnde Impulse allen Leitern in den Reihen-Spalten-Leitergebieten des genannten leides kontinuierlich angelegt werden, wobei die leiter vom Gas isoliert sind, und wobei verbesserte Anordnungen der Mittel zur Beeinflussung der Entladebedingungen von Entladungsorten, die durch entsprechend ausgewählte Leiter der genannten Reihen- und Spalten-Leiter festgelegt sind, Mittel enthalten zum Modulieren der Zeitdauer von wenigstens einem der genannten periodisch wechselnden Impulse, um dadurch die Ladung, die an dem genannten ausgewählten Ort gespeichert ist, zu verändern.

19. System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Impulsdauer zunächst derart gewählt wird, daß während des Entladungs-Intervalles die Elektronen, die in der Entladung erzeugt werden, gespeichert werden und der Impuls aufhört, bevor eine wesentliche Speicherung der Ionenladungen erfolgt.

20. System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Mittel zur Modulierung wenigstens einen Leiter-Multiplex-Selektions-Schaltkreis zur einzelnen Selektion eines der genannten, entsprechenden Leiter und zur Modulierung der Zeitdauer der Impulsspannungen, die daran angelegt werden, enthält.

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21. System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Multiplex-Selektions-Sehaltkreis Mittel zum Hinzufügen einer Spannungs-Zunahme zu dem Impuls enthält, dessen Zeitdauer moduliert ist.

22. System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Multiplex-Selektions-Sehaltkreis für die Reihen-Leiter und wenigstens einer für die Späteen-Leiter vorhanden ist.

25. System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Selektions-Schaltkreis Mittel zum Hinzufügen eines Spannungszuwachses zu dem Impuls, dessen Zeitdauer moduliert ist, enthält, um den Schreibvorgang auf dem genannten Feld zu unterstützen.

24. System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß diese genannte Zeitdauer geringer als 10 MikroSekunden ist.

25. System nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer zwischen etwa 0,8 MikroSekunden und etwa 8 Mikrosekunden ist.

26. System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Mittel zur Modulierung der Zeitdauer Schaltkreismittel zum periodischen gleichzeitigen Verlängern der Zeitdauer eines Impulses, der an alle Leiter eines Gebietes gelegt wird, enthält, über die Zeitdauer hinaus, die nötig ist, um Entladungen einzuleiten oder zu beenden, um dadurch für eine gleichmäßige Bedienung Ladungsorte, die auf diesem Gebiet liegen, zu bestimmen.

27. System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum gleichzeitigen Verkürzen der Zeitdauer von Impulsen, die an alle Leiter eines Gebietes gelegt werden, enthalten sind, auf eine niedrigere Zeitdauer, als die, die nötig ist, eine Entladung an irgendeinem Ort einzuleiten.

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28. System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum gleichzeitigen Verlängern der Zeitdauer von Impulsen, die an alle Leiter eines Gebietes angelegt werden, enthalten sind, um diese Zeitdauer wenigstens auf die Zeitdauer auszudehnen, die nötig ist, Entladungen an allen Orten, die durch die genannten Leiter festgelegt sind, auszulösen.

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