DE68922753T2

DE68922753T2 - Verfahren und Anordnung zur Adressierung von Datenspeicherelementen.

Info

Publication number: DE68922753T2
Application number: DE68922753T
Authority: DE
Inventors: Thomas S Buzak
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1988-01-19
Filing date: 1989-01-13
Publication date: 1996-02-15
Anticipated expiration: 2009-01-14
Also published as: DE68922753D1; CN1020982C; EP0326254B1; EP0326254A2; KR890012182A; KR970004240B1; EP0326254A3; CA1322258C; CN1036097A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft aus Datenspeicherelementen zusammengesetzte Systeme und insbesondere eine Vorrichtung sowie Verfahren zur Adressierung einer Anordnung derartiger Speicherelemente unter Verwendung eines ionisierbaren Gases.
Systeme, bei denen Datenspeicherelemente zum Einsatz kommen, sind zum Beispiel unter anderem Videokameras und Bildanzeigen. Bei derartigen Systemen wird eine Adressierstruktur verwendet, die Daten an die Speicherelemente leitet bzw. Daten aus diesen abruft. Ein System dieses Typs, auf den eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung insbesondere gerichtet ist, ist eine Allzweck-Flachfeldanzeige, deren Speicher- oder Anzeigeelemente Lichtmusterdaten speichern. Eine Flachfeldanzeige umfaßt mehrere Anzeigeelemente, die über die Betrachtungsebene einer Anzeigeoberfläche verteilt sind. Ein System mit Flachfeldanzeige ist wünschenswert, da in diesem Fall zur Erzeugung eines Anzeigebildes nicht unbedingt eine Kathodenstrahlröhre erforderlich ist. Eine Kathodenstrahlröhre ist aufgrund ihrer Größe, Zerbrechlichkeit und Bedarf an Hochspannungs-Treiberschaltungen unerwünscht.
Bei einem Typ von Flachfeldanzeigesystem wird ein Adressieraufbau verwendet, der eine direkte Multiplexierung mehrerer Flüssigkristallzellen oder Anzeigeelemente bewirkt, die in einem Feld angeordnet sind. Jede der Flüssigkristallzellen ist zwischen einem Paar elektrischer Leiter angeordnet, die selektiv Aktivierungs- und Deaktivierungs-Spannungssignale an die Flüssigkristallanzeige legen, um ihre optischen Eigenschaften zu verändern und dadurch die Helligkeit des sich entwickelnden Bildes zu verändern. Ein Anzeigesystem dieses Typs wird als "passiv" bezeichnet, da kein "aktives" elektronisches Bauteil mit der Flüssigkristallzelle zusammenwirkt, um ihre elektrooptischen Eigenschaften zu modifizieren. Ein derartiges Anzeigesystem birgt den Nachteil in sich, daß es nur mit einer begrenzten Anzahl von adressierbaren Zeilen (d.h. bis zu ca. 250) Videoinformation oder Daten zum Erzeugen eines Anzeigebildes implementierbar ist.
Ein Ansatz zur Erhöhung der Anzahl adressierbarer Zeilen von Daten in einem Flüssigkristallanzeigesystem stellt darauf ab, einen Adressierungsaufbau zu verwenden, bei dem eine separate elektronische Vorrichtung mit jeder Flüssigkristallzelle zusammenwirkt, um die effektive Nichtlinearität ihres elektrooptischen Ansprechens auf die Aktivierungs- und Deaktivierungs-Spannungssignale zu erhöhen. Einige der als Adressiertechniken mit Vorrichtungen mit zwei Anschlüssen bezeichneten Techniken lassen sich auf diese Weise kennzeichnen. Obgleich sich durch die Erhöhung der effektiven Nichtlinearität eines Anzeigeelementes höhere Multiplexier-Fähigkeiten in einer zweipegeligen Anzeige ergeben, bestehen weiterhin zahlreiche Schwierigkeiten bei dieser Technik hinsichtlich des Erhalts einer Betriebsart mit Grauskala.
Die Zielsetzung bei der Auslegung von Anzeigesystemen mit Flüssigkristallmatrix und einer Fähigkeit zur Anzeige der vollen Grauskala besteht darin, einen Adressieraufbau bereit zustellen, der nicht darauf abstellt, die Nichtlinearitätsfunktion aus dem Flüssigkristallmaterial zu erhalten. Ein Adressieraufbau, der eine Matrix aus elektrisch "aktiven" Elementen verwendet, erreicht dieses Ziel dadurch, daß er bei jedem Bildelement einen elektronischen Schalter verwendet, der von dem Flüssigkristallmaterial getrennt ist. Die aktive Matrix verwendet Festkörperbauteile mit zwei oder drei Anschlüssen in Verbindung mit jeder Flüssigkristallzelle, um die erforderliche Nichtlinearität und Isolierung des Anzeigeelementes zu entwickeln. Bei einem Adressieraufbau, der aus Bauteilen mit zwei Anschlüssen zusammengesetzt ist, können verschiedene Typen von Dioden eingesetzt werden, und bei einem Adressieraufbau, der aus Bauteilen mit drei Anschlüssen besteht, können Dünnschichttransistoren (TFT) verschiedener Arten eingesetzt werden, die aus verschiedenen Halbleitermaterialien hergestellt sind.
Ein Problem bei aktiven Matrizen mit zwei oder drei Anschlüssen besteht darin, daß es aufgrund der sehr großen Anzahl aktiver Bauteile äußerst schwierig ist, die Matrix in großen Mengen mit hohen Produktionserträgen herzustellen. Ein weiteres, für Dünnschichttransistor-Bauteile charakteristisches Problem liegt darin, daß es schwierig ist, Dünnschichttransistoren mit ausreichend hohen "Aus-Widerständen" herzustellen. Bei einem relativ geringen "Aus-Widerstand" ergibt sich ein Anzeigeelement, das vielleicht nicht die auf ihm liegende Ladung für die erforderliche Zeitdauer hält. Bei einem relativ niedrigen "Aus-Widerstand" verringert sich auch das Verhältnis zwischen "Aus-Widerstand" und "Ein-Widerstand", welches vorzugsweise über 10&sup6; ist, um einen korrekten Betrieb der TFT-Matrix zu gewährleisten. Bei TFT-Matrizen wird bisweilen ein getrennter Speicherkondensator mit jedem Anzeigeelement verwendet, um den Effekt eines nicht ausreichend hohen "Aus-Widerstandes" zu korrigieren. Durch die Verwendung getrennter Speicherkondensatoren erhöht sich jedoch die Komplexität der TFT-Matrix, in der sie enthalten sind, und somit die Wahrscheinlichkeit von verringerten Produktionserträgen. Ein weiteres mögliches Problem bei einer aktiven TFT-Matrix liegt darin, daß die Größe eines TFT im Vergleich zu derjenigen des Anzeigeelementes relativ groß sein kann, da die Anforderungen aufgrund des Stromflusses im "EIN-Zustand" die Dimensionen eines TFT-Bauteils erhöhen können. Dies kann die Lichteffizienz des Bauteils beeinträchtigen.
Eine aus TFT-Bauteilen bestehende aktive Matrix ist zur Entwicklung von Schwarz-Weiß- und Farbbildern in der Lage. Zur Entwicklung von Farbbildern verwendet die aktive Matrix ein Farbfilter mit mehreren Gruppen von Punkten in verschiedenen Farben, die mit den Anzeigeelementen räumlich ausgerichtet sind. Eine mit Punkten unterschiedlicher Farbe ausgerichtete Gruppe von Anzeigeelementen würde daher ein einziges Bildelement definieren.
Flachfeldanzeigesysteme lassen sich ebenfalls mit Anzeigeelementen implementieren, die ein ionisierbares Gas oder Plasma verwenden, das leuchtet und dadurch auf einer Anzeigeoberfläche leuchtende Bereiche erzeugt, deren Farbe charakteristisch für die Art des verwendeten Gases ist. Die Leuchtbereiche werden zur Erzeugung eines Anzeigebildes selektiv aktiviert.
Ein weiterer Typ von Flachfeldanzeigesystemen verwendet ein Plasma zur Erzeugung von Elektronen, die beschleunigt werden, auf ein Phosphorteilchen auftreffen und einen Leuchtpunkt erzeugen. Bei einer derartigen Flachfeldanzeige ergibt sich eine verstärkte Effizienz hinsichtlich der Helligkeit; sie ist jedoch für große Anzeigeflächen schwierig herzustellen und erfordert komplexe Treiberschaltungen. Derartige Flachfeldanzeigen können mit einer Vielzahl durch Elektronen erregter Phosphorteilchen konstruiert sein, die unterschiedliche spektrale Charakteristika haben, um mehrfarbige Bilder zu erzeugen.
Die bei Flachfeldanzeigen auf Gas-Plasma-Basis auftretenden Probleme lassen sich angeblich durch Verwendung von Gasentladungsanzeigen des Plasma-Sack-Typs lindern. Bei derartigen Anzeigen bewegt sich ein auf der Kathodenseite eines mit Öffnung versehenen Isolators erzeugter Plasma-Sack von einer Öffnung zur anderen und erzeugt hierdurch eine Art Rasterdurchlauf. Die Gasentladungsanzeigen der Plasma-Sack-Art sind ebenfalls komplex in ihrer Herstellung und haben nur geringe Produktionserträge.
In der US-A-2 847 615 ist eine Speichervorrichtung (siehe Oberbegriff der Ansprüche 1 und 13) beschrieben, die eine Vielzahl von Gasentladungskanälen aufweist, wobei entlang jedes Kanals eine einzelne Elektrode angeordnet ist. Eine Ionisierung erfolgt durch Erregen der Elektrode mit einem HF-Signal mit hoher Spannung.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Aufbau zur Adressierung eines Datenspeicherelementes zur Verfügung gestellt, mit einem ionisierbaren gasförmigen Medium, das zur Kommunikation mit dem Datenspeicherelement ausgelegt ist, und einer in diesem gasförmigen Medium angeordneten elektrischen Referenzelektrode; und einer Ionisiervorrichtung zur selektiven Durchführung der Ionisierung des ionisierbaren gasförmigen Mediums, um eine unterbrechbare elektrische Verbindung zwischen dem Datenspeicherelement und der elektrischen Referenzelektrode zu erzeugen, wodurch das Datenspeicherelement selektiv adressiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionisiervorrichtung eine Ionisierelektrode umfaßt, welche in der Nähe der Referenzelektrode im gasförmigen Medium angeordnet ist, wodurch die Ionisierung des gasförmigen Mediums durch Anlegen eines Signals zwischen der Ionisierelektrode und der Referenzelektrode erfolgt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Adressierung eines Datenelements zur Verfügung gestellt, mit folgenden Schritten: Anordnen einer elektrischen Referenzelektrode in einem ionisierbaren gasförmigen Medium; und Bereitstellen einer unterbrechbaren elektrischen Verbindung zwischen der elektrischen Referenzelektrode und dem Datenelement, indem die Ionisierung des ionisierbaren gasförmigen Mediums, welches mit dem Datenelement kommuniziert, selektiv bewirkt wird, wobei durch die Ionisierung des gasförmigen Mediums ein elektrischer Leitungsweg durch das gasförmige Medium zu der elektrischen Referenzelektrode hin gebildet wird, um das Datenelement zu adressieren, mit dem eine Angabe korrespondiert, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ionisierelektrode in dem ionisierbaren gasförmigen Medium positioniert wird und die Ionisierung durch das selektive Anlegen eines Signals zwischen der Ionisier- und der Referenzelektrode erfolgt.
Eine ähnliche Erfindung, die sich nur geringfügig von der in Anspruch 1 definierten Erfindung unterscheidet, ist in der ebenfalls anhängigen europäischen Patentanmeldung EP-A-0 325 387 beansprucht.
In den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird vorteilhaft ein System zur Verfügung gestellt, das Datenelemente verwendet, die als Teil eines Adressieraufbaus implementiert sind, der unter geringen Kosten und mit hohen Produktionserträgen hergestellt werden kann.
In den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren angegeben, bei dem ein ionisierbares gasförmiges Medium zur Adressierung eines Datenspeicherelementes verwendet wird, so daß Daten in das Element eingeschrieben bzw. aus ihm ausgelesen werden können.
Ein Vorteil der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sie ein Flachfeldanzeigesystem mit einer Fähigkeit zur Hochgeschwindigkeitsadressierung und guten Kontrastmerkmalen zur Verfügung stellen und Speicher- oder Anzeigeelemente aufweisen, die aus einem elektro-optischen Material und einem aktiven Adressierungsaufbau zusammengesetzt sind.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können ein derartiges Anzeigesystem zur Verfügung stellen, in dem ein elektro-optisches Material mit einem ionisierbaren Gas zusammenwirkt, um adressierbare Datenspeicherelemente zu bilden.
Ein derartiges Anzeigesystem kann gute Merkmale hinsichtlich der Farbwiedergabe, Grauskalierung und Helligkeit haben.
Die Erfindung ist in der vorliegenden Schrift lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf zwei Ausführungsformen beschrieben.
Die erste Ausführungsform umfaßt einen Adressieraufbau, der in einem Flachfeldanzeigesystem mit hoher Auflösung implementiert ist, das in Anwendungen mit direkter Sicht oder in Projektionsanwendungen eingesetzt werden kann. Das Anzeigesystem besteht aus einem Anzeigefeld mit einer Anzeigeoberfläche, die aus einer Anordnung von Datenspeicher- oder Anzeigeelementen besteht, die über die Sichtfläche der Anzeige verteilt sind. Jedes der Anzeigeelemente umfaßt ein lokalisiertes Volumen eines ionisierbaren Gases, beispielsweise Helium, und ein elektro-optisches Material, beispielsweise ein nematisches Flüssigkristall, die zusammenwirken, um extern erzeugtes Licht, welches sich durch den Bereich des elektro-optischen Materials ausbreitet, an dem sich das Anzeigeelement befindet, zu modulieren.
Die zweite Ausführungsform umfaßt einen Adressieraufbau, der als Teil einer Speichervorrichtung implementiert ist, in die analoge Information elektronisch eingeschrieben bzw. aus der analoge Information ausgelesen werden kann. Die Speichervorrichtung umfaßt eine Anordnung von Datenspeicher- oder Speicherelementen, von denen jedes ein lokalisiertes Volumen eines ionisierbaren Gases, beispielsweise Helium, und ein dielektrisches Material, beispielsweise Glas, Kunststoff oder Photoleiter enthält. Das ionisierbare Gas und das dielektrische Material wirken zusammen, um eine Möglichkeit zur Adressierung des Speicherelementes zu erzeugen, um ein Signal, das zu einem früheren Zeitpunkt über dem Speicherelement erzeugt wurde - unabhängig von der Art und Weise der Erfassung des Signals - auszulesen.
Die Speicherelemente sind für beide Ausführungsformen in Spalten und Reihen angeordnet. In der ersten Ausführungsform stellt eine Reihe eine Zeile Videoinformation oder -daten dar, und in der zweiten Ausführungsform stellt eine Reihe einen Satz diskreter Größen analoger Information oder Daten dar. (Die in jeder der beiden Ausführungsformen adressierte Information ist nachstehend als "daten" bezeichnet). Die Spalten empfangen die Daten, und eine Datenaktivierungsschaltung adressiert die Spalten reihenweise in einem Reihendurchlaufmodus.
Bei entweder dem Anzeigefeld der ersten Ausführungsform oder der Speichervorrichtung der zweiten Ausführungsform sind erste und zweite beabstandete Substrate vorgesehen, die einander zugewandt angeordnet sind. Mehrere, sich nicht überlappende elektrische Leiter, die allgemein in einer ersten Richtung entlang der inneren Oberfläche des ersten Substrates verlaufen, bilden Spaltenelektroden für an sie angelegte Datentreibsignale. Mehrere, sich nicht überlappende Kanäle, die in der inneren Oberfläche des zweiten Substrates eingearbeitet sind, verlaufen entlang der inneren Oberfläche in einer Richtung im allgemeinen quer zur ersten Richtung. Die erste und die zweite Richtung sind vorzugsweise mit der vertikalen bzw. der horizontalen Richtung ausgerichtet. Eine Elektrode mit Referenzpotential und einen Reihenelektrode, die voneinander elektrisch isoliert sind, verlaufen entlang der Länge des Inneren eines jeden Kanals und empfangen an sie angelegte Datenaktivierungssignale. Jeder der Kanäle ist mit dem ionisierbaren Gas gefüllt.
Im Anzeigefeld der ersten Ausführungsform ist eine Schicht aus Material mit elektro-optischen Eigenschaften und eine Schicht aus dielektrischem Material zwischen den inneren Oberflächen des ersten und des zweiten Substrates eingefügt, wobei die Schicht aus dielektrischem Material die Kanäle abdeckt, um eine Grenzschicht zwischen der Schicht aus elektro-optischem Material und dem ionisierbaren Gas zu bilden. Die Anzeigeelemente sind durch die sich überlappenden Bereiche der Spaltenelektroden und der Kanäle definiert und erscheinen als Punkte auf dem Anzeigebildschirm. Die Punkte sind so klein und so dicht beieinander angeordnet, daß sie für einen Betrachter während normaler Sichtbedingungen nicht zu unterscheiden sind.
Das Anzeigefeld ist wie voranstehend beschrieben konfiguriert, so daß für jedes Anzeigeelement das ionisierbare Gas als elektrischer Schalter fungiert, der zwischen einem leitenden oder Plasma-Zustand und einem nicht-leitenden oder deionisierten Zustand als Reaktion auf ein angelegtes Datenaktivierungssignal hin- und herwechselt. Die Größe des Datentreibsignals auf den Spaltenelektroden korrespondiert mit der Helligkeit eines Anzeigebildes.
Jedesmal, wenn sich ein Bereich ionisierten Gases im leitenden Zustand befindet, ermöglicht er, daß eine Datenspannung einer Größe, die derjenigen eines Datentreibsignals entspricht, über dem Flüssigkristallmaterial in einem Bereich entsteht, der räumlich mit dem Bereich ionisierten Gases ausgerichtet ist. Jedesmal, wenn der Bereich mit deionisiertem Gas in den nichtleitenden Zustand übergeht, ermöglicht er, daß der räumlich ausgerichtete Bereich mit Flüssigkristallmaterial die auf ihm liegende Datenspannung für eine gewisse Zeit hält. Das ionisierbare Gas dient daher dazu, Daten über dem Flüssigkristallmaterial auszuwählen und zu speichern und auf diese Weise ein Anzeigesystem mit Grauskala-Helligkeit bereitzustellen.
Durch Umschalten des ionisierbaren Gases zwischen dem leitenden Zustand und dem nichtleitenden Zustand im Anzeigefeld wird die Lichtübertragung durch ein Anzeigeelement moduliert. Die Modulation der Lichtübertragung ist von der Größe des angelegten Datentreibsignals abhängig. Ein monochromes oder Schwarz Weiß-Anzeigesystem mit Grauskala-Helligkeitsqualitäten kann unter Verwendung des Anzeigefeldes implementiert werden. Ein voll farbiges Anzeigesystem mit steuerbarer Farbintensität kann durch Einsetzen eines Farbfilters in das Schwarz-Weiß- Anzeigesystem implementiert werden, das Gruppen von Punkten in drei Primärfarben enthält, die mit den Anzeigeelementen räumlich ausgerichtet sind. Eine Gruppe von drei Anzeigeelementen, die räumlich mit einer Gruppe von Punkten ausgerichtet sind, würde daher ein Bildelement darstellen, dessen Farbe durch die relativen Intensitäten der Punkte in der Gruppe bestimmt wird.
Das Anzeigesystem der vorliegenden Erfindung ist in der Lage, voll dynamische Grauskala-Bilder über einen breiten Bereich von Halbbildfrequenzen wiederzugeben, um eine gute Anzeige zu erzeugen. Das Anzeigesystem ist besonders vorteilhaft, da es einen einfachen und unempfindlichen Aufbau hat und in der Lage ist, mindestens 3000 Zeilen von Daten mit Halbbildfrequenzen von 60 Hz auf dem Anzeigebildschirm zu adressieren.
In der Speichervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform ist nur eine Schicht aus dielektrischem Material zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat eingefügt. Die Speicherelemente sind durch die sich überschneidenden Bereiche der Spaltenelektroden und der Kanäle definiert. Die Speichervorrichtung ist auf die voranstehend beschriebene Art und Weise konfiguriert, so daß für jedes Speicherelement das ionisierbare Gas als elektrischer Schalter fungiert, der als Reaktion auf das angelegte Datenaktivierungssignal zwischen dem leitenden Zustand und dem nichtleitenden Zustand umschaltet. Verstärker, die die Datentreibsignale liefern, sind in einem Datenschreibmodus als Treibverstärker der Spaltenelektroden und in einem Datenlesemodus als Erfassungsverstärker der Spaltenelektroden konfiguriert.
Jedesmal, wenn der Bereich mit ionisiertem Gas sich im leitenden Zustand befindet, ermöglicht er, daß sich eine Datenspannung mit einer Größe, die diejenige eines Datentreibsignals darstellt, über dem dielektrischen Material in einem Bereich aufbaut, der mit dem Bereich mit ionisiertem Gas räumlich ausgerichtet ist. Dies stellt den Datenschreibmodus der Speichervorrichtung dar. Bei jedem Umschalten in den nichtleitenden Zustand ermöglicht der Bereich mit deionisiertem Gas, daß das räumlich ausgerichtete dielektrische Material die über ihm liegende Datenspannung für eine gewisse Zeit hält. Der dem Bereich zugeordnete Erfassungsverstärker der Spaltenelektrode legt eine Referenzspannung an eine Oberfläche der Schicht mit dielektrischem Material, die der Oberfläche gegenüberliegt, welche mit dem Bereich mit ionisiertem Gas räumlich ausgerichtet ist. Bei jedem Übergang in den leitenden Zustand verursacht der Bereich mit ionisiertem Gas eine Änderung der Spannung über dem dielektrischen Material, wobei diese Änderung proportional zu der vorher eingeschriebenen Datenspannung ist und am Ausgang des Erfassungsverstärkers der Spaltenelektrode abfällt. Dies stellt den Datenlesemodus der Speichervorrichtung dar.
Gewisse Modifikationen des voranstehend beschriebenen Adressieraufbaus könnten die Möglichkeit eröffnen, daß andere Vorrichtungen die Datenspannung an die Speicherelemente der Speichervorrichtung anlegen. Zum Beispiel könnte anstelle des dielektrischen Materials ein photoleitendes Material verwendet werden und Spaltenelektroden mit optisch transparenten Eigenschaften eingesetzt werden, wodurch ermöglicht würde, daß einfallendes Licht die Größe der an das Speicherelement angelegten Datenspannungen proportional zur Intensität des einfallendes Lichtes moduliert. Ein derartiger Adressieraufbau ließe sich als Teil einer Bilderfassungsvorrichtung oder optischen Verarbeitungsvorrichtung implementieren.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, in der auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, von denen
Fig. 1 ein Diagramm zeigt, das eine Vorderansicht der Anzeigeoberfläche eines Anzeigefeldes sowie die zugehörige Treiberschaltung eines Anzeigesystems darstellt, bei dem die vorliegende Erfindung ausgeführt ist;
Fig. 2 eine vergrößerte aufgebrochene isometrische Ansicht darstellt, in der die Schichten struktureller Komponenten zu sehen sind, die das Anzeigefeld bilden, in dem die vorliegende Erfindung ausgeführt ist, wobei die linke Seitenansicht in Fig. 1 zu sehen ist,
Fig. 3 eine vergrößerte aufgebrochene Vorderansicht darstellt, bei der Abschnitte entfernt sind, um verschiedene Tiefenansichten in das Innere des Anzeigefeldes aus Fig. 2 zu ermöglichen;
Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4--4 in Fig. 3 darstellt;
Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie 5--5 in Fig. 3 darstellt;
Fig. 6 eine äquivalente Schaltung zeigt, die für ein Anzeigesystem den Betrieb des Plasmas als Schalter für eine exemplarische Reihe, die einen Datenaktivierungsimpuls empfängt, und drei exemplarische Datenspalten, die ein Datentreibsignal empfangen, darstellt;
Fig. 7 ein Diagramm zeigt, in der die verschiedenen zeitlichen Beschränkungen dargestellt sind, die die maximale Anzahl von Zeilen von Daten bestimmen, die von einem Anzeigesystem, bei dem die vorliegende Erfindung ausgeführt ist, adressiert werden können;
Fig. 8 eine Graphik darstellt, aus der das komparative Verhältnis der Datenerfassungszeiten von Neongas und Heliumgas in Abhängigkeit vom Stromfluß zwischen den in den Kanälen des Anzeigefeldes der Fign. 2-5 befindlichen Elektroden hervorgeht;
Fig. 9 eine Graphik zeigt, die für Datenaktivierungsimpulse verschiedener Größen die Plasmazerfallszeiten für Heliumgas in Abhängigkeit vom Strom darstellt, der während des Aktivierungsimpulses gerade zwischen den Elektroden floß, die in den Kanälen des Anzeigefeldes der Fign. 2-5 eingesetzt sind;
Fign. 10A und 10B Diagramme alternativer elektronischer Schaltungsauslegungen des in Fig. 1 gezeigten Datentreibers darstellen;
Fign. 11A und 11B Diagramme alternativer Konfigurationen zur Verdrahtung der Kanalelektroden zeigen, die eine Technik zur Verringerung der erforderlichen Anzahl von Ausgängen des Datenaktivierungsimpulses aus Fig. 1 darstellen;
Fig. 12 eine Graphik zeigt, die die minimale Anzahl von Treibern darstellt, die in Abhängigkeit von der verfügbaren Anzahl adressierbarer Zeilen von Daten für eine Verdrahtungskonfiguration von Kanalelektroden des in Fig. 11B dargestellten Typs erforderlich ist;
Fig. 13 eine äquivalente Schaltung zeigt, die den Betrieb des Plasmas als Schalter in Zusammenarbeit mit der Datentreiberschaltung darstellt, um einen Adressieraufbau zum selektiven Einschreiben bzw. Auslesen von Daten in bzw. aus einem Speicherelement zu bilden.
In Fig. 1 ist ein Flachfeldanzeigesystem 10 gezeigt, das eine erste Ausführungsform darstellt, bei der der Adressieraufbau implementiert ist und das Adressierverfahren gemäß vorliegender Erfindung angewandt wird. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt das Flachfeldanzeigesystem 10 ein Anzeigefeld 12 mit einer Anzeigeoberfläche 14, die ein Muster enthält, das durch eine rechteckige, flache Anordnung nominell identischer Datenspeicher- oder Anzeigeelementen 16 gebildet wird, die in vorbestimmten Abständen in vertikaler und horizontaler Richtung voneinander beabstandet sind. Jedes Anzeigeelement 16 in der Anordnung stellt die sich überlappenden Abschnitte dünner, schmaler Elektroden 18, die in vertikalen Spalten angeordnet sind, und länglicher, schmaler Kanäle 20, die in horizontalen Reihen angeordnet sind, dar. (Die Elektroden 18 sind nachstehend als "spaltenelektroden 18" bezeichnet). Die Anzeigeelemente 16 in jeder der Reihen von Kanälen 20 stellen eine Zeile von Daten dar.
Die Breiten der Spaltenelektroden 18 und Kanäle 20 bestimmen die Dimensionen der Anzeigeelemente 16, die eine rechteckige Form haben. Die Spaltenelektroden 18 sind auf einer Hauptoberfläche eines ersten, elektrisch nicht leitenden, optisch transparenten Substrats aufgebracht, und die Kanäle 20 sind in einer Hauptoberfläche eines zweiten, elektrisch nicht leitenden, optisch transparenten Substrats eingebracht, wie nachstehend im einzelnen beschrieben wird. Für den Fachmann ist es klar, daß bei gewissen Systemen, beispielsweise einer reflektierenden Anzeige entweder mit direkter Betrachtung oder des Typs mit Projektion, erforderlich wäre, daß nur eines der Substrate optisch transparent ist.
Die Spaltenelektroden 18 empfangen Datentreibsignale des analogen Spannungstyps, die auf parallelen Ausgangsleitern 22' von verschiedenen Ausgangsverstärkern 22 (Fig. 2-6) einer Datentreibervorrichtung oder -schaltung 24 entwickelt wurden, und die Kanäle 20 empfangen Datenaktivierungssignale des Spannungsimpulstyps, die auf parallelen Ausgangsleitern 26' von verschiedenen Ausgangsverstärkern 26 (Fig. 2-6) einer Datenaktivierungsvorrichtung oder -schaltung 28 entwickelt wurden. Jeder der Kanäle 20 ist mit einer Referenzelektrode 30 (Fig. 2) verbunden, an der ein Referenzpotential angelegt ist, das für jeden Kanal 20 und jede Datenaktivierungsvorrichtung 28 gemeinsam ist.
Um ein Bild auf der gesamten Fläche der Anzeigeoberfläche 14 zu erzeugen, verwendet das Anzeigesystem 10 eine Durchlaufsteuerungsschaltung 32, die die Funktionen ihrer Datentreiber 24 und Datenaktivierungsvorrichtungen 28 derart koordiniert, daß alle Spalten von Anzeigeelementen 16 des Anzeigefeldes 12 reihenweise im Reihendurchlaufmodus adressiert werden. Für das Anzeigefeld 12 können elektro-optische Materialien verschiedener Typen verwendet werden. Wenn zum Beispiel ein Material verwendet wird, das den Polarisationszustand von einfallenden Lichtstrahlen 33 verändert, ist das Anzeigefeld 12 zwischen einem Paar Lichtpolarisationsfilter 34 und 36 (Fig. 2) positioniert, die mit dem Anzeigefeld 12 zusammenwirken, um die Helligkeit des sich durch sie ausbreitenden Lichtes zu verändern. Bei Verwendung einer streuenden Flüssigkristallzelle als elektro-optisches Material ist es jedoch nicht erforderlich, Polarisationsfilter 34 und 36 zu verwenden. Ein Farbfilter (nicht dargestellt) kann im Anzeigefeld 12 angeordnet sein, um mehrfarbige Bilder mit steuerbarer Farbintensität zu erzeugen. Für eine Projektionsanzeige läßt sich Farbe auch durch Verwendung dreier getrennter monochromer Felder 10 erzeugen, von denen jedes eine Primärfarbe steuert.
Wie in den Fig. 2-5 zu sehen ist, umfaßt das Anzeigefeld 12 einen Adressieraufbau, der ein Paar im allgemeinen paralleler Elektrodenstrukturen 40 und 42 enthält, die durch eine Schicht 44 elektro-optischen Materials, beispielsweise nematischen Flüssigkristalls, und eine dünne Schicht 46 eines dielektrischen Materials, beispielsweise Glas, Glimmer oder Kunststoff, voneinander beabstandet sind. Die Elektrodenstruktur 40 umfaßt ein dielektrisches Glassubstrat 48, auf dessen innerer Oberfläche 50 Spaltenelektroden 18 aus Indiumzinnoxid aufgebracht sind, das optisch transparent ist, um ein Streifenmuster zu erzeugen. Nächst benachbarte Spaltenelektroden 18 sind in einer Entfernung 52 voneinander beabstandet, die den horizontalen Raum zwischen nächsten benachbarten Anzeigeelementen 16 in einer Reihe festlegt.
Die Elektrodenstruktur 42 umfaßt ein dielektrisches Glassubstrat 54, in dessen innere Oberfläche 56 mehrere Kanäle 20 mit trapezförmigem Querschnitt eingearbeitet sind. Die Kanäle 20 haben eine Tiefe 58, gemessen von der inneren Oberfläche 56 bis hin zu einem Bodenabschnitt 60. Jeder der Kanäle 20 hat ein Paar dünner, schmaler Nickelelektroden 30 und 62, die sich entlang dem Bodenabschnitt 60 erstrecken, sowie ein Paar innerer Seitenwände 64, die in der Richtung weg vom Bodenabschnitt 60 auf die innere Oberfläche 56 hin auseinanderlaufen. Die Referenzelektroden 30 der Kanäle 20 sind mit einem gemeinsamen elektrischen Referenzpotential verbunden, das wie gezeigt auf Erdungspotential gelegt sein kann. Die Elektroden 62 der Kanäle 20 sind mit unterschiedlichen Ausgangsverstärkern 26 (von denen drei und fünf in Fig. 2 bzw. Fig. 3 gezeigt sind) der Datenaktivierungsvorrichtungen 28 verbunden. (Die Elektroden 62 sind nachstehend als "Reihenelektroden 62" bezeichnet). Um einen guten Betrieb des Adressieraufbaus zu gewährleisten, sind die Referenzelektroden 30 und die Reihenelektroden 62 mit den elektrischen Referenzpotentialen bzw. den Ausgängen 26' der Datenaktivierungsvorrichtung 28 auf gegenüberliegenden Seiten bes Anzeigefeldes 10 verbunden, wie es in den Fign. 4, 11A und 11B gezeigt ist.
Die benachbarten Seitenwände 64 der nächst benachbarten Kanäle 20 definieren Trägerstrukturen 66, deren obere Oberflächen 56 die Schicht 46 aus dielektrischem Material tragen. Nächst benachbarte Kanäle 20 sind durch die Breite 68 des oberen Abschnittes einer jeden Trägerstruktur 66 voneinander beabstandet, wobei die Breite 68 den vertikalen Raum zwischen nächst benachbarten Anzeigeelementen 16 in einer Spalte definiert. Die sich überlappenden Bereiche 70 der Spaltenelektroden 18 und Kanäle 20 definieren die Anzeigeelemente 16, die in Phantomdarstellung in den Fign. 2 und 3 gezeigt sind. In Fig. 3 ist die Anordnung der Anzeigeelemente 16 und der vertikalen und horizontalen Abstände zwischen diesen deutlicher dargestellt.
Die Größe der an die Spaltenelektroden 18 angelegten Spannung legt den Abstand 52 fest, um die Isolierung benachbarter Spaltenelektroden 18 zu fördern. Der Abstand 52 ist typischerweise weitaus geringer als die Breite der Spaltenelektroden 18. Die Neigungen benachbarter Seitenwände 64 der nächst benachbarten Kanäle 20 legen den Abstand 68 fest, der im typischen Fall weitaus geringer als die Breite der Kanäle 20 ist. Die Breiten der Spaltenelektroden 18 und der Kanäle 20 sind im typischen Fall identisch und sind von der gewünschten Bildauflösung abhängig, die durch die Anzeigeanwendung festgelegt wird. Es ist wünschenswert, die Abstände 52 und 68 so klein wie möglich vorzusehen. In aktuellen Modellen des Anzeigefeldes 12 beträgt die Kanaltiefe 58 die Hälfte der Kanalbreite.
Jeder der Kanäle 20 ist mit einem ionisierbaren Gas, das aus den nachstehend erläuterten Gründen vorzugsweise Heliumgas enthält, gefüllt. Die Schicht 46 des dielektrischen Materials dient als Isolationsschicht zwischen dem ionisierbaren Gas, das im Kanal 20 enthalten ist, und der Schicht 44 des Flüssigkristallmaterials. Das Fehlen einer dielektrischen Schicht 46 hätte entweder zur Folge, daß das Flüssigkristallmaterial in den Kanal 20 fließen würde, oder, daß das ionisierbare Gas das Flüssigkristallmaterial kontaminieren würde. Die dielektrische Schicht 46 kann bei Anzeigen entfallen, bei denen ein elektrooptisches Material in Feststofform oder in eingeschlossenem Zustand verwendet wird.
Das dem Betrieb des Anzeigefeldes 12 zugrundeliegende Prinzip besteht darin, daß 1) jedes seiner Anzeigeelemente 16 als Abtastkondensator für analoge Spannungsdaten fungiert, die an die Spaltenelektrode 18 angelegt werden, die einen Teil des Anzeigeelementes bildet, und 2) das ionisierbare Gas als Abtastschalter fungiert. In Fig. 6 ist eine äquivalente Schaltung dargestellt, auf die in der nachstehenden Erläuterung des Betriebes des Anzeigesystems 10 Bezug genommen wird.
Wie in Fig. 6 zu sehen ist, läßt sich jedes der Anzeigeelemente 16 des Anzeigefeldes 12 als Kondensator 80 (nachstehend als "Kondensator-Modell 80" bezeichnet) ausführen, dessen obere Platte 82 eine der Spaltenelektroden 18 (Fig. 2) und dessen untere Platte 86 die freie Oberfläche 88 (Fig. 2) der Schicht 46 aus dielektrischem Material darstellt. Das Kondensator-Modell 80 stellt die kapazitive Flüssigkristallzelle dar, die von einem Bereich, in dem sich eine Spaltenelektrode 18 und ein Kanal 20 überlappen, gebildet wird. Die vorliegende Beschreibung des Betriebs des Anzeigesystems 10 ist auf das Kondensator-Modell 80 bezogen.
Gemäß dem grundlegenden Adressiervorgang erfaßt der Datentreiber 24 eine erste Zeile von Daten, die diskrete Abtastungen der zeitveränderlichen Spannung des analogen Datensignals in einem Zeitintervall einer vorbestimmten Dauer darstellt. Der Abtastwert der Größe des Datensignals an einem bestimmten Punkt im Zeitintervall stellt die Größe der an ein Kondensator-Modell 80 angelegten analogen Spannung in einer korrespondierenden Spaltenposition der Reihenelektrode 62, die einen Aktivierungsimpuls empfängt, dar. Der Datentreiber 24 entwikkelt auf seinen Ausgangsverstärkern 22 die analogen Spannungen, die an die Spaltenelektroden 18 angelegt werden. In Fig. 6 liefern vier exemplarische Ausgangsverstärker 22 des Datentreibers 24 analoge Spannungen positiver Polarität bezüglich der Referenzelektrode 30 an die entsprechenden Spaltenelektroden 18, an die sie angeschlossen sind. Das Anlegen einer positiven Spannung an eine Spaltenelektrode 18 induziert auf der freien Oberfläche 88 (Fig. 2) der Schicht 46 des dielektrischen Materials eine Spannung, die im wesentlichen gleich der Größe der angelegten Spannung ist. Dies verursacht keine Änderung der Potentialdifferenz über dem Kondensator-Modell 80 und ist in Fig. 6 durch eine obere Platte 82 und eine untere Platte 86 mit weißen Oberflächen dargestellt.
Zu diesen Zeitpunkt befindet sich das in einem Kanal 20 enthaltene Gas im deionisierten Zustand und die auf den Platten 82 und 86 des Kondensator-Modells 80 entwickelte analoge Spannung ist bezüglich des Spannungspotentials der Referenzelektrode 30 im Kanal positiv. Jedesmal, wenn die Datenaktivierungsvorrichtung 28 einen negativen Spannungsimpuls auf der in einem Kanal 20 angeordneten Reihenelektrode 62 erzeugt, nimmt das im Kanal enthaltene Gas einen ionisierten Zustand an (d.h. es wird zum Plasma). Der Kanal 20, dessen Reihenelektrode den Aktivierungsimpuls empfängt, ist in Fig. 6 mit dunklen dicken Linien dargestellt. Unter diesen Umständen fungieren die geerdete Referenzelektrode 30 und die Reihenelektrode 62, an die der Aktivierungsimpuls angelegt wird, als Anode bzw. Kathode für das im Kanal enthaltene Plasma.
Die Elektronen im Plasma neutralisieren die induzierte positive Spannung auf den Bodenplatten 86 der Kondensator-Modelle 80. Die Kondensator-Modelle 80 in der Reihe, an die der Aktivierungsimpuls gelegt wird, werden mit den Datenspannungen geladen, die über sie anliegen. Dieser Zustand ist in Fig. 6 durch die oberen Platten 82 mit weißen Oberflächen und unteren Platten 86 mit schraffierten Oberflächen dargestellt. Nach Vollendung der Speicherung der Datenspannungen über den Kondensator-Modellen 80 beendet die Datenaktivierungsvorrichtung 28 den negativen Spannungsimpuls auf der Reihenelektrode 62 des Kanals 20, an den der Aktivierungsimpuls anliegt, wodurch der Aktivierungsimpuls beendet wird und das Plasma erlischt.
Jede der Reihenelektroden 62 wird auf ähnliche Art und Weise mit einem Aktivierungsimpuls versorgt, bis die gesamte Anzeigeoberfläche 14 vollständig adressiert ist und dadurch ein Bild von Daten speichert. Die Spannung bleibt weiterhin über jedem der Kondensator-Modelle 80 in der mit einem Aktivierungsimpuls angesteuerten Reihe für eine Zeitdauer gespeichert, die mindestens so lange ist wie die Dauer des Bildes, und sie ist unabhängig von nachfolgenden Veränderungen in der an die obere Platte 82 des Kondensator-Modells 80 angelegten Datenspannung. Die über jedem der Kondensator-Modelle 80 gespeicherte Spannung verändert sich gemäß den analogen Datenspannungen, die die Anzeigedaten des nächsten folgenden Bildes darstellen.
In einem Anzeigesystem 10, dessen Bilder in einem Format ohne Zeilensprung vorliegen, haben die analogen Datenspannungen, die an die Spaltenelektroden 18 im nächsten folgenden Bild angelegt werden, entgegengesetzte Polarität. Ein Hin- und Herwechseln zwischen positiven und negativen Polaritäten von einem Bild zum nächsten Bild ergibt eine langfristige Netto- Gleichstrom-Spannungskomponente von Null, die typischerweise für eine langfristigen Betrieb von Flüssigkristallmaterialien erforderlich ist. Das Flüssigkristallmaterial erzeugt den Grauskalaeffekt als Reaktion auf den quadratischen Mittelwert der angelegten analogen Spannungsdaten. Das erzeugte Anzeigebild wird daher nicht durch abwechselnde Änderungen der Polarität der analogen Spannungsdaten beeinträchtigt. Bei einem Anzeigesystem 10, dessen Bilder in einem Format mit Zeilensprung vorliegen, haben die analogen Datenspannungen, die an die Spaltenelektroden 18 in den nächst aufeinanderfolgenden Vollbildern angelegt werden, entgegengesetzte Polarität, um die langfristige Netto-Gleichstrom-Spannungskomponente zu erzielen. Jedes Vollbild enthält zwei Halbbilder, von denen jedes die Hälfte der Anzahl adressierbarer Zeilen umfaßt.
In der voranstehenden Beschreibung ist angegeben, daß das in jedem der Kanäle 20 enthaltene ionisierbare Gas als elektrischer Schalter 90 fungiert, dessen Kontaktstellung sich zwischen binären Schaltzuständen in Abhängigkeit von der von der Datenaktivierungsvorrichtung 28 angelegten Spannung ändert. Die in Fig. 6 in der geöffneten Stellung dargestellten Schalter 90 sind mit den Referenzelektroden 30 verbunden und werden von einem Aktivierungsimpuls getrieben, der an die Reihenelektroden 62 angelegt wird. In Abwesenheit eines Aktivierungsimpulses ist das Gas in den Kanälen 20 in einem deionisierten Zustand und daher nichtleitend. Die in Fig. 6 in geschlossener Stellung gezeigten Schalter 90 sind mit einer Referenzelektrode 30 verbunden und werden von einem Aktivierungsimpuls getrieben, der an die Reihenelektrode 64 angelegt wird und eine Größe hat, die bewirkt, daß das Gas im Kanal 20 in einem ionisierten Zustand vorliegt und somit leitend ist. In Fig. 6 legt der in der Mitte der drei Ausgangsverstärker 26 der Datenaktivierungsvorrichtung 28 dargestellte Verstärker 26 einen Aktivierungsimpuls an eine Reihe von Kondensator-Modellen 80, um die Anzeigedatenspannungen über diesen zu erzeugen und zu speichern.
Um als Schalter fungieren zu können, kommuniziert das in den Kanälen 20 unter der Glaselektrodenstruktur 40 enthaltene ionisierbare Gas mit der Schicht 46 des dielektrischen Materials, um einen elektrischen leitenden Weg von der Schicht 46 des dielektrischen Materials zur Referenzelektrode 30 zu erstellen. Das Plasma in einem Kanal 20, dessen Reihenelektrode 62 einen Aktivierungsimpuls empfängt, stellt einen Erdungsweg für das Kondensator-Modell 80 bereit, das den Teil des Flüssigkristallmaterials darstellt, der sich in der Nähe des Plasmas befindet. Auf diese Weise können die Kondensator-Modelle 80 die an die Spaltenelektroden 18 angelegten analogen Datenspannungen abtasten. Durch Löschen des Plasmas wird der leitende Weg entfernt, wodurch der Datenabtastwert über dem Anzeigeelement festgehalten wird. Die Spannungen bleiben über der Schicht 44 des Flüssigkristallmaterials gespeichert, bis Spannungen, die eine neue Datenzeile in einem folgenden Bild darstellen, über der Schicht 44 entwickelt werden. Voranstehend beschriebener Adressieraufbau und -technik erzeugen Signale mit Einschaltdauer von im wesentlichen 100% an jedes der Anzeigeelemente 16.
Fig. 7 zeigt ein Diagramm, aus dem die zeitlichen Begrenzungen hervorgehen, die die Anzahl von Datenzeilen begrenzen, die das Anzeigesystem 10 während eines Bildes adressieren kann. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, benötigt die exemplarische Zeile "n" aus Daten eine Zeit 92, damit sich das Plasma bildet, nachdem die Reihe von Elektroden 62 des mit einem Aktivierungsimpuls angesteuerten Kanals 20 einen Aktivierungsimpuls empfangen hat. Die Plasmabildungszeit 92 kann als Faktor zur Begrenzung der Anzahl adressierbarer Zeilen in einem Bild im wesentlichen entfallen, wenn der Aktivierungsimpuls während der vorhergehenden Zeile n-1 im voraus initiiert wurde. In der bevorzugten Ausführungsform beträgt die Plasmabildungszeit 92 für Heliumgas nominell 1,0 Mikrosekunden.
Die Daten-Setup-Zeit 96 stellt die Zeit dar, während der der Datentreiber 24 zwischen den Datenwerten von zwei nächst benachbarten Zeilen von Daten umschaltet und auf den Ausgangsverstärkern 22 die analogen Spannungssignale entwickelt, die an die Spaltenelektroden 18 angelegt werden. Die Daten-Setup- Zeit 96 ist eine Funktion der elektronischen Schaltung, die zur Implementierung des Datentreibers 24 verwendet wird. Eine Daten-Setup-Zeit 96 von weniger als 1,0 Mikrosekunden ist erreichbar.
Die Datenerfassungszeit 98 hängt von der Leitfähigkeit des in den Kanälen 20 enthaltenen ionisierbaren Gases ab. Fig. 8 zeigt eine Graphik, die die Zeit für die Datenerfassung 98 als Funktion des Plasmastromes darstellt, der zwischen der Referenzelektrode 30 und der Reihenelektrode 62 in einem Kanal 20 fließt. Die Kurven in Fig. 8 stellen die Zeit dar, die ein Anzeigeelement benötigt, um 90% der mit einer Datenangabe korrespondierenden Spannung anzunehmen. In Fig. 8 ist gezeigt, daß die von einem Plasma aus Heliumgas erzeugten Ionen eine geringere Datenerfassungszeit 98 haben als die aus Neongas. Der Elektronenstrom in einem Plasma fließt von der Kathode (Reihenelektrode 62) zur Anode (Referenzelektrode 30).
Ein bevorzugter Arbeitspunkt ist derjenige, bei dem sich die schnellste Datenerfassungszeit 98 für positiven Ionenstrom ergibt. In dem besonderen, in Fig. 8 dargestellten Fall läßt sich ein derartiger Arbeitspunkt dadurch erzielen, daß Heliumgas mit einem Druck von 40 mbar und einem Strom von 7,5 mA verwendet wird, um eine Zeit 98 der Datenerfassung von ca. 0,5 Mikrosekunden zu erhalten. Der Grund, warum Helium eine kürzere Datenerfassungszeit 98 ergibt als diejenige, die bei Neon erhalten wird, liegt darin, daß Helium ein leichteres Ion mit größerer Beweglichkeit ist. Optimale Werte des Druckes und des Stromes sind von der Größe und Form der Kanäle 20 abhängig.
Die Plasmazerfallszeit 94 stellt die Zeit dar, während der das Plasma im Kanal 20 auf einen deionisierten Zustand zurückkehrt, nach Entfernen eines Aktivierungsimpulses von der Reihenelektrode 62. Fig. 9 ist eine Graphik, die die Plasmazerfallszeit darstellt, über die hinaus nicht mehr als 3% Übersprechen auftritt, in Abhängigkeit vom Anoden-/Kathoden-Strom im Anzeigefeld 12. In Fig. 9 ist gezeigt, daß sich die Plasmazerfallszeit 94 in Abhängigkeit von dem das Plasma von der Reihenelektrode 62 zur Referenzelektrode 30 durchfließenden Strom erhöht. Die Größe des an den Reihenleiter 62 angelegten Aktivierungsimpulses bestimmt die das Plasma durchfließende Strommenge. In Fig. 9 ist dargestellt, daß sich verringerte Plasmazerfallszeiten 94 ergeben, indem eine kontinuierliche Vorspannung von ca. +100 V angelegt wird, welche weniger als die Spannung ist, die erforderlich ist, um das Heliumgas in seinem ionisierten Zustand zu halten. Aus Fig. 9 ergibt sich auch, daß eine Vorspannung von +100 V gegenüber einer Vorspannung von Null Volt eine ungefähr zehnfache Verringerung der Plasmazerfallszeit 94 ergäbe.
Die zur Adressierung einer Datenzeile erforderliche Zeit ist gleich der Summe der Daten-Setup-Zeit 96, der Datenerfassungszeit 98 und der Plasmazerfallszeit 94. Die Anzahl der während eines Bildes adressierbaren Zeilen ist gleich der Zeitdauer des Bildes, geteilt durch die zur Adressierung einer Datenzeile erforderlichen Zeit. Bei Anwendungen ohne Zeilensprung bei einer Vollbildfrequenz von 60 Hz übersteigt die Anzahl von Datenzeilen, die das Anzeigesystem 10 zu adressieren in der Lage ist, 9000 Zeilen, unter Verwendung der voranstehend beschriebenen einfachen Adressierungstechnik. Es versteht sich, daß die Anzahl adressierbarer Datenzeilen nicht dieselbe ist wie die Auflösung des Anzeigesystems 10. Die Auflösung ist eine Funktion der Breiten der Kanäle 20 und der Breiten der Spaltenelektroden 18.
Die Verwendung eines Vorbereitungs-Verfahrens (Priming) ist vorteilhaft, um die Fähigkeit zur Adressierung einer relativ großen Anzahl von Zeilen in einem Vollbild zu gewährleisten. Beim Vorbereiten werden Ionen eingeführt, um eine Gasentladung zu initiieren. Das Vorbereiten des Anzeigesystems 10 kann dadurch erfolgen, daß ein Strom durch einen Vorbereitungskanal (nicht dargestellt) geleitet wird, der orthogonal zu den Kanälen 20 angeordnet ist und in den jeder der Kanäle 20 entlang eines der Ränder des Anzeigefeldes 12 endet. Das Vorbereiten ermöglicht eine Plasmabildung ohne eine anfängliche statistische Verzögerungszeit, die ansonsten die Plasmabildungszeit in unvorhersehbarem Maße verlängern würde.
In den Fig. 10A und 10B sind alternative Schaltungsauslegungen für die Datentreiber 24 dargestellt, deren entsprechende Komponenten durch identische Bezugszeichen mit den nachgestellten Buchstaben "a" bzw. "b" gekennzeichnet sind.
Wie in Fig. 10A zu sehen ist, tastet der Datentreiber 24a das Datensignal ab und speichert es in einem Pufferspeicher 100. Das Datensignal kann in analoger oder in digitaler Form vorliegen. Der Pufferspeicher 100 kann vom CCD-Typ oder vom Abtast-und-Halte-Typ sein, zur Speicherung eines analogen Datensignals, und der Pufferspeicher 100 kann digitaler Art sein, zur Speicherung eines digitalen Datensignals. Die Vorrichtungen 22 stellen entweder Pufferverstärker oder Digital/Analog- Wandler dar, je nachdem, ob der Pufferspeicher 100 analoge Spannungen bzw. digitale Daten speichert. Die Vorrichtungen 22 ermöglichen die parallele Übertragung von analogen Spannungen an die Spaltenelektroden 18a. Der Datentreiber 24a ist zu einem Hochgeschwindigkeitsbetrieb fähig, da CCD- und Abtast- und-Halte-Schaltungen zur Hochgeschwindigkeitserfassung in der Lage sind und die analogen Spannungen gleichzeitig parallel an die Spaltenelektroden 18a übertragen werden können.
Wie in Fig. 10B gezeigt ist, tastet der Datentreiber 24b das analoge Datensignal seriell ab, indem er sequentiell jeweils nur einen aus einer Gruppe von verschiedenen Schaltern 104 schließt und öffnet. Jeder der Schalter 104 ist mit einem Kondensator 106 verbunden. Die Kondensatoren 106 akkumulieren bei geschlossenem Schalter Ladung vom Datensignal. Dies ergibt Abtastwerte analoger Spannung des Datensignals an die Spaltenelektroden 18b in einer Reihe von einem Ende zum anderen. Ein Abtast-Taktsignal, das an die Steuerelektroden der Schalter 104 angelegt ist, stellt die Abtastrate ein. Die Daten-Setup- Zeit 96 der Schaltung aus Fig. 10B ist um einen Multiplikationsfaktor gleich der Anzahl der Spaltenelektroden 18b höher als diejenige der Schaltung aus Fig. 10A.
Um eine guten Betrieb des Datentreibers 24b im Anzeigesystem 10 zu gewährleisten, ist es erforderlich, daß die horizontale Austastzeit von Reihe zu Reihe die Summe aus Datenerfassungszeit 98 und Plasmazerfallszeit 94 übersteigt.
In den Fign. 11A und 11B wird die Anzahl von Ausgängen der Datenaktivierungsvorrichtungen verglichen, die für exemplarische Anzeigefelder 12 mit neun Kanälen erforderlich ist, deren Referenzelektroden 30 jeweils eine feste Referenzspannung und die Aktivierungssignalimpulse empfangen. Beim Anzeigefeld 12 von Fig. 10A sind die Referenzelektroden 30 mit Masse und neun verschiedenen Aktivierungsimpulsverstärkern 26 verbunden, wobei die Datenaktivierungsvorrichtung 28 verschiedene Reihenelektroden 62 treibt. Beim Anzeigefeld 12 in Fig. 11B sind die Referenzelektroden 30 in erste Dreiergruppen und die Reihenelektroden 62 in zweite Dreiergruppen zusammengefaßt. Die Kanäle 20 (Fig. 4), deren Referenzelektroden 30 zusammen jede beliebige der ersten Gruppen bilden, haben nicht mehr als eine Elektrode 62 einer beliebigen der zweiten Gruppen. Das Anzeigesystem 10 legt einen Aktivierungsimpuls nur an eine der ersten Gruppen von Referenzelektroden 30 für ein Zeitintervall von vorbestimmter Dauer. Während des Aktivierungszeitintervalles adressiert das Anzeigesystem 10 die Anzeigeelemente 16, indem es die Spaltenelektroden 18 treibt und einen Aktivierungsimpuls an die zweite Gruppe von Reihenelektroden 62 legt, die in den Kanälen 20 enthalten sind, deren Referenzelektroden 30 den Aktivierungsimpuls empfangen. Die Reihenelektroden 62 der Kanäle 20, deren Referenzelektroden 30 keinen Aktivierungsimpuls empfangen, sind daher nicht aktiviert.
Diese Konfiguration elektrischer Verbindungen der Ausgangsverstärker 26 der Datenaktivierungsvorrichtung 28 an die Referenzelektroden 30 und Reihenelektroden 62 der Kanäle ergibt einen Adressieraufbau, der weniger Ausgänge 26 der Datenaktivierungsvorrichtung 28 erfordert. In dem beispielhaften Anzeigefeld 12 in Fig. 11B ist die Anzahl von Ausgangsverstärkern 26 der Datenaktivierungsvorrichtung von neun auf sechs verringert.
Fig. 12 zeigt eine Kurve, aus der die minimale Anzahl von erforderlichen Treibern hervorgeht, in Abhängigkeit von der Anzahl adressierbarer Datenzeilen, die in einem Adressieraufbau des Typs, der in dem Anzeigefeld 12 in Fig. 11B implementiert ist, verfügbar sind. Fig. 12 ist zu entnehmen, daß eine erhebliche Verringerung der Treiber für Anzeigesysteme erzielt werden kann, die eine relativ hohe Anzahl von adressierbaren Datenzeilen haben.
Der Adressieraufbau der vorliegenden Erfindung trägt ebenfalls zur Verringerung der Anzahl von Treibern durch Verwendung anderer Techniken bei, ähnlich der in den von Burroughs entwikkelten Self-Scan -Anzeigen implementierten Technik. Bei derartigen Anzeigen wird eine Anzeigezelle, die für den Betrachter sichtbar ist, und eine Scanzelle, die der Betrachter nicht sehen kann, verwendet. Die Scanzellen steuern den Zustand der Anzeigezellen, indem sie aktive Vorbereitungsteilchen in einen lokalisierten Bereich eines ionisierbaren Gases leiten. In einem Kanal einer Scanzelle wird eine Plasmaentladung sequentiell in die Nähe einer jeden Anzeigezelle bewegt und sie erzeugt Vorbereitungsteilchen, die die in ihrer Nähe befindliche Anzeigezelle aktivieren.
Im Anzeigefeld 12 könnte eine elektrische Segmentierung des orthogonalen Vorbereitungskanals eine lokalisierte Ionenquelle liefern, die sich sequentiell von einem Kanal zum nächsten bewegt. Anstelle der voranstehend beschriebenen Technik könnten Wandladungskopplungsverfahren oder andere bekannte Techniken dazu verwendet werden, eine weitere Verringerung der Treiber zu implementieren.
Die Adressierungstechnik des Anlegens von Datenspannungen positiver und negativer Polaritäten in abwechselnden Bildern bietet sich für eine Implementierung in einem Anzeigesystem 10, das die unter Bezugnahme auf die Fign. 11B und 12 beschriebene Technik zur Reduzierung der Treiber verwendet, an. Alternative Adressierungstechniken, bei denen Datenspannungen mit ausschließlich positiver Polarität angelegt werden, können die Adressierungsgeschwindigkeit weiter erhöhen. Bei diesen alternativen Techniken wird nach Abschluß eines jeden Bildes ein Löschfeld eingefügt.
Bei einer Adressierungstechnik dieser Art legt der Datentreiber 24 während des Löschfeldes eine Spannung von ungefähr Massepotential an die Spaltenelektroden 18, während die Datenaktivierungsvorrichtung 28 sequentiell einen positiven Impuls und einen negativen Impuls von jeweils relativ kurzer Dauer an die Reihenelektroden 62 der Kanäle 20 legt. Während des Anlegens des positiven Impulses fungieren die Referenzelektrode 30 und die Reihenelektrode 62 als Kathode bzw. Anode des Plasmas. Da die vorher erforderlichen Datenspannungen eine positive Polarität hatten, induziert jede über einem Speicherelement 16 gespeicherte Ladung eine negative Ladung auf der Oberfläche 88 der Schicht 46 aus dielektrischem Material, die daher als Kathode fungiert. Eine Kathode ist von einer relativ hohen Ionendichte umgeben, die die negative Ladung auf der Schicht 46 aus dielektrischem Material schnell neutralisiert. Die Spannung auf der Schicht 46 kann sich derjenigen der Anode annähern, und daher restliche positive Ladung in erheblichem Maße akkumulieren. Während des Anlegens des negativen Impulses setzt das an die Spaltenelektroden 18 angelegte Massepotential die restliche positive Ladung auf ähnliche Art und Weise wie derjenigen beim Schreiben eines Bildes auf Masse zurück.
Wird der positive Impuls nicht verwendet, sind der Geschwindigkeit der Adressierbarkeit durch das voranstehend beschriebene Phänomen der positiven Ionenladung Grenzen gesetzt. Diese alternative Adressierungstechnik bietet sich jedoch nicht für die Techniken zur Verringerung der erforderlichen Treiber an, wie sie unter Bezugnahme auf die Figuren 11B und 12 beschrieben wurden.
Bei einem weiteren Adressierverfahren dieses Typs legt die Datenaktivierungsvorrichtung 28 einen negativen Impuls an mehr als eine (z.B. zehn) Reihenelektroden 62 an, um mehr als eine Datenzeile auf einmal zu löschen. Diese Technik würde Ungleichförmigkeiten kleinen Ausmasses im Arbeitszyklus auf der Anzeigeoberfläche 14 des Anzeigefeldes 12 verursachen.
Das Flachfeldanzeigesystem 10 läßt sich derart modifizieren, daß ein vielseitiges analoges Datenspeichersystem 110 entsteht, das eine Anordnung von Speicherelementen enthält, die eine zweite Ausführungsform darstellt, bei der der Adressieraufbau implementiert ist und die das Verfahren der vorliegenden Erfindung ausführt. Derartige Modifikationen sind unter anderen das Entfernen der Polarisationsfilter 34 und 36, falls vorhanden, und der in den Fign. 2, 4 und 5 gezeigten Schicht 44 aus Flüssigkristallmaterial.
In Fig. 13 ist die äquivalente Schaltung für ein Speichersystem 110 gezeigt. Abgesehen von den voranstehenden Angaben sind die Systeme aus Fig. 6 und 13 ähnlich; daher tragen entsprechende Komponenten in den Fign. 6 und 13 identische Bezugsziffern. Im Speichersystem 110 fungiert das Dielektrikum 46 als dielektrisches Element des Kondensator-Modells 80, das ein Speicherelement darstellt. Es versteht sich, daß die Spaltenelektroden 18 nicht aus optisch transparentem Material sein müssen und vorteilhaft aus Aluminium oder anderem leitfähigen Material sein können. Die Datentreiberausgangsverstärker 22 des Speichersystems 110 umfassen Schaltungselemente, die im Datenschreibmodus als Spaltenelektrodentreiberverstärker und im Datenlesemodus als Spaltenelektrodenerfassungsverstärker fungieren. Die Ausgangsverstärker 26 der Datenaktivierungsvorrichtung der Systeme der Fign. 6 und 13 sind ähnlich.
Wie in Fig. 13 zu sehen ist, umfaßt jeder der Ausgangsverstärker 22 der Datentreiberschaltung 24 einen Hochgeschwindigkeits-Operationsverstärker 112, bei dem zwischen dem invertierenden Eingangsanschluß 114 und dem Ausgangsanschluß 116 eine parallele Kombination mit einem Rückkopplungskondensator 118 und einem Schalterelement 120 geschaltet ist. Der Verstärker 112 wird im Datenschreibmodus selektiv als Spannungsfolger konfiguriert, indem das Schalterelement 120 in seinen leitenden Zustand geschaltet wird, und wird im Datenlesemodus als Integrator konfiguriert, indem das Schalterelement 120 in seinen nichtleitenden Zustand geschaltet wird. Der nichtinvertierende Eingangsanschluß 122 des Operationsverstärkers 112 ist mit dem beweglichen Kontaktanschluß 124 eines Schalterelementes 126 verbunden, das selektiv den nichtinvertierenden Eingangsanschluß 122 mit entweder einer Referenzspannung VR oder einer Ausgangssignalleitung einer Datentreiberschaltung 24 verbindet.
Jedesmal, wenn sich der Ausgangsverstärker 22 im Datenschreibmodus befindet, liefert er ein Datentreibsignal an die Spaltenelektrode 18, die ein Speicherelement des Speichersystems 110 bildet. Dies wird dadurch erzielt, daß der Operationsverstärker 112 als Spannungsfolger konfiguriert wird und der bewegliche Kontaktanschluß 124 des Schaltungselementes 126 so positioniert wird, daß das Datentreibsignal von der Datentreibschaltung 24 an den nichtinvertierenden Eingangsanschluß 122 des Operationsverstärkers 112 gelegt wird. Während dieser Zeit erregt ein Reihenaktivierungsimpuls, der an die Reihenelektrode 62 im Kanal 20 angelegt wird, die das Speicherelement 110 bildet, das im Kanal enthaltene ionisierbare Gas in den ionisierten Zustand, wodurch eine Datenspannung über dem Kondensator-Modell 80 auf eine Art und Weise entsteht, wie sie voranstehend unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben ist. Die Größe der Spannung über dem Kondensator-Modell 80 stellt diejenige des Datentreibsignals dar.
Jedesmal, wenn sich der Datenverstärker 22 im Datenlesemodus befindet, erfaßt er den Strom in der Spaltenelektrode 18, die das Speicherelement des Speichersystems 110 bildet. Dies wird in einem zweistufigen Prozess durchgeführt.
Als erstes wird der bewegliche Kontaktanschluß 124 des Schalterelementes 126 so positioniert, daß die Referenzspannung VR an den nichtinvertierenden Eingangsanschluß 122 des Operationsverstärkers 112 gelegt wird. Während dieser Zeit ist der Reihenaktivierungsimpuls inaktiv, um das ionisierbare Gas in einem deionisierten Zustand zu halten, wodurch die Referenzspannung VR am Ausgangsanschluß 116 des Operationsverstärkers 112, der Spaltenelektrode 18 und der oberen Platte 82 des Kondensator-Modells 80 entstehen kann. Die Spannung über dem Rückkopplungskondensator 118 wird dadurch auf 0,0 Volt normalisiert. Es versteht sich jedoch, daß das Speichersystem 110 so konfiguriert werden kann, daß es mit einer Offset-Spannung zwischen den Eingängen und Ausgängen eines jeden Operationsverstärkers 112 arbeitet.
Als zweites, nachdem sich die Spannung über dem Rückkopplungskondensator 118 auf 0,0 Volt stabilisiert hat, wird der Operationsverstärker 112 als Integrator konfiguriert, dessen Eingangsanschluß 114 zum Empfang des von der Spaltenelektrode 18 fließenden Stroms bereit ist. Die Spannungsdifferenz zwischen der unteren Platte 86 des Kondensator-Modells 80 und der Referenzelektrode 30 ist eine Funktion von VR und der vorher eingeschriebenen Datenspannung über dem Kondensator-Modell 80. Jedesmal, wenn wieder ein Reihenaktivierungsimpuls das ionisierbare Gas in seinen ionisierten Zustand erregt, wird die untere Platte 86 des Kondensator-Modells 80 elektrisch mit der Referenzelektrode 30 verbunden, wodurch die Spannung über dem Kondensator-Modell 80 verändert wird. Der Operationsverstärker 112, der jetzt als Integrator konfiguriert ist, erfaßt diese Spannungsänderung und legt eine Spannung an seinen Ausgangsanschluß 116, die proporational zur vorher über dem Kondensator-Modell 80 entwickelten Datenspannung ist.
Es gibt andere Alternativen zum Entwickeln der Datenspannung über dem Kondensator-Modell 80, um seine Funktion als Speicherelement zu fördern. Zum Beispiel würden bei Verwendung eines photoleitenden Materials anstelle des dielektrischen Materials der Schicht 46, unter Verwendung optisch transparenter Spaltenelektroden 18, und indem das Speichersystems 110 sichtbarem Licht ausgesetzt wird, die Spannungen über den Kondensator-Modellen 80 proportional zur Intensität des auf das Speichersystem 110 einfallenden Lichts moduliert. Die sich über dem Kondensator-Modell 80 als Reaktion auf die Intensität des einfallenden Lichtes einstellende Spannungsänderung würde während des Datenlesemodus wiederhergestellt, wie voranstehend beschrieben. Die Schicht 46 aus photoleitendem Material und optisch-transparenten Spaltenelektroden 18 ergeben daher eine Bilderfassungsvorrichtung mit analogen Datenspeichereigenschaften.
Bei der voranstehend beschriebenen Bilderfassungsvorrichtung würde durch den Aufbau der Schicht 46 aus photoleitendem Material in Form von mehreren elektrisch isolierten Streifen oder diskreten "Inseln" ein Leiten zwischen benachbarten Kondensator-Modellen 80 verhindert. Das Vorsehen eines Streifens aus Metall oder anderem leitenden Material entlang des Rands der optisch transparenten Elektroden würde die Effizienz der Datenansammlung im Datenlesemodus durch Verringern der zum Auslesen der über den Kondensator-Modellen 80 entwickelten Datenspannung erforderlichen Zeit steigern.
Bei der voranstehend beschriebenen Bilderfassungsvorrichtung werden die photoleitenden Eigenschaften der Schicht 46 aus photoleitendem Material während der Periode zwischen den Datenlesemodi genutzt. Es ist ebenfalls möglich, die photoleitenden Eigenschaften der Schicht 46 direkt zu nutzen, wobei in diesem Fall das Speicherelement 16 vielleicht zutreffender als "Erfassungs-"Element zu bezeichnen ist und das Kondensator- Modell 80 wäre besser als eine Vorrichtung zur Modulierung des elektrischen Stroms zu bezeichnen. Dies läßt sich dadurch erzielen, daß an die Spaltenelektrode 18 eine Spannung angelegt wird, die ein Spannungsgefälle über der Schicht 46 während der Zeit erzeugt, zu der ein Reihenaktivierungsimpuls zwischen der Aktivierungsimpulselektrode 62 und der Referenzelektrode 30 anliegt. Der von der Referenzelektrode 30 durch die Schicht 46 und die Spaltenelektrode 18 an den Ausgangsanschluß 116 des Operationsverstärkers 112 fließende Strom würde das Ausgangssignal bilden. Das Ersetzen des Rückkopplungskondensators 118 durch einen Widerstand würde die am Ausgangsanschluß 116 des Operationsverstärkers 112 abfallende Spannung proportional zum die Schicht 46 durchfließenden Strom machen.
Für den Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet ist es offensichtlich, daß vielerlei Änderungen bezüglich der Einzelheiten der voranstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne dabei von dem zugrundeliegenden erfinderischen Prinzip abzuweichen. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll daher nur durch die nachstehenden Ansprüche festgelegt sein.

Claims

1. Aufbau zur Adressierung eines Datenspeicherelementes (16; 80), mit:

einem ionisierbaren gasförmigen Medium, das zur Kommunikation mit dem Datenspeicherelement ausgelegt ist, und einer in diesem gasförmigen Medium angeordneten elektrischen Referenzelektrode (30); und

einer Ionisiervorrichtung zur selektiven Durchführung der Ionisierung des ionisierbaren gasförmigen Mediums, um eine unterbrechbare elektrische Verbindung (90) zwischen dem Datenspeicherelement und der elektrischen Referenzelektrode zu erzeugen, wodurch das Datenspeicherelement selektiv adressiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionisiervorrichtung eine Ionisierelektrode (62) umfaßt, welche in der Nähe der Referenzelektrode im gasförmigen Medium angeordnet ist, wodurch die Ionisierung des gasförmigen Mediums durch Anlegen eines Signals zwischen der Ionisierelektrode und der Referenzelektrode erfolgt.

2. Adressierbares System mit einem Adressieraufbau nach Anspruch 1, das eine Vielzahl dieser Datenspeicherelemente (16; 80) aufweist, die aus dielektrischem Material (46; 44) hergestellt und in einem Feld auf einer Oberfläche (48) angeordnet sind, wobei die Datenspeicherelemente elektrisch auf Datentreib- (24) und Datenfreigabe- (28) Schaltungen ansprechen, die jeweils Datentreib- bzw. Datenfreigabesignale bereitstellen, wobei der Adressieraufbau so angeordnet ist, daß er Daten auswählt und diese an der Stelle wenigstens eines dieser Elemente auf dem dielektrischen Material speichert, mit:

einem eingeschlossenen Volumen (20), das das ionisierbare gasförmige Medium sowie die Ionisier- (62) und die Referenzelektrode (30) enthält, wobei das ionisierbare gasförmige Medium auf das Datenfreigabesignal anspricht, welches an die Ionisier- und Referenzelektrode angelegt wird, um eine Veränderung in dem wenigstens einen Element zu bewirken, wodurch das Datenfreigabesignal das ionisierbare gasförmige Medium in einen ionisierten Zustand versetzt, um über dem Element eine Potentialdifferenz zu entwickeln, die der Größe des Datentreibsignals entspricht und unabhängig von der Größe des Datenfreigabesignals ist, um die Veränderung zu bewirken.

3. System nach Anspruch 2, worin die Datentreibschaltung (24) eine Datenelektrode (18) aufweist, die in der Nähe einer Oberfläche des dielektrischen Materials (46; 44) angeordnet ist, um das Datentreibsignal zu empfangen, wobei die Referenzelektrode (30) an ein elektrisches Referenzpotential angeschlossen ist.

4. System nach Anspruch 2 oder 3, bei dem das dielektrische Material ein elektrooptisches Material (44) enthält.

5. System nach Anspruch 4, bei dem das elektrooptische Material (44) Flüssigkristall ist.

6. System nach Anspruch 4 oder 5, bei dem das dielektrische Material (44) so angeordnet ist, daß es das elektrooptische Material (46) gegenüber dem ionisierbaren gasförmigen Medium isoliert.

7. System nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei dem das ionisierbare gasförmige Medium Helium umfaßt.

8. Adressierbares System mit einer Vielzahl von Datenspeicherelementen (16; 80), mit:

einem ersten Substrat (48), das auf seiner Hauptoberfläche eine Vielzahl sich nicht überschneidender erster Elektroden (18) trägt, die in eine erste Richtung verlaufen;

einem zweiten Substrat (54) mit einer Vielzahl sich nicht überschneidender Kanäle (20), die auf einer Hauptoberfläche des Substrats (54) in einer zweiten Richtung verlaufen, wobei jeder der Kanäle einen Adressieraufbau nach Anspruch 1 umfaßt, der das ionisierbare gasförmige Medium enthält und bei dem die Ionisier- (62) und Referenz-Elektroden (30) entlang eines wesentlichen Abschnittes der Länge des Kanals verlaufen,

wobei das erste und das zweite Substrat mit einander zugewandten Flächen und voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei die erste Richtung quer zur zweiten Richtung verläuft, so daß sich überschneidende Bereiche (16) der ersten Elektroden und der Kanäle ergeben;

einer Schicht aus Material (46; 44) mit dielektrischen Eigenschaften, die zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat angeordnet ist, wobei die Schicht aus dielektrischem Material und die sich überschneidenden Bereiche die Vielzahl von Datenspeicherelementen ergeben; und

einer ersten Vorrichtung (24) zum Anlegen erster elektrischer Signale an die ersten Elektroden, und einer zweiten Vorrichtung (28) zum Anlegen zweiter elektrischer Signale an die Ionisierelektroden, wobei durch das Anlegen der zweiten elektrischen Signale an ausgewählte der Ionisierelektroden die Ionisierung des zu den Speicherelementen gehörigen gasförmigen Mediums bewirkt wird, wobei diese Speicherelemente gemäß den ausgewählten der Ionisierelektroden ausgewählt wurden, und durch das gleichzeitige Anlegen der ersten elektrischen Signale an ausgewählte der ersten Elektroden die Ladung in den Speicherelementen als Reaktion auf die ersten elektrischen Signale verändert wird.

9. System nach Anspruch 8, wobei jeder der Kanäle (20) eine Reihe der Speicherelemente (16; 80) bildet und jede der ersten Elektroden (18) eine Spalte der Speicherelemente bildet, und welches des weiteren eine Vorrichtung (32) zum Koordinieren der Funktionen der ersten und der zweiten Vorrichtung (24, 28) zum Anlegen jeweils der ersten bzw. der zweiten elektrischen Signale umfaßt, so daß die zweite Vorrichtung das zweite elektrische Signal an die Ionisierelektrode (62) einer Reihe von Speicherelementen während der Zeit anlegt, während der die erste Vorrichtung die ersten elektrischen Signale an die Spalten von Speicherelementen anlegt, wodurch die Ladungen der Speicherelemente in einer Reihe als Reaktion auf die ersten elektrischen Signale verändert werden.

10. System nach Anspruch 8 oder 9, worin die erste (24) und die zweite Vorrichtung (28) in jedem aufeinanderfolgender erster und zweiter Bilder das gleichzeitige Anlegen der ersten und zweiten elektrischen Signale nur einmal an jedes der Speicherelemente (16, 80) bewirken, wobei die ersten elektrischen Signale des ersten Bildes von entgegengesetzter Polarität als die des zweiten Bildes sind.

11. System nach einem der Ansprüche 8 bis 10, worin die dielektrische Schicht ein elektrooptisches Material (44) aufweist, so daß die Ladungsveränderung in den Speicherelementen (16; 80) eine Eigenschaft des elektrooptischen Materials verändert.

12. System nach Anspruch 8, bei dem Gruppen der Ionisierelektroden (62) miteinander verbunden sind, um ein gemeinsames der zweiten elektrischen Signale zu empfangen, und Gruppen der Referenzelektroden (30) miteinander verbunden sind, um ein gemeinsames Freigabesignal zu empfangen, worin für jede beliebige Gruppe von Ionisierelektroden und jede beliebige Gruppe von Referenzelektroden nicht mehr als einer der Kanäle (20) eine Ionisierelektrode aus der einen Gruppe und eine Referenzelektrode aus der einen Gruppe enthält.

13. Verfahren zur Adressierung eines Datenelementes (16; 80), mit folgenden Schritten:

Anordnen einer elektrischen Referenzelektrode (30) und einer ionisierenden Elektrode (62) in einem ionisierbaren gasförmigen Medium; und

Bereitstellen einer unterbrechbaren elektrischen Verbindung zwischen der elektrischen Referenzelektrode und dem Datenelement, indem die Ionisierung eines ionisierbaren gasförmigen Mediums, welches mit dem Datenelement kommuniziert, selektiv bewirkt wird, wobei durch die Ionisierung des gasförmigen Mediums eine elektrische Leiterbahn (90) durch das gasförmige Medium zu der elektrischen Referenzelektrode hin gebildet wird, um das Datenelement zu adressieren, mit dem eine Angabe korrespondiert, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionisierung durch das selektive Anlegen eines Signals zwischen der Ionisier- und der Referenzelektrode erfolgt.

14. Verfahren zur Adressierung eines Datenelementes (16; 80) nach Anspruch 13, wobei das Datenelement eine Schicht (46; 44) aus dielektrischem Material aufweist, mit den weiteren Schritten:

Induzieren eines Signals auf einer Hauptoberfläche der Schicht, welches den Daten entspricht, wodurch die Entwicklung der Leiterbahn (90) das Speichern des Signals durch das Speicherelement bewirkt und dadurch die Ladung in dem Datenelement gemäß den Daten verändert.

15. Verfahren nach Anspruch 14, des weiteren umfassend das Bewirken der Deionisierung des ionisierbaren gasförmigen Mediums, um die Ladung im Datenelement (16; 80) beizubehalten.

16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Deionisierung durch Anlegen eines Signals zwischen der elektrischen Referenzelektrode (30) und der Ionisierelektrode (62) innerhalb des ionisierbaren gasförmigen Mediums derart erfolgt, um die Deionisierung des ionisierbaren gasförmigen Mediums und das Fließen eines elektrischen Stroms zwischen der Ionisierelektrode und der elektrischen Referenzelektrode zu bewirken, wodurch die Abfallzeit des ionisierbaren gasförmigen Mediums von der Ionisierung zur Deionisierung verringert wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, worin die dielektrische Schicht (46; 44) eine Schicht (44) mit elektrooptischen Eigenschaften aufweist, wobei der Schritt des Veränderns der Ladung im Datenelement (16; 80) eine Eigenschaft der elektrooptischen Schicht verändert.