DE2221202B2 - Verfahren zum Herstellen von Entladungsbedingungen in einem Gasentladungsspeicherfeld und System zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

ein hauptsächlicher Vorteil gegenüber den bereits vorgeschlagenen Schreib/Lösch/Speicher-Elektroniksystemen für die Beeinflussung der Entladungsbedingungen ausgewählter Entladungsorte 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-Systeme trennten, wie bereits oben angedeutet wurde, die Funktionen 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 Flexiblität 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 Feldes nötig. Hinsichtlich des Entladungs-Feldes selbst bestehen eine Anzahl bemerkenswerter Vorteile, die aus dieser Erfindung resultieren. Die bereits vorgeschlagenen Versorgerspannungs-Formen 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 individueller Charakteristiken an dem Entladungsort als Funktion der Zeit Es wird angenommen, daß ein wesentlicher Beitrag zu dieser Veränderung in der Entladeortscharakteristik vom Entladungsstrom und, noch spezifischer, vom Ionenstrom, der dem Elektronenstrom in der Entladung entgegengesetzt gerichtet ist, herrührt Die vorliegende Erfindung erzeugt mehr Licht mit größerem Wirkungsgrad und reduziert gleichzeitig den Alterungseffekt des Feldes durch eine Begrenzung des lonen-Aufprall-Prozesses.

Die obenstehenden und weitere Gegenstände, Vorteile und Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen an Hand der folgenden Darstellungen und ausführlichen Beschreibungen beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 eine vereinfachte Darstellung einer Gasentladungs-Feldanordnung und elektrische Darstellung, die die Erfindung enthält,

F i g. 2 eine für die Erklärung teilweise vergrößerte Querschnits-AnsiciH, jedoch nicht in einem proportionalen Maßstab,

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

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

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

F i g. 5a, 5b und 5c drei Versorger-Wellenformen, die in der praktischen Anwendung der Erfindung benutzt werden können,

Fig.6 den Vertikal- oder Spalten-Versorger-Multi-ο plex-Schaltkreis, der die Erfindung enthält,

F i g. 7 den Horizontal- oder Reihen-Versorger-Multiplex-Schaltkreis, der die Erfindung enthält,

F i g. 8a bis 8j die Versorger- und Lösch-Wellenformen,

Fig.9 die Versorger-Wellenformen für eine Entladungsoperation an einem einzelnen Ort,

Fig. 10a Wellenformen zur Darstellung der Feld-Schreiboperation für eine große Menge,

Fig. 10b Wellenformen zur Darstellung der FeId-Löschoperationen für eine große Datenmenge,

Fig. 10c Wellenformen zur Darstellung des elektronischen »Konditionierungs«-Operations-Feld und

F i g. 1 la bis 1 Ie eine weitere Gruppe von Wellenformen, um 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 34 99 167 und 35 59 199 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 sich 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 ausschließlich 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 trägi wenig oder gar nicht zur Lichtausbeute, dagegen abei 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. F i g. 2 Ar und Sy, an dem jeweiligen Entladungsort. Da die Ionen eine größere Masse besitzen, wandern sie mit geringere! Geschwindigkeit Ihr Impuls ist jedoch '/2 mv². Es hai sich gezeigt, daß die Stromentladung, die sowohl vor Ionen als auch von den Elektronen herrührt, sich nicht wesentlich ändert, wenn die Versorger-Impulsbreite K Mikrosekunden übersteigt Dies läßt vermuten, daß die Absaug-Zeit, die für etwa 90% der Ionen und 100% dei Elektronen benötigt wird, in diesem Bereich liegt Di< Absaug-Zeit für die Elektronen liegt etwa bei 50( Nanosekundcn. Wenn die Versorger-Impulsbreite er heblich unter 10 Mikrosekunden gewählt wird, würde dies bedeuten, daß weniger Ionen auf die Wane auftreffen. Dies führt zu einem geringeren Wand-Poten tial, gleichzeitig wird aber auch der Alterungsprozel

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 Ranüiadung, die pro Entladung übertragen wird, eine Funktion der angelegten Spannung sowie des Zeitraums ist, in der diese Spannung angelegt wird.

In F i g. 1 wird ein Gasentladungs-Anzeigefeld 10, das im Prinzip nach der gleichen Art wie in der US-PS 34 99 167 aufgebaut ist, durch ein Paar Trägerplatten 11 und 12 gebildet, auf denen Reihen-fx/Leiter 13 und Spalten-(y/Leiter 14 liegen, wobeii die Leitergebiete dielektrische oder isolierende Beschichtungen 15 aufweisen. Die entsprechenden Platten werden unter Wahrung eines Zwischenraumes durch dichtende Abstandsmittel 17 verbunden, um eine dünne Gasentladungs-Kammer zu bilden, in die ein N eon-Argon-Gasgemisch eingebracht werden kann, wie dies in der DE-OS 19 48 476 beschrieben wurde. Es können auch entsprechende andere Gasentladungs-Medien in das Feld 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 F i g. 2 ist ein Ausschnitt des Anzeigefeldes 10 in stark vergrößertem Querschnitt gezeigt, um die Erläuterung eines wesentlichen Aspektes der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, wobei die Erklärung in Verbindung mit den Wellenformen, die in Fig.3a und 3b dargestellt sind und der Verhältnisse gemäß F i g. 4a und 4b beschrieben werden soll. Wie schon gesagt, sind die Leiter 13 und 14 dielektrisch oder isolierend vom Gasentladungs-Medium 9 durch dünne dielektrische Beschichtungen auf den Leitern getrennt, die Ladungsspeicher-Oberflächen Sx und Sy für die Ladungsträger 25 und 26 bilden, die in der Entladung entstehen. Es werden in der Hauptsache zwei Arten von Ladungsträgern gebildet, nämlich die Ionen 26 und die Elektronen 25. 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 Fig.3 wird darauf aufmerksam gemacht, daß die gezeigte Wellenform die Versorger-Spannungs-Wellenform ist, die an die Leiter 13 und 14 angelegt wird und auf das zwischen ihnen liegende Gas einwirkt. In Fig.3a ist diese Wellenform rechteckförmig oder quadratförmig, und Fig.3b zeigt den durch das Anzeigefeld fließenden 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 36 bezeichnet ist. 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 Fig.2 zwischen den Leitern 13-1 und 14-1 dargestellt ist. In diesem Falle 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 Fluß des Entladungsstroms in Fig.3b abnimmt oder zum Stillstand kommt. Beim Wechsel der Versorger-Spannung, wie dies durch das Bezugszeichen 35 in Fi g. 3a und die ± -Zeichen in F i g. 2 angedeutet ist, tritt ein kleiner Feld-Ladestrom

32 in die entgegengesetzte Richtung auf. Und, angenommen die Versorger-Spannung wird für einen gegebenen Zeitraum, wenigstens für ein 10 Mikrosekunden-Intervall, wie weiter oben bereits genannt, aufrechterhalten, wird eine sich anschließende Entladung

33 auftreten, bei der sich die Elektronen 25 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 F i g. 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 14-2 zu wandern und die Elektronen 23 sich auf der Oberfläche der dielektrischen Beschichtung 15 sammeln. Wenn sich die Versorger-Spannung während der nächsten Periode oder dem nächsten Intervall wiederum umkehrt, wie dies durch das Bezugszeichen 36 in F i g. 3a angedeutet ist, wird wiederum ein kleiner Strom 30' (Fig.3b) 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 dem gezeigten Amplitudenwert vorhanden ist, während eines Zeitraumes, der weiter oben bereits angegeben wurde. Dadurch wiederholt sich der gesamte Zyklus von neuem.

In Fig.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 punktlinierter Teil der Wellenform eingezeichnet ist; die Stromimpulse, etwa der kapazitive Ladestrom 30 und der Feldladestrom 32, gem. F i g. 3b, die die Kapazität des Anzeigefeldes aufladen, werden nicht gezeigt. Der Hauptstrom-Anstieg ist mit »Elektronen-Entladungsstrom« und im zweiten Zeitintervall ist der Strom als lonen-Entladungsstrom bezeichnet Wie bereits gesagt, wird für das etwa 90%ige Absaugen der Ionen 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 die Leiter zu 33'/3 Linien pro 2,54 cm liegen, mit einem Entladungsabstand von etwa 0,1 mm und einer dielektri-

sehen Beschichtung zwischen 0,0254 und 0,0508 mm Dicke. Die Rechteck-Impulsquelle hat eine Anstiegszeit von etwa 100 Nanosekunden und eine Periode von etwa 27,5 Mikrosekunden. Die Zahl der Entladungsstellen war 4096, auf einer 64 χ 64 Matrix.

	Vs	ipk	Versorger-Impulsbreite	Licht-	Vs	r j«,=9 μς	Versorger-Impulsbreite	Licht-
			'Ρ	Ausbeute		ipk	tpc	Ausbeute
				_				_
Letzte Zelle aus	139	0,30 A	_	5,5 ft I	114		_	3,4 ft. I
Erste Zelle aus	148	0,78 A	360 ns	10,8 ft. I	221	0,55 A	600 ns	8,6 ft. 1
Erste Zelle an	164		270 ns		144	1,4 A	350 ns
Letzte Zelle an	171		147

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% zunimmt, wenn man von der 9-Mikrosekunden- zur 2-Mikrosekunden-Versorger-Impulsbreite übergeht.

F i g. 5 zeigt eine Anzahl unterschiedlicher Typen von Versorgerspannungs-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 eingestellt. Die vorzuziehende Wellenform oder die geeignetste ist in Fig.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 F i g. 6 und 7 zeigen typische Schaltkreise, die bei praktischer Anwendung der Erfindung verwendet werden können. Obwohl nur ein 4-Linien-System in jedem der gezeigten Fälle dargestellt ist, ist es offensichtlich, daß dieses System zu jeder Größe, binär 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-Generatorquellen. 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 F i g. 6 und 7 dargestellt sind, vorgenommen werden.

In F i g. 6 und 7 ist jeweils ein Teil des Vertikal- oder Spalten-Versorger-Adreß-Schaltkreises (F i g. 6) und der Horizontal- oder Reihen-Versorger-Adreß-Schaltkreis (F i g. 7) dargestellt. Es soll bemerkt werden, daß verschiedene andere Anordnungen benutzt werden können, um die breitenmodulierten, rechteckförmigen Versorger-Impulse an die einzelnen Reihen- oder Spalten-Leiter anzulegen. Die Ausführungsformen gemäß F i g. 6 und 7 sind jedoch vorzuziehen, weil diese es erlauben, die Versorger-Generatoren mehrfach auszunutzen. Der Dioden-Auswahl-Matrix-Schaltkreis ist, für sich genommen, in der DE-OS 2136 412 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 F i g. 6 sind die Verbindungspunkte dieser Matrix mit den einzelnen Spalten-Leitern oder Feldlinien durch die

is 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 F i g. 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-Λ/ 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 Di und D 2 und ein Widerstand liegt. Die Anode der Diode Dl und die Kathode der Diode D 2 sind mit dem Knotenpunkt verbunden, um sie in einer Polaritätsrichtung zu pulsen,

«ι während eine hinsichtlich der Lage der Dioden entgegengesetzte Situtation beim Horizontal-Adreß-Schaltkreis, der in Fig.7 gezeigt wird, mit den entsprechenden Dioden D 3 und D 4 vorliegt, die die gleiche elektrische Aufgabe in dem Schaltkreis einneh-

J¹S men, wie es die Dioden D1 und D 2 im Schaltkreis nach F i g. 6 tun. Die Kathode der Diode D 3 und die Anode der Diode D 4 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, R 2 ...

entsprechend in einer Reihe der vertikalen oder Spalten-Versorgermatrizen über einen Schalttransistor TCl mit einer Quelle für die Versorgungsspannung VCC verbunden. Diese Spannung VCC kann mit einer kleinen Einstellspannung (Δ 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 Schreib-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 um die Spannung Δ Verhöht werden kann. Es sei bemerkt, daß in all diesen Fällen nicht notwendig

M) eine Gleichspannung, sondern daß auch eine gepulste Spannung benutzt werden kann, die nur während des Teils des Schreibzyklus oder während eines anderen Teiles des Zyklus auftritt, wenn dies erforderlich ist. Daher könnte diese Impulsspannung dem System der

h5 VCC-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 VCC oder die modifizierte Spannung 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 to 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 der Transistors LFi leitend ist, so werden alle Ausgänge (Matrix-Verbindungspunkte 50-1,50-Λ^ mit der Spannung VCC versorgt.

Wenn der Transistor LEX leitend ist, so sind alle Ausgänge, die mit der vertikalen Linie verbunden sind, niedrig gelegt (50-1 und 50-3), so daß die Transistoren LEX oder LE2 nicht leiten können, wenn LFl leitet. Wenn die Transistoren LDl und LD 2 mit den Transistoren L£"l und LE2 verwendet werden können, um einen Ausgang mit dem Spannungspegel VCC +AVauszuwählen, und das übrige niedrig liegt, wie es die Situation in F i g. 6 darstellt, in der der Transistor LDl leitend, der Transistor LD 2 nicht leitend, der Transistor LEX leitend und der Transistor LE 2 nicht leitend ist, führt die» dazu, daß der Matrix-Verbindungspunkt 50-2 hochgeht, während alle jn anderen niedrig liegen, der Transistor LEX wird nicht zum Adressieren benutzt, sondern nur zum Zuführen der Versorgungsspannung.

F i g. 7 zeigt den Reihenleiterversorger-Adressier-Multiplex-Schaltkreis 20, in denen die: Multiplex-Opera- r> tionen folgende sind: Wenn der Transistor LC X leitend ist, sind alle Ausgänge (Matrixpunkte 60-1,60-2... 60-/V} auf niederem oder Erd-Potential. Wunn der Transistor LA X oder LA 2 leitend ist, dann liegen alle Ausgänge, die mit dem vertikalen Leiter verbunden sind, hoch (auf -10 der Spannung VCC). Die Transistoren LA 1 und LA 2 können nicht leitend sein, wenn der Transistor LCl leitet. Darüber hinaus können die Transistoren Leiter LA X und LA 2 mit den Transistoren LBX und Lß2 benutzt werden, um einen Ausgang auszuwählen, der -r> auf Grund-Potential liegt, während alle anderen Ausgänge auf dem hohen Spannungspegel von VCC liegt. Gemäß F i g. 7 ist der Transistor LB1 leitend, LB 2 nicht leitend, der Transistor LA 1 leitend und LA 2 nicht leitend, was bewirkt, daß der Matrixpunkt 60-2 auf Grundpotential liegt, während alle anderen Matrixpunkte 60-1, 60-3 und 60-JV auf der Spannung VCC hochliegen. Darüber hinaus können die Transistoren LC1 und LA X und LA 2 zur Versorgung des Anzeigefeldes in dieser Ausführung benutzt werden. v>

Um noch eingehender die verschiedenen Aspekte der Erfindung, insbesondere hinsichtlich der Lösch-Operationen, zu erklären und darzustellen, ist in F i g. 8 eine Spannungs-Wellenform gezeigt, um einen Lösch-Vorgang an einer einzelnen Entladungsstelle zu zeigen. In «) dieser Darstellung sind die hori2;ontalen und die vertikalen Versorgungs-Wellenforme η entsprechend in den Fig.8(A) und 8(B) gezeigt Die Anwendung der horizontalen Auswahl- und der horizontalen Nicht-Auswahl-Spannungsimpulse sind jeweils in den Zeilen 8(E) w und 8(F) dargestellt. Die Wellenform %(C) zeigt die Versorgerspannung, wie sie sich an einem einzelnen Entladungsort zeigt. Es wird bemerkt, daß die normale Versorgerspannung, die dem Lösch-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 daC, 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 de;r 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 Haib-Zyklus auftritt wodurch eine normale Entladung einsetzt, nicht noch eine weitere Entladung auftritt, 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 ist und die normale Impulsbreite besitzt wird infolge der Dissipation der gespeicherten Ladung, wie dies beschrieben wurde, an dieser Entladungsstelle eine zusätzliche Entladung stattfinden.

Fig.9 stellt einen einzelnen Schreibvorgang und Wellenformen dar. In F i g. 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 34 99 167 und 35 59 190 bereits beschrieben wurde), wobei das gleiche konstante Versorgerspannungs-Signal verwendet wird. Es wird darauf hingewiesen, daß die Lösch-lmpulsbreite 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 zuslässigen 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 diesier 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 Anzeigefeld ausschließlich mittels Einstellen der Versorger-Impulsbreite durchgeführt wird;

2) das Ausschalten von Verlusten hinsichtlich des Schreib/Lösch-Schaltkreises und das Ausschalten der Leistungszufuhr 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 eine jede Elektrode (Zeilen- oder

Spaltenelektrode) ist (vorausgesetzt, daß die Leiter-Auswahl-Matrix-Dioden und Widerstände auf dem Anzeigefeld sind, wie es in der DE-OS 21 36 333 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« (Bildung freier Ladungsträger zum leichten und gleichförmigen Zünden der Zellen; z. B. durch kurzen, scharfen Spannungsimpuls) 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 verwen

den, die eine Entladung in Gang setzen und nachdem die Elektronen aus dem Entladungsrauir abgesaugt wurden und eine Wandladung aufgebaut haben, diese Spannung weggenommen wird, so da£ die Ionen, die sich infolge ihrer größeren Masse langsamer bewegen, kein elektrisches Feld vorfinden, das sie auf die entsprechende dielektrische oder Ladungsspeicher-Oberfläche Sx bzw. Sj aufschlagen läßt Folglich ist das Ausmaß, mit dem die Ionen auf die Glaswand der Oberflächen Sxund Sy auftreffen, durch die Wellenform wesentlich verringert Diese Methode ist insbesondere vorteilhaft bei Anwendung von Rechteckwellen, da dei Entladungsstrom ungefähr um lOmal größer ist, al; wenn eine Entladung mit Sinuswellenform auftritt

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

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (28)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Entladungsbedingungen in einer Gasentladungs-Informationsspeicher-Anzeigefeld-Anordnung, die senkrecht aufeinanderstellende 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 Felge elektrischer Impulse Leitern, die in einer ersten Richtung ausgerichtet sind, zugeführt werden und eine Folge hierzu phasenverschobener elektrischer Impulse 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 werden, auf einer gegenüberliegenden Oberfläche eines dielektrisch beschichteten Leiters aufgesammelt sind.

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 aufeinanderstehender 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 aufeinanderstehender 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. bo

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 b5 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 große Menge Information auf dem genannten Anzeigefeld zu schreiben.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Lebensdauer einer Gasentladungs-Speicheranordnung, die isolierte Leiter enthält, welche die Impulsspannungen, die die Gasentladungsbedingungen hervorrufen, an das Gasmedium anlegen, um eine oder mehrere Entladungen in diesem Medium auszulösen, diese Anordnung Mittel enthält, um die genannte Impulsspannung abzuschalten, bevor eine wesentliche Zahl Ionen auf die Isolierung der genannten Leiter aufgetroffen ist

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

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Konditionieren zur zuverlässigen Entladungsbeeinflussung aller Entladungsorte des Gasertladungs-Anzeigefeldes mit mehrfachen Entladungsorten die Orte durch senkrecht aufeinanderstellende Reihen-Spalten-Leitergebiete festgelegt und in der Lage bestimmt sind, wobei die Leitergebiete durch ladungsspeichernde Lagen nichtleitenden Materials vom Gas isoliert sind, und eine synchronisierte Folge rechteckig geformter Impulse an die entsprechenden genannten Reihen- und Spaltenleiter in den Gebieten angelegt wird, wobei ein periodisches Verlängern des Zeitintervalls 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 Zeitintervalls der genannten rechteckig geformten Impulse am genannten Anzeigefeld eingegeben und weggenommen wird und daß bei der genannten Maßnahme der periodischen Verlängerung des Zeitintervalls 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 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsbreite zwischen etwa 0,8 und etwa 5 Mikrosekunden Zeitdauer liegt.

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

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

18. System zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 — 17, dadurch gekennzeichnet, daß fortlaufend an alle Leiter in den Reihen-Spalten-Leitergebieten des Anzeigefeldes periodisch wechselnde Impulse angelegt werden, wobei die Leiter vom Gas isoliert sind und wobei verbesserte Anordnungen der Mittel zur Beeinflus-

sung 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, und 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-Intervpüs 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 entsprechenden Leiter und zur Modulierung der Zeitdauer der Impulsspannungen, die uarin angelegt werden, enthält.

21. System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Multiplex-Selektions-Schaltkreis 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-Schaltkreis für die Reihen-Leiter und wenigstens einer für die Spalten-Leiter vorhanden ist

23. 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 die genannte Zeitdauer geringer als 10 Mikrosekunden ist.

25. System nach Anspruch 19, 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, um eine Entladung an irgendeinem Ort einzuleiten.

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.

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 34 99 1G7 und dem Typus, wie er in der US-PS 35 59 190 beschrieben ist In US-PS 34 99 167 ist eine Gasentladungs-Anzeige/Speicher-Anordnung enthalten, in der ein Paar Glasplattenglieder mit einem Zwischenraum

ίο angeordnet sind, wobei die Glasplattenglieder dielektrisch beschichtete Mehrfach-Leitergebiete tragen, und wobei die Reihen- und Spalten-Leitergebäete in den wirksamen Feldteilen Leiter enthalten, die entsprechend parallel zu der langen Seite der Platten verlaufen.

Die Platten sind durch dichtende Abstandsstücke verbunden, wobei ihre langen Achsen senkrecht zueinander stehen, und die Kreuzungspunkte der Leitergebiete eine Matrix oder ein Gebiet diskreter Entladungsorte festlegen, wobei jeder dieser Entladungsorte durch Steuern der Spannungen, die an die Leiter angelegt werden, getrennt beeinflußbar sind.

Hierbei ist es typisch, daß die erhaltenen Spannungen für die Entladung in derartigen Feldern und den diskreten Orten durch eine periodisch angelegte Spannung, die normalerweise als Versorgerspannung bezeichnet wird, gebildet wird. In der Vergangenheit konnte diese Spannung als Sinuswelle, Rechteckwelle oder in Form anderer Wellenformen ausgebildet sein. In einigen Fällen waren »Lücken« in der Versorgerspan-

JO nung vorgesehen, um diskrete Orte auf dem Feld adressieren zu können, wie dies in der vorhergenannten US-PS 35 59 190 und ebenfalls in der US-PS 35 73 542 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 Versorgungsspannung kombiniert -.-»rden können, um die Entladungsbedingungen zu beeinflussen, insbesondere für das schnelle Ausschalten eines a.usgewählten, 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 34 99 167 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 Versorgungswellenform mit einer Charakteristik hinausgezögert, die nachstehend im

bo 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.
Hinsichtlich der Schaltkreis-Anforderunizen besteht