DE2249072C3 - Verfahren zum Betreiben eines Mehrfach-Gasentladungs-Anzeige/Speicher-Feldes - Google Patents

Verfahren zum Betreiben eines Mehrfach-Gasentladungs-Anzeige/Speicher-Feldes

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Description

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Die Erfindung bezieht sich auf Mehrfach-Gasentladungsvorrichtungen, besonders auf Mehrfach-Gaserntladungs-Anzeige/Speicher-Felder oder -einheiten, die einen elektrischen Speicher besitzen und die in der Lage sind, eine visuelle Anzeige oder Darstellung von Daten, wie Zahlen, Buchstaben, Radaranzeigen, FlugstandsrJizeigen, Binärworten, Lehrbildern usw, zu übernehmen.
Ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist Gegenstand des älteren Patents 21 36 412.
Mehrfach-Gasentladungs-Anzeige- und/oder Speicher-Felder des speziellen Typs, auf den sich die vorliegende Erfindung bezieht, werden durch ein ionisierbares gasförmiges Medium, gewöhnlich ein Gemisch aus mindestens zwei Gasen mit einem geeigneten Gasdruck, charakterisiert, das sich in einer schmalen Gaskammer oder einem Raum zwischen einem Paar von gegenüberliegenden dielektrischen Ladungsspeicherelementen befindet, die im Rücken versehen sind mit Leiter-(Elektroden)elementen, wobei die Leiterelemente an jedem dielektrischen Element so angeordnet sind, daß eine Vielzahl von diskreten Entladungsräumen gebildet wird, von denen jeder eine Entladungseinheit darstellt.
In einigen Feldern nach dem Stand der Technik (Proceedings of the Fall Joint Computer Conference, IEEE, San Francisco, California, November 1966, Seiten 541-547) werden die Entladungseinheiten zusätzlich gekennzeichnet durch eine sie umgebende oder begrenzende physikalische Struktur, wie es bei Zellen oder öffnungen in perforierten Glasplatten der Fall ist, um physikalisch isoliert zu sein, relativ zu den anderen Einheiten. In jedem Fall mit oder ohne begrenzende physikalische Struktur werden die Ladungen (Elektronen, Ionen), die durch die Ionisierung eines Gases einer gewählten Entladungseinheit produziert werden, wenn I zweckmäßige Wechselpotentiale auf die gewählten § Leiter gebracht werden, auf den Oberflächen des Dielektrikums an spezifisch gekennzeichneten Orten gesammelt und rufen ein elektrisches Feld hervor, das zu dem elektrischen Feld, das die Ladungen erzeugt hat entgegengerichtet ist um die Entladung für den übrigen Teil der Halbperiode zu beenden und bei Inbetriebnahme der Entladung einer folgenden entgegengesetzten Halbperiode der aufgebrachten Spannung zu helfen. Solche gespeicherten Ladungen bilden einen elektrischen Speicher.
Auf diese Weise verhindern die dielektrischen Schichten das Oberwechseln eines wesentlichen Teiles des Leiterstromes von den Leiterelementen zum gasförmigen Medium und dienen zugleich als Sammeloberflächen für ionisierte Gasiadungen (Elektronen; Ionen) während der wechselnden Halbperioden des Wechseistrompotentiais. Solche Ladungen sammeln sich zuerst auf einer elementaren oder diskreten dielektrischen Oberflächenzone an und dann auf einer gegenüberliegenden bei wechselnden Halbperioden, um einen elektrischen Speicher zu bilden. Ein Beispiel eines Feldes, das nicht physikalisch isolierte oder offene Entladungseinheiten enthält wird offenbart in der US-PS 34 99 167.
Ein Beispiel eines Feldes, das physikalisch isolierte Einheiten enthält, wird in dem Artikel von D. L B i t ζ e r und H. G. S lot to w, betitelt »The Plasma Display Panel — A Digitally Addressable D'splay With Inherent Memory«, Proceeding of the Fall Joint Computer Conference, IEEE, San Francisco, California, November 1966, Seiten 541 -547. Auch wird Bezug genommen auf die US-PS 35 59 190.
Bei der Operation des Feldes wird ein stetiges Volumen ionisierbaren Gases durch ein Paar von nichtleitenden Oberflächen begrenzt, die im Rücken mit Leiteranordnungen versehen sind, die in typischer Weise Matrix-Elemente bilden.
Die kreuzförmigen I .eiteranordnungen können orthogonal verbunden werden (aber irgendeine andere Konfiguration der Leiteranordnungen kann auch gebraucht werden), um' eine Vielzahl von entgegengesetzten Paaren von Ladungsspeicherzonen auf den Oberflächen des Dielektrikums, das das Gas eingrenzt zu bilden. Auf diese Weise wird für eine Leitermatrix, die //-Reihen und C-Spalten hat die Anzahl der elementaren Entladungsräun durch das Produkt H χ C und die Anzahl der elementaren oder diskreten Zonen durch das doppelte der Anzahl der elementaren Entladungsräume dargestellt
Außerdem kann das Feld eine sogenannte monolithische Struktur besitzen, in welcher die Leiteranordnungen aus einem einzigen Basisstoff geschaffen sind und worin zwei oder mehr Anordnungen voneinander und von dem gasförmigen Medium durch wenigstens ein Isolationselement getrennt sind. In solch einer Vorrichtung findet die Gasentladung nicht zwischen zwei gegenüberliegenden Elementen statt sondern zwischen zwei angrenzenden oder benachbarten Elementen aus dem gleichen Basisstoff.
Es ist auch eine Gasentladungsvorrichtung ausführ* bar, worin einige der Leiter- oder Elektfodenelemente in direktem Kontakt mit dem gasförmigen Medium stehen und die übrigen Elektronenelemente in geeigneter Weise isoliert von solch einem Gas sind, mit mindestens einer isolierten Elektrode.
Zusätzlich zu der Matrixkonfiguraiion können die Leiteranordnungen andersartig geformt sein. Während die bevorzugte Leiteranordnung aus dem bereits besprochenen Gittertyp besteht, ist es ebenso einleuchtend, daß dort, wo eine maximale Verschiedenheit von zweidimensionalen Anzeigefiguren nicht notwendig ist, wenn spezifisch standardisierte visuelle Formen (Zahlen, Buchstaben, Wörter usw.) gebildet werden sollen, und die Bildauflösung nicht kritisch ist, die Leiter entsprechend geformt werden können.
Es wird ein Gas verwendet, das sichtbares Licht oder unsichtbare Strahlung verursacht, die einen Leuchtstoff stimuliert (wenn die visuelle Anzeige über ein Objektiv erfolgt) und während der Entladung reichlich Ladungen (Ionen und Elektroden) erzeugt
In einem Feld mit offenen Zellen nach der US-PS 34 99 167 sind der Gasdruck und das elektrische Feld ausreichend, um die Ladungen seitlich zu begrenzen, die durch die Entladung innerhalb elementarer und diskreter dielektrischer Zonen Mud innerhalb des Umkreises solcher Zonen, besonders in einem Feld, das nicht isolierte Einheiten enthält, erzeugt werden. Wie in der US-PS 34 99 167 beschrieben ist, ist der Raum, der von dem Gas zwischen den dielektrischen Oberflächen ausgefüllt wird, so ausgebildet, um es Photonen, die durch die Entladung in einem gewählten diskreten oder elementaren Gasraum erzeugt werden, zu gestatten, ungehindert durch den Gasraum hindurchwandern zu können und auf den Oberfiächenzonen des Dielektrikums aufzutreffen, die entfernt von den gewählten diskreten Räumen sind, so entfernt, daß die von den Photonen getroffenen Oberflächenzonen des Dielektrikums dadurch Elektronen emittieren, so daß die Bedingungen für Entladungen von anderen und weiter entfernten Elementarräumen bei einem einheitlichen aufgebrachten Potential geschaffen werden.
Mit Berücksichtigung der Speicherfunktion eines gegebenen Entladungsfeldes hängt die erlaubte Entfernung zwischen den Oberflächen des Dielektrikums unter anderem ab von der Frequenz der Wechselstromquelle, wobei die Distanz normalerweise größer ist für niedrigere Frequenzen.
Da der Stand der Technik Gasentladungsvorrichtungen offenbart, die extern angeordnete Elektroden besitzen, um eine Gasentladung zu initiieren, manchmal als »elektrodeniose Entladung« bezeichnet, wurden in solchen Vorrichtungen nach dem Stand der Technik solche Frequenzen, Entladungsräume und ein solcher Arbeitsdruck verwendet, daß, obgleich die Entladungen im gasförmigen Medium initiiert werden, solche Entladungen uneffektiv waren oder nicht verwertbar für die Ladungserzeugung und -speicherung bei höheren Frequenzen. Obgleich die Ladungsspeicherung bei niedrigeren Frequenzen verwirklicht werden kann, ist ein solcher Ladungsspeicher nicht benutzt worden in einer Anzeige/Speicher-Vorrichtung in der Art und Weise des vorerwähnten Standes der Technik.
Der Begriff »Speicherkapazität« wird hier definiert als
worin V> die halbe Amplitude des kleinsten VersorgiingsspannungssigniiK das sich aus einer Entladung jeder Halbperiode ergibt, aber bei dem die Zelle nicht bistabil ist, und Ve die hiybe Amplitude der minimal angelegten Spannung ist, die ausreicht, um die einmal initiierten Entladungen aufrechtzuerhalten.
Man kann unter dem grundlegenden elektrischen Phänomen, das in dieser Erfindung benutzt wird, die Erzeugung von Ladungen (Ionen und Elektronen) verstehen, die wechselweise speicherfähig sind auf Paaren gegenüberliegender diskreter Punkte oder Zonen auf einem Paar von dielektrischen Oberflächen, die im Rücken mit an eine Stromquelle angeschlossenen Leitern versehen sind. Solche gespeicherten Ladungen resultieren in einem elektrischen Feld, das dem Feld
in gegenübersteht, das durch die angelegte Spannung erzeugt wurde, die sie hervorrief, und operieren deshalb, um die Ionisation in dem elementaren Gasraum zwischen den gegenüberliegenden diskreten Punkten oder Zonen der dielektrischen Oberflächen zu beenden.
Der Begriff »Aufrechterhalten einer Entladung« bedeutet das Hervorrufen einer Folge von momentanen Entladungen, mindestens eine Entladung für jede Halbperiode der angelegten Versorgungswechselspannung, um das wechselseitige Speiche."· von Ladungen
-- auf Paarer, von entgegengesetzten diskrsien Zonen auf den dielektrischen Oberflächen aufrecntzuerhalten, wenn das elementare Gasvolumen einmal entzündet worden ist.
Auf diese Weise wird tatsächlich eine periodische Versorgungsspannung, die ausreicht, um das Feld zu betreiben, an die gegenüberliegenden Elektroden angelegt, deren Wellenform rechteckig, quadratisch, sinusförmig, trapezförmig, dreieckig ist oder von irgendeiner anderen geometrischen Gestalt Wie in der
JODE-PS 2136 412 zum eingangs genannten älteren Patent beschrieben ist, kann die eine Hälfte der Versorgungsspannup.g an eine Elektrodenanordnung und die andere Hälfte bei 180° Phasenverschiebung oder entgegengesetzter Polarität an die gegenüberliegende Elektrodenanordnung angelegt werden, wobei die zwei angelegten Versorgungsspannungen algebraisch über der Einheit addiert werden. Ebenso kann die ganze Versorgungsspannung an nur eine Elektrodenanordnung angelegt werden.
D:. Versorgungsspannung reicht aus, um das Feld zu betreiben, d. h. sie reicht aus, um alle Einheiten oder Zellen des Feldes in einem ruhenden oder arbeitenden Zustand zu halten. An einer Einheit im ruhenden Zustand ist keine Schreibspannung angelegt, während eine Einheit im arbeitenden Zustand eine Schreibspannung empfangen hat. Eine Einheit im arbeitenden Zustand ist durch das Anlegen einer Schreibspannung entladen worden, so daß Wandladungen gebildet und auf der (den) dielektrischen Ladungsspeicheroberfläche(n) der Einheit gespeichert werden.
Bei der Operation einer Mehrfach-Gasentladungs-A nzeif/Speicher-Vorrichtung, die gegenüberliegende Elektrodenanordnungen enthält, wird das Schreiben einer gesonderten E>,heit oder Zelle gewöhnlich durch das Anlegen einer Schreibspannung an eine Elektrode der Zelle und einer ähnlichen Schreibspannung an die gegenüberliegende Elektrode der Zelle verursacht, deren Phasen so gewählt sind, daß die zwei Adressierungsspannungen algebraisch addiert werden.
Wenn die Schreibspannungen aus der gleichen Quelle stammen, jede die gleiche Größe wie die andere hat, stellt jede deshalb die eine Hälfte der gesamten Schreibspannung für die Zelle dar.
Des weiteren dient jade gegenüberliegende Elektrode der Zelle in typischer Weise als eine Elektrode für andere Zellen, besonders in einer x-y-Elektrodenmatrixanordnung, auch als Spalten-Zeilen-Elektrodenmatrix bekannt In solch einer Matrixanordnung wird eine
Schreibspannung an eine *-Achsen-(Zeilen)-Elektrode und eine ähnliche Schreibspannung an eine y-Achsen-(Spalten)-Elektrode angelegt, wobei die zwei Schreibspannungen algebraisch über der Zelle kombiniert werden, was durch die Überschneidung der x-Achsen-Elektrode und der y-Achsen-Elektrode verursacht wird* Auf diese Weise wird die Auswahl einer gesonderten Zelle, die adressiert werden soll, durch das Anlegen von Schreibspannungen an die richtigen x- und/-Elektroden verursacht, wie sie bestimmt werden durch geeignetes elektronisches Verdrahtungsmaterial.
Wenn eine einzelne x- oder /-Elektrode angeschrieben ist, kann die angelegte Schreibspannung ausreichend sein, um eine einzelne Zellseite »einzuschalten«, obgleich keine korrespondierende Schreibspannung an die gegenüberliegende Elektrode jener einzelnen Zellseite angelegt ist, d. h. wenn Schreibspannungen an die gegenüberliegenden Elektroden einer ausgewählten Zelle angelegt werden, kann die an jede Elektrode angelegte Spannung ausreichen, um andere Zellen anzuschreiben (die nicht angeschrieben werden sollen). Auf diese Weise können eine oder mehrere Zellen durch nur eine Elektrode angeschrieben werden, wegen Uneinheitlichkeiten in der Feldkonstruktion, -herstellung usw.
Mit anderen Worten, ein Teil der gesamten Schreibspannung für eine anzuschreibende Zelle wird inhärent an andere nicht anzuschreibende Zellen angelegt, die einen geometrischen Ort entlang der x-Elektrode haben, und an andere nicht anzuschreibende Zellen, die einen geometrischen Ort entlang der /-Elektrode haben. Ein solcher Bruchteil der totalen Schreibspannung ist ausreichendem eine oder mehrere nicht anzuschreibende Zellen »einzuschalten«. Wo der Bruchteil der Schreibspannung, der an jede gegenüberliegende Elektrode einer einzelnen Zeüe angelegt wird, gleich ist, repräsentiert er deshalb eine Hälfte, und das Phänomen des »Einschaltens« von nicht anzuschreibenden Zellen ist deshalb bekannt als »Halb — Wahl«.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren zum Betreiben eines Mehrfach-Gasentladungs-Anzeige/Speicher-Feldes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 das Anschreiben von nicht anzuschreibenden Zellen zu vermeiden.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Damit ergibt sich bei Addition der beiden Schreibspannungen eine so hohe Spannung, daß in jedem Fall die Zelle gezündet werden kann. Andererseits kann aber keine der Schreibspannungen eine Entladung von nicht anzuschreibenden Zellen auslösen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Nach dem älteren Vorschlag sind Schreibspannungen algebraisch addiert worden zur Spitze der Versorgungsspannung. Eine solche Ausführung ist in Fig. 1 beschrieben, worin eine Versorgungsspannung 5 einer rechteckigen oder quadratischen Wellenform und zwei Schreibspannungen Wy und Wx gezeigt sind, die eine rechteckige oder quadratische Wellenform aufweisen und algebraisch addiert sind zur SpiUe der Versurgungsspannung.
In F i g. 2 und 3 sind zwei Ausführungen der Erfindung gezeigt
In F i g. 2 ist eine Versorgungsspannung S' mit den Schreibspannungen Wx und Wy gezeigt, die algebraisch addiert sind von einem Ausgangsplateau bei Null der Versorgungsspannung.
In Fig.3 ist eine Versorgungsspannung S" gezeigt mit »ien Schreibspannungen W", und W"y, die algebraisch addiert sind von einem Ausgangsplateau bei Null, das sich auf dem niedrigeren Teil der Versorgungsspannung befindet.
Die Schreibspannungen Wx und W'y... können von der gleichen oder von verschiedener Größe sein. Ebenso können Wx und Wy ... aus der gleichen oder verschiedenen Wellenform bestehen, obgleich die quadratische oder rechteckige Wellenform für beide
ι * : ι
UCYUI£Ugl TTItVl.
In allen Ausführungen der Erfindung ist die Größe von jeder Schreibspannung allein (etwa Wx oder Wy) nicht ausreichend, um irgendeine Einheit des Feldes anzuschreiben (zu entladen).
In der bevorzugten Ausführung dieser Erfindung ist die Größe von jeder Schreibspannung (etwa Wx oder W'y) gleich oder geringer als die Größe der Versorgungsspannung 5'.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Betreiben eines Mehrfach-Gasentladungs-Anzeige/Speicher-Feldes, das sich kreuzende Elektrodenanordnungen und mindestens ein isoliertes dielektrisches Ladungsspeicherelement mit einer Vielzahl von Entladungszellen enthält wobei an die beiden Elektroden der Entladungzellen jeweils eine Versorgungsspannung angelegt wird, zu der einer jeden Elektrode zugeordnete, einander ähnliche, impulsförmige Schreibspannungen an einem Ausgangsplateau mit nahe bei Null liegender Steigung addiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Ausgangsplateaus im wesentlichen geringer ist als die maximale Amplitude, die durch die gesamte angelegte Versorgungsspannung erreicht wird, und daß die Größe der jeweils aa eine Elektrode angelegten Schreibspannung aiiein nicht ausreicht, um irgendeine Entiadungszelle des Feldes anzuschreiben.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsplateau bei Null der Versorgungsspannung liegt
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schreibspannungen die gleiche Größe besitzen.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß jede Schreibspannung eine Größe be·-. ;zt, die gleich oder geringer ist als die der Versorgungsspannung.
DE2249072A 1971-10-12 1972-10-06 Verfahren zum Betreiben eines Mehrfach-Gasentladungs-Anzeige/Speicher-Feldes Expired DE2249072C3 (de)

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