DE2363374A1

DE2363374A1 - Plasmagasentladungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2363374A1
Application number: DE2363374A
Authority: DE
Inventors: Peter Dinh-Tuan Ngo
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1972-12-26
Filing date: 1973-12-20
Publication date: 1974-06-27
Also published as: NL7317495A; JPS5736703B2; GB1440829A; FR2211745A1; IT1000616B; NL178206C; CA993081A; US3798502A; SE393477B; DE2363374C2; JPS4998576A; FR2211745B1; BE809050A

Description

BLUMBACH · WESER ■ BERGEN & KRAMER

PATENTANWÄLTE IN WIESBADEN UND MÜNCHEN DIPL-ING. P. G. BLUMBACH · DIPL-PHYS. Or. W. WESER · DIPL-ING. DR. JUR. P. BERGEN DIPL-ING. R. KRAMES WIESBADEN ■ SONNENBERGER STRASSE 43 · TEL (06121) 562943, 561998 - . MÖNCHEN

WESTERN ELECTRIC COMPANY Ngo 11

Incorporated

New York, N. Y., USA ._

Pl asmagasentladungsvorriehtung

Die Erfindung betrifft eine Plasmagas entladungsvorrichtung mit ersten und zweiten Elektroden innerhalb einer Gasatmosphäre, die als Träger einer Plasmaentladung zu wirken vermag, wenn an den Elektroden elektrische Signale entgegengesetzter Polarität vorhanden sind.

Auf der Suche nach kompakten, wirtschaftlich attraktiven Anzeigevorrichtungen treten zunehmend Bauelemente in den Vordergrund, die auf der Anwendung von Gasentladung beruhen. Die physika- ' lisehen Vorgänge von Gasentladungen sind zum größen Teil wohlbekannt. Zudem können Anzeigevorrichtungen auf der Grund-

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ORIGINAL INSf³ECTED

lage der Gasentladungsteehnologie durch Verfahren hergestellt werden, die sowohl kompakte Bauweise als auch Wirtschaftlichkeit versprechen.

Die meisten bekannten Gasentladungsanzeigevorrichtungen sind in einer Matrixform aufgebaut. Halb-Auswahlmethoden werden verwendet, um elektrische Signale ausgewählten bestimmten Matrixstellen, die gezündet werden sollen, zuzuführen. Übliche Halb-Auswahl-Matrix-Gasentladungsanzeigevorrichtungen sind beispielsweise in der US-Patentschrift 3 559 190 angegeben. Weitere Beispiele für Matrixanzeigevorrichtungen finden sich in den US-Patentschriften 3 499 167 und 3 671 936.

Die Erfindung betrifft Anzeigevorrichtungen, die auf anderen Prinzipien als denen der Halb-Auswahl-Matrix beruhen. Insbesondere werden Schieberegister betreffende Prinzipien ausgenutzt und in vorteilhafter Weise angepaßt.

Als Grundlage für die Diskussion, wie Schieberegisterprinzipien auf die Technologie von Gas entladungsvorrichtungen angewendet werden, wird die Bewerkung von Vorteil sein, daß im Stand der Technik außerhalb der Gasentladungsteehnologie Anzeigevorrichtungen existieren, die auf dem Konzept diskreter

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Anzeigeelemente, die zur Bildung eines linearen Schieberegisters verbunden sind, beruht. Beispielsweise verwenden Anzeigevorrichtungen des Lauf- oder "Times Square"-Typs eine Vielzahl Schieberegister, um eine anzuzeigende Nachrieht linear über einen rechteckigen Schirm aus Glühlampen oder anderen diskreten Anzeigeelementen laufen zu lassen. Ein Beispiel für eine Schieberegister-Anzeige mit diskreten Anzeigeelementen moderner Technologie findet sich in der US-Patentschrift 3 651 493. Diese Patentschrift behandelt eine Anzeigevorrichtung, bei der Festkörperzellen über aktive Übertragungsschaltungsanordnungen hintereinander geschaltet sind, um ein wanderndes Anzeigenbild zu erzeugen. Eine Wechselstromvorspannung wird allen Zellen in einer Reihe gemeinschaftlich zugeführt, mn das Bild über aufeinanderfolgende Zellen zu bewegen.

Man hat gefunden, daß sich Gasentladungsvorrichtungen zur einfachen Einfügung in Vorrichtungen eignen, für welche das allgemeine Schieberegisterkonzept verwendet wird. Diese Tatsache liegt der Anwendung von Gasentladungsmethoden der. Zähler- oder Anzeigenröhrentechnfc zugrunde. Beispielsweise offenbart die US-Patentschrift 2 575 370 eine Gasentladungszählerröhre, innerhalb derer eine Mehrzahl Kathoden gegenüber einer gemeinsamen Anode befestigt ist. Verschiedene

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Spannungen werden an abwechselnde Kathoden derart angelegt, daß eine Glimmentladung von Kathode zu Kathode wandert. Eine asymmetrische Kathodengeometrie wird verwendet, um eine in einer Richtung ablaufende E ntladun gsbewegung zu erzeugen.

Diese Zählerröhrenbauelemente unterscheiden sich von den zuvor erwähnten, diskrete Komponenten verwendenden Anzeigevorrichtungen dadurch, daß ihre Schiebeeigenschaften nicht das Ergebnis spezieller, zur Erzeugung der Verschiebung konzipierter Schaltungsanordnungen, sondern der physikalischen Eigenschaften der Zählerröhrenbauelemente selbst sind. Die Verschiebung findet zwischen Elektroden in einer einzigen gasgefüllten Umhüllung statt, anstelle der ^e rschiebung von einem diskreten Anzeigeelement zu einen anderen.

Schieberegistermethoden, die etwas einfacher als jene der Zählerröhrentechnik sind, wurden hinsichtlich Matrixanzeigevorrichtungen eingesetzt. Es wird beispielsweise auf die US-Patentschriften 3 631 530 und 3 648 093 hingewiesen und ebenfalls auf. " The Primed Gas Discharge Cell - A Cost and Capability Improvement for Gas Discharge Matrix Displays" von G.E. Holz, 1970, Idea Symposium - Digest o€-Technical

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Papers, Society for Information, Display (Mai 1970), Seiten 30 und 31. Diese Veröffentlichungen offenbaren eine Anordnung mit zwei Beihen Ladungszellen mit Zündlöchern, die entsprechende Zellen in den zwei Schichten verbinden. Die hintere Schicht arbeitet entsprechend Schieberegisterprinzipien. Sie umfaßt eine Reihe von Kathoden, die in Gruppen zu drei verbunden sind, an welche Dreiphasen-Treibspannungen angelegt werden. Die abgetastete Entladung in dieser hinteren Schicht dient dazu, Zellen in der Vorderschicht durch Erniedrigung ihrer Durehbruehspannung zu zünden und auszuwählen. Ein Satz Anoden in der Vorder schicht wird dazu verwendet, die ausgewählten Zellen mit gesteuerter Helligkeit zu betreiben. Ein Hauptnachteil der Zweischichtenkonfiguration besteht in dem Erfordernis, einen genauen Abstand zwischen den beiden Schichten einzuhalten, um angemessene Arbeitsbereiche zu erreichen. Ein weiterer Nachteil liegt in der Kompliziertheit, die durch das Erfordernis einer Dreiphasen-Treibspannung in der hinteren Schicht eingeführt wird.

Die Erfindung betrifft insbesondere Gasentladungsschieberegister ebener Geometrie. Die Elektroden der Schieberegister sind planar, und sie sind auf einem einzigen ebenen Substrat montiert. Die Planargeometrie der vorliegenden Erfindung eignet sich zur

Herstellung mit planaren Dünn- oder Diekschichtmethoden, die durch moderne Technologien wirtschaftlich geworden sind. Da lediglich eine planare Reihe erforderlich ist, sind die strengen Anforderungen an den Abstand zwischen den Reihen, wie sie im vorhergehenden Absatz beschrieben worden sind, bei der Erfindung nicht gegeben.

Eine andere Unzulänglichkeit der meisten bekannten Gasentladungsvorrichtungen besteht in der Kompliziertheit der Treibschaltungsanordnungen, die zur Adressierung der verschiedenen Zellen verwendet werden müßen. Die Zellen in bekannten Anzeigevorrichtungen werden typischerweise einem willkürlichen Zugriff durch Halb-Auswähl-Matrixmethoden unterworfen. Solche Methoden erfordern relativ komplizierte Treibschaltungen. Die vorliegende Erfindung dagegen, erfordert Treibschaltungen minimaler Kompliziertheit. Der Grund dafür liegt darin, daß in der vorliegenden Erfindung eine Gruupe von Schieberegistern zusammengefügt werden kann, um "Lauf"- oder "Times Square"-Anzeigen aufzubauen, wobei lediglich ein jedes Schieberegister adressiert werden muß, und nicht eine jede individuelle Anzeigezelle, wie es bei bekannten Anzeigevorrichtungen mit willkürlichem Zugriff der Fall ist.

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Die aufgezeigten Probleme werden erfindungsgemäß mit einer Plasmagasentladungsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art gelöst, die sich dadurch auszeichnet, daß die ersten und zweiten Elektroden von einer praktisch ebenen Fläche getragen werden, daß die erste Elektrode zur Bildung einer Mehrzahl Elemente, von denen jedes einen ersten und einen zweiten Teil aufweist, in Segmente eingeteilt ist, daß der erste Teil mit einem entsprechenden Teil der zweiten Elektrode eine stabile Entladung, und der zweite Teil mit einem entsprechenden Teil der zweiten Elektrode eine unstabile Entladung zu bewirken vermag, und daß der erste und zweite Teil eines jeden der aufeinanderfolgenden Segmente der ersten Elektrode derart angeordnet sind, daß unter geeigneten elektrischen Feldbedingungen die Übertragung einer Entladung vom ersten Teil eines Elements zum zweiten Teil eines nächstfolgenden Elementes bewirkt wird, mn die Übertragung einer Entladung von einem Element zu einem anderen zu bewerkstelligen. Im folgenden werden die Erfindung und ihre weiteren Vorteile anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Ih der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein ebenes Gasentladungssehieberegister, das erfindungsgemäß aufgebaut ist;

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Fig. 2 eine Zeitablauf dar stellung mit einer Reihe von Taktimpulsen, die zum Anlegen an das Schieberegister der Fig. 1 ausgewählt sind, um dessen Funktion zu bewirken; Fig. 3 ein anderes erfindungsgemäß aufgebautes

ebenes Gasentladungsschieberegister; Fig. 4 eine andere Ansicht des Schieberegisters

der Fig. 3, die die gasgefüllte Umhüllung darstellt, welche die maßgebenden Schieberegisterelemente umgibt;

Fig. 5 ein Diagramm zur Darstellung verschiedener

Taktspannungen, die zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schieberegister der Fig. 1 und 3 nützlich sind;

Fig. 6 einen Ausschnitt einer alternativen Schieberegisterelektrodenkonfiguration; Fig. 7 einen Querschnitt eines planaren Gasentladungsschieberegisters mit einer dielektrichen Schicht zwischen einer Anode und einer Kathode;

Fig. 8 einen Ausschnitt einer weiteren Modifikation

eines Schieberegisters; und .

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Fig. 9 eine Treib-(Takt-) Schaltungsmethode für die obigen Schieberegister.

In den Erläuterungsbeispielen, die nach den erfindungsgemäßen Prinzipien arbeiten, sind eine einzige Kathode und zwei Sätze Anoden auf einem ebenen Substrat gebildet, und zwar typischerwejse durch planare Dünnschicht- oder Dickschichtmethoden. Die Anoden sind neben den Kathoden angeordnet, die typischerweise linear sind, so daß man, wenn man die Kathode in Längsrichtung abgeht, abwechselnd auf Anoden des einen und des anderen Satzes trifft. Bei einer Ausführungsform sind die beiden Anodensätze auf gegenüberliegenden Seiten der Kathode angeordnet, während bei einer anderen Ausführungsform die beiden Anodensätze ineinandergesehachtelt längs derselben Seite der Kathode liegen. Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß Kathoden auf gegenüberliegenden Seiten entsprechender Anoden angeordnet sind.

Als Beispiel hat jede Anode eine asymmetrische Form, teilweise eine ^l!Aufnahme"-Spitze und teilweise eine "stabile Entladung"-Spitze definierend. Diese beiden Spitzen sind entlang der Längsabmeßung der Kathode voneinander getrennt. Diese Elektrodenkonfiguration wird verwendet, um eine Entladung

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über einen unstabilen Weg zwischen der Aufnahmespitze einer gegebenen Anode der Kathode aufgrund einer "Glimmzündung" auszulösen. Aufgrund der Instabilität übertragen Gleichgewichtsfeldkräfte die Entladung, wenn sie einmal ausgelöst worden ist, zu einem Weg. zwischen der stabilen Entladungsspitze der gegebenen Anode und der Kathode. Dieser letztere Entladungsweg ist ein stabiler, wobei die Entladung für jede beliebige Zeitdauer aufrechterhalten werden kann.

Diese Elektrodenkonfiguration mit unstabilen und stabilen Entladungswegen bildet die Grundlage für die Schiebemerkmale der vorliegenden Erfindung. Zwei-Pegel-Taktspannungen abwechseknder Phasen werden an die beiden Elektrodensätze angelegt. Der "Hoch"-Pegel dieser Taktspannungen wird vorteilhafterweiser so gewählt, daß er unterhalb des Schwellenwertes des Durchbruchpotentials für die Wege zwischen Anoden und Kathode liegt. Somit haben die Taktspannungen für sich keine Wirkung. Wenn jedoch eine Hilfeanode, die als "Schreib"-Anode bezeichnet wird, verwendet wird, um eine Entladung in der Nähe der Aufnahmespitze einer ersten Anode auszulösen, wird das Effektive Durchbruchspotential zwischen dieser Aufnahmespitze und der Kathode auf einen Pegel unterhalb des Wertes des "Hochⁿ-Pegels der angelegten Taktspannungen ab-

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gesenkt. Somit wird eine Entladung zwischen dieser Aufnahmespitze und der Kathode ausgelöst. Aufgrund der zuvor erwähnten Unstabilität bewegt sich die Entladung jedoch unmittelbar fort, um einen Weg zwischen der stabilen Entladungsspitze
dieser ersten Anode und der Kathode einzunehmen.

Die stabile Entladungsspitze der ersten Anode ist der Aufnahmespitze der nächsten Anode benachbart, an welcher, wie oben erwähnt worden ist, eine Taktspannung mit einer Phase anliegt, die der an der ersten Anode anliegenden entgegengesetzt ist. Wenn die an der ersten Anode anliegende Taktspannung ihren "niedrigen" Pegel annimmt, liegt somit an der zweiten Anode eine Taktspannung entgegengesetzter Phase (mit "hohem" Pegel). Demzufolge wird die Entladung nicht ausgelöscht,
sondern sie schreitet einfach weiter, um einen Weg zwischen der stabilen Entladungsspitze der zweiten Anode und der Kathode einzunehmen.

Diese Entladungsübergänge treten wiederholt auf, so daß eine Gasentladung längs der Kathode von einer Anode zur nächsten fortschreitet, solange Taktspannungen anliegen. Die Entladung führt zu einem Glühfleck in einem unmittelbar oberhalb der
Kathode liegenden Bereich, so daß, wenn das Schieberegister

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von oberhalb seiner Ebene betrachtet wird, der resultierende sichtbare Effekt ein Glühfleek ist, der sich längs der Kathode fortbewegt, wenn die Taktspannungen zugeführt werden.

M dieser Erfindung können die verschiedenen Ausführungsformen auf einem einzigen Substrat hergestellt werden. Demzufolge sind Arbeitsbereiche leichter einzuhalten als in bekannten Matrixtypvorriehtungen, für welche recht strenge Toleranzen, wie Abstände zwischen Leiterschichten, erforderlich sind.

Fig. 1 zeigt eine typische Ausführungsform eines erfindungsgemäß aufgebauten ebenen Gleiehstrom-Gasentladungsschieberegisters. Eine Kathode 5, eine Schreibanode 9 und Ubertragungsanoden 10-1 bis 10t8 sind auf einem ebenen Substrat 1 angeordnet. Diese Art Aufbau kann mittels bekannter Dünnschichtmethoden erreicht werden. Jede Übertragungsanode hat eine Aufnahmespitze 11 und eine Stabile-Entladungs-Spitze 12. In der typischen, als Beispiel gedachten Geometrie hat die Kathode 5 einen vorstehenden Bereich, der gegenüber der Stabilen-Entladungs-Spitze und der Aufnahmespitze eines jeden Paares gegenüberliegender Übertragungsanoden angeordnet ist. Beispielsweise befindet sich der Bereich 6 in Fig» I

gegenüber der stabilen Spitze 12 der Übertragungsanode 10-1 und der Aufnahmespitze der Anode 10-2. Die grad- und ungradzaligen Übertragungsanoden 10-1 bis 10-8 sind alternierend miteinander verbunden, wobei die ungradzahligen Anoden über eine Phase-Eins-Taktleitung 15 und die gradzahligen Anoden Über eine Phase-2-Taktleitung 16 verbunden sind. Substrat und Elektroden sind in einer gasgefüllten Umhüllung (in Fig. 1 nicht dargestellt) eingekapselt, wie sie unten mit Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert wird.

Fig. 2 zeigt eine Zeitablauf darstellung mit typischen Spannungswellenformen, die den Elektroden des Schieberegisters der Fig. zugeführt werden. Es handelt sich bei den Spannungen um positive Impulse, die in regelmäßigen Intervallen oder Zeitlagen auftreten. Mit den Buchstaben a - k gekennzeichnete Zeitlagen sind in Fig. 2 angegeben. Die Kathode 5 der Fig. 1 wird bequemerweise auf festem Potential gehalten. Die Phase-1-Taktspannung, die in F ig. 2 als Wellenform B dargestellt ist, wird der Phase- 1-Taktleitung 15 zugeführt. Die Phase-2-Taktspannung, die in Fig. 2 als Wellenform C dargestellt ist, wird der Phase-2-Taktleitung 16 zugeführt. Die Phase-1- und die Phase-2-Taktspannung sind bezüglich des festgelegten Kathodenpotentials positiv und weisen typischerweise gleiche

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Amplitude auf. Wellenform A in Fig. 2 zeigt einen Schreibimpuls, welcher einer Schreibahode 9 zugeführt wird, um die Entladung auszulösen.

Die Größe des "Hoch'¹-Pegels, bezogen auf die feste Kathodenspannung, der in Fig. 2 als Wellenformen B und C dargestellten Taktspannungen der Phase 1 und der Phase 2 ist so gewählt, daß sie unterhalb des Durchbruchpotential-Schwellenwertes . für die Wege zwischen den Übertragurigsanoden 10-1 bis 10-8 und der Kathode 5 liegt. So reichen die Spannungen der Phase und der Phase 2, wenn sie alleine an den Leitungen 15 und 16 anliegen, nicht dazu aus, eine Entladung zwischen den Übertragungsanoden und der Kathode zu bewirken. Die Amplitude des Schreibimpulses, der als Wellenform A in Fig. 2 in der Zeitlage c dargestellt ist, reicht jedoch aus, um einen Durchbruch zu hew "rken. So wird zwischen der Kathode 5 und einer Spitze 13 der Sehreibanode 9 in der Zeit lage c eine Entladung. geschaffen. Als Folge dieser Entladung besteht ein Kathodenglühfleek oberhalb der Ebene der Kathode 5 in dem der Spitze 13 der Schreibanode 9 gegenüberliegenden Bereich. Die Posiüra diese Glühflecks ist durch einen gestrichelten Kreis T angedeutet. Freie Elektronen und Ionen in der Raumladung dieses Glühflecks zirkulieren in dem der Aufnahmespitze 11 der Über-

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tragungsanode 10-1 benachbarten Bereich und erniedrigen dadurch das Durchbruchspotential zwischen dieser Aufnahmespitze und der Kathode 5. Wenn in der Zeitlage d die Phase-1-Taktspannung an die Übertragungsanode 10-1 angelegt wird und der Schreibimpuls gelöscht ist, wird der Glühfleck dementsprechend als Folge einer zwischen der Aufnahmespitze 11 der Übertragungsanode 10-1 und der Kathode 5 geschaffenen Entladung aufrecht erhalten.

Der Effekt, welcher eine Entladung zwischen Elektroden möglich macht, an welche eine Spannung, die unterhalb des normalen Durchbruchpotentials liegt, angelegt wird, ist als "zündfertigmaehen" bekannt. Man sagt, daß die freien Elektronen, die in der Entladung zwischen der Spitze 13 der Schreibanode 9 and der Kathode der in Fig. 1 dargestellten Schaltung erzeugt werden, die Entladungsstelle zwischen der Aufnahmespitze 11 der Übertragungsanode 10-1 und der Kathode 5 zündfertig machen und dadurch ermöglichen, daß zwischen diesen beiden letzteren Elektroden eine Entladung ausgelöst wird, wenn eine ansonsten unzureichende Spannung angelegt wird.

Diese besondere Entladungsstelle ist jedoch unstabil, was auf der Tatsache beruht, daß eine höhere Feldstärke, und damit

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eine höhere mögliche Stromdichte zwischen der Stabijen-Entladungsspitze 12 der Übertragungsanode 10-1 und der Kathode 5 existiert, als sie zwischen der Aufnahmespitze 11 dieser Anode und der Kathode 5 möglich ist. Dies liegt daran, daß die stabile Entladungs spitze 12 der Kathode 5 näher ist als die'Aufnahmespitze 11. Demzufolge schiebt sich die Glimmentladung während der Zeitlage d rasch zu einem Weg'zwischen der stabilen Entladungs-Spitze 12 der Übertragungsanode 10-1 und der Kathode 5, und der Glimmfleck verschiebt sich demzufolge zu einem Bereich oberhalb der Kathode 5 neben der Stabi-Ien-Entladungs-Spitze 12 der Übertragungsanode 10-1, wie durch einen gestrichelten Kreis 10 angedeutet ist. Der Glimmfleck wird für die Dauer der Zeitlage d in dieser Position gehalten.

Am Anfang der Zeitlage e wir die der Übertragungsanode 10-1 zugeführte Spannung weggenommen, und die an der Übertragungsanode 10-2 liege Phase-2-Taktspannung nimmt ihren "Hoch"-Zustand ein. Wenn dies paßiert, wandert der Glimmfleck zu einer Region oberhalb der Kathode 5 neben der Aufnahmespitze der Übertragungsanode 10-2 und dann unmittelbar zu einem Bereich oberhalb der Kathode 5 neben der Stabilen-Entladungs-Spitze der Übertragungsanode 10-2. Der Glimmfleek wird nun für die Dauer der Zeitlage e in dieser Position gehalten.

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Am Anfang der Zeitlage f wird die an der Übertragimgsanode 10-2 liegende "Hoch"-Spannung beendet und der "Hoeh"-Pegel der Phase-1-Taktspannung wird der Übertragungsanode 10-3 zugeführt. Wenn dies geschehen ist, bewegt sich der Glimmfleck in einen Bereich oberhalb der Kathode 5 neben der Aufnahmespitze der Übertragungsanode 10-3. Darauf wandert der Glimmfleck unmittelbar zum stabileren Bereich oberhalb der Kathode 5 neben der Stabilen-Entladungs-Spitze der Übertragungsanode 10-3. Der Glimmfleck wird für den Rest der Zeitlage f in diesem Bereich gehalten.

Es sei daraufhingewiesen, daß am Anfang der Zeitlage f, als der "Hoch"-Pegel der Phase- 1-Takfcspannung wie oben beschrieben an die Übertragungsanode 10-3 angelegt wurde, derselbe "Hoch^!l-Pegel der Phase-1-Taktspannung auch an die Übertragungsanode 10-1 gelegt wurde. (Alle ungradzahligen Übertragungsanoden sind mit der Phase-1-Taktleitung 15 verbunden.) Deshalb kann man nun fragen, warum der Glimmfleck, der sieh vorher an einer Stelle gegenüber der Übertragungsanode 10-2 befand, zu einer Stelle gegenüber der Uberträgungsanode 10-3 wanderte, anstatt sich zu einer Stelle gegenüber der Übertragungsanode 10-1 zu bewegen. Die Richtungsbevorzugung beruht auf der Asymmetrie der Übertragungsanoden. Die Aufnahmespitze der

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Übertragungsanode 10-3 ist der Stelle der stabilen Entladung und des Glimmflecks, der in der Zeitlage e auftrat, viel näher_s als die Stabile-Entladungs-Spitze der Übertragungsanode 10-1. Es ist für den Klimmfleck viel leichter, am Anfang der Zeitlage f die kürzere Distanz zum Bereich neben der Aufnahmespitze der. Übertragungsanode 10-3 zu überwinden. Dies liegt insbesondere daran, daß der Zündvorbereitungseffekt mit zunehmendem Abstand vom Glimmfleck sehr stark abnimmt.

Ih der Zeitlage g der Fig. 2 bewegt sich der Glimmfleck zum Kathodenbereich gegenüber der stabilen Entladungsspitze der Übertragungsanode 10-4. In den Zeitlagen h bis k wandert der Klimmfleck nacheinander zu Kathodenbereichen gegenüber den Übertragungsanoden 10-5 bis 10-8. Selbstverständlich können der in F ig. !dargestellten, als Beispiel dienenden Ausführungsform beli. big viele Übertragungsanoden zugefügt werden. Solange abwechselnde Taktphasenspannungen an abwechselnde · Anoden geführt werden, wir die Entladungswanderung einseitig gerichtet längs des Schieberegisters fortgeführt.

Obwohl es sich bei den Entladungswegen im Schieberegister der Fig. 1 um Wege zwischen der Kathode 5 und den einzelnen Übertragungsanoden 10-1 bis 10-8 handelt, sei daran erinnert, daß

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das sichtbare Glühen nicht gleichmäßig über die gesamte Länge dieses Entladungsweges auftritt. Vielmehr ist das Glimmen in der Nähe der Kathode konzentriert (daher der wohlbekannte Ausdruck Kathodenglimmen) . Das sichtbare Resultat der Arbeitsweise des Schieberegisters der Fig. 1 ist daher ein Glimmfleek, der sich von Position zu Position längs der linearen Kathode 5 bewegt. Die exakte Form des Glimmflecks wird sich in Abhängigkeit der exakten Form der Elektroden und vom Strom ändern. Bei höherem Strom weicht der Glimmfleek von der Kreisform ab und neigt zu einer Verbreiterung in Richtung der benachbarten Übertragungsanode. Diese Erscheinung wird als Glimmverbreiterung bezeichnet.

Fig. 3 zeigt ein Schieberegister mit zwei Sätzen Übertragungsanoden auf gegenüberliegenien Seiten einer Kathode. Man kann sehen, daß es mit dieser Schieberegistergeometrie möglich ist, abwechselnde Übertragungsanoden direkt durch Metallisierung auf dem Substrat ohne Leiterüberkreuzung miteinander zu verbinden. Dies ist nicht möglich mit dem Aufbau der Fig. 1, und deshalb wird das Schieberegister der Fig. 3 überall dort Anwendung finden, wo es erwünscht ist, eine Anzeigevorrichtung mit verschiedenen gleichen Schieberegistern in engem Abstand und parallel zueinander herzustellen. Anschlüsse können an

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den "Enden" eines jeden Schieberegisters hergestellt werden, ohne daß Leiterüberkreuzungea erforderlich sind.

Das Schieberegister der Fig. 3 ist dazu bestimmt, in eine solche gasgefüllte Umhüllung eingeschloßen zu werden,, wie sie unten in Verbindung mit Fig. 4 diskutiert wird«,

Wie man sieht, umfaßt das Schieferegister der Fig- S einen unteren Satz ÜbertragungsaBoden 21_S. 23, 25 und 27_S jede mit einer Aufnahmespitze und einer Stabile-Entladungs-Spitze ■ (z.Bo Aufnahmespitze 41 und Stabile-Entladungs-Spitze 31 der tJbertragungsahode 21) die durch einen Leiter 51 verbunden sind. Ein oberer Satz gleicher Übertragungsanoden 22, 24, und 28 ist durch einen Leiter 52 verbunden. Eine Schreibanode 55 ist zur Auslösung einer Entladung am linken Ende des Registers vorgesehen.

Die Zeitdarstellungen der Fig„ 2, die oben auf das Schieberegister der Fig. 1 bezogen waren, können auch zur Erläuteruag der Arbeitsweise des Schieberegisters nach Fig. 3 verwendet werden, da die tatsächliche Arbeitsweise, der beiden Schieberegister gleich ist. Die in Fig. 2 als Wellenform B dargestellte Phase-1-Taktspannung wird -dem unteren Satz

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■Übertragungsanoden über den Leiter 51 zugeführt. Die in Fig.2 als Wellenform C dargestelle Phase-2-Taktspannung wird dem oberen Satz Übertragungsanoden über den Leiter 52 zugeführt. Eine Kathode 20 wird auf festem Potential gehalten. Ein Schreibimpuls wie er in Fig. 2 als Wellenform A in der Zeitlage c dargestellt ist, wird der Schreibanode 55 zugeführt, wenn beabsichtigt ist, eine Entladung am linken Ende des Begisters aufzulösen.

Die in F ig. 2 dargestellten Taktspannungen der Phase 1 und der Phase 2 sind wie zuvor so ausgewählt, daß sie unterhalb des Schwellenwertes des Durchbruchpotentials für eine Entladung zwischen den Übertragungsanoden 21 bis 25 und der Kathode 20 liegt. Der Schreibimpuls in der Zeitlage c in Fig. c in Fig. 2 ist andererseits ausreichend, um eine Entladung zwischen der Schreibanode 55 und der Kathode 20 auszulösen. Die so ausgelöste Entladung bleibt während der Dauer der Zeitlage c bestehen und führt zu einem Glimmfleck oberhalb der Kathode 20 im Bereich gegenüber der Schreibanode 55.

Freie Elektronen von der Entladung zwischen der Schreibanode 55 und der Kathode 20 machen den Bereich zwischen der Aufnahmespitze 41 der Übertragungsanode 21 der Kathode

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20 zündbereit, so daß am Anfang der Zeitlage d, wenn der "Hoch"-Pegel der Phase-1-Taktspannung an die Ubertragungsanode 21 angelegt wird, eine Entladung zwischen der Aufnahmespitze 41 und der Kathode 20 stattfindet. Es sei bemerkt, daß dafür erforderlich ist, daß die Entladung über die Kathode 20 "springt". Es besteht jedoch kein großes Hindernis zur Verhinderung dieses Vorgangs. Das gasförmige Medium, welches die Entladung durchspringen muß, umgibt die obere Fläche der Kathode 20 vollkommen, was aus der Diskussion der Fig. 4 klar wird.

Die Entladung zwischen der Aufnahmespitze 41 der Übertragungsanode 21 und der Kathode 20 ist jedoch nicht stabil. Deshalb zwingen der Strom, die Feldwechselwirkung und das Nichtvorhandensein eines Glimmens an der vorherigen Zelle die Entladung, sofort zu einem Weg mit Gleichgewicht zwischen der Stabile-Entladungs-Spitze 31 der Übertragungsanode 21'und der Kathode 20 zu bringen. Die Entladung bleibt dort für die Dauer • der Zeitlage d bestehen und führt zu einem Glimmfleck oberhalb der Kathode 20 gegenüber der Stabile-Entladung-Spitze 31.

Am Anfang der Zeitlage e geht die Phase-1-Taktspannung an der Übertragungsanode 21auf null und der "Hoch"-Pegel der

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Phase-2-Taktspannung wird an die Übertragungsanode 22 angelegt. Als Folge des Zündvorbereitungseffektes beginnt eine Entladung, die einen neuen Weg zwischen einer Aufnahmespitze 42 und der Kathode 20 einnimmt. Dieser Entladungsweg ist jedoch aus denselben Gründen, wie sie im vorhergehenden Absatz bezüglich der Instabilität des Entladungsweges zwischen der Aufnahmespitze 41 und der Kathode 20 aufgeführt worden sind, unstabil. Die Entladung wandert dann unmittelbar weiter, um einen Weg zwischen einer stabilen Entladungs spitze 32 der Entladungsanode 22 und der Kathode 20 einzunehmen, wenn das Glimmen von der Entladung an der vorhergehenden Zelle erlischt. Die Entladung bleibt während der Dauer der Zeitlage e an dieser Stelle und ergibt einen Glimmfleck oberhalb der Kathode 20 gegenüber der stabilen Entladungsspitze 32. In aufeinanderfolgenden Zeitlagen f bis k verschiebt sich der Entladungsweg von der Stabile-Entladungs-Spitze einer Übertragungsanode über momentane Zwisehenstops an den Aufnahmespitzen zur nächsten Stabile-Entladungs-Spitze. Eine einseitig gerichtete Entladungswanderung wird wie zuvor mit Hilfe der asymmetrischen Elektrodengeometrie erreicht. D.h., es ist, wenn sich die Taktspannungen verschieben, für eine Entladung viel leichter, sich um den relativ kurzen Abstand von einer Stabile-Entladungs-Spitze einer Übertragungsanode über die

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Kathode hinüber zur Aufnahmespitze der der nächsten Ziffer entsprechenden Übertragungsanode (die einem starken Zündvorbereitungs effekt unterliegt) vorzuschieben, als daß diese Entladung den viel längeren Sprung über die Kathode zur Stabile-Entladungs-Spitze der mit der vorhergehenden Nummer versehenen Anode (die einem viel schwächeren Zündvorbereitungseffekt unterliegt) überwindet.

Der resultierende sichtbare Effekt der einseitig gerichteten Entladungswanderung ist demjenigen, wie er vorher für die Schieberegistergeometrie der Fig. 1 angegeben worden ist, recht gleich. Was man beobachtet, ist ein Glimmfleck, der sich linear von Position zu Position längs der Kathode 20 bewegt, wobei jede Position gegenüber einer Stabile-Entladungs-Spitze einer bestimmten Übertragungsanode liegt.

Die Schieberegister der Fig. 1 und 3 sind natürlich dazu bestimmt, in einer gasförmigen Umgebung betrieben zu werden. Fig. 4 zeigt ein Gasentladungsschieberegister der in Fig. 3 dargestellten Art in einer Gasumhüllung eingeschloßen. Die Figur zeigt einen Querschnitt, wobei man auf die Kanten des Schieberegisters blickt. Ein Substrat 60 besteht typischerweise aus Glas oder keramischem Material und bildet den Bodenteil

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der Umhüllung. Eine Kathoden- und Anodenmetallisierung 62 ist auf der oberen Fläche des Substrates 60 gebildet. Eine obere Umhüllung 61, vorteilhafterweise aus Glas, ist mit dem Substrat verbunden, um eine integrierte Umhüllung zu bilden, Zuführungsleitungen 63 und 64 führen durch die Glasumhüllung hindurch, um zwischen dem Schieberegister und äußeren Leistungsquellen einen elektrischen Kontakt herzustellen. Die das Substrat 60 und die obere Umhüllung 61 umfaßende Umhüllung ist mit einer Gasmischung einer Zusammensefzung und eines Drucks gefüllt, die zur Aufrechterhaltung einer Glimmentladung zwischen Elektroden, des Schieberegisters geeignet smd_s wenn Spannungen an die Zuführung^ leitungen 63 und 64 angelegt werden. Der Gasdruck ist durch den Abstand zwischen den Elektroden und dem gewünschten Bereich der Arbeitsspannungea bestimmt. Bezüglich einer Auflistung verschiedener typischer Gasmisehungen und derer Druck bestimmter Durchbruehspotentiaie sei auf Cold Cathode Glow Discharge Tubes, CF, Weston, London, FLIFFE Books, Ltd., 1968, Seiten 291 ff. verwiesen. Die Zusammensetzung der gewählten Gasmischung kann einerseits bestimmt sein durch die Farbe und Intensität der gewünschten Anzeige, andererseits durch die gewünschte Durchbruchsspannung und -geschwindigkeit. Eine typische Gasmischung allgemeiner Brauchbarkeit enthält 99% Ne und 1% Ar.

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Es ist natürlich nicht notwendig, daß das Substrat aus Glas hergestellt ist_o Stattdessen kann es aus irgendeinem anderen, dielektrischen Material sein, das zur Verbindung mit Glas oder einer anderen durchsichtigen oberen Umhüllung geeignet ist. Andererseits braucht das Substrat selbst nicht Teil einer integrierten Umhüllung zu sein, sondern es kann mittels Distanzstücken in einer getrennten Glasumhüllung entsprechend Methoden gehalten werden, die in der Vakuumröhrentechnologie wohlbekannt sind.

Wie bereits erwähnt worden ist, können solche Gasentladungssehieberegister, wie sie in den Fig. 1 und 3 dargestellt sind, wirtschaftlich unter Verwendung von DünnscMchtmethoden hergestellt werden. Bei der Massenproduktion solcher Vorrichtung ist es wichtig, daß angemessene Betriebsspielräume aufrechterhalt η werden. Eine kurze Untersuchung zeigt, daß der Abstand zwischen einer Übertragungsanode (z.B. 10-1 in Fig. 1 oder 21 in Fig« 3} und deren Kathode (z. B₀ 5 in Fig_o oder 20 in Fig. 3) eines planaren Schieberegisters keine hochkritische Abmessung ist. Der Zündvorbereitungseffekt in einem solchen Schieberegister ist proportional zur Kopplung der Feldlinien der "zündbereiten" Anode ( d.h. diejenige, an welche der "Hoch"-Pgel einer Taktspannung am Anfang einer be-

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stimmten Zeitlage gerade angelegt wird) mit der Raumladungszone der "Zünder"-Anode {d.h. der benachbarten Anode, deren Taktspannung am Anfang derselben Zeitlage auf null reduziert worden ist). Da dieRaumladungszone in der Nähe der Kathode am dichtesten konzentriert ist, resultiert eine Vergrößerung des Abstandes zwischen der "zündbereiten" Anode und der Kathode zu etaer Aufspreitzung der Feldlinien von der "zündbereiten" Anode nach außen, so daß ein größerer Teil des Raumladungsbereichs gegenüber der benachbarten Anode durch diese Feldlinien eingenommen wird. Diese Wirkung neigt zur Vergrößerung der Kopplung, und somit zur Vergrößerung des Zündvorbereitunseffekts. Gleichzeitig führt der vergrößerte Abstand jedoch -zu einer Schwächung der Feldstärke zwischen der "zündbereiten" Anode und der Kathode. Dieser Effekt neigt zu einer Verringerung des resultierenden Kopplungs- und Zündvorbereitungseffekts. Diese beiden Erscheinungen haben somit gegenseitigen Einfluß auf den gesamten Zündvorbereitungseffekt. Wenn sie sich auch nicht vollkommen gegenseitig aufheben, so neigen sie dazu, gegeneinander zu wirken und damit reduzieren sie die Wirkung einer solchen Änderung im Elektrodenabstand beträchtlich. Aus diesem Grund beeinträchtigen Abstandstoleranzen die Arbeitsspielräume nicht besonders.

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Es lohnt sich an dieser Stelle, einige Betrachtungen hinsichtlich der an die Gasentladungsschieberegister anzulegenden Taktimpulse zu machen. Die im Zusammenhang mit F ig. 2 diskutierten Taktimpulse haben einen Tastverhältnis von 50%. Das heißt, jede Phase ist für die gleiche Zeitdauer "an", für die sie "aus" ist. Obwohl ein Tastverhältais von 50% ein brauchbarer Wert ist, können natürlich Taktimpulse mit anderen Tastverhältnissen ebenfalls verwendet werden. Fig. 5 zeigt Auschnitte von Taktimpulsen mit drei verschiedenen Tastverhältnissen. Wellenformen A in Fig. 5 zeigen einen Taktimpulsausschnitt mit einem Tastverhältnis'von 50%, wie es dem in Fig. 2 dargestellten gleich ist. Wellenformen B in Fig. 5 zeigen einen Taktimpulsausschnitt mit einem Tastverhältnis, das größer als 50% ist. Hier überlappen sich die Taktimpulse der Phase 1 und der Phase 2. Das Überlappen der Taktimpulse macht es weniger wahrscheinlich, daß ein Glimmfleck unbeabsichtigterweise ausgelöscht wird, bevor er aufgenommen und zur nächsten auf seinem Weg liegenden Übertragungsanode übertragen werden kann. Ein Übermäßiges Überlappen kann jedoch dazu führen, daß der Glimmfleck an einer bestimmten Übertragungsanode "festklebt".

Wellenform C in Fig. 5 zeigt einen Taktimpulsausschnitt mit

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einem Tastverhältnis, das kleiner als 50% ist. Hier ergibt sich eine von null verschiedene Zeitverzögerung nach dem Auslöschen eines Taktimpulses einer Phase, bevor der nächste Taktimpuls der anderen Phase angelegt wird. Diese Zeitverzögerung stellt sicher, daß der Glühfleck nicht "festklebt". Eine zu große Zeitverzögerung (ein zu kleines Tastverhältnis) andererseits macht es möglich, daß der Glimmfleck während der Verzögerungszeit vollständig ausgelöscht wird. Wenn dies passiert, wird die Entladung beim Auftreten des nächsten Taktimpulses nicht wieder gezündet, da die Amplituden der Taktimpulse beim Nichtvorhandensein einer Zündvorbereitungsentladung unterhalb des Durchbruehpotentialschwellenwertes liegen. Diese Überlegungen muß man berücksichtigen, wenn man ein geeignetes Tastverhältnis für die Taktimpulse auswählt.

Die Taktfolgefrequenzen hängen von der Geschwindigkeit ab, mit welcher der Glühfleck längs des Schieberegisters übertragen werden soll. Maximale Folgefrequenzen hängen von verschiedenen Faktoren ab, zu denen der Gasdruck und die Gsszusammensetzung, die Amplitude der angelegten Taktspannungen und der Abstand zwischen benachbarten Übertragungsanoden gehören.

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Auf Wunsch können Modifikationen an den Schieberegister-Grundgeometrien, wie sie im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 3 erläutert worden sind, vorgenommen werden. Beispielsweise zeigt Fig. 6 einen Ausschnitt eines Schieberegisters mit modifizierter Kathodengeometrie. Abgesehen von der modifizierten Kathode 75 mit deren Winkelabschnitten 76 und 77 ist dieses Schieberegister dem im Zusammenhang mit Fig. 3 diskutierten ziemlich gleich. Die Winkelabschnitte 76 und 77 erlauben es einem Glimmfleck, sich weiter an den Seiten der Kathode dichtest zu den Aufnahmespitzen 72 und 73 vorzustrecken, als dies bei der Kathodengeometrie des Schieberegisters der Fig. 3 der Fall ist. Somit neigt der Aufbau der Fig. 6 dazu, die Glimmentladungskopplung von der stabilen Anodenspitze zur Aufnahmespitze optimal zu machen. Der Winkel β ist klein genug gewählt, um einen allmählichen. Übergang im Abstand zwischen den Anoden und den Kathoden in der Nachbarschaft der Abschnitte 76 und 77 zu erreichen. Dies verhindert eine Instabilität in der Entladungsübertragung dadurch, daß Verschiebungen auf der Arbeitslinie des Bauelementes klein gemacht werden, die auftreten können, wenn die Entladung von einer Ubertragungsanode zur nächsten springt. "

Typische Werte linearer Abmessungen sind A = 0,25 mm, 409826/Ö863

B =? 0,30 mm bis 0,38 mm und D- 0, 41 mm. Es können natürlich andere Geometrien verwendet werden, was sowohl von Gasdruck und Gaszusammensetzung als auch von den gewünschten Betriebseigenschaften abhängt.

Eine andere Art von Modifikationen der hier offenbarten Schieberegisteraufbauten umfaßt den Austausch der Kathoden- und Anodenfunktionen. In den oben angeführten Aufbauten hat die Kathode mit Ausnahme der Fig. 6 die Form einer einzigen linearen Elektrode. Beim Betrieb dieser Schieberegister bewegte· sich der Glimmfleck somit längs dieser einzigen, praktisch linearen Elektrode. Ih manchen Fallen mag es jedoch erwünscht sein, daß sich die Position des Glimmflecks zwischen verschiedenen Elektroden bewegt. E in Weg, auf welchem dieses erreicht werden kann, besteht darin, die Rollen der Kathoden in den im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 3 diskutierten Schieberegistern zu vertauschen. Hat man dies getan, so wird die einzige Kathode in jedem dieser Schieberegister zu einer ei nzigen Anode, und die Übertragungs- und Schreibanoden werden zu Übertragungs- bzw. Schreibkathoden.

Tatsächlich kann eine solche Vertauschung der Rollen dadurch erreicht werden, daß einfach die Polarität der den verschiedenen Elektroden zugeführten Taktimpulse umgekehrt wird. Dies

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ist leicht einzusehen, daß, wenn dies getan ist, die Arbeitsweise des modifizierten Schieberegisters der oben diskutierten wirklich analog ist, all erdings mit der Ausnahme, daß der sichtbare Glimmfleck nun in Bereichen oberhalb der verschiedenen Kathoden auftritt, und nicht oberhalb einer einzigen Kathode, wie zuvor. Würde ein solcher Wechsel vorgenommen, könnte das Schieberegister der F ig. 3 beispielsweise verwendet werden, um auf einer Seite der zentralen Anode in abwechselnden Zeitlagen einen direkten Zugriff zum Glimmfleck vorzusehen.

Eine weitere Modifikation der Schieberegistergrundgeometrien ist in Fig. 7 dargestellt. Es ist dort ein kleiner Abschnitt eines Substrat 79 zusammen mit einer Stabile-Entladungs-Spitze 80 einer Anode und einer Kathode 81 gezeigt. Die Modifikation hat die Form einer erhabenen dielektrischen Schicht 82, die auf dem Substrat zwischen der Stabile-Entladung-Spitze 80 der Anode und der Kathode 81 gebildet ist. Die Funktion dieser dielektrischen Schicht liegt darin, ein Verbrennen der Elektrodenkanten zu verhindern. Die dielektrische Sicht erreicht dies dadurch, daß die sehr hohen Feldstärken abgefangen werden, die der Ebene des Substrats am dichtesten sind, und daß Elektronen und Ionen daran gehindert werden, sich längs dieser sehr hohen Feldstärken zu bewegen und

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somit die Kanten der Elektroden zu bombardieren. Da die Elektronen und Ionen nicht längs der Linien höchster Feldstärke fließen können, sind sie darauf beschränkt, sich entlang Feldlinien zu bewegen, die eine Kurve über der dielektrischen Schicht bilden. Diese Linien entsprechen einer kleineren elektrischen Feldstärke. Zudem neigen Feldlinien, die über der dielektrischen Schicht einen gekrümmten Verlauf haben, dazu, auf der Oberfläche der Elektroden 80 und 81 anstatt auf den Elektrodenkanten zu enden. Deshalb ist das Elektronen- und Ionenbombardement über eine größere Fläche verteilt, wodurch eine Elektrodenkantenverbrennung klein gemacht wird. Eine typische Dicke für die dielektrische Schicht 82 liegt im Bereich von 25 Mikrometer (senkrecht zur Substratebene).

Die oben als für die Herstellung erfindungsgemäßer Schieberegister nützlich bezeichneten Verfahren umfaßen sowohl Dünnschicht- als auch Dickschichttechnologien. Die Technologien für "Dickschichten" sind beispielsweise beschrieben in "Thick Film Materials for Electro-Optical Applications" von S.J.Stein, Proe. 1972 Electronic Components Conference, Washington, D. C, 15 bis 17. Mai 1972, wo weitere Fundstellen angegeben sind. . -.;,-.. ■■ ■;·

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Eine brauchbare Aüsdehmng der früheren Herstellungsverfahren, die insbesondere für den Dickschichtzweek anwendbar ist, ist die Herstellung von "Inseln" zur Isolierung der Leiter (Kathoden, Anoden, Schreibelektroden und Verbindungsschaltungen) vom Substrat. Diese Inseln nehmen typischerweise die Form dielektrischer Dickschichtlagen an_r die unter den wirklichen Elektroden liegen. Dieser Aufbau, der in Fig. 8 dargestellt ist, hat den Vorteil, daß eine Kathode 86 und eine Anode 87 von einem Substrat 85 durch dielektrische Schichten 88 und 89 erhöht sind, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Kurzschlüssen zwischen Kathode und Anode verringert wird, die auf der Anhäufung zerstäubten Metalls 90 beruht, das sich, zwischen den Elektroden anhäuft. Außerdem resultiert aus dieser Anordnung ein gleichförmigeres Feld über der Glimmzone zwischen den Elektroden. Diese erhöhte Gleichförmigkeit resultiert aus den abgeschrägten Elektroden (wie in Fig. 8 dargestellt), die unter Verwendung von Dickschichten realisiert werden können. Diese Geometrie und die resultierende Feldform verbessert auch den Arbeitswirkungsgrad; weniger Feldlinien treffen auf das Substrat, und es ergibt sieh eine geringere kapazitive Belastung.

Es wird nun in Verbindung mit Fig. 9 eine nützliche Treib- ^O9826/0863

(Takt-) Sehaltungsmethose beschrieben welche die Arbeitsspielräume verbessert. Fig. 9 zeigt eine Batterie 90, die mit gesteuerten Spannungsquellen 91 und 92 (Versorgungsspannungen e ^ und Bq ) zusammenwirkt, um Treibanschlüßen 95 und über entsprechende Widerstände R^ und R-₉, die mit 93 bzw. gekennzeichnet sind, Phase-1- bzw. Phase-2-Ströme i„, und i_ zuzuführen. Weiter ist in Fig. 9 ein gemeinsamer Kathodenwiderstand R^ dargestellt. Als resultierende Phase-1- und Phase-2-Spannungen können jene genommen werden, welche in Fig. 2 als Wellenformen B bzw. C dargestellt sind.

Die resultierende Wirkungsweise der Schaltungen der Fig. 3 und 9 werden nun für denjenigen Fall diskutiert, daß die Ausgangsanschlüsse 95, 96 und 97 in Fig. 9 auf entsprechende Elektroden 51, 52 und 20 in Fig. 3 geführt sind. Während einer Zeitlage d besteht zwischen der Kathode 20 und der stabilen Anodenspitze 31 eine stabile Entladung. Die aufrechterhaltende Spannung kann leicht festgestellt werden als

Wenn der Phase-2-Takt während der Zeitlage e einen positiven Pegel annimmt, wie in Fig. 2 dargestellt, ist die Span-

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nung an der stabilen Spitze der Anode 22

^V2 ⁼

da die Entladung an der Anode noch nicht aufgehört und diejenige an der Anode 22 noch nicht begonnen hat. Sie ist um iwwRw*, höher als V_.

Wenn jedoch der Durchbruch an der Anode 22 beginnt, wird die Spannung an Anode 21 um 1^₀R_x, reduziert und fällt dadurch unter die erforderliche Aufrechterhaltungsspannung. Dies bewirkt, daß die Entladung an der Anode 21 aufhört. Das Vorhandensein dieser Signalzustände unterdrückt ferner jede Neigung der Verschiebung, in umgekehrter Richtung abzulaufen.

Taktimpulse mit mehr als zwei Pegeln können nützlich sein. Beispielsweise kann es erwünscht sein, daß jedem "Hoch"-Pegel der Taktspannung eine negative Spannung folgt, um eine Stabilisierung der Verschiebung der Entladung zu unterstützen. Es können auch Taktspannungen mit anderer als Rechteckform nützlich sein.

Eine andere brauchbare Modifikation kann die Verwendung 409826/0863

eines nichtebenen (beispielsweise zylindrischen) Substrates umfaßen, wobei die Elektroden "flach" auf der Oberfläche des Substrates liegen. Es kann auch erwünscht sein, ein Schieberegister aufzubauen, das nichtlinear ist, sondern gekrümmt.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. : Plasmagasentladungsvorrichtung mit ersten und zweiten Elektroden innerhalb einer Gasatmosphäre, die als Träger einer Plasmaentladung zu wirken vermag, wenn an den Elektroden elektrische Signale entgegengesetzer Polarität vorhanden sind,

dadurch gekennzeichnet,

daß die ersten und zweiten Elektroden von einer praktisch ebenen Fläche getragen werden,

daß die erste Elektrode zur Bildung einer Mehrzahl Elemente (10-1, 10-2 ... 10-n) von denen jedes einen ersten (12) und einen zweiten (11) Teil aufweist, in Segmente eingeteilt ist, daß der erste Teil (12) mit einem entsprechenden Teil (linke Seite von 6) der zweiten Elektrode eine stabile Entladung, und der zweite Teil (11) mit einem entsprechenden Teil (rechte Seite von 6) der zweiten Elektrode eine unstabile Entladung zu bewirken vermag,

und daß der erste und zweite Teil eines jeden der aufeinander folgenden Segmente der ersten Elektrode derart angeordnet sind, daß unter geeigneten elektrischen Feldbedingungen die Übertragung einer Entladung vom ersten Teil (12) eines Elementes zum zweiten Teil (11) eines nächstfolgenden Elementes bewirkt

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on

wird, um die Übertragung einer Entladung von einem Element zu einem anderen zu bewerkstelligen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Teile eines jeden Elementes der ersten Elelctrode von der zweiten Elektrode einen geringeren Abstand haben als die zweiten Teile eines jeden Elementes der ersten Elektrode, um zwischen den. ersten Teilen und der zweiten Elektrode eine höhere Feldstärke zu schaffen als zwischen den zweiten Teilen und der zweiten Elektrode.

3. Vorrichtung nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl Elemente der ersten Elektrode längs und kongruent mit Fortführungen von Vorsprüngen (6) an einer einzigen Seite der zweiten Elektrode angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl Elemente der ersten Elektrode entlang gegenüberliegenden Seiten der zweiten Elektrode angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schreibelektrode neben dem zweiten Teil (12) eines ersten der Mehrzahl Elemente angeordnet ist, um eine Glimm-

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entladung auszulösen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat und die ersten und zweiten Elektroden innerhalb einer Umhüllung für den Anschluß einer einen elektrischen Durchbruch zulassenden Gasatmosphäre hierin eingeschlossen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten und der zweiten Elektrode auf dem
Substrat wenigstens eine erhabene elektrische Schicht angeordnet ist

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