DE2703599A1

DE2703599A1 - Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE2703599A1
Application number: DE19772703599
Authority: DE
Inventors: Peter Dinh-Tuan Ngo
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1976-01-30
Filing date: 1977-01-28
Publication date: 1977-08-04
Also published as: FR2339923A1; JPS6119999B2; US4030091A; JPS52115629A; CA1070872A; GB1563530A; DE2703599B2; DE2703599C3; FR2339923B1; NL7700913A

Description

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Postadresse München: Palentconsull 8 München 60 RadedcestraOe 43 Telelon (089) 863603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 42 Telelon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237

Western Electric Company, Incorporated Ngo 22

New York, N.Y., USA

Anzeigevorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung mit einer Schaltungsanordnung zum Invertieren einer Gasentladungsanzeigezelle, die lichtemittierende und nicht-lichtemittierende Zustände annehmen kann, vom einen in den anderen Zustand, welche Gasentladungsanzeigezelle ein Gasvolumen mit einer zugehörigen Durchbruchsspannung aufweist und über dem Gasvolumen Spannungen zu speichern vermag, wobei eine charakteristische Spannung in der Gasentladungsanzeigezelle gespeichert wird, wenn diese sich im lichtemittierenden Zustand befindet, mit einer Schaltungsanordnung ftir das Anlegen eines ersten Signals an die Gasentladungsanzeigezelle zum Speichern einer ersten Spannung, wenn diese sich im lichtemittierenden Zustand befindet, mit einer Schaltungsanordnung zum abwechselnden Anlegen von Halteimpulsen mit einer ersten und einer zwei-

Mündien: Kramer ■ Dr.Weser · Hirsch — Wiesbeden: Blumbach ■ Dr. Bergen · Zwirner

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ten Polarität an die Gasentladungsanzeigezelle und mit einer Schaltungsanordnung zum Anlegen eines invertierenden Löschsignals an die Gasentladungsanzeigezelle.

In seiner üblichsten Form weist ein Plasmapanel zwei dielektrische Platten oder Oberflächen auf, von denen wenigstens eine durchscheinend ist und zwischen denen ein zusammenhängendes Volumen eines gasförmigen Anzeigematerials, wie Neon, dicht eingeschlossen ist. Eine erste Gruppe von ⁿSpalten"-Leitern ist in im wesentlichen vertikaler Richtung auf einer Platte angeordnet. Eine zweite Gruppe aus ⁿReihenⁿ-Leitern ist in einer im wesentlichen horizontalen Richtung auf der anderen Platte angeordnet.

Die einzelnen Zonen des Panels, die durch die Schnitt- oder Kreuzungspunkte der verschiedenen Reihen- und Spaltenleiter definiert sind, wirken als dessen Anzeigezellen. Bilder, Text und andere graphische Daten werden auf dem Panel dargestellt, indem unter der Steuerung beispielsweise eines Digitalcomputers an ausgewählten Kreuzungspunkten einzelne Glimmentladungen im Gas erzeugt werden. Der Computer leitet bei einer bestimmten Zelle eine Entladung ein, indem er dieser über ihr Reihen- und Spaltenleiterpaar einen "Schreibimpuls" aufprägt oder zuführt. Die Amplitude des Schreibimpulses übersteigt die Durchbruchsspannung des Gases und es wird eine

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Raumladung oder ein Plasma aus Elektronen und positiven Ionen im Kreuzungspunktbereich erzeugt. Eine damit einhergehende Lawinenvervielfachung erzeugt eine Glimmentladung und einen damit verbundenen kurzen (beispielsweise eine Mikrosekunde) Lichtimpuls im sichtbaren Spektrum. Der Schreibimpuls, der weiterhin an die Zelle angelegt wird, beginnt die Raumladungselektronen und -ionen oder Ladungsträger zu gegenüberliegenden Zellenwänden, d. h., den gegenüberliegenden dielektrischen Oberflächen im Kreuzungspunktbereich, zu ziehen. Wenn der Schreibimpuls aufhört, bleibt über dem Gas am Kreuzungspunkt eine ⁿWandⁿ-Spannung gespeichert, die von den sogenannten Wandladungen herrührt.

Ein einziger kurzdauernder Lichtimpuls kann natürlich vom menschlichen Auge nicht festgestellt werden. Deshalb werden zur Erzeugung einer Plasmaanzeigezelle, die kontinuierlich lichtemittierend (EIN, erregt) erscheint, weitere rasch folgende Glimmentladungen und damit einhergehende Lichtimpulse benötigt. Diese werden durch ein "Halte"-Signale erzeugt, das einer jeden Zelle des Panels zugeführt wird. Das Haltesignal kann beispielsweise in einer Folge von Impulsen mit wechselnder Polarität bestehen. Die Amplitude dieser Halteimpulse ist kleiner als die Durchbruchsspannung. Folglich ist die Spannung über Zellen, die nicht zuvor von einem Schreibimpuls erregt worden sind (AUS-Zustand)_; nicht ausrei-

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chend, tun eine Entladung zu bewirken, und diese Zellen bleiben In einem nicht-lichtemittierenden Zustand.

Die Spannung über dem Gas einer zuvor erregten Zelle (EIN-Zustand) weist jedoch die Überlagerung der Haltespannung mit der zuvor in dieser Zelle gespeicherten Wandspannung auf. Die einem Schreibimpuls folgende Haltespannung hat eine diesem entgegengesetzte Polarität. Infolgedessen wirken die Wand- und die Haltespannung über dem Gas additiv zusammen. Man kann annehmen, daß die zusammenwirkende Spannung die Durchbruchsspannung übersteigt. Daher werden eine zweite Glimmentladung

ein

und damit einhergehend /Lichtimpuls erzeugt. Der Ladungsträgerfluß zu den Zellwänden baut nun eine Wandspannung entgegengesetzter Polarität auf. Die Polarität des nächsten Halteimpulses ist ebenfalls entgegengesetzt zu derjenigen seines Vorläufers, was noch eine weitere Entladung erzeugt, usw. Nach einigen Haltezyklen erreicht der Betrag der Wandspannung einen konstanten, charakteristischen Wert, der eine Funktion der Gaszusammensetzung, der Panelabmessungen, des Haltespannungswertes und weiterer Parameter ist. Die Haltesignalfrequenz kann im Bereich von 50 kHz liegen. Daher werden die von einer EIN-Zelle auf das Haltesignal hin emittierten Lichtimpulse vom Auge des Betrachters verschmolzen, und die Zelle erscheint als kontinuierlich erregt.

Eine Zelle, die in einen lichtemittierenden Zustand gebracht

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worden ist, wird durch Entfernen ihrer Wandladung in einen nicht-lichtemittierenden Zustand (AUS) geschaltet. Im speziellen wird der betrachteten Zelle ein "Lösch"-Impuls zugeführt, und zwar wiederum über ihr Reihen- und Spaltenleiterpaar. Die Polarität des Löschimpulses ist entgegengesetzt zu derjenigen des vorausgehenden Halteimpulses, und obwohl seine Amplitude typischerweise etwas kleiner als diejenige eines Halteimpulses ist, ist sie ausreichend groß, um eine Entladung bei einer EIN-Zelle zu bewirken. Somit beginnt die Wandspannung ihre Polarität umzukehren. Der Löschimpuls weist jedoch relativ zum Halteimpuls eine derart kurze Dauer auf, daß die Wandspannungsumkehr vorzeitig beendet wird, und zwar zu einer Zeit, zu der die Wandspannungsgröße kleiner ist als die Differenz zwischen der Durchbruchs- und der Haitespannung. Infolgedessen treten keine weiteren Durchbrüche auf und wird die Zelle in einen AUS-Zustand zurückgebracht .

Aus dem Vorausgehenden erkennt man, daß ein Plasmapanel das aufweist, was als "inhärenter Speicher" bezeichnet wird; wenn der Computer oder ein anderes Steuergerät erst einmal einen Schreibimpuls an eine ausgewählte Zelle angelegt hat, bleibt die Zelle ohne weitere Computereinflußnahme in einem erregten Zustand. Der Computer ist folglich für andere Aufgaben freigestellt, bis irgendeine Änderung im angezeigten Bild vorzunehmen ist. Im Gegensatz dazu weist eine Kathodenstrahlröhren-

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(CRT-)Anzeigevorrichtung beispielsweise keinen inhärenten Speicher auf; ihre Phosphorbereiche emittieren Licht lediglich in Abhängigkeit von einem auftreffenden Elektronenstrahlbtindel, und wenn das Strahlenbündel bei seiner Abtastung über die Anzeigevorrichtung einmal eine bestimmte Zone durchlaufen hat, hinterläßt das Strahlenbündel keinen Hinweis, daß eine bestimmte Zone erregt worden war. Folglich benötigen CRT-Vorrichtungen einen gesonderten "Einzelbildspeicher", um eine Darstellung des anzuzeigenden Bildes zu speichern. Die Steuervorrichtung muß kontinuierlich auf diesen Speicher zurückgreifen (typischerweise 30 mal pro Sekunde), um die Anzeige zu erneuern, selbst wenn das angezeigte Bild nicht geändert werden soll.

Die Tatsache, daß eine typische Plasmaanzeigevorrichtung keinen Einzelbildspeicher hat, kann jedoch Probleme erzeugen. Vie nachstehend erläutert werden wird, erf ordet eine Anzahl von Anzeigeanwendungen die Möglichkeit zum Invertieren der Zustände einer oder mehrerer Zellen auf einer wählbaren, adressierbaren Basis - d. h., die Möglichkeit, eine Zelle von einem bestimmten ihrer Zustände in den anderen Zustand umzuschalten. Und für eine Anzahl von Anzeigeanwendungen wäre dies von Vorteil. Eine Zellzustandsinversion kann man leicht bei einer Anzeigevorrichtung mit einem Einzelbildspeicher durchfuhren, da beispielsweise der Steuercomputer eine Aufzeichnung über den

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Zustand einer jeden Anzeigezelle besitzt und auf deren Grundlage geeignete Signale erzeugen kann, um das angezeigte Bild wunschgemäß abzuändern.

Im Gegensatz dazu weist der ein Plasmapanel steuernde Computer typischerweise keine solche Aufzeichnung auf, auf die er zurückgreifen kann. Folglich kann er nicht leicht bestimmen, ob ein Schreib- oder ein Löschimpuls benötigt wird, um den Zustand einer bestimmten Zelle umzukehren. Eine Lösung besteht darin, das System um einen ansonsten überflüssigen und unnötigen Einzelbildspeicher zu vermehren. Eine andere Lösung besteht darin, den Zustand der zu invertierenden Zelle (in bekannter Weise) "auszulesen". Nachteiligerweise erhöhen jedoch beide diese Alternativen die Kosten und die Komplexität des Anzeigesystems.

Infolgedessen besteht derzeit keine einfache und billige Methode zum Unkehren der Zustände der Zellen eines Plasmapanels oder einer ähnlichen Anzeigevorrichtung auf einer individuellen, adressierbaren Grundlage.

Dies läßt sich ändern mit einer Anzeigevorrichtung der eingangs genannten Art, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß die invertierende Löschsignalspannung der Gasentladungsanzeigezelle gleichzeitig wie die erste Spannung zugeführt wird und daß die Summe aus invertierender Löschsignal-

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spannung und erster Spannung kleiner ist als die Durchbruchspannung der Gasentladungsanzeigezelle, so daß das invertierende Löschsignal nur dann einen nicht-lichtemittierenden Zustand in der Zelle erzeugt, wenn es sich beim ersten Zustand der Gasentladungsanzeigezelle um den lichtemittierenden Zustand handelt.

Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden wird die Erfindung aihand einer Ausführungsform näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Plasmaanzeigesystem, das eine erfindungsgemäße Zellenzustandsumkehrschaltungsanordnung umfaßt; _v

Fig. 2 mehrere Wellenformen, die bei der Erläuterung der Arbeitsweise des Systems der Fig. 1 hilf„reich sind, zur Schaffung herkömmlicher Schreib- und Löschfunktionenj

Fig. 3 mehrere Wellenformen, die bei der Erläuterung der Arbeitsweise des Anzeigesystems der Fig. 1 hilfreich sind, zur Bildung der erfindungsgemäßen ZeI-lenzustandsumkehr;

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Fig. 4 und 5 Je graphische Darstellungen, die bei der Erläuterung des zuvor beschriebenen Wandspannungsaufbaumechanismus hilfreich sind; und

Fig. 6 mehrere innerhalb des Anzeigesystems der Fig. 1 erzeugte interne Zeitsteuerungswellenformen.

Erfindungsgemäß ist der erste Impuls einer Folge ein invertierender Schräbimpuls·¹, der eine Zelle, die ursprünglich AUS war, in den EIN-Zustand umkehrt, der aber wie irgendein Schreibimpuls den Zustand der Zelle nicht beeinflußt, wenn diese ursprünglich EIN war. Der zweite Impuls der Folge ist ein "invertierender Löschimpuls", der die Zelle in einen AUS-Zustand invertiert, wenn sie ursprünglich EIN war. Der invertierende Löschimpuls kann einem herkömmlichen Löschimpuls ähnlich oder identisch sein. Wie nun erläutert werden wird, ist der invertierende Schreibimpuls jedoch erfindungsgemäß dadzu angepaßt, eine Zelle von einem AUS- zu einem EIN-Zustand auf solche Weise zu invertieren, daß die Zelle nicht durch den folgenden invertierenden Löschimpuls beeinflußt wird, was sie ansonsten zu einem AUS-Zustand zurückinvertieren würde.

Für ein gegebenes Plasmapanel ist die anfängliche Anzahl der Raumladungsträger, die durch einen Schreibimpuls erzeugt und durch diesen zu den Zellenwänden gezogen werden, prinzipiell durch die Amplitude und die Dauer des Schreibimpulses

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bestimmt. So kann ein Schreibimpuls, obwohl er eine ausreichende Amplitude zur Bewirkung eines Gasdurchbruchs aufweist, eine unzulängliche Amplitude und/oder Dauer aufweisen, um unmittelbar eine Wandspannung mit dem zuvor erwähnten charakteristischen Wert zu speichern. Wenn jedoch die anfangs gespeicherte Wandspannung einen bestimmten Schwellenwert übersteigt, der prinzipiell durch die Amplitude und die Dauer des Halteimpulses bestimmt ist, baut sich die Wandspannung über mehrere Haltezyklen hinweg zum charakteristischen Wert auf.

Das Zeitintervall oder die Periode, die zwischen dem Ende eines SchreibimpvuaBs und dem Beginn des folgenden Halteimpulses vergeht, ist ein wichtiger Faktor beim Wandladungsaufbauvorgang. Für längere Perioden kann die Mehrzahl der Ladungsträger, die durch den Schreibimpuls nicht zu den Zellenwänden gezogen worden sind, durch Rekombination oder Diffusion weg von der Kreuzungspunktstelle vor der nächsten Entladung verschwinden. Dies führt zu einer kleineren Anfangswandspannung und es wird eine größere Anzahl von Haltezyklen in Anspruch genommen, um die Wandspannung zum charakteristischen Wert aufzubauen. Es wird eine maximale Verzögerungsperiode erreicht, die als die Entionisierungszeit bekannt ist, oberhalb welcher so viele der Anfangsladungsträger verlorengehen, daß die Wandspannung niemals den genannten Schwellenwert erreicht und sich niemals

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bis zum charakteristischen Wert aufbaut. Vielmehr kehrt die Wandspannung letztlich zu Null zurück. Für ein bestimmtes Panel ist die Entionisierungszeit prinzipiell eine Funktion der Amplitude und der Dauer des verwendeten Schreibimpulses»

Die vorliegende Erfindung zieht Nutzen aus dem eben beschriebenen Wandspannungsaufbaumechanismus. Der beschriebene Schreibimpuls weist ausreichende Amplitude, Dauer und Nähe zum folgenden Halteimpuls auf, um sicherzustellen, daß eine AUS-Zelle, der er zugeführt wird, letztlich in einen EIN-Zustand gebracht wird. Diese drei Parameterverden jedoch so eingestellt, daß der Wandspannungswert, der zu demjenigen Zeitpunkt erhalten wird, zu welchem der in Frage stehenden Zelle der invertierende Löschimpuls zugeführt wird, in Kombination mit diesem Impuls nicht dazu ausreicht, einen Gasdurchbruch zu bewirken und die Anfangswandladung zu entfernen. Der invertierende Löschimpuls löscht somit lediglich eine Zelle, die für eine Anzahl von Haltezyklen EIN gewesen ist und bei der somit sichergestellt ist, daß sich die Wandspannung auf ihrem charakteristischen Wert befindet.

Fig. 1 zeigt ein Anzeigesystem 100, in dessen Herz sich eine Matrixanzeigevorrichtung befindet, beispielsweise ein Plasmapanel 80. Das Panel 80 umfaßt zwei dielektrische Platten oder Oberflächen, von denen wenigstens eine durchscheinend ist und

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zwischen denen ein zusammenhängendes Volumen aus gasförmigem Anzeigematerial, wie Neon, dicht eingeschlossen ist. Eine erste Gruppe von 512 "Spaltenleitern" C1 bis C512 ist auf einer Platte in einer generell vertikalen Richtung angeordnet. Eine zweite Gruppe von 512 ^wZeilenleitern¹¹ R1 bis R512 ist auf der anderen Platte in einer generell horizontalen Richtung angeordnet. Die Leiter einer Jeden Gruppe sind in einem sehr dichten Abstand zueinander angeordnet, beispielsweise 24 Zeilen pro cm.

Die einzelnen Bereiche des Panels 80, die durch die Überlappungen oder Kreuzungspunkte der verschiedenen Reihen- und Spaltenleiter definiert sind, fungieren als deren Anzeigezellen. Bilder, Text und andere graphische Daten werden auf dem Panel dargestellt durch Erzeugen von einzelnen Glimmentladungen in dem Gas an ausgewählten Kreuzungspunkten, beispielsweise unter der Steuerung eines Digitalcomputers 2CX). Letzterer ist extern vom Anzeigesystem 100 dargestellt, da die Komponenten innerhalb des Systems 100 typischerweise als eine Einheit hergestellt und verkauft werden, die mit dem eigenen Computer des Abnehmers oder einem anderen Steuersystem zu verbinden ist. Wie Wellenform (A) in Fig. 2 zeigt} wird eine Entladung einer bestimmten Zelle des Panels 80, wie eine Entladung der Zelle 81, begonnen durch Aufprägen oder Anlegen eines "Schreibimpulses¹¹ WP, welcher der Zelle über ihr Zeilen- und Spaltenleiterpaar R2, C512 zugeführt wird,

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und zv/ar zur Zeit t... Die Amplitude V des Schreibimpulses

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WP übersteigt die Durchbruchsspannung V, des gasförmigen Anzeigematerials in der Umgebung der Zelle 81. Als Ergebnis wird im Kreuzungspunktbereich eine Raumladung oder ein Plasma mit Elektronen und positiven Ionen erzeugt. Eine damit einhergehende Lawinenvervielfachung erzeugt eine erste Glimmentladung und einen dabei auftretenden kurzen (beispielsweise eine Mikrosekunde) Lichtimpuls im sichtbaren Spektrum genau nach der Zeit t.., wie es Wellenform (C) in Fig. 2 zeigt. Der Schreibimpuls WP, der fortdauernd an der Zelle anliegt, beginnt die Raumladungselektronen und -ionen oder Ladungsträger zu den entgegengesetzten Zellenwänden zu ziehen, d. h., zu den sich gegenüberliegenden dielektrischen Oberflächen im Kreuzungspunktbereich. Wenn der Schreibimpuls WP zur Zeit tp aufhört, bleibt eine durch diese Wandladungen erzeugte positive "Wandspannung" e_m über dem Gas im Kreuzungspunktbereich gespeichert, wie es Wellenform (B) zeigt. Diese Wandspannung spielt eine wichtige Rolle beim nachfolgenden Betrieb des Panels, wie man in Kürze sehen wird.

Ein einziger kurzdauernder Lichtimpuls kann natürlich vom menschlichen Auge nicht festgestellt werden. Um einer Plasmaanzeigezelle das Aussehen einer kontinuierlich lichtemittierenden (EIN, erregt) Zelle zu geben, werden weitere rasch aufeinanderfolgende Glimmentladungen und damit einhergehende Lichtimpulse benötigt. Diese werden durch ein "Haltesignal"

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erzeugt, das über jeder Zelle des Panels über deren Leiterpaar aufgeprägt wird. Wie Wellenform A zeigt, umfaßt das Haltesignal beispielsweise eine Folge abwechselnd positive und negative Polarität aufweisender Halteimpulse PS bzw. NS. Die Amplitude V dieser Halteimpulse ist kleiner als die Durchbruchsspannung V^. Folglich ist die Spannung über Zellen, die zuvor nicht durch einen Schreibimpuls erregt worden sind, nicht ausreichend, um eine Entladung zu bewirken, und diese Zellen bleiben in einem nicht-lichtemittierenden Zustand.

Jedoch tritt bei einer zuvor erregten Zelle, wie der Zelle 81, eine Spannung auf, welche die überlagerung der Haltespannung mit der zuvor in dieser Zelle gespeicherten Wandspannung e_m aufweist. Man beachte, daß der dem Schreibimpuls WP folgende und zur Zeit t, beginnende Halteimpuls ein negativer Halteimpuls NS ist. Als Folge davon wirkt die durch den Impuls WP erzeugte Wandspannung e_ffl additiv mit dem negativen Halteimpuls über dem Anzeigezellengas zusammen. Man kan annehmen, daß die Summe aus Wandspannung und Haltespannung über dem Gas den Wert V^ übersteigt, so daß eine zweite Glimmentladung und ein damit einhergehender Lichtimpuls genau nach der Zeit t* erzeugt werden. Der Ladungsträgerfluß zu den Wänden der Zelle 81 bildet nun eine Wandspannung nega tiver Polarität, jedoch mit einem Betrag, der etwa gleich dem zuvor erhaltenen ist. So resultiert der folgende, positive

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Halteimpuls, der zur Zeit t- beginnt, in einer noch weiteren Entladung, und so weiter. Nach mehreren Haltezyklen erreicht die Größe der Wandspannung e einen konstanten, charakteristischen Wert V_m, der eine Funktion der Gaszusammensetzung, der Panelabmessungen, des Haltespannungswertes und weiterer Parameter ist. Die Haltesignalfrequenz kann im Bereich von 50 kHz liegen. Somit werden die Lichtimpulse der Wellenform (C) vom Auge des Betrachters verschmolzen, und die Zelle 81 erscheint als kontinuierlich erregt.

Die Zelle 81 wird zu einem nicht-lichteinittierenden (AUS, entregt) Zustand durch Entfernen ihrer Waidladung zurückgeschaltet. Dies geschieht durch Anlegen eines "Löschimpulses" EP an die Zelle, wie zur Zeit te, und zwar wieder über das Leiterpaar R2, C512. Die Amplitude des Impulses EP ist V_ö>V₁_ - V_1n. Da der positive Impuls EP einem negativen Halteimpuls NS folgt, bewirkt der Impuls EP eine Entladung einer EIN-ZeIle, wie sie der folgende positive Halteimpuls PS bewirken würde. Die Wandspannung e_m beginnt ihre Polarität umzukehren. Der Löschimpuls EP ist jedoch bezogen auf einen Halteimpuls von derart kurzer Dauer, daß die Wandspannungsumkehr vorzeitig beendet wird, wie zur Zeit tg, wenn die Wandspannungsamplitude beispielsweise in der Nähe von Null liegt. Folglich treten keine weiteren Durchbrüche auf und die Zelle 81 ist zu einem nicht-lichtemittierenden Zustand zurückgebracht. Der Rest der Wandspannung e verschwindet

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schließlich aufgrund einer Rekombination von positiven und negativen Ladungsträgern und deren Diffusion weg von der Kreuzungspunktstelle.

Die V/ellenformen der Fig. 3 erläutern die Prinzipien der vorliegenden Erfindung. Speziell Wellenform (A) der Fig. 3 zeigt die Zwei-Impuls-Zellenzustandsinversionsfolge gemäß Erfindung. Beim ersten Impuls der Folge handelt es sich um einen "invertierenden Schreibimpuls" IV/ positiver Polarität, welcher der Zelle während der herkömmlichen Schreibperiode zugeführt wird, d. h., nach einem positiven Halteimpuls. Beim zweiten Impuls der Folge handelt es sich um einen "invertierenden Löschimpuls" IE positiver Polarität, der beispielsweise identisch mit dem herkömmlichen Löschimpuls EP ist.

Es sei angenommen, daß die Zelle 81 invertiert werden soll und daß sie sich anfangs in einem EIN-Zustand befindet. Ihre Wandspannung e_m variiert zwischen V_m und -V_m, und zwar in Abhängigkeit von den abwechselnden Polaritäten des Haltesignals, wie es Wellenform (B) der Fig. 3 zeigt. Ein invertierender Schreibimpuls IW wird der Zelle zur Zeit ty zugeführt, wenn e_m auf dem Wert V_m ist. Der Impuls IW wirkt mit der Wandspannung e nicht additiv, sondern subtraktiv zusammen. Die kombinierte Spannung über der Zelle ist somit kleiner als V_fe. Folglich hat der Impuls IW keine Auswirkung auf den ZeI-lenzustand. Da jedoch der invertierende Löschimpuls IE, der

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zur Zeit t₁Q beginnt, beispielsweise identisch mit einem herkömmlichen Löschimpuls ist, invertiert er die Zelle 81 wunschgemäß in einen AUS-Zustand. Wellenform (C) der Fig. 3 zeigt das Lichtausgangssignal der invertierten Zelle.

Andererseits sei angenommen, daß sich die Zelle 81 anfangs in einem AUS-Zustand befindet. Deshalb ist gemäß Wellenform (D) der Fig. 3 ihre Wandspannung e anfangs Null. Die Amplitude V. des invertierenden Schreibimpulses IW ist beispielsweise gleich der Amplitude V des invertierenden Schreibimpulses. Somit werden in der Zelle gemäß Wellenform (E) der Fig. 3 eine Glimmentladung und ein damit einhergehendes Lichtsignal genau nach der Zeit ty induziert. Die Dauer W des invertierenden Schreibimpulses IW ist jedoch beispielsweise kleiner als diejenige des herkömmlichen Schreibimpulses WP. Wenn der Impuls IW zur Zeit t_Q aufhört, ist folglich nur eine kleine Wandspannung V erzeugt worden. Man kann jedoch annehmen, daß V + V > V, ist, so daß der zur Zeit t„ beginnende negative Halteimpuls einen zweiten Gasdurchbruch bewirkt. Der Betrag der auf diesen Halteimpuls hin erzeugten Wandspannung ^{ist V}me·

Eine der Hauptbestimmenden für die Amplitude von V ist die Amplitude von V, wenn man eine vorbestimmte Amplitude und Dauer des Halteimpulses annimmt. Dies kann folgendermaßen verstanden werden: Die Amplitude der einen Durchbruch bewirkenden

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Spannung bestimmt prinzipiell die Größe der während dieses Durchbruchs erzeugten Raumladung. Sie bestimmt auch die Zeit, zu welcher der Durchbruch auftritt, bezogen auf den Beginn der den Durchbruch bewirkenden Spannung. (Die Stärke des emittierten Lichtimpulses ist ebenfalls eine Funktion dieser Spannung.) Beispielsweise ist die kombinierte Spannung V__ + V_.

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die zur Zeit tg über der Zelle 81 angelegt wird, relativ klein, d. h., gerade ein wenig größer als V, . Es wird eine relativ kleine Raumladung erzeugt und der Durchbruch tritt zu einem späten Zeitpunkt während des Halteimpulses auf. (Der emittierte Lichtimpuls ist ebenfalls sehr schwach.) Ein wesentlicher Teil des Halteimpulses, der zur Zeit t« begann, ist zu dieser Zeit bereits vorbei. Folglich sind am Ende dieses Halteimpulses nicht alle zur Zeit des Durchbruchs erzeugten Raumladungsträger zu den Zellenwänden gezogen worden. Man kann Jedoch annehmen, daß der neue Wert V__Q der erzeugten

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Wandspannung größer als der alte Wert V ist. Daher erzeugt der Durchbruch, der auf den zur Zeit t₁₁ beginnenden positiven Halteimpuls hin erzeugt worden ist, eine etwas größere Raumladung, und er erzeugt sie zu einem früheren Zeitpunkt während des Halteimpulses. Zur Zeit t₁₂ ist dann die Wandspannungsamplitude größer als V. Nach einer Anzahl von Halteimpulsen erreicht dann die Wandspannung e den Wert V . Die Zelle 81 ist somit in einen EIN-Zustand gebracht, der von demjenigen nicht unterscheidbar ist, welcher von einem herkömmlichen Schreibimpuls erzeugt worden ist.

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Erfindungsgemäß ist jedoch die Amplitude von V, welches der Wert der Wandspannung e_m ist, wenn zur Zeit t*Q der invertierende Löschimpuls IE an die Zelle 81 angelegt wird, derart, daß ihre Summe mit dem Impuls IE kleiner als die Durchbruchsspannung ist, d. h., V + V <V, oder alternativ ausgedrückt, V< V, - V . Wie gewünscht tritt dann keine Entladung und keine Änderung der Wandspannung auf den invertierenden Löschimpuls hin auf. Somit v/ird eine Zelle, die vom Impuls IW in einen EIN-Zustand invertiert worden ist, durch den Impuls IE nicht zu ihrem ursprünglichen AUS-Zustand zurückgebracht, sondern in diesem EIN-Zustand gehalten.

Das Zeitintervall oder die Periode Θ, die zwischen dem Ende irgendeines (beispielsweise herkömmlichen oder invertierenden) Schreibimpulses und dem Beginn des folgenden Halteimpulses vergeht, ist ein wichtiger Faktor bei dem beschriebenen Wandladung saufbauvo rgang. Wenn θ klein ist, bleibt ein beträchtlicher Eruchteil der Raumladungsträger, die auf den Impuls IW hin erzeugt, aber nicht zu den Zellenwänden gezogen worden sind, zur Zeit tg noch vorhanden. Das Vorhandensein dieser Ladungsträger bringt verschiedene Mechanismen ins Spiel, einschließlich beispielsweise einer vorübergehend verringerten Durchbruchsspannung. Dies führt zu einem V__, das größer ist,

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als es der Fall wäre, wenn diese Anzahl von Ladungsträgern nicht vorhanden wäre. Bei größeren Werten von θ kann der größere Teil der vom Impuls IW erzeugten Raumladung vor der

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nächsten Entladung durch Rekombination und Diffusion weg von der Kreuzungspunktstelle verschwinden. Dies resultiert in einem kleineren V_me, und es ist eine erhöhte Anzahl von Halteimpulsen erforderlich, um die Wandspannung zu V_ffl aufzubauen.

Fig. 4 zeigt, wie sich der Wandspannungsaufbau mit θ ändert, wobei eine vorbestimmte Amplitude und Dauer des invertierenden Schreibimpulses angenommen ist. Wenn θ ausreichend klein ist, nimmt e den charakteristischen Wert V als Folge des unmittelbar folgenden Halte impulses an, wie es für Θ* gezeigt ist. Wenn θ vergrößert wird (G^< Qp, usw.), bedarf es eine? zunehmenden Anzahl von Halteimpulsen, bis die Wandspannung den Wert V_m erreicht. Wie Fig. 4 zeigt, kann die Wandspannung um einen kleinen Betrag über V_m hinausschießen, bevor sie sich in diesem Wert einfindet. (Zur Vereinfachung ist dieses Darüberhinausschießen jedoch in Wellenform (D) der Fig. 3 nicht gezeigt.)

Fig. 5 zeigt, daß bei einer festgelegten Amplitude V₁ des invertierenden Schreibimpulses die Anzahl der Halteimpulse, die erforderlich ist, damit die Wandspannung e_ffl den Wert V_n erreicht, sich sowohl mit θ als auch mit der Dauer W des Impulses ändert. Wieder sieht man, daß eine Erhöhung von θ (für ein gegebenes W) die Anzahl der Halteimpulse erhöht, die erforderlich sind, damit die Wandspannung sich bis zum Wert V_a

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aufbaut. Zusätzlich sind für ein gegebenes θ mehr Halteimpulse erforderlich, wenn die Dauer W des invertierenden Schreibimpulses verringert wird (W₁ 4 W~' W,< W,).

Betrachtet man beispielsweise die Kurve für die Dauer W^, sieht man, daß sich diese Kurve asymjtotisch einem bestimmten Wert von θ nähert, nämlich T-, der als die "Rückkehrzeit" oder auch "Entionisierungszeit" bekannt ist, oberhalb welchem keine Halteimpulszahl die Wandspannung bis auf V_m aufbaut. Dies liegt daran, daß für θ >T-j so viele Raumladungsträger, die auf den Anfangsdurchbruch hin erzeugt worden sind, aufgrund von Rekombination oder Diffusion verlorengehen, daß der resultierende Wert von V kleiner ist als ein Schwellenwert, der zur Erzeugung einer Folge von zunehmenden Wandspannungen, wie sie zuvor beschrieben worden sind, erforderlich ist. In diesem Fall wird die Wandspannungsamplitude über eine Anzahl von Halteimpulsen schlechter und kehrt schließlich zu Null zurück.

Für ein gegebenes Panel weist jede Kombination von Amplitude und Dauer des invertierenden Schreibimpulses ihre eigene zugehörige Rückkehrzeit (im englischsprachigen Raum recovery time genannt) auf. So haben in Fig. 5 die Impulse mit den Dauern W₂, W, und W^ zugehörige Rückkehrzeiten von T₂, ^₅ bzw. T^, wenn wieder dieselbe Amplitude des invertierenden Schreibimpulses angenommen wird. Die Rückkehrzeit erhöht sich für grös-

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sere Impulsamplituden, da anfangs eine größere Raumladung erzeugt wird. Folglich kann man es sich leisten, daß mehr davon verlorengeht. Da es erfindungsgemäß erforderlich ist, daß eine Zelle, der ein invertierender Schreibimpuls zugeführt wird, schließlich in einen EIN-Zustand gebracht wird, muß θ kleiner als diejenige Rückkehr- oder Entionisierungszeit sein, welche der gewählten Amplitude und Dauer des invertierenden Schreibimpulses zugeordnet ist.

Vorausgehendes läßt erkennen, daß jemand, der ein Plasmapanelsystem erstellen will, einen großen Spielraum bei der Wahl von Signalparametern zur Erzeugung einer erfindungsgemäßen Zellenzustandsinversion zur Verfügung hat. Wie zuvor erläutert, können beispielsweise die herkömmlichen und die invertierenden Schreibimpulse die gleiche Amplitude haben, wodurch die Kosten und die Komplexität des Entwurfs möglichst klein gemacht werden. Die Tatsache, daß der invertierende Löschimpuls einem herkömmlichen Löschimpuls identisch sein kann, ist ein weiterer bedeutender Faktor, der zur Wirtschaftlichkeit und Einfachheit der vorliegenden Lösung für eine Plasmazellenzustandsumkehr beiträgt.

Es werden nun der Aufbau des Anzeigesystems 100 und dessen Arbeitsweise in Verbindung mit dem Computer 200 für die Erzeugung der Schreib-, Lösch- und Invertierfunktionen, wie sie zuvor diskutiert worden sind, erläutert.

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Das Anzeigesystem 100 umfaßt einen Haupttaktgeber 10, der die Folgenbildung und Dauer aller dem Panel 80 zugeführter Signale steuert. Zu diesem Zweck weist der Taktgeber 10 sieben Logikwert-(beispielsweise 5 V)Ausgangsleitungen 11 bis 17 auf. Wie Fig. 6 zeigt, definieren die Zeitsteuerungssignale auf jeder dieser Leitungen den Beginn- und den Endpunkt eines dem Panel 80 zugeführten unterschiedlichen Impulstyps innerhalb eines jeden HaltezykHus T. Beispielsweise definieren die Zeitsteuerungssignale auf den Leitungen 16 und 17 diejenigen Perioden innerhalb eines jeden Haltezyklus, während welcher positive bzw. negative Halteimpulse den Zellen des Panels zuzuführen sind. Gleichermaßen definieren die Zeitsteuerungssignale auf den Leitungen 11, 12 und 14 diejenigen SLtperioden innerhalb eines jeden Haltezyklus, während welcher dem Panel Schreibimpulse, invertierende Schreibimpulse bzw. Löschimpulse (sowohl herkömmliche als auch invertierende) zuzuführen sind. Die Zeitsteuerungssignale auf den Leitungen 13 und 15 werden nachfolgend diskutiert.

Die Haltezeitsteuerungssignale auf den Leitungen 16 und 17 werden einer Haltespannungsversorgung 60 zugeführt. Diese Einheit reagiert auf jeden Impuls auf der Zeitsteuerungsleitung 16 für positive Halteimpulse mit der Erzeugung eines Potentials V /2 auf einer Reihenhalteleitung SR und eines Potentials -V_/2 auf einer Spaltenhalteleitung SC. Das Potential auf Leitung SR wird einem jeden der Reihenleiter R1 bis R512

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über einen Reihendekodierer/Treiber 87 zugeführt, während das Potential auf Leitung SC einen jeden der Spalteleiter C1 bis C512 über einen Spaltendekodierer/Treiber 88 zugeführt wird. Bezüglich dieser Potentiale wird keine Dekodierfunktion von den Dekodierern/Treibern 87 und 88 durchgeführt. Somit wird jeder Kreuzungspunktzelle des Panels 80 eine positive (Reihenleiter-zu-Spaltaleiter-)Hartepannung der Größe V_/2-(-V /2) = V

SS S

aufgeprägt. Die Potentiale auf den Leitungen SR und SC kehren nach Beendigung des Impulses auf Leitung 16 zu Null zurück.

Die Haltespannungsversorgung 60 reagiert auf jeden Impuls auf der Leitung 17 für negative Haltesteuerung, indem sie die Potentiale V_/2 und -V.,/2 auf den Spalten- und Reihen-Halteleitungen SC bzw. SR erzeugt und dadurch für die Dauer des Zeitsteuerungsimpulses auf Leitung 17 über jeder Zelle eine Spannung (-V_s/2)-(V_g/2) = -V_g aufprägt.

Befehle zum Anlegen von Schreib- oder Löschimpulsen an eine ausgewählte Zelle oder ausgewählte Zellen des Panels 80 oder zum Anlegen der Zwei-Impuls-Zellenzustandsinversionsfolge gemäß vorliegender Erfindung stammen vom Computer 200. Der Computer 200 wiederum kann solche Befehle in Abhängigkeit von irgendeinem von mehreren unterschiedlichen Anregungen formulieren. Beispielsweise kann die Reihen- und Spaltenadresse einer bestimmten Zelle und die gewünschte Funktion, beispiels-

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weise Schreiben, Löschen oder Invertieren, vom Computer 200 intern unter einer Programmsteuerung erzeugt werden. Diese Betriebsart umfaßt Anwendungen, wie die Anzeige intern erzeugter graphischer Darstellungen und Diagramme. Alternativ dazu können zu erregende, entregende oder invertierende bestimmte Zellen für den Computer 200 vom Benutzer beispielsweise über ein Tastenfeld 214 und/oder einen Lichtstift 208 identifiziert werden, was nachfolgend ausführlicher erläutert werden wird. Oder der Computer 200 kann Instruktionen von einem anderen, entfernt angeordneten Computer erhalten, und zwar über eine zwischen diesen eingerichtete Datenverbindungsstrecke.

Beispielsweise sei angenommen, daß ein Schreibimpuls an die Zelle 81 angelegt werden soll. Zu diesem Zv/eck erzeugt der Computer 200 Mehrfachbit-Kodewörter auf Zeilen- und Spaltenadressenkabeln 221 bzw. 222, wodurch R2 und C512 als die die interessierende Zelle definierenden Leiter identifiziert werden. Wenn der nächste positive übergang auf der Leitung 16 für die positive Haltezeitsteuerung dem Computer 200 anzeigt, daß ein neuer Haltezyklus begonnen hat, erzeugt der Computer 200 auf einer Schreibbefehlsleitung 201 einen Impuls mit dem Logikwert ^M1". Dieser Impuls, der auf Leitung 201 für den gesamten Haltezyklus fortdauert, wird einem Eingang eines UND-Gatters 21 zugeführt. Das andere Eingangssignal für das Gatter 21 stammt von Leitung 11. Das UND-Gatter 21 reagiert

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Vi '

auf den nächsten auftretenden Schreibzeitsteuerungsimpuls auf Leitung 11, indem sie über eine Leitung 22, ein ODER-Gatter 33 und eine Leitung 34 die Schreibspannungsversorgung 40 pulst.

Die Schreibspannungsversorgung 40 erzeugt daraufhin ein Potential V /2 auf einer Zeilenschreibleitung WR und ein Potential -V /2 auf einer Spaltenschreibleitung WC. Der Zeilendekodierer/Treiber 87 dekodiert die Zeilenadresse auf Kabel 221, und auf die Identifizierung des Leiters R2 als den die interessierende Zelle definierenden Zeilenleiter koppelt er das Potential V_w/2 auf Leitung WR zum Leiter R2 durch. Gleichermaßen reagiert der Spaltendekodierer/Treiber 88 auf die Spaltenadresse auf Kabel 222, indem er das Potential -V_w/2 auf Leitung WC zum Leiter C512 durchkoppelt. Das Potential über der Zelle 81 ist folglich V_w/2-(-V/2) = V , d. h., die Ampli-

W W W

tude des Schreibimpulses WP. Die Signale auf den Leitungen WR und WC werden natürlich notwendigerweise auch an jede andere Zelle in der Reihe R2 bzw. der Spalte C512 angelegt. Da diese zv/ei Potentiale jedoch nur über der Zelle 81 zusammenwirken, erhält lediglich diese Zelle einen Schreibimpuls mit voller Amplitude und folglich wird nur diese Zelle erregt. Die Beendigung des Schreibzeitsteuerungssignals auf Leitung 11 beendet den Impuls auf Leitung 34 und damit den Schreibimpuls, der von der Versorgung 40 über der Zelle 81 aufgeprägt wird.

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.ar-

Wenn andererseits ein Löschimpuls an Zelle 31 angelegt werden soll, erzeugt der Computer 200 einen Löschbefehlsimpuls auf Leitung 204, der auf einen Eingang eines UND-Gatters 27 geführt wird. Der nächst auftretende Impuls auf der Leitung 14 für die Lösch- und die invertierende Löschzeitsteuerung bewirkt, daß das UND-Gatter 27 über eine Leitung 28, ein ODER-Gatter 37 und eine Leitung 38 eine Löschspannungsversorgung 50 pulst. Die Versorgung 50 erzeugt die Potentiale V /2 und -V_e/2 auf den Leitungen ER bzw. EC. Die Dekodierer/Treiber 87 und 88 koppeln diese Potentiale auf den Reihenleiter R2 bzw. den Spaltenleiter C512, wodurch ein Löschimpuls der Amplitude V über der Zelle 81 aufgeprägt wird. Dieser Löschimpuls hört bei Beendigung des Zeitsteuerungsimpulses auf Leitung 14 auf.

Soll der Zustand der Zelle 81 erfindungsgemäß invertiert v/erden, erzeugt der Computer 200 bei Beginn eines Haltezyklus einen Invertierbefehlsimpuls auf Leitung 202. Der Impuls auf Leitung 202 wird einem Eingang eines UND-Gatters 23 und einem Eingang eines UND-Gatters 31 zugeführt. Der nächstauftretende Zeitsteuerungsimpuls auf Leitung 12 koppelt einen Impuls über eine Leitung 24, ODER-Gatter 35 und 33 und eine Leitung 34 auf die Schreibspannungsversorgung 40. Die Dauer des Impulses auf Leitung 12 und somit die Dauer des der Zelle 81 zugeführten Impulses ist W, die vorbestimmte Dauer des invertierenden Schreibimpulses. Danach bringt der nächstauftretende

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ΛΑ '

Impuls auf Leitung 14 das UND-Gatter 31 dazu, über eine Leitung 32, ODER-Gatter 39 und 37 und eine Leitung 38 die Löschspannungsversorgung 50 zu pulsen, wodurch ein invertierender Löschimpuls an Zelle 81 angelegt wird.

Viele Plasmaanzeigeanordnungen haben ein Band dauernd erregter Zellen rund um den Panelumfang. Diese Zellen besorgen eine "Anreicherung" des gasförmigen Anzeigematerials des Panels mit freien Ionen, Elektronen und Photonen, wodurch beispielsweise die zur Sicherstellung einer zuverlässigen Schreiboperation benötigte Spannung vorteilhafterweise herabgesetzt wird. Diese sogenannten Am-Leben-Halte-Zellen werden typischerweise bei einem etwas höheren Haltepotential als die anderen Zellen des Panels betrieben. Folglich weisen sie ihre eigene Haltespannungsversorgung auf, beispielsweise die Spannungsversorgung 70. Letztere reagiert wie die Halteversorgung 60 auf die Zeitsteuerungssignale auf den Leitungen 16 und 17. Die Zeilen- und Spaltenkomponenten der am Leben haltenden Haltespannung werden von der Versorgung 70 auf Leitungen KR bzw. KC bereitgestellt. Diese Signale werden beispielsweise über die Dekodierer/Treiber 87 bzw. 88 auf die Am-Leben-Halte-Zellen des Panels 80 geführt. Natürlich ist für diese Am-Leben-Halte-Signale keine Dekodierfunktion vorgesehen. Die Am-Leben-Halte-Zellen selbst des Panels 80 sind in Fig. 1 nicht gezeigt; bei einem im Handel erhältlichen Plasmapanel sind sie typischerweise verdeckt und damit dem Blick entzogen.

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In der US-PS 3 979 638 {J. Sept. 1976) ist beschrieben, daß eine verbesserte Ain-Leben-Halte-Operation über eine dynamische Am-Leben-Halte-Methode erreicht wird, bei der die in einem gegebenen Haltezyklus erzeugten am Leben haltenden Haltesignale einer Zeitsteuerung unterzogen werden, die der räumlichen Position einer in diesem Zyklus adressierten Zelle in dem Panel entspricht. Die Spannungsversorgung 70 umfaßt beispielsweise eine dynamische Am-Leben-Halte-Schaltungsanordnung dieser Art, wobei die Position der augenblicklich adressierten Zelle für die Versorgung 70 über entsprechende Abgriffe der Kabel 221 und 222 identifiziert ist.

Die Möglichkeit der Zellenzustandsinversion, mit der erfindungsgemäß ein Anzeigesystem versehen wird, kann vorteilhaft bei vielen Anwendungen verwendet werden. Beispielsweise beschreibt die US-PS 3 937 878 (10. Februar 1976) eine bedingte Regenerierungsmethode zur Anzeige bewegter "Zitter"-Bilder auf einem Plasmapanel oder einer ähnlichen Zwei-Pegel-Anzeigevorrichtung. Der Zustand einer jeden Zelle des Panels in einem gegebenen Einzelbild des bewegten Bildes wird mit dem Zustand derselben Zelle im vorhergehenden Einzelbild verglichen. Eine Zelle wird nur adressiert, wenn sich ihr Zustand von einem Einzelbild zum nächsten geändert hat. Infolgedessen braucht bei der übertragung des bewegten Bildes über eine Datenleitung zu einem entfernt angeordneten Anzeigepanel nur die Information zum auf den neuesten Stand bringen, d. h.,

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Information bezüglich derjenigen Zellen, welche ihren Zustand zwischen den Einzelbildern geändert haben, gesendet zu werden. Typischerweise müssen sowohl die Zellenadresse als auch der neue Zustand übertragen werden, da die empfangende Anzeigevorrichtung typischerweise keinen Einzelbildspeicher oder eine andere Einrichtung zur Bestimmung der momentanen ZeI-lenzustände aufweist und somit zur Bestimmung, ob ein Schreib- oder ein Löschimpuls benötigt wird, um eine Zelle gegenüber ihrem momentanen Zustand zu ändern. Wenn das empfangende Panel jedoch eine erfindungsgemäße Zellenzustandsinversionsschaltungsanordnung aufweist, brauchen nur die Adressen derjenigen Zellen übertragen zu werden, deren Zustände sich geändert haben, wodurch die zur Übertragung des Bildes erforderliche Bandbreite und/oder Zeit auf kleinem V/ert gehalten wird.

Eine weitere Anwendung der vorliegenden Zellenzustandsinversionsmethode besteht darin, einen bestimmten Bereich eines angezeigten Bildes durch Invertieren aller seiner Zellen herauszustellen, um eine negative Version des Bildes in diesem Bereich zu erzeugen. Ein solches Herausstellen kann weiter verbessert werden durch kontinuierliches Invertieren und Rückinvertieren des bestimmten Panelbereiches mit einer relativ niedrigen Wiederholungsfrequenz, beispielsweise 3 bis 15 Hz, wodurch eine Blitz- oder Blinkwirkung erzeugt wird. Vorteilhafterweise kann diese Blinkwirkung verwendet werden,

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um die Lichtstifttauglichkeit einer Plasmaanzeigeanordnung zu verbessern, wie es nun erläutert v/erden v/ird.

Die Anzeigeanordnung 100 umfaßt einen Lichtstift 208 und eine zugehörige Schaltungsanordnung zum Feststellen der Position des Stiftes, wenn dieser gegen die Oberfläche des Panels 80 gehalten wird. Der Stift 208 reagiert auf einen in der Nähe seiner Spitze auftretenden Lichtimpuls, indem er über einen Verstärker 210 ein Signal auf einer Leitung 213 erzeugt, das anzeigt, daß eine Zelle, welcher der Stift benachbart ist, einen Lichtimpuls ausgestoßen hat. Die Anzeigeanordnung identifiziert die Position des Stiftes 208 dadurch, daß sogenannte Abtastsignale an die Zellen des Panels 80 in einem vorbestimmten Muster angelegt werden und daß jede Zelle, wenn sie abgetastet wird, "blitzt", d. h., einen Lichtimpuls aussendet, und zwar zu einer Zeit, wenn die Halteimpulse keine Lichtimpulse bei EIN-Zellen des Panels erzeugen. Jene Signale auf Leitung 213, die als Reaktion auf die genannten Abtastsignale erzeugt werden, werden in einer noch zu beschreibenden Weise zum Computer 200 durchgeschleust, während jene Signale, die als Reaktion auf Halteimpulse erzeugt worden sind, an diesem Durchschleusen gehindert werden. Wenn der Computer ein Signal vom Stift 208 erhält, wird somit die Position des Stiftes bekannt, da die Adresse der letzten zu blitzenden Zelle bekannt ist.

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Beispielsweise blitzt bei der Anzeigeanordnung 100 eine bestimmte Zelle des Panels 80 durch Anlegen einer Zwei-Impuls-Abtastfolge an diese. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, umfaßt diese Zwei-Impuls-Folge einen Abtast-Löschimpuls SE, der einem positiven Halteimpuls PS vorausgeht, und einen Abtast-Schreibimpuls SV/, der diesem Halteimpuls folgt. Der Abtast-Löschimpuls, der beispielsweise zur Zeit t,.* beginnen kann, ist bei der Darstellung eine verzögerte Version eines normalen Löschimpulses. Der Abtast-Löschimpuls bewirkt einen Durchbruch und einen Lichtimpuls bei einer EIN-Zelle, wie in Wellenform (D) der Fig. 3 gezeigt ist, aber seine Nähe zum folgenden Halteimpuls verhindert eine "Verarmung¹¹ der EIN-Zellen-Wandspannung. Die Zelle wird somit in ihrem EIN-Zustand gehalten.

Der Abtast-Schreibimpuls SW, der beispielsweise zur Zeit t^ beginnen kann, weist z. B. die gleiche Form auf wie der vorliegende invertierende Schreibimpuls IW. Anders als beim Impuls IW übersteigt jedoch die Zeitdauer θ zwischen dem Ende des Impulses SW und dem Beginn des folgenden Halteimpulses die RUckkehrzeit, die einem Impuls von dessen Amplitude und Dauer zugeordnet ist. Wie zuvor in Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben worden ist, wird somit eine AUS-Zelle, der der Impuls SW zugeführt wird, nicht in einen EIN-Zustand umgeschaltet, sondern sie wird in ihrem AUS-Zustand gehalten.

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Betrachtet man nun die Fig. 1 und 6, sieht man, daß der Taktgeber 10 ZeitSteuerungssignale auf den Leitungen 13 und 15 erzeugt, welche die Versetzung und die Dauer des Abtast-Schreibimpulses SV/ bzw. des Abtast-Löschimpulses SE definieren. Der Computer 200 tastet das Panel 80 ab, um dessen Zellen beim "Ausschauen" nach dem Stift 208 auf der Grundlage eine Zelle pro Haltezyklus aufblitzen zu lassen. Die Zellen werden beispielsweise von links nach rechts und von oben nach unten abgetastet, wobei die Adresse einer jeden der Reihe nach abzutastenden Zelle in jedem Haltezyklus über die Kabel 221 und 222 auf den neuesten Stand gebracht wird. Speziell ausgedrückt erzeugt der Computer 200 einen Abtastbefehlsimpuls auf Leitung 203, der beispielsweise zur Zeit t,.-, beginnt. Der nächst auftretende Abtast-Löschzeitsteuerungsimpuls auf Leitung 15 bewirkt, daß das UND-Gatter 29 über die Ader 30, die ODER-Gatter 39 und 37 und die Ader 38 die Löschspannungsversorgung 50 pulst. Danach wird der gegenwärtig adressierten Zelle als Reaktion auf das nächst auftretende Abtast-Schreib-Zeitsteuerungssignal auf Leitung 13 ein Abtast-Schreibimpuls zugeführt. Der Zeitsteuerungsimpuls auf Leitung 13 bewirkt, daß das UND-Gatter 25 über die Leitung 26, die ODER-Gatter 35 und 33 und die Leitung 34 die Schreibspannungsversorgung 40 pulst.

Es sei angenommen, daß der Stift 208 neben die Zelle 81 gehalten wird. Wenn diese Zelle EIN ist, wird von dieser ein

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Lichtimpuls zu einer Zeit ausgesendet, zu welcher ein Impuls auf der Ausgangsleitung 19 des Gatters 39 vorhanden ist, beispielsweise genau nach der Zeit t..*. Das auf die Signale auf den Leitungen 19 und 213 ansprechende UND-Gatter 212 gibt dem Computer 200 ein Signal, um anzuzeigen, daß sich der Stift 208 über derjenigen Zelle befindet, welche durch die gegenwärtige Adresse auf den Kabeln 221 und 222 definiert ist, d. h., über der Zelle 81, und daß sich diese Zelle im EIN-Zustand befindet.

Wenn die Zelle 81 andererseits AUS ist, wird von dieser ein Lichtimpuls zu der Zeit ausgesendet, zu welcher ein Impuls auf der Ausgangsleitung 36 des Gatters 35 vorhanden ist, beispielsweise genau nach der Zeit t_iZf. Das auf die Signale auf den Leitungen 36 und 213 ansprechende UND-Gatter 211 gibt dem Computer 200 Signale, um wiederum anzuzeigen, daß sich der Stift über der Zelle 81 befindet, wobei nun aber angezeigt wird, daß sich diese Zelle in einem AUS-Zustand befindet.

Der Computer 200 kann irgendeine aus einer Reihe von Funktionen in Abhängigkeit von den Signalen von den Gattern 211 und 212 vorsehen. Es mag lediglich erwünscht sein, die momentane Position des Stiftes im Computer 200 festzuhalten, ohne daß unmittelbar irgend etwas mehr stattfinden würde. Wenn beispielsweise auf dem Panel 80 ein Bild angezeigt wird, das

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einem schematischen Diagramm einer elektrischen Schaltung entspricht, mag es lediglich erforderlich sein, daß ein bestimmtes Element, über dem der Stift angeordnet worden ist, wie ein Widerstand, für ein Programm identifiziert wird, das dann im Computer 200 ausgeführt wird.

Oder es mag erwünscht sein, den Stift dazu zu verwenden, auf das Panel zu "schreiben" oder zu "zeichnen". Es sei beispielsweise angenommen, daß die Zellen des Panels alle anfangs AUS sind und daß der Stift 208 vom Benutzer über die Paneloberfläche geführt wird. Wenn jede Zelle des Panels in der zuvor beschriebenen Weise wialerholt abgetastet wird, kann der Computer 200 die Position des Stiftes 208 "verfolgen". Wenn die Anfangsposition des Stiftes erst einmal bestimmt ist, kann der Computer 200 beim Suchen der nächsten Stiftposition seine Abtastaktivität auf einen kleinen Bereich von Zellen in unmittelbarer Nachbarschaft der letzten bekannten Stiftposition beschränken. Wenn beispielsweise die Abtastung auf eine Quadratfläche von 64 Zellen begrenzt ist, kann dieser Bereich in. etwa einer Millisekunde vollständig abgetastet werden. Eine menschliche Hand kann den Stift in einer so kurzen Zeitdauer nicht aus diesem "Nachlaufquadrat" herausbewegen. Somit ist ein genaues und kontinuierliches Verfolgen sichergestellt. Wenn jede nacheinander durchlaufene Stiftposition bestimmt ist, kann der Computer 200 dieser beispielsweise ein Schreibsignal zuführen, wodurch die Wirkung des

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Schreibens einer hellen Linie auf einem dunklen Hintergrund erreicht wird.

Ein Verfahren, das analog zu dem zuvor erläuterten ist, kann angewendet werden, um die Wirkung des Schreibens einer dunklen Linie auf einen hellen Hintergrund zu erreichen, indem anfangs alle Zellen des Panels 80 erregt und ein Löschimpuls an jede Zelle gegeben wird, über welche der Stift hinwegläuft. Wenn es bei einer gegebenen Anwendung erwünscht ist, können zudem die Zustände der Zellen, über welche der Stift 208 hinwegläuft, dadurch invertiert werden, daß diesen die erfindungsgemäße invertierende Schreib- und invertierende Löschimpulsfolge zugeführt wird.

Bei vielen Anzeigesystemanwendungen, insbesondere jenen, welche computerunterstützte Entwurfsarbeiten umfassen, besteht ein nützliches Werkzeug in der Möglichkeit, ein kennzeichnendes, bewegliches Symbol oder einen "Läufer" auf dem angezeigten Bild zu überlagern. Der Benutzer bewegt den Läufer von einer Position auf dem Anzeigepanel zu einer anderen Position, indem ein Lichtstift auf dem Läufer plaziert und dann der Stift zur gewünschten neuen Läuferposition bewegt wird. Wenn der steuernde Computer die Lichtstiftposition verfolgt, bewegt er den Läufer mit dieser mit. Wenn der Stift von der Paneloberfläche entfernt wird, bleibt der Läufer einfach in seiner letzten Position.

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Bei einem computerunterstützten Schaltungsentwurfssystem beispielsweise kann der Verwender den Läufer von Element zu Element eines angezeigten schematischen Schaltbildes führen, wobei er den Wert eines jeden Elementes auf einem Tastenfeld eingibt, beispielsweise dessen Widerstandswert, Kapazitätswert usw., wenn der Läufer darüber bev/egt wird. Ein Läufer ist auch ein nützliches Zusatzmittel bei einem visuellen Nachrichtenverbindungssystem, bei dem Personen an räumlich getrennten Anzeigestationen das selbe Bild sehen, beispielsweise ein Bild oder ein Diagramm, und zwar jede auf ihrem eigenen Anzeigepanel. Eine mündliche, beispielsweise telefonische, Diskussion zwischen den Parteien darüber, was sie sehen, kann in vorteilhafter Weise unterstützt werden durch die Verwendung eines beweglichen Läufers, um auf bestimmte Bereiche des Bildes zu "zeigen".

Ein Läufer läßt sich leicht bei einer Kathodenstrahlröhre oder einer anderen Anzeigeanordnung mit einem Einzelbildspeicher schaffen, da die Anzeigeinformation, die vom Läufer ausgelöscht wird, während er sich über das Panel bev/egt, vom Einzelbildspeicher regeneriert wird. Typische Plasmaanzeigeanordnungen haben jedoch keinen solchen Regenerationsmechanismus. Folglich hat bisher die Möglichkeit eines Läufers für eine Plasmaanzeigeanordnung die Notwendigkeit zusätzlicher Geräteausrüstung bedeutet (wie einen Einzelbildspeicher

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oder eine Schaltungsanordnung zum Lesen und Speichern der Zustände der Zellen im Läuferweg), um die verlorene Information zu regenerieren.

Vorteilhafterweise schafft die vorliegende Erfindung eine einfache und billige Alternative für solche Anordnungen. Der Computer 200 betreibt beispielsweise die Anzeigeanordnung dadurch in einem Läuferbetrieb, daß jede Zelle in einem ausgewählten Bereich des Panels, wie einem Quadrat von 8 mal 8 Anzeigezellen, mit einer niedrigen Wiederholungsfrequenz, beispielsweise 3 bis 15 Hz, wiederholt invertiert und rückinvertiert wird. Alle Zellen des Quadrats können in typischerweise einer Millisekunde für eine Inversion adressiert werden. Dieser Bereich wird somit auf dem Panel als ein Läufer unterschieden, und zwar aufgrund der Blinkwirkung, die durch die wiederholte Inversion und Rückinversion von dessen Zellen erzeugt wird. Die Zellen innerhalb des Läuferbereiches können über die zuvor beschriebene Abtastlösch/Abtastschreibfolge zwischen jeder Zelleninversion rasch und wiederholt abgetastet werden. Wenn der Lichtstift 208 auf den Läufer gesetzt wird, wird seine Position durch den Computer 200 schnell identifiziert, und wenn der Stift bewegt wird, vermag der Computer 200 die Adressen des Läuferbereichs auf den neuesten Stand zu bringen, um den Läufer effektiv zusammen mit dem Stift zu bewegen. Da abwechselnde 'Blinkvorgänge"

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des Läufers dessen Zellen in ihre ursprünglichen Zustände zurückbringen, braucht der Computer 200 lediglich sicherzustellen, daß jede Zelle eine gerade Zahl von Malen invertiert wird, um die angezeigte Information zu erhalten.

Obwohl einige spezielle Anwendungen für die erfindungsgemäße Zellenzustandsinversionsmethode beschrieben worden sind, ergeben sich für den Fachmann zahlreiche weitere Anwendungen der vorliegenden Erfindung. Beispielsweise könnte ein Panel für eine Lichtstiftfeststellung abgetastet werden, indem nicht die zuvor beschriebene Abtastimpulsfolge verwendet wird, sonder die vorliegende Zwei-Impuls-Invertierfolge. Diese Möglichkeit ist tatsächlich in der Anzeigeanordnung 100 untergebracht worden. Man beachte, daß sowohl die invertierenden Schreibais auch die invertierenden Löschimpulse einen Gasdurchbruch und einen damit einhergehenden Lichtimpuls bewirken. Zusätzlich wird sowohl während der invertierenden Schreibimpulse als auch der Abtast-Schreibimpulse über Leitung 36 ein Signal an das Gatter 211 gegeben. Gleichermaßen wird sowohl während der invertierenden Löschiiapulse als auch der Abtast-Löschimpulse über Leitung 19 ein Signal an das Gatter 212 gegeben. Unvorteilhafterweise bedeutet jedoch die Verwendung der Zellenzustandsinversionsfolge für die Abtastung des Panels, daß der Computer 200 jede invertierte Zelle rückinvertieren muß. Im Gegensatz dazu ist dies nicht erforderlich,

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wenn die Abtast-Löschimpulse und die Abtast-Schreibimpulse verwendet werden.

Außerdem gilt folgendes: Obwohl die Erfindung in Verbindung mit einer speziellen Plasmaanzeigevorrichtung erläutert worden ist, ist sie keinesfalls auf diese beschränkt. Beispielsweise ist die Anzeigeanordnung 100 nur dazu in der Lage, zu einem Zeitpunkt eine Zelle des Panels 80 zu adressieren. Es sind jedoch Anordnungen bekannt, bei denen eine Anzahl von Zellen gleichlaufend adressiert werden kann. Bei solchen Systemen könnte dann die erfindungsgemäße Zwei-Impuls-Zellenzustandsinversionsfolge einer Anzahl von Zellen auf einmal zugeführt werden, wie allen Zellen in einer gegebenen Reihe des zuvor beschriebenen blinkenden Läufers.

Es versteht sich ferner, daß die hier benutzten Bezeichnungen "Reihe" und "Spalte" sowie "positiv" und "negativ" beliebig sind und vertauscht werden können, wenn dies konsequent durchgeführt wird.

überdies sind zahlreiche verschiedene Anordnungen zur Erzeugung von Signalen und zum Anlegen dieser Signale an ein Plasma oder ein ähnlich matrixadressiertes Panel bekannt. So sind auch zahlreiche verschiedene Halte- und andere Wellenformen bekannt. Bei manchen dieser Anordnungen werden beispielsweise Schreibund andere Wellenformen den Haltesignalen überlagert, anstatt diese zu wechselseitig sich ausschließenden Zeiten anzulegen,

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wie es bei der erläuterten Ausführungsform der Fall ist. Für den Fachmann stellt es kein Problem dar, irgendwelche dieser bekannten Anordnungen praktisch anzupassen, um die erfindungsgemäi3e Zellenzustandsinversion zu erzielen.

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Claims

BLUMBACH · WESER . BERGEN · KRAMER

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Postadresse München: Palentconsult 8 München 60 Radedcestra3e 43 Telefon (089) 88 36jO3/88 36 04 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patenlconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Strafte 43 Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237

- yer-

Western Electric Company, Incorporated Ngo 22

Patentansprüche

( 1.^Anzeigevorrichtung mit einer Schaltungsanordnung zum Invertieren einer Gasentladungsanzeigezelle, die lichtemittierende und nicht-lichtemittierende Zustände annehmen kann, vom einen in den anderen Zustand, welche Gasentladungsanzeigezelle ein Gasvolumen mit einer zugehörigen Durchbruchsspannung aufweist und über dem Gasvolumen Spannungen zu speichern vermag, wobei eine charakteristische Spannung in der Gasentladungsanzeigezelle gespeichert wird, wenn diese sich im lichtemittierenden Zustand befindet, mit einer Schaltungsanordnung für das Anlegen eines ersten Signals an die Gasentladungsanzeigezelle zum Speichern einer ersten Spannung, wenn diese sich im lichtemittierenden Zustand befindet, mit einer Schaltungsanordnung zum abwechselnden Anlegen von Halteimpulsen mit einer ersten und einer zweiten Polarität an die Gasentladungsanzeigezelle und mit einer Schaltungsanordnung zum Anlegen

München: Kremer · Dr.Weser ■ Hirsch — Wiesbaden: Blumbach · Or. Bergen · Zwirner

ORIGINAL INSPECTED

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eines invertierenden Löschsignals an die Gasentladungsanzeigezelle, dadurch gekennzeichnet , daß die invertierende Löschsignalspannung der Gasentladungsanzeigezelle gleichzeitig wie die erste Spannung zugeführt wird und daß die Summe aus invertierender Löschsignalspannung und erster Spannung kleiner ist als die Durchbruchsspannung der Gasentladungsanzeigezelle, so daß das invertierende Löschsignal nur dann einen nicht-lichteiaittierenden Zustand in der Zelle erzeugt, wenn es sich beim ersten Zustand der Gasentladungsanzeigezelle um den lichtemittierenden Zustand handelt.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das erste Signal einen invertierenden Schreibimpuls (IW) enthält, der die erste Polarität aufweist und eine Amplitude, die größer als die Durchbruchsspannung ist, dem ein Halteimpuls der zweiten Polarität folgt.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der invertierende Schreibimpuls eine vorbestimmte Dauer und eine zugeordnete Erholungszeit aufweist, daß der invertierende Schreibimpuls um eine vorbestinmte Zeitdauer vor Beginn des einen der Halteimpulse beendet ist und daß diese Zeitdauer kleiner ist als die Erholungszeit, Jedoch ausreichend groß, um

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■·3 -

die Größe der ersten Spannung auf einen Wert zu bringen, der kleiner ist als die Differenz zwischen der Durchbruchsspannung und der invertierenden Löschsignalspannung.

k. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die charakteristische Spannung die Differenz zwischen der Durchbruchsspannung und der Halteimpulsspannung übersteigt, so daß die Halteimpulse additiv mit der über dem Gasvolumen gespeicherten Spannung zusammenwirkt, wenn sich die Zelle im lichtemittierenden Zustand befindet, um wiederholte Glimmentladungen in diesem Gasvolumen zu bewirken und die Polarität der gespeicherten Spannung wiederholt umzukehren·

5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß es sich bei dem invertierenden Löschsignal um einen Impuls (IE) er ersten Polarität handelt und daß dieser zu einer Zeit angelegt wird, die nach dem Zuführen des einen der Halteimpulse an diese Zelle und vor dem Zuführen des nachfolgenden Halteimpulses an diese Zelle liegt.

Hi/ku

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