DE2732118A1

DE2732118A1 - Gas-anzeigetafel mit ebenen leitern

Info

Publication number: DE2732118A1
Application number: DE2732118A
Authority: DE
Inventors: Nicholas Cleanthis Andreadakis; Richard Karl Kirchner; William Norman Mayer
Original assignee: Modern Controls Inc
Current assignee: Modern Controls Inc
Priority date: 1976-07-16
Filing date: 1977-07-15
Publication date: 1978-01-19
Also published as: NL7707175A; US4080597A; CA1074472A; FR2361739A1; JPS5330870A; GB1581601A; SE7708193L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf visuelle Anzeigetafeln, insbesondere auf Anzeigetafeln mit Gaszellen, die auf einer Ebene verteilt, in kapazitiver Nähe von elektrischen Leitern angeordnet sind. Ein nach vorgelegter Wahl festgelegtes Anlegen von Spannungen an die Leiter führt zur Zündung des in den Gaszellen befindlichen Gasen und erlaubt weiterhin aufgrund einer eindeutigen, ungewöhnlichen Kombination von elektrischen Taktsignalen und einer räumlichen Leiteranordnung im Hinblick auf deren Abstand und Ausgestaltung die Übertragung der Gaszellenzündung auf benachbarte Gaszellen.

Es ist bekannt, daß eine Gaszelle bei Anlegen einer geeigneten, quer durch die Gaszelle führenden Spannung gezündet werden kann. Dieser Effekt wird bei Neonlampen ausgenutzt, um elektrisch betriebene, visuelle Anzeigeeinrichtungen zu schaffen. Es ist weiterhin bekannt, daß eine Trennung der mit Spannung beaufschlagten Leiter von der Gaszelle mittels eines dielektrischen Mediums, beispielsweise Glas, zu einer Gaszellenzündung führt, welche relativ rasch erlischt, sobald sich die freien Elektronen innerhalb der Zelle auf der inneren dielektrischen Oberfläche ansammeln und dadurch ein dem äußeren, von den Leitern herrührendem, entgegengesetztes elektrisches Feld aufbauen. Wenn jedoch die Polarität der spannungsführenden Leiter plötzlich umgekehrt wird, wirkt das von der Elektronenanhäufung an der dielektrischen Oberfläche herrührende Feld verstärkend auf das von den Leitern mit nunmehr umgekehrter Polarität herrührende äußere Feld und führt dadurch zu einer wiederholten Gaszellenzündung.

Diese mit der dielektrischen Zwischenschicht einhergehenden Phänomene sind ausführlich von Bakkal und Loeb in Journal of Applied Physics unter dem Titel "Electrical Breakdown of Argon in Glass Cells with External Electrodes at Constant and at 60 Cycle Alternating Potential", 1962, beschrieben worden. Die in dieser Publikation beschriebene Entdeckung besteht im wesentlichen darin, daß nach einer einmal angelegten, genügend hohen Spannung für die Erstzündung einer Gaszelle

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für die Aufrechterhaltung der Gaszellenzündung geringere Spannungen benötigt werden, wenn man Impulse umgekehrter Polarität verwendet. Dieser .Effekt beruht darauf, daß sich das von der Elektronenansammlung auf der inneren dielektrischen Oberfläche herrührende Feld dem äußeren Feld im positiven Sinne überlagert. Diese Phänomene sind bei mehreren bekannten Anzeigevorrichtungen ausgenutzt worden. Bei vielen dieser Vorrichtungen werden die Gaszellen und die Leiter matrixförmig angeordnet. Derartige Anordnungen sind beispielsweise in den US-PSen 2 933 648; 2 925 530; 2 904 765; 3 340 524 und 3 559 190 beschrieben worden. Jede der oben genannten Patentschriften zeigt besondere elektrische Steuersysteme zur Anregung von Gaszellen, die entsprechend dem oben genannten Artikel in Journal of Applied Physics aufgebaut sind.

Um die Erfindung vollständig erfassen zu können, ist ein allgemeines Verständnis der grundsätzlichen Arbeitsweise einer Gaszelle, welche die in der oben genannten Literaturstelle 1962 veröffentlichten Phänomene ausnutzt, notwendig. Voraussetzung für das Auftreten derartiger Phänomene ist ein gasgefüllter Hohlraum mit genau ausgerichteten und kapazitiv gaicoppelten elektrischen Leitern. Dies wird vorzugsweise durch Verwendung einer dielektrischen Glasschicht erreicht. Sobald die Potentialdifferenz zwischen zwei, dicht am gasgefüllten Hohlraum angeordneten Leitern genügend hoch ist, tritt ein Spannungsabfall in dem Teil des gasgefüllten Hohlraumes auf, der unmittelbar zwischen den entsprechenden Leitern und dem angrenzenden dielektrischen Medium liegt. Dieser Spannungsabfall ist ein Zeichen dafür, daß sich im Gasraum bewegliche Ladungsträger befinden, und zwar sowohl Elektronen als auch positiv geladene Ionen, die aufgrund verschiedener, für den Spannungsabfall verantwortlicher physikalischer Prozesse freigesetzt werden. Die Elektronen wandern gegen die am stärksten positiv aufgeladene Oberfläche; die Ionen dagegen wandern in die umgekehrte Pachtung, und zwar zu der Oberfläche, die das geringste Potential aufweist. Die Elektronen haben eine weit höhere Beweglichkeit als die Ionen und bewegen sich daher mit Laufzeiten, die 10^ - 10 -mal geringer als die Ione.i-

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Laufzeiten sind. Die Elektronen sammeln sich an der über dem positiv geladenen Leiter angeordneten und die Ionen an der über dem negativ geladenen Leiter angeordneten dielektrischen Oberfläche an.

Dia I-adungaträgerbewegung führt zu einem Strom. Da das dielektrische Medium den Strom nicht durchläßt, führt dieser Strom und die Ladungsträgeransammlung zu einer Spannungsaufladung. Die Ladungsträgeransammlung führt zu einem elektrischen Feld im Gasraum, das dem von außen angelegten Feld entgegengesetzt gerichtet ist. Dieses innere elektrische Feld steigt mit wachsender Ansammlung der Ladungsträger an der dielektrischen Oberfläche an. Das entgegengesetzte innere Feld wird schließlich so groß, daß die Gasentladung bzw. Gaszellenbeleuchtung erlischt. Da die Elektronen eine v:eit höhere Beweglichkeit als die Ionen haben, ist vorwiegend deren Ladungsonsammlung für das Erlöschen der Gaszellenbeleuchtung verantwortlich. Typische Zeiten für ein Erlöschen der Gaszelle aufgrund genügend hoher Elektronenansammluni¹; liegen zwischen 1O~ bis 10 sek. Im Zeitpunkt des Erlöschens der Gaszelle sind praktisch alle Elektronen aus dem Gcsraum abgewandert, während der lonenstrom gerade erst anläuft. Die positiv geladenen Ionon führen im Gasraum bzw. der Gaszelle zu einer positiven Raumladung, die bei einem Aufrechterhalten der von außen angelegten Spannung kontinuierlich weiter zur negativen Klemme wandert. Gibt man den positiven Ionen genügend Zeit, so wandern sie zu der über dem negativen Leiter angeordneten dielektrischen Oberfläche ab und bauen dort eine Oberflächenladung auf. Diese Oberflächenladung ist positiv und damit entgegengesetzt zur negativen Ladung bzw. entsprechenden Spannung des benachbarten Leiters. Wenn die von außen angelegte Spannung entfernt wird, halten die entsprechend positiv und negativ aufgeladenen dielektrischen Oberflächen ein durch den Gasraum reichendes elektrisches Feld aufrecht, dessen Richtung entgegengesetzt der Richtung des ursprünglich angelegten äußeren Feldes ist. Die Größe dieses Feldes ist gleich der Vektorsumme der von den entgegengesetzt aufgeladenen dielektrischen Oberflächen herrührenden Felder.

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- fir -

Wenn nachfolgend die Polarität der von außen an die Leiter angelegten Spannung umgekehrt wird, findet men, daß nunmehr für die Gaszellenzündung eine woit geringere Spannung als bei der Erstzündung der Gaszelle notwendig ist. Die3 liegt damn, daß die nachfolgende, umgekehrte Spannungs- bzw. Feldpoloritat mit der Polarität des inneren, von den Ladungsträgern auf den dielektrischen Oberflächen erzeugten Feldes übereinstimmt und das innere Feld nunmehr spannunpravers korkend wirkt und zu einem neuerlichen Gasdurchbruch und nachfolgender Gaezündung führt. Der vorangehend beschriebene Prozeß kann wiederholt werden, wobei nacheinanderfolgend die Polarität relativ niedrigar Spannungen umgekehrt wird, so daß die Gas zellenb el euch tune; bei Spannungswerten aufrechterhalten werden kann, die unter denen liegen, die für die Erstzündung benötigt werden. Diesem Phänomen werden unterschiedliche Namen gegeben, beispielsweise "Wandladungs"-Effekt ("wall charge" phenomena), "Zellenspeicher" (cell "memory") u.a. Im Endergebnis führt der oben beschriebene "Vorgang dazu, daß bei vorgegebener Gaszelle für die Anfangszündung eine Spannung vorgegebener Größe und für die nachfolgenden Gaszündungen Spannungssignale mit ebenfalls vorgegebenem, jedoch geringerem Wert benötigt werden.

Die vorliegende Erfindung macht Gebrauch von den oben beschriebenen PhänomeneninVerbindung mit einer sich bewährt habenden Vorrichtung, die es nicht mehr notwendig macht, zwei Spannungr.-quellen, jeweils eine für die Erstzündung und eine weitere für die FoIgesündungen, einsetzen zu müssen. Die Erfindung umfaßt eine neue räumliche Anordnung bzw. Ausgestaltung eines Satzes von spannungsführenden Leitern, welche mit bestimmten Gaszellenzeilen deckungsgleich bzw. diesen eindeutig zuordenbar sind. Diese räumliche Anordnung bzw. Ausgestaltung des Leitersatzes ermöglicht eine Gaszellenzündung bei dem gleichen Spannungswert, der für die Aufrechterhaltung der Zündung in anderen Gaszellen der visuellen Anzeigetafel benötigt wird. Die Vorrichtung macht Gebrauch von einem eindeutigen, eigenartigen Takten bzw. einer zeitlichen Abstimmung der Spannungsbeaufschlagung benachbarter Leiter, um eine Gaszellenzündung durch ein getaktetes Beaufschlagen der Leiter mit einem einzigen Span-

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nungswert in eine Nachbarzelle zu übertragen bzw. zu verschieben. Entlang der einen Kante der visuellen Anzeigetafel ist eine Zeile von Auslöse- bzw. Steuerzellen angeordnet. Diese Auslöse- bzw. Steuerzellen dienen dazu, für eine ständige Gaszündungsquelle zu sorgen. Diese Goszündung wird dann zeitlich nacheinander in benachbarte Zellen auf der Anzeigetafel verschoben, und zwar dadurch, daß die Spannung derart nacheinander an benachbarte, parallele Leiter gelegt wird, daß die visuelle Anzeige eines beliebigen alphanumerischen Informationsmusters oder anderer Informationen auf der Gesamtfläche der Anzeigetafel möglich wird. Die Erfindung umfaßt auch eine Einrichtung, um das Zünden bestimmter Auslösezeilen zu unterdrükken, wenn eine (bestimmte) Gaszelle auf der Anzeigetafel nicht leuchten soll.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der beigefügten schematischen Darstellungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels;

Fig. 2 ein Taktdiagranai zur Steuerung der im Ausführungsbeispiel verwendexen elektrischen Signale;

Fig. 3 eine vereinfachte schematische Darstellung der elektrischen Leiter in der Anzeigetafel;

Fig. 4 einen Ausschnitt aus Fig. 5 in vergrößerter Darstellung;

Fig. 5 A eine Vorderansicht entlang der Linie 5 A - 5 A in Fig. 4;

Fig. 5 B eine Vorderansicht entlang der Schnittlinie 5 B - 5 B in Fig. 4;

Fig. 6 eine diagrammartige Darstellung einer einzigen Leiter-Spalte mit den Gaszellenzuständen zu verschiedenen Zeitpunkten während des SCHREIB-Betriebszustandes;

Fig. 7 eine diagrammartige Darstellung der Gaszellenzustände während jedes Zeitimpulses des SPEICHER-Betriebszustandes; und

Fig. 8 ein Blockdiagramm der Signalverbindungen bzw. des

Signalschlusses der im Ausführungsbeispiel verwendeten Vorrichtung.

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Die Erfindung kann äußerst vorteilhaft in Verbindung mit einer digitalen Zifferntastatur oder anderer digitaler Nachrichtenoder Informationsvorrichtungen verwendet werden. Die erfinderische Anlage kann über bekannte und daher nicht weiter beschriebene Schaltkreise mit einer digitalen, elektrischen Schnittstelle bzw. einem Interface zur Codierung alphanumerischer oder anderer Daten in binäre Signale und Übertragung derselben in binäre, einen Teil der Erfindung bildende Register verbunden werden. Wenn die Erfindung mit einem Prozeßrechner verwendet werden soll, kann sie leicht so geändert bzw. angepaßt werden, daß sie die notwendigen Übertragersignale zur Auslösung und Steuerung der Übertragung binärer Daten vom Prozeßrechner zum Register gemäß der Erfindung liefert. Derartige Datenübertragungs- und -Steuervorrichtungen sind bekannt und brauchen daher nicht weiter beschrieben zu werden.

Fig. 1 zeigt in Blockform das zwischen der Erfindung und einer äußeren Übertragungsvorrichtung angeordnete digitale Interface. Daten in Form binärer elektrischer Signale werden von einem Computer, einer Tastenanzeige oder anderer Übertragungsvorrichtungen in ein Pufferregister 10 übertragen. Diese Daten repräsentieren eine auf einer visuellen Anzeigetafel 20 darzustellende alphanumerische Information. Die. Daten werden dann einer Treibersteuerstufe 11 für die Anzeigetafel 20 zugeführt und dabei von einem vorgegebenen Satz von Taktsignalen einer Logik-Zeitsteuerschaltung 15 gesteuert. Die Steuer-Taktsignale werden auch der Treibersteuerstufe 11 zugeführt, um auch das in der Treibersteuerstufe 11 notwendige Takten zu steuern. Sämtliche Ausgangssignale der Treibersteuerstufe 11 werden in die visuelle Anzeigetafel 20 übertragen, um dort die Zündung ausgewählter Gaszellen auszulösen und dadurch ein Muster von Gasentladungen herbeizuführen, welches repräsentativ für die alphanumerisch dargestellte Information ist.

Ein geeigneter Logik-Steuerkreis 12 empfängt und erzeugt Steuersignale, welche für die Übertragung der binären, elektrischen Signale zwischen dem Pufferregister 10 und der äußeren Übertragungsvorrichtung notwendig sind. Netzwerke dieser Art

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sind bekannt und brauchen daher nicht weiter beschrieben zu werden.

In Fig. 2 sind die Taktsignale dargestellt, die zur Steuerung der sequentiellen Einspeisung alphanumerischer Information in die visuelle Anzeigetafel 20 verwendet werden. Zwei Phasen-Signale A und B sind die ersten Phasensteuersignale zur Steuerung der seriellen Zündung und Speicherung auf dem Schirm der Anzeigetafel 20. Neben den Phasen-Signalen A und B werden noch ein Vorrück-Signal S, ein Wortwahl-Signal WS, ein Eingangswort-Signal IW und ein Eingangsdaten-Signal ID verwendet, um oin erstes Zünden ausgewählter Gaszellen und eine Speicherung den Zündzustandes der zuvor gezündeten Zellen herbeizuführen. Diese Signalkombination wird bei zwei Betriebsarten bzw. —zuständen verwendet, nämlich dem SCHREIB-Betriebszustand, bei dem diese Signale für ein erstes Einführen der alphanumerischen Information in die Anzeigetafel 20, und dem SPEICIIER-Betrieb, bei welchem diese Signale zur Aufrechterhaltung der bereits eingeführten und auf der Anzeigetafel 20 alphanumerisch (largestellten Information verwendet werden.

Sämtliche in Fig. 2 dargestellten Signale treten während der relativen Zeiteinheiten, -kerben bzw. -impulse auf. Demgemäß umfaßt der SCHREIB-Betriebszustand fünf Einheitszeitimpulse, während der die ID-, IW-, WS-, S-, A- und B-Signale verwendet werden. Der SPEICHER-Betriebszustand umfaßt zehn Einheitszeitimpulse, während der die ID-, IW-, A- und B-Signale verwendet werden. Die im SPEICHER-Betriebszustand verwendete Frequenz wirkt sich direkt auf die vom Auge wahrgenommene, von der Anzeigetafel 20 abgestrahlte, mittlere Lichtintensität aus. SPEICIIER-Betriebszustandfrequensen zwischen 5 und 100 kHz liefern Intensitäten, die in den meisten Fällen ausreichen. Vorzugsweise hat ein Zeitimpuls eine Dauer von 5 Mikrosekunden, so daß der SCHREIB-Betriebszustand 25 Mikrosekunden und der SPEICHER-Betriebszustand 50 Mikrosekunden dauert. Der SCHREIB-Betriebszustand kann nach einem vorangegangenen Schreib-Zyklus oder einem vorangegangenen Speicher-Zyklus ausgelöst werden.

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Fig. 3 ist ein vereinfachtes Diagramm der in der Anzeigetafel 20 angeordneten Leiter für die Gaszellen. Aus dieser Figur ergibt sich, daß die Leiter horizontal und parallel zueinander angeordnet sind und quer über eine Bodenplatte 60 aus Glas verlaufen. Jeder Leiter ist durch das ihm zugeführte elektrische SiRtial gekennzeichnet. Beispielsweise ist der Leiter 35 als Eingangswort- bzw. IW-Leiter, der Leiter 39 als Wortwahl- bzw. WS-Leiter und die Leiter 41a, 41b und 41c als Vorrück- bzw. S-Leiter gekennzeichnet.

Mehrere vertikale Eingangsdaten- bzw. ID-Leiter sind entlang der Kante der visuellen Anzeigetafel 20 angeordnet und bilden Spaltenleiter 1...n. Die Schnittstelle jeder Spalte mit einem Leiterpaar A, B repräsentiert den Ort einer Gaszelle, welcher durch eine Spalte und eine Zeile eindeutig festlegbar ist. Beispielsweise liegt die Gaszelle C 13 an der Schnittstelle der Spalte 1 und der Zeile 3. Benachbarte Gaszellenspalten werden von einem Isolierstreifen aus Glas, beispielsweise dem Isolierstreifen 40, der die Gaszellenspalte 2 von der Gaszellenspalte 3 sowie den ID-Leiter 31 vom ID-Leiter 32 trennt und isoliert, isoliert.

Die ID-Signale werden den entlang der Anzeigetafel angeordneten ID-Leitern zugeführt. Beispielsweise wird das Signal ID 2 dem Iü-Leiter 3Ί und das Signal ID 3 des ID-Leiter 32 zugeführt. Die ID 1...ID η-Signale sind binäre Datensignale, welche die auf der Anzeigetafel 20 darzustellende alphanumerische Information repräsentieren. Diese Signale werden wahlweise gesteuert, um entweder ein Eingangssignal für eine Gaszellenzündung oder aber ein Eingangssignal für das Nichtzünden einer Gaszelle an den entsprechenden Spaltenstellen zu liefern, wobei diese Steuerung durch ein vorgegebenes, gesteuertes Takten der Logik-Zeitschaltung 15 und der Treiberstufe 11 herbeigeführt wird. Die ID-Signale v/erden anfangs in jeder Gaszelle der ersten Gaazellenreihe (Reihe 0) in Zündzustände der entsprechenden Gaszelle übersetzt. Die erste Gaszellenreihe (Reihe 0) liegt außerhalb der gewöhnlichen Anzeigefläche bzw. sichtbaren Fläche der Anzeigetafel 20. Der Zündzustand der Gas-

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zelle wird dann seriell von der Reihe O zu den Reihen 1, 2, 3 etc. verschoben, und zwar so lange, bis der Zündzustand an der vorgegebenen Stelle der Anzeigetafel 20 angelangt ist; dieser Vorgang wird noch beschrieben werden.

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf einen Teil der Anzeigetafel 20. Drei ID-Leiter 31» 32 und 33 sind dargestellt, wobei jeder die gleiche körperliche Form hat. Vom IW-Leiter 35 ragen mehrere Leiterzweige vor, wobei jeder Leiterzweig zwischen einem Paar von ID-Leitern liegt. Die Isolierschicht 40 aus Glas überdeckt teilweise den Leiterzweig 34 und läßt die Kantenflächen 36 und 37 in den zugeordneten Gaszellenbereichen 43 und 44 frei. Andere ähnliche Isolierstreifen sind in gleicher Weise anderen, vom IW-Leiter 35 vorragenden Leiterzweigen überlagert.

Eine Gaszelle mit drei ausgeprägten Bereichen befindet sich innerhalb der vom IW-Leiter 35 einschließlich dessen vorstehender Leiterzweige und einem ID-Leiter festgelegten Grenzen. Beispielsweise existiert ein erster Gaszellenbereich 44 zwischen dem ID-Leiter 32 und der Kantenfläche 37 des Leiterzweiges 34; ein zweiter Gaszellenbereich 45 befindet sich zwischen dem ID-Leiter 32 und der Kantenfläche 38 des Leiterzweiges 46; ein dritter Gaszellenbereich 42 befindet sich zwischen dem Eingangsleiter 32 und einem IW-Leiter-Abschnitt 35a. Das dynamische Verhalten dieser Gaszellenbereiche wird im folgenden in Verbindung mit der Betriebsweise der in diesem Ausführungsbeispiel verwendeten Vorrichtung beschrieben.

Gaszellen entstehen bzw. werden in den zwischen sämtlichen Leiterpaaren der Anzeigetafel 20 befindlichen Bereichen gebildet. Beispielsweise wird eine Gaszelle 49 zwischen dem IW-Leiter-Abschnitt 35a und dem WS-Leiter-Abschnitt 39a und eine weitere Gaszelle 51 zwischen dem WS-Leiter-Abschnitt 39a und dem S-Leiter-Abschnitt 41a gebildet. Die Zündung oder Nichtzündung des in diesen Gaszellen befindlichen Gases hängt vom Anlegen einer geeigneten Spannung an die zugeordneten Leiter und dem Zustand

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der Elektronen- und Ionenladungsverteilung auf der an die Gaszelle angrenzenden dielektrischen Oberfläche ab.

Fig. 5 A zeigt eine Vorderansicht eines entlang der Linie 5 A - 5 A in Fig. 4 vorgenommenen Schnittes der Anzeigetafel 20. Die Anzeigetafel 20 weist eine Bodenplatte 60 aus Glas auf, in deren oberer Oberfläche ein Leiterverteilungsmuster angeordnet ist. Die Anzeigetafel 20 ist weiterhin aus einer Deckplatte 62 aus Glas aufgebaut, in der mehrere Gaskanäle ausgeformt sind. Über das Leiterverteilungsmuster ist eine dünne, dielektrische Schicht 64 aus Glas, die sämtliche Leiter abdeckt, aufgebracht. Die Deck- und die Bodenplatte 62, 60 können miteinander durch irgendein bekanntes Verfahren verbunden sein. In die Gaskanäle wird ein inertes Gas eingeführt. Dieser Aufbau führt zu mehreren gasgefüllten Kanälen, beispielsweise dem Gaskanal 66, welcher die Ausgangsform für die hier beschriebenen Gaszellen darstellt.

Es ist wichtig, sich klarzumachen, daß die dielektrische Schicht 64 das im Ga3kanal 66 enthaltene Gas und alle anderen Gaskanäle gegen einen direkten Kontakt mit irgendeinem Leiter abschirmt bzw. isoliert. Beispielsweise sind der ID-Leiter 32, die Kantenflächen 37 und 38 jeweils gegen einen direkten Kontakt mit dem Gaskanal 66 isoliert. Man muß sich auch klarmachen, daß bei einem Anlegen einer Spannung an zwei Leiter, beispielsweise den ID-Leiter 32 und den IW-Leiterzweig 34 eine Oberflächenladung auf der dielektrischen Schicht 64 entsteht, und zwar an der Oberfläche, welche den jeweiligen Leitern gegenüberliegt und sich innerhalb des Gaskanals 66 befindet. Diese Ladung bzw. Ladungserzeugung auf der dielektrischen Oberfläche wird genauer bei der Beschreibung der Betriebsweise der Erfindung erläutert.

Fig. 5 B i3t eine Vorderansicht eines Schnittes entlang der Linie 5 B - 5 B in Fig. 4. Auf der Bodenplatte 60 aus Glas sind die parallelen Leiter, nämlich der IW-Leiter 35» der WS-Leiter 39, der S-Leiter 41a und alle anderen S-, A- und B-Leiter, angeordnet. Die dünne dielektrische Schicht 64 aus Glas

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überdeckt alle Leiter und isoliert sie vom Gaskanal 68. Der Gaskanal 68 ist in der Deckplatte 62 ausgeformt und mit einem inerten Gas, beispielsweise ITeon, gefüllt. Neon hat nämlich im sichtbaren Bereich angenehme I.euchteigenschaften, sobald der Spannungsabfall bzw. die Zündung zwischen einem benachbarten Leiterpaar durch Anlegen einer geeigneten Spannung eingetreten ist.

Die sich auf der dielektrischen Oberfläche bildende Ladung, die auch als dielektrische Oberflächenladung bezeichnet wird, bildet sich auf der oberen Oberfläche der Glasschicht 64·, und zwar im Bereich der entsprechenden Leiter. Ein als Gaszelle wirkender Bereich kann zwischen zwei beliebigen Leitern gebildet werden, sobald die geeignete Spannung an diese Leiter gelegt wird. Bestimmte Zellenbereiche werden jedoch zum Zwecke der Erläuterung der Betriebsweise des dargestellten Ausführunnsbeispiels als Gaszellen bzw. Gaszellenbereiche 0, 1 etc. be-

Lic füllende Beschreibung dient dem Verständnis der grundsätzlichen Betriebsweise der Auslösozellen, die als Zeile 0 bezeichnet werden; hierbei wird Bezug auf die Figuren 2-5 genommen. Die Auslösezellen-Zeile 0 ist die erste Zeile entlang der Kante der Anzeigetafel 20. Vorzugsweise ist diese Zeile dem Blick des Betrachters durch einen milchigen Schutzstreifen entzogen. Die Gaszellenzeile 0 hat; die Aufgabe, für jede Spalte eine Zündau3lösezelle zu schaffen, die ständig im gezündeten Zustand ist. Dieser Zustand kann bei Bedarf in die entsprechende Spalte verschoben werden, wenn eine bestimmte Gaszelle gezündet werden soll. Die Verschiebung der Gaszellenzündung wird nun beschrieben.

Die Zündung der Auslösezelle wird gemäß der Erfindung durch eine neue Ausgestaltung der Gaszellen der Zeile 0 sichergestellt. Diese neue Ausgestaltung umfaßt die räumliche Anordnung und Ausgestaltung bzw. Geometrie der ID-Leiter und des IW-Leiters 35. Gemäß Fig. 4 ist der IW-Leiter 35 so geformt, daß der Abstand zwischen einem ID-Leiter (in diesem Fall der ID-Leiter 32) und dem IW-Leiter im Spalten- bzw. ersten Gaszellenbereich

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44,dor zwischen dem ID-Leiter 32 und der Kantenfläche 37 gebildet ist, auf ein Minimum herabgedrückt ist; das gleiche gilt für den Spalten- bzw. zweiten Gaszellenbereich 45» der zwischen dem ID-Leiter 32 und der Kantenfläche 38 gebildet ist. Dieser eben beschriebene Abstand ist kleiner als der Abstand im dritten Gaszellenbereich 42 zwischen dem ID-Leiter 32 und dem IW-Leiter-Abschnitt 35a- Dadurch wird die für die schmaleren Spalten- bzw. Gaszellenbereiche benötigte Durchbruchsbzw. Zündspannung abgesenkt. Dies führt dazu, daß bei Anlegen der Betriebsspannung an das System die schmalen Gaszellenbereiche 44 und 45 gezündet werden bzw. dort ein Spannungsabfall stattfindet und die dadurch erzeugte Gasentladung sich auf den Gaszellenbereich 42 ausbreitet und dadurch die gesamte Gaszelle zündet. Aus Pig. 2 ergibt sich, daß dieser Durchbruch bzw. Spannungsabfall sowohl im SCHREIB-Betriebszustand als auch im SPEICHER-Betriebszustand während des Zeitimpulses 1 auftreten kann.

Nach einem Verschieben des Zündzustandes der Auslösegaszelle (Zeile 0) in die Anzeigetafel 20 ist es notwendig, die Auslösegaszelle während des Speicherzyklusses erneut zu zünden. Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird davon ausgegangen, daß der Spannungszustand des ID-Leiters 32 und des IW-Leiters 35 durch die jeweilige Spannung während des Zeitimpulses 5 des Schreibzyklusses festgelegt wird, demgemäß liegt am IW-Leiter 35 ein positives Potential, während der ID-Leiter 32 auf O-Potential liegt. Die reinen Oberfiächenladungen auf der oberhalb des jeweiligen Leiters liegenden dielektrischen Schicht 64 haben jeweils entgegengesetztes Potential. Demgemäß befinden sich auf dem Bereich über dem ID-Leiter 32 eine positive Oberflächenladung und in den Bereichen oberhalb der Kantenfläche 37, der Kantenfläche 38 und des IW-Leiter-Abschnittes 35a negative Oberflächenladungen.

Beim ersten Zeitimpuls des Speicherzyklusses geht der IW-Leiter 35 auf O-Potential und der ID-Leiter 32 auf ein Potential +V. Dies führt zu einer Ansammlung negativer Ladungen auf der dielektrischen Oberfläche 64 oberhalb des ID-Leiters 32 und einer

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Ansammlung positiver Ladungen auf den Oberflächenbereichen der dielektrischen Schicht 64, welche den Kantenflächen 37» 38 und dem IW-Leiter-Abschnitt 35a gegenüberliegen. Im Zeitimpuls 2 des Speicherzyklusses springt der IW-Leiter-Abschnitt 35a auf das Potential +V. Dieses Potential addiert sich zu dem von den positiven Oberflächenladungen bei den Kantenflächen 37 und 38 herrührenden ebenfalls positiven Potential. Das resultierende Potential genügt, um einen Durchbruch bzw. Spannungsabfall in den Gaszellenbereichen 44 und 45 herbeizuführen und dadurch diese Gaszellenbereiche erneut zu zünden. Beim Zeitimpuls 3 des Speicherzyklusses fällt der ID-Leiter 32 auf 0 Volt« Die angesammelten dielektrischen Oberflächenladungen unterstützen die angelegte Spannung, so daß diese Gaszelle erneut in der umgekehrten Spannungsrichtung gezündet wird. Die Gaszelle wird während jedes nachfolgenden Speicherzyklusses kontinuierlich erneut gezündet.

Die Auslösezelle muß auch während des Schreibzyklusses nach- bzw. wiedergezündet werden, wenn der vorausgegangene Zündzustand seriell in die benachbarten Gaszellen der entsprechenden Spalte geschoben bzw. übertragen worden ist. Um diese Vorgänge zu erklären, muß zunächst klar sein, daß sich die Gasauslösezelle unmittelbar vor bzw. zu Beginn des Schreibzyklusses in einem Zustand befindet, in dem der ID-Leiter 32 an 0 Volt und der IW-Leiter 35 an +V Volt liegt. Dieser Zustand führt zu einer negativen Ladungsvertellung bzw. -ansammlung auf den dem IW-Leiter 35 und den Kantenflächen 37 und 38 unmittelbar benachbarten Abschnitten der dielektrischen Schicht 64 und einer positiven Ladungsverteilung über dem ID-Leiter 32. Mit dem Zeitimpuls 1 des Schreibzyklusses geht der IW-Leiter 35 auf 0 Volt und der ID-Leiter 32 auf +V Volt über. Dies führt zu einer sich aufbauenden positiven Ladungsverteilung auf den Oberflächenbereichen der dielektrischen Schicht 64, die sich unmittelbar gegenüber dem IW-Leiter-Abschnitt 35a bzw. den Kantenflächen 37 und 38 befinden.

Mit dem Zeitimpuls 2 des Schreibzyklusses springt der IW-Leiter 35 auf +V Volt, während der ID-Leiter 32 weiterhin die Spannung

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If-

+V hat. Der WS-Leiter 39 fällt auf O Volt. Die vorher aufgebaute positive Ladung auf der dem IW-Leiter 35 unmittelbar gegenüberliegenden dielektrischen Oberfläche 64 verstärkt die angelegte Spannung gegenüber dem WS-Leiter 39 und führt dadurch zu einer Zündung der Gaszelle 49. Dies wiederum führt zu einer Ansammlung positiver Ladungen auf dem Oberflächenbereich der dielektrischen Schicht 64, der dem WS-Leiter-Abschnitt 39a gegenüberliegt, sowie zu einer Ansammlung negativer Ladungen auf der dem WS-Leiter-Abschnitt 35a gegenüberliegenden Oberfläche der dielektrischen Schicht 64. Zu diesem Zeitpunkt verbleiben die negativen Ladungsträger auf der dem ID-Leiter unmittelbar gegenüberliegenden Oberfläche der dielektrischen Schicht 64, da die Spannungsänderungen den IW-Leiter 35 auf das gleiche Potential wie den ID-Leiter 32 gebracht haben. Die vorher auf den oberhalb der Kantenflächen 37 und 38 angehäuften positiven Ladungen befinden sich aber immer noch auf diesen Oberflächenbereichen; diese Oberflächenladungen führen zu einer erneuten Zündung der Auslösezelle.

Im Zeitimpuls 3 des Schreibzyklusses fällt die Spannung am ID-Leiter 32 auf O Volt und führt zu einem Feld zwischen dem IW-Leiter 35 und dem ID-Leiter 32. Dieses Feld wird durch die Oberflächenladungen bei den Kantenflachen 37 und 38 verstärkt, so daß das Gas in den Gaszellenbereichen 44 und 45 erneut bzw. wiedergezündet wird. Dieses V/i ed er zünden der Auslösegaszelle führt zu einer Anhäufung negativer Ladungsträger auf der den Kantenflächen 37 und 38 unmittelbar gegenüberliegenden Oberfläche der dielektrischen Schicht 64 sowie zu einer Anhäufung positiver Ladungsträger auf den entsprechenden Oberflächenabschnitten der dielektrischen Schicht 64 oberhalb des ID-Leiters 32.

Am Ende des Schreibzyklusses ist der ID-Leiter 32 auf O-Potential und der IW-Leiter 35 auf einem Potential +V, wobei die Oberflächenladung auf der dem ID-Leiter 32 unmittelbar gegenüberliegenden Oberfläche der dielektrischen Schicht 64 positives und die Oberflächenladung auf den dem IW-Leiter 35 (und den

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Kantenflächen 37 und 3ö) entsprechenden Oberflächenbereichen der dielektrischen Schicht 64 negatives Vorzeichen haben. Diese Ladungsverteilung entspricht dem Ladungszustand unmittelbar vor Beginn des Schreibzyklusses, und der Schreibzyklus ist damit abgeschlossen, rfen beachte, daß die gleiche Ladungsverteilung auch am Ende des Speicherzyklusses vorliegt, so daß jeweils am Ende des Schreib- oder Speicherzyklusses die betreffenden dielektrischen Oberflächenbereiche stets diese vorgegebene Ladungsverteilung aufweisen.

Die vorstehend beschriebene Betriebsweise hängt entscheidend von der Geometrie, d.h. Anordnung und Ausgestaltung, der Leiter untereinander, d.h. des ID-Leiters 32, des IW-Leister-Abschnittes 35a und der Kantenflächen 37 und 38 ab. Es wurde bereits gezeigt, daß die engen Spalte in den Gaszellenbereichen 44 und 45 eine Gaszündung in diesen Bereichen bei Spannungen ermöglichen, die niedriger als die sonst benötigten Spannungen sind. Die entsprechenden Oberflächenbereiche spielen auch für einen guten Weiterbetrieb eine wichtige Rolle. In jeder Gasentladungszelle führt die größere Beweglichkeit der Elektronen im Gas unter dem Einfluß des elektrischen Feldes dazu, daß diese sich weit schneller auf den fraglichen dielektrischen Oberflächen ansammeln als die positiven Ionen. Demgemäß wird das Gegenpotential, das dem von außen angelegten Feld entgegenwirkt und die Gasentladung zum Erliegen bringt, in erster Linie von den freien Elektronen aufgebaut. Die für eine Unterbrechung der Gasentladung benötigte Anzahl von Elektronen ist der aufzuladenden Fläche proportional, da die wirksame Gegenspannung V durch folgende Gleichung bestimmt ist:

J i

a) v-4-.-g- J idt

Die in Gleichung a) vorkommende Größe G ist direkt proportional der von der Oberflächenladung eingenommenen Oberfläche; je größer demnach diese Fläche ist, umso mehr Elektronen werden benötigt, um diese Fläche aufzuladen, daß eine vorgegebene Spannung resultiert. Wenn dieses durch die Oberflächenladung aufgebaute Potential zur Unterbrechung der Gasentladung führt, ist

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die Anzahl der sich im Gas befindenden positiven Ionen gleich der Zahl der auf der dielektrischen Oberfläche angesammelten Elektronen. Wenn die angelegte Spannung sn den betreffenden Leitern aufrechterhalten wird, sammeln sich die positiven Ionen an der spannungsmäßig gegenüberliegenden dielektrischen Oberfläche. Wenn die von den positiven Ionen und den Elektronen besetzten Oberflächen nicht gleich groß sind, ist auch die von der Ladungsansammlung auf den verschieden großen Oberflächen herrührende Spannung unterschiedlich. Dies wiederum führt zu einer Ungleichheit des übrigbleibenden Potentials an den fraglichen dielektrischen Oberflächenbereichen. Diese Ungleichheit bezüglich des übrigbleibenden Potentials kann in Abhängigkeit von der Polarität der entsprechenden Leiterspannung variieren.

Daher wird eine Leiterstruktur angestrebt, bei welcher die auf den fraglichen dielektrischen Oberflächenbereichen übrigbleibenden Potentiale nicht ungleich sind. Andernfalls würde nämlich die statistische Verteilung der durch Ladungsträger bedingten Spannungen mit einer Unsicherheit behaftet sein und demgemäß zu einer Unsicherheit über die Zündung der Auslösezelle führen. Deswegen ist es wichtig, die Flächen der Leiter so genau wie möglich einander anzupassen, um einen möglichst weiten Betriebsspielraum für eine noch sicherere Gaszellenzündung zu haben. Beispielsweise sollte die Fläche des IW-Leiter-Abschnittes 35a gleich der Fläche des dazu parallelen WS-Leiter-Abschnittes 39a sein. Auch die Fläche des ID-Leiters 32 sollte gleich der Summe der entsprechenden Flächen des IW-Leiter-Abschnittes 35a und der Kantenflächen 37 und 38 sein. Da sich Jedoch aus der vorangegangenen Beschreibung ergibt, daß auch eine Gasentladung auftritt, die nur zwischen dem ID-Leiter 32 und den Kantenflächen 37 und 38 stattfindet, sollte auch die Fläche des ID-Leiters 32 gleich der Summe der Kantenflächen 37 und 38 sein. Diese Bedingungen können nicht alle gleichzeitig exakt, sondern nur näherungsweise erfüllt werden, und zwar dann, wenn die dem IW-Leiter-Abschnitt 35a, der Kantenfläche und der Kantenfläche 38 zugeordneten Flächen im wesentlichen auf die Oberflächen der Kantenflächen 37 und 38 beschränkt sind.

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Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, daß wir die folgenden Gleichungen für die Flächengröße (A) der entsprechenden Leiteroberflächen aufstellen:

^A35a	" ^A39a	^A38
^A32 ⁼	^A37 ⁺	A₃₂
^A35a	= 1/10

Die obigen Randbedingungen für die Leiterflächen führen lediglich zu einer Ungleichheit der einander zugeordneten Leiterflächen bei einer zwischen dem ID-Leiter 32 und der Summe der Leiter 35a» 37» 38 stattfindenden Gasentladung. Bei diesem Gasent-

(At

ladungszustand genügen die beteiligten Flächen^folgender Gleichung:

^A35a ^{+ A}37 ^{+ A}38 ^{= 1}'^{1 A}32 '

Demgemäß existiert eine iO%ige Ungleichheit der fraglichen Fläche des ID-Leiters 32 gegenüber den anderen fraglichen Leiterflächen in der Auslösezelle, wenn sich die gesamte Zelle im gezündeten Zustand befindet. Es wurde Jedoch gefunden, daß diese 10%ige Ungleichheit das Betriebsverhalten der erfinderischen Anlage nicht nachteilig beeinflußt, sondern vollkommen im Rahmen des angestrebten BetriebsSpielraumes liegt.

Für die Erläuterung der Arbeitsweise während des SCHREIB-Betriebszustandes soll davon ausgegangen werden, daß sämtliche Auslösezellen zu Beginn gezündet worden sind. Während des SCHREIB-Betriebszustandes werden neue, eine alphanumerische Informationsdarstellung repräsentierende, binäre Daten in die Anzeigetafel 20 überführt. Diese Information wird über die ID-Leiter, beispielsweise den ID-Leiter 32, dadurch eingeführt, daß der in Fig. 2 dargestellte Schreibzyklus elektrisch hergestellt wird. Wenn eine binäre "0" (keine Gaszelle gezündet) auf den ID-Leiter 32 gegeben werden soll, beträgt das ID-Signal während der Zeitimpulse 1 und 2 0 Volt. Die anderen, in Fig. 2 dargestellten Zeitsignale werden in der ebenfalls dargestellten, vorgegebenen Abfolge erzeugt. Wenn eine binäre "1" (Gaszellenzündung) auf dem ID-Leiter 32 eingeführt werden soll, hat das

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ID-Signal während der Zeitimpulse 1 und 2 eine Spannung von +V Volt, während die anderen Taktsignale gemäß der in Fig. 2 angegebenen Weise ausgebildet sind.

Das Schreiben einer binären "1" am ID-Leiter 32 auf die Anzeigetafel 20 geschieht dadurch, daß die vor Beginn des Schreibzyklusses am ID-Leiter 32 liegende Spannung 0 Volt und die am IW-Leiter 35 liegende Spannung +V Volt beträgt. Mit dem Zeitimpuls 1 springt der ID-Leiter 32 auf +V Volt und der IW-Leiter 35 auf 0 Volt. Während des Zeitimpulses 2 bringt das WS-Taktsignal den WS-Leiter 39 auf 0 Volt und führt damit zu einer Zündung in der Gaszelle 49 in Fig. 4. Das S-SIgnal bringt unmittelbar danach, nämlich im Zeitimpuls 3, in ähnlicher Weise den S-Leiter 41a auf Erdpotential und bewirkt dadurch eine Zündung der Gaszelle 51« Zur gleichen Zeit kehrt jedoch der WS-Leiter 39 auf eine Spannung von +V Volt zurück und bringt dadurch die Gasentladung in der Gaszelle 49 zum Erliegen. Das resultierende, sichtbare Ergebnis des während der Zeitimpulse 1-3 ablaufenden Prozesses ist demgemäß eine Verschiebung des gezündeten Zustandes von der Gaszelle 42 über die Gaszelle 49 zur Gaszelle 51· Diese Zündverschiebung setzt sich während der Zeitimpulse 4 und 5 fort, so daß der Zündzustand in den Gaszellen zur Gaszelle 53 bzw. 55 (Fig. 3) überführt wird. Anschließend setzen aufeinanderfolgende Schreibzyklen das Zündverschiebungsverfahren in jede gewünschte, zwischen dem Phasenleiterpaar A und B liegende Gaszelle fort.

Das Einschreibeverfahren der auf der Anzeigetafel 20 darzustellenden Information wird während der Sequenz der fünf Zeitimpulse des SCHREIB-Betriebszustandes durchgeführt. Während jedes Zeitimpulses des SCHREIB-Betriebszustandes wird der gezündete Zustand einer Gaszelle einen Schritt weiter zur benachbarten Gaszelle geschoben und eine neue binäre "1" oder "0" über einen ID-Leiter in die Zündauslösezelle 0 eingegeben. Das in Fig. 6 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt das Schreiben des binären Ausdruckes 1010 in die dem ID-Leiter 32 zugeordnete Gaszellenspalte. Die Verschiebung dieser binären Zahl ist für jeden der fünf Zeitimpulse des SCHREIB-Betriebszustandes dargestellt. Bei

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der folgenden Erläuterung wird davon ausgegangen, daß die erste binäre "1" zuvor über den ID-Leiter 32 eingegeben wurde und sich in der Gaszelle Nr. 2 befindet, d.h. die Gaszelle ist im gezündeten Zustand. Weiterhin wird davon ausgegangen, daß eine binäre "0" von der Gaszelle Nr. 1 dadurch repräsentiert wird, daß diese Gaszelle nicht gezündet ist. Die (+)- und (-)-Zeichen in Fig. 6 stellen die Ladungsträger mit entsprechendem Vorzeichen dar, die sich im Innern der Gaszelle an den inneren Oberflächen der dielektrischen Schicht 04 infolge der an die unmittelbar benachbarten Leiter angelegten Spannungen ansammeln.

Während des Zeitimpulses 1 des SCHREIB-Betriebszustandes wird die zweite binäre "1" der Zelle Kr. O zugeführt. Zu diesem Zweck hat das am ID-Leiter 32 liegende, steuerbare ID-Signal eine Spannung von +V Volt und das am IW-Leiter 35 liegende IW-Signal eine Spannung von O Volt. Die dadurch herbeigeführte, sich über die Gaszelle 4-2 erstreckende Potentialdifferenz führt zu einer Zündung des Gases. Im Zeitimpuls 2 zeigt das am WS-Leiter 39 liegende WS-Signal eine Spannung von 0 Volt und das am IW-Leiter 35 liegende IW-Signal eine Spannung von +V Volt. Dies führt zu einer überführung des Zündzustandes der Gaszelle 42 in die Gaszelle 49. Im Zeitimpuls 3 weist das am S-Leiter 4"Ia liegende S-Signal eine Spannung von 0 Volt und das am WS-Leiter 39 liegende WS-Signal eine Spannung von +V Volt auf. Dies führt zu einer Zündverschiebung aus der Gaszelle 4-9 in die Gaszelle 51« Das S-Signal liegt auch an dem zwischen den Gaszellen Nr. 2 und Nr. 3 angeordneten S-Leiter 41c und bewirkt demnach eine Zündverschiebung von der Gaszelle 61 zur Gaszelle 63.

Im Zeitimpuls 4 kehrt das an den S-Leitern 41a, 41b etc. liegende S-Signal auf eine Spannung von +V Volt zurück, und das an sämtlichen Α-Leitern liegende Α-Signal ist auf eine Spannung von Volt gebracht worden. Dies führt zu einer entsprechenden Verschiebung des Zündzustandes von der Gaszelle 63 in die Gaszelle 65 und der Gaszelle 51 in die Gaszelle 53. Die Zelle Nr. 0, die während des Zeitimpulses 3 gezündet wurde, verbleibt während der Zeitimpulse 4 und 5 im gezündeten Zustand.

Im Zeitimpuls 5 kehrt das an sämtlichen Α-Leitern liegende Α-Signal auf +V Volt zurück, und das an allen B-Leitern liegende B-Signal wird auf eine Spannung von 0 Volt gebracht. Dies führt zu einer entsprechenden Verschiebung des gezündeten Zustandes von der Gaszelle 65 in die Gaszelle 67 und von der Gaszelle 53 in die Gaszelle 55· Da die Gaszelle 55 dem in der Mitte der Gaszelle Nr. 1 liegenden Bereich und die Gaszelle 67 dem in der Mitte der Gaszelle Nr. 3 liegenden Bereich entspricht, befinden sich am Ende des Zyklusses die Zellen Nr. 1 und Nr. im gezündeten und die Zelle Nr. 2 im ungezündeten Zustand und zeigen damit die binäre Information 101 an.

Nach dem Zeitimpuls 5 ist der SCHREIB-Betriebszustand beendet, und eine der beiden Taktsequenzen beginnt von neuem. Wenn keine weitere Information in die Anzeigetafel 20 eingeführt werden soll, fängt der SPEICHER-Betriebszustand an und wird so lange fortgesetzt, bis eine neue Information eingeschrieben werden soll. Muß dagegen eine neue Information eingeschrieben werden, dann wird der SCHREIB-Betriebszustand von neuem durchlaufen mit einer neuen Spannung am ID-Leiter 32. Wenn diese neue Spannung auf 0 Volt liegt, ist die als nächstes in die Gaszellenspalte eingeführte binäre Zahl eine "0"; liegt die Spannung dagegen auf +V Volt, wird als nächstes eine binäre "1" eingeführt. In dieser Weise wird die Eingabe von binären "Einsen" und "Nullen" wahlweise gesteuert und so eine Verschiebung des aus den gezündeten und nicht gezündeten Gaszellen bestehenden Musters entlang der gesamten, an den ID-Leiter angrenzenden Gaszellenspalte bewirkt. Zur Darstellung des gewünschten alphanumerischen Informationsmusters auf der Anzeigetafel 20 können in ähnlicher Weise binäre Daten auf jeden anderen ID-Leiter gegeben und über die Anzeigetafel 20 geschoben werden. Ist das Informationsmuster einmal auf die Anzeigetafel eingeschrieben worden, verbleibt es dort so lange, wie der SPEICHER-Betriebszustand bzw. -Zyklus wiederholt wird. Um irgendein Teil des Informationsmusters zu ändern, muß eine vorgegebene Anzahl von SCHREIB-Betriebszustandssequenzen so lange durchlaufen werden, bis die neue Information bzw. das neue Informationsmuster vollständig über die Anzeigetafel 20 geschoben worden ist.

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Fig. 7 ist, wie Fig. 6, eine symbolische Darstellung der feldbedingten Ladungen während jedes Zeitimpulses eines im SPEICHER-Betriebszustandes befindlichen ID-Leiters, beispielsweise des in Fig. 3 dargestellten ID-Leiters 32. In Fig. 7 sind drei typische Gaszellen und die Auswirkungen des elektrischen Feldes bei diesen Gaszellen und der an der Kante der Anzeigetafel 20 befindlichen Zündauslösegaszelle (Zelle 0) für jeden der ersten fünf ausgeprägten Zeitimpulse dargestellt. Diese ersten fünf Zeitimpulse stellen die erste Hälfte des SPEICHER-Betriebszustandes dar. Die elektrischen Felder innerhalb dieser Gaszellen ändern ihre im Zeitimpuls 5 angenommene und in Fig. 7 dargestellte Verteilung während der zweiten Hälfte des SPEICHER-Betriebszustande s nicht mehr.

Zum Verständnis der Fig. 7 kann angenommen werden, daß während des Zeitimpulses 1 die Zelle Nr. 0, die Zelle Nr. 1 und die Zelle Nr. 3 gezündet und die Zelle Nr. 2 ungezündet ist. Weiterhin kann davon ausgegangen werden, daß die entsprechenden im Innern der Zelle befindlichen dielektrischen Oberflächenladungen entsprechend den (+)- und (-)-Zeichen in Fig. 7 verteilt sind.

Die Gaszellen Nr. 1, Nr. 2 und Nr. 3 sowie alle nachfolgenden Gaszellen in der Anzeigetafel 20 werden jeweils durch zwei Leiter festgelegt. Einer dieser Leiter ist elektrisch mit einer Quelle, die Α-Signale erzeugt, und der andere Leiter mit einer Quelle, die B-Signale erzeugt, verbunden. Das aufeinander abgestimmte Takten dieser Signale ergibt sich aus Fig. 2, wonach sich das Α-Signal während des Zeitimpulses 4 auf 0 Volt und sonst auf +V Volt und in ähnlicher Weise das B-Signal während des Zeitimpulses 5 auf 0 Volt und sonst auf +V Volt befindet.

Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß eine der elektrischen und Gasentladungseigenschaften der vorliegenden Anlage darin besteht, daß eine zuvor ausgelöste Zündung auch dann langer als die hier beschriebenen zehn Zeitimpulse aufrechterhalten werden kann, wenn die zwei Leiter der entsprechenden Gaszelle auf die gleiche Spannung zurückgebracht werden. Hierfür ist lediglich

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nötig, daß der Zündzustand in der Gaszelle durch. Anlegen einer vorgegebenen minimalen Spannung zwischen den Gaszellenleitern periodisch aufgefrischt wird. Unterbleibt dies jedoch, dann fällt die Gasentladung bzw. -zündung schließlich ab und erlischt ^τιζ. Die Größe der zur Aufrechterhaltung des Zündzustandes benötigten Potentialdifferenz zwischen den Gaszellenleitern ist kleiner als die für die Erstzündung benötigte Spannung. Umgekehrt gilt, daß das Anlegen einer für die Aufrechterhaltung (SPEICHERUNG) eines Zündzustandes ausreichenden Potentialdifferenz an eine zuvor nicht gezündete Zelle nicht ausreicht, um eine Zündung der Gaszelle hervorzurufen.

Aus Fig. 2 ergibt sich, daß es lediglich zwei Zeitimpulse während des SPEICHER-Betriebszustandes gibt, die zu einer Spannungsdifferenz zwischen den an den Gaszellenleitern liegenden A- und B-Signalen führen. Während des Zeitimpulses 4 fällt das A-Sif^nal auf 0 Volt ab, während das B-Signal auf einer Spannung von +V Volt verbleibt. Wird diese Spannungsdifferenz an eine zuvor gezündete Gaszelle angelegt, genügt sie, den Spannungszustand aufrechtzuerhalten. Während des Zeitimpulses 5 kehrt das A-Signal auf eine Spannung von +V Volt zurück,und das B-Signal fällt auf eine Spannung von 0 Volt ab, um den Zündzustand in der Gaszelle kontinuierlich fortzusetzen.

Aus der Betrachtung des in Fig. 7 dargestellten Ionisationszustandes der Gaszelle Nr. 3 während der Zeitimpulse 1-5 muß gefolgert werden, daß die Gaszelle Nr. 3 während eines vorangegangenen SCHREIB-Betriebszustnndes gezündet worden ist und die Verteilung der dielektrischen Ladungen im Innern der Gaszelle während der Zeitimpulse 1-3 unverändert bleibt. Das während des Zeitimpulses 4- auf 0 Volt abfallende A-3ignal und die diesen Spannungssprung unterstützenden dielektrischen Oberflächenladungen im Innern der Gaszelle führen zu einer Ga3zündung in umgekehrter Richtung. Das mit dem Zeitimpuls 5 auf 0 Volt abfallendο B-Signal führt zu einer erneuten Richtungsumkehr des elektrischen Feldes und einer Wiederzündung der Gaszelle aufgrund dieses Polaritätswechsels. Die im Innern der Zelle befindlichen Ladungsträger verbleiben auf den entsprechenden dielektrischen

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Oberflächen bis zum nächsten, periodischen Auftreten der A- und B-Signale.

Betrachtet man den in Fig. 7 dargestellten Ionisationszustand der Zelle Nr. 2 in jedem der fünf aufeinanderfolgenden Zeitimpulse 1-5, muß angenommen werden, daß zunächst keine resultierende Spannung aufgrund der im Zellinnern befindlichen Ladungen existiert. Dieser Zustand bleibt während der Zeitimpulse 1-3 aufrechterhalten. Der im Zeitimpuls M- auftretende Spannungsabfall des Α-Signals auf 0 Volt liefert nicht genügend Ionisationsenergie, um eine Zündung herbeiführen zu können, da im Innern der Zelle kein spannungserhöhender, für die notwendigen Zündbedingungen sorgender Effekt auftritt. Auch der während des Zeitimpulses 5 auftretende Spannungsabfall des B-Signals auf 0 Volt genügt für eine Gaszellenzündung nicht. Deswegen verbleibt die Gaszelle Nr. 2 während des gesamten SPEICHER-Betriebszustande s ungezündet.

Die Gaszelle Nr. 1 befindet sich zu Beginn im gezündeten Zustand und zeigt daher die gleiche Sequenz von Ionisationszuständen wie die vorher betrachtete Gaszelle Nr. 3·

Die Gaszelle Nr. 0 ist die an der Kante der Anzeigetafel 20 vorgesehene Auslösezelle und gewöhnlich durch einen milchigen Streifen dem Blick der Bedienungsperson entzogen. Diese Zelle befindet sich stets im gezündeten Zustand, es sei denn, daß eine binäre "0" der einer bestimmten Gaszelle Nr. 0 zugeordneten Gaszellenspalte zugeführt werden soll. Mit dem Zeitimpuls 1 wird dem IW-Leiter 35 ein IW-Signal von 0 Volt und dem ID-Leiter 32 ein ID-Signal von +V Volt zugeführt. Diese plötzliche Spannungsumkehr an beiden Leitern 35 und 32 genügt für eine Zündung der Gaszelle Nr. 0. Mit dem Zeitimpuls 2 kehrt das am IW-Leiter 35 liegende IW-Signal auf eine Spannung von +V Volt zurück, so daß nunmehr beide Leiter 35 und 32 an +V Volt liegen. Mit dem Zeitimpuls 3 kehrt das am ID-Leiter 32 liegende ID-Signal auf eine Spannung von 0 Volt zurück, und die Zelle wird nun in umgekehrter Richtung erneut gezündet. Die im Innern der dielektrisch abgeschirmten Zelle befindlichen Ladungen verbleiben für den Rest

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des Speicher-Zyklusses in ihrem für den Zeitimpuls 3 dargestellten Zustand.

Das in Fig. 8 dargestellte Blockdiagramm stellt eine vergrößerte Ansicht des Verbindungsteils zur Informationstafel 20 dar. Das Pufferregister 10 empfängt mehrere parallele binäre Signale von einem digitalen Rechner oder einer anderen Signalquelle. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel empfängt das Pufferregister 10 parallel 8 binäre Bits; natürlich kann auch irgendeine andere parallele Kombination von binären Bits gleich gut der erfinderischen Anlage angepaßt werden. Diese binären Bits werden zur Treiberstufe 11, genauer auf eine Eingangstreiberstufe 11A übertragen. Dort steuern die Bits Schaltkreise an, die mit den ID-Leitern in der Anzeigetafel 20 verbunden sind. Das Takten dieses Informationstransfers wird von der Logik-Zeitschaltung 15i welche in zeitlicher Koinzidenz mit dem in Fig. 2 dargestellten ID-Signal Steuersignale erzeugt, gesteuert.

Die Anzeigetafel 20 ist in mehrere alphanumerische Spalten 22, 24, 26 etc. aufgegliedert. Jede alphanumerische Spalte umfaßt 8 Gaszellenleitungen des in Fig. 3 dargestellten Typs und ist daher mit 8 Eingangsdaten-Bits verknüpft. Diese räumliche bzw. bauliche Aufgliederung ist für die Darstellung alphanumerischer Information vorteilhaft; natürlich kann die Anzeigetafel 20 der Anzeige eines anderen geeigneten Informationsmusters leicht strukturell angepaßt werden. Jede alphanumerische Spalte, beispielsweise die alphanumerische Spalte 22, empfängt von den 8 ID-Leitern 8 binäre Signale. Zusätzlich empfängt jede alphanumerische Spalte alle übrigen in Fig. 2 dargestellten Taktsignale. Die IW-, S-, A- und B-Signale liegen parallel an sämtlichen alphanumerischen Spalten. Das WS-Signal ist mit jeder alphanumerischen Spalte über den Logik-Steuerkreis 12 verbunden. Der Logik-Steuerkreis 12 dient demnach als ein Adressenwahlnetzwerk, welches die für einen vorgegebenen Schreib-Zyklus auszuwählende alphanumerische Spalte festlegt.

Der Logik-Steuerkreis 12 umfaßt ein Spaltenadressregister 12A,

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das mehrere binäre Bits von einer Adressenwahleinrichtung, beispielsweise einem Rechner, empfängt. In dem dargestellten Ausfiihrunrcnbfiispiel werden 4 bipäre Bits zur Auswahl einer der 16 alphanumerischen Spalten verwendet.

Der Logik-Steuerkreis 12 umfaßt auch einen Zeitschaltungssteuerkreis 12B zur Steuerung der Logik-Zeitschaltung 15, und zwar in Abhängigkeit von Signalen, die von einem Rechner oder einer anderen Treiberquelle geliefert werden. Immer wenn die Treiberquelle für die Übertragung binärer Daten auf die Anzeigetafel 20 bereit ist, steuert sie eine "Bereit"-Leitung ("ready" line) an. Der Zeitschaltungssteuerkreis 12B reagiert darauf mit dem Befehl an die Logik-Zeitschaltung 15, einen Schreib-Zyklus in Synchronisation mit vom Pufferregister 10 übertragenen Daten durchzuführen. Sobald der Schreib-Zyklus vollständig durchlaufen ist, gibt der Zeitschaltungssteuerkreis 12B ein Signal über die "Wiederaufnahme"-Leitung ("resume" line) ab, um damit der Treiberquelle zu signalisieren, daß die fraglichen Daten in die Anzeigetafel 20 eingeschrieben worden sind. Solange keine Daten in die Anzeigetafel 20 eingegeben werden, steuert der Zeitschaltungssteuerkreis 12B die Logik-Zeitschaltung 15 auf ein wiederholtes Durchlaufen des Speicher-Zyklusses, so daß die Anzeigetafel 20 kontinuierlich Zeitsignale empfängt, die für den Speicher-Zyklus repräsentativ sind und in Fig. 2 dargestellt sind. Diese kontinuierliche Wiederholung stellt sicher, daß die bereits erfolgte Darstellung der binären Daten auf der Anzeigetafel 20 erhalten bleibt.

Wenn eine Folge binärer oder alphanumerischer Daten in eine der alphanumerischen Spalten der Anzeigetafel 20 eingespeichert werden soll, steuert die Treiberquelle immer wieder die Taktimpulse des Schreib-Zyklus an, um nacheinander die alphanumerische oder binäre Information über die Anzeigetafel 20 zu schieben. Jedesmal wenn neue binäre oder alphanumerische Daten über die ID-Leiter in die linke Seite der Anzeigetafel 20 eingegeben werden, wird die von der Anzeigetafel 20 angezeigte Information nach rechts verschoben. Demnach kann die Treiberquelle nicht nur neue Information in die Anzeigetafel 20 einschreiben, sondern

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auch zuvor gespeicherte Information beliebig weiter nach rechts verschieben.

Falls eine auf der Anzeigetafel 20 dargestellte Information irgendwie geändert werden soll, muß eine sich über die gesamte alphanumerische Spalte erstreckende neue Information, welche die gewünschten Modifikationen aufweist, eingegeben werden. Da bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel das Prinzip der zeitlichen Verschiebung angewendet worden ist, ist eine Änderung eines Teiles der von einer alphanumerischen Spalte dargestellten Information ohne vollständige Neueinschreibung in diese alphanumerische Spalte nicht möglich. Da jedoch die angezeigte Information gewöhnlich in einem digitalen Computer oder einer anderen Treiberquelle gespeichert ist, ist es relativ einfach, diese Information abzurufen, abzuändern und die notwendigen Steuerkreise für ein neues Beschreiben einer alphanumerischen Spalte in der Anzeigetafel 20 in Gang zu setzen.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE:

1« ) Anordnung zur visuellen Informationsanzeige durch ausgewähltes Zünden von in parallel ausgerichteten Gaskanälen angeordneten Bereichen von inertem Gas mittels Speisung ausgewählter, parallel ausgerichteter,im Abstand voneinander und orthogonal zu den Gasksnälen angeordneter elektrischer Leiter mit elektrischer Energie, gekennzeichnet durch erste Eingangsleiter (ID, 31-33), wobei ,jeweils ein Eingangsleiter (ID, 31-35) on einen Endbereich Je eines Gaskanals (66, 68) anp;ren:'.t;

einen zweiten Leiter (IW, 35) mit mehreren zweiten Leit'.er· oborflächen (34-, 36, 37, 38, 4-6), die jeweils zwischen einem Gaskanalpoar (GC>, 08) angeordnet sind und einen in zwei benachbarte Gaslcsnäle (66, 68) hineinragenden Abschnitt (34-, 4-6) aufv;oi:;en;

eine die Gackanäle (CG, G8) von allen parallel ausgerichteten, im Abstand angeordneten Leitern (S, A, B, 39, ¹^ den ersten Eingangsleitern (ID, 31-33) und den zweiten Leitern (IW, 35) mit mehreren zweiten Leiteroberflächen (34·, 36, 37» 38, 4-6) abtrennende dielektrische Schicht (64-);

eine Schaltung (11) zur Beaufschlagung jedes ersten Eingangsleiters (ID, 31-33) und

einen Schaltkreis (12, I5) für eine wahlweise und zeitlich aufeinanderfolgende Speisung des zweiten Leiters (IW, 35) und der parallel ausgerichteten, im Abstand angeordneten Leiter (WS, S, A, B, 39, 4-1) mit elektrischer Spannung.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Eingangsleiter (ID, 3''-33) jeweils eine Stirnfläche aufweisen, die ungefähr gleichen Abstand von den angrenzenden Oberflächen (36, 37» 38) des zweiten Leiters (35, 34-, 4-6) hat.
3- Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Stirnfläche jedes ersten Leiters (ID, 31-33)

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ungefähr gleich der Summο der unmittelbar angrenzenden zweiten Leiteroberflachen ( 36, 37, 38) ist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder ff., dadurch gekennzeichnet, daß alle Leiter (ID, IW, WS, S, A, B) in gleicher Höhe in einem Glaskörper (60) angeordnet sind.
5· Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaskanäle (66, 6S) als Rillen ausgebildet sind, die in einer den Glaskörper (60) überlagernden Glasplatte (62) ausgeformt sind.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder ff., dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (11) zur Spannungsbeaufschlagung jedes ersten Eingangsleiters (ID, 31-33) zeitsynchronisiert mit dem Schaltkreis (12, 15) zur vahlweiGen und zeitlich aufeinanderfolgenden Spannungsbeaufschlagung des zweiten Leiters (IV/, 35) und der parallel ausgerichteten, im Abstand angeordneten Leiter (WS, S, A, B, 39, 41) ist.
7« Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder ff., dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Schaltkreise (11, 12, 15) zur Spannungsversorgung 2-Pegel-3pannungsquellen zur Erzeugung eines zwei Spannungspegel aufweisenden Signals sind.
8. Anordnung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen mit den Schaltkreisen (11, 12, 15) gekoppelten Oszillator zur Erzeugung von Taktsignalen.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator Taktsignale mit einer zwischen 5 kHz und 100 kHz liegenden Frequenz erzeugt.

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