JPS5826139B2 - プラズマデンカテンソウソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプラズマ電荷転送装置に関し、とくにプラズマ
電荷転送シフトレジスタに関する。

気体放電グロー転送装置の可能性は長い間認められてお
り、その実際に用いられる装置を開発するために多くの
試みがなされた。

現在その種の代表的な先行技術は直流計数管であって、
その中では供給された直流入力電位に応答して単一のグ
ロー放電が１つの分離した位置より他の位置に歩進され
る。

この装置はシフト・レジスタ・メモリまたはメモリを内
在する表示装置のような装置を動作するに必要な複数の
グロー放電を持続したり同時に移動することはできない
。

計数機のシフト・レジスタのような特殊な用途のために
開発された他の代表的な先行技術による装置では、高周
波バースト・パルスを一対の容量結合された電極に印加
し、それによって電極間の気体中にグローを発生させ、
グロー放電の近くにある第２の電極対の間の気体を部分
的にイオン化する。

それ故にバースト・パルスが、第１電極対より除かれ、
第２電極対間の気体の部分的電離が消滅するに要する時
間より短時間の間に第２対に印加される時、グローは第
２電極体に転送される。

それ故いわゆる持続電位即ち交流のバーストが第２電極
によって形成された起動セルに印加されるならば、グロ
ーがこの局限された場所に発生する。

しかし他方プライミングが生じなかったならば、同じ電
位に印加しても局限されたグローは生じないだろう。

それ故にプライミングの原理をバースト電位を次々と並
んだセルに適当に印加する場合に応用するならば、グロ
ー放電は入力より出力まで順次転送されるか前進させら
れる。

この装置はプライミングの原理に基づいており、高周波
バースト電位を用いる必要があるので、その用途が限ら
れている。

この簡単な説明では明らかでないかも知れぬが、他の制
限としては、電極が気体の容器の外にあるので、電極と
気体の結合が弱く、この装置を表示装置として使用する
場合、光出力がきわめて限られてしまうという事実であ
る。

基本的には表示装置として動作する第３の代表的な先行
技術による装置では、第３電極および移動セルの近傍に
ある連続セルと名付けられるものを使用しており、この
第２セル中でグロー放電を開始するために第２セルの近
傍の１組の電極中の開口を通してプライミングの原理を
用いている。

この装置は簡単にいえば計数技術とプライミング技術の
組合せであって、そのような場合には表示装置として用
いる場合、メモリを内在していない。

代表的な先行技術を示す最初に記した２つの装置はり、
Ｃ，エンゲルバルトに付与された米国特許第２，８４７
，６１５号、第２，９２３，８５３号、第２，９３７，
３１７号および第２，９８４，７６５号に詳細に開示か
つ記載されており、第３の装置は１９７１年７月２１田
こ公告された英国特許第１．２４０，０６８号に記載さ
れている。

本発明は、計数装置の直流計数装置や他の装置のプライ
ミングの原理に基づくものではなく、隣接したセル間の
電荷の転送に基づくものであって、この点で次の詳細な
説明からも明らかなように多くの利点をもっている。

本発明の装置が異なった動作方式をもっていることは以
下の説明からも明らかだろう。

プラズマ電荷転送装置の物理的構造において、容器の対
向する内壁に並行して配列された複数の転送電極を具え
た容器の中にイオン化可能な気体が収容されており、転
送電極は誘電体物質で被覆され、容器の主軸方向の全体
の個所で互い違いにされている。

電気パルスを気体と直接結合（無被覆）するかあるいは
容量結合（誘電体物質により被覆）することのできる入
力電極に印加することにより、入力は順次アドレスされ
、互い違いにされた転送電極の中の第１第極すなわち入
力電極に最も近接した電極により装置内に第１気体セル
を形成する。

入力電極と第１転送電極の電位差Ｖｉがしきい値即ち放
電開始電圧■ｆより大きくなるように電極の電位が設定
されると、気体放電が起る。

第１電極に捕えられた電荷によって最初に印加された電
圧の逆方向の電圧を生じるので、人力電極と第１電極間
のこの放電は急速に消滅する。

次いで電圧■、が第１電極と第２電極間に印加される。

入力電極と第１電極の間で放電が開始されたとき、それ
によってもたらされる第１電極上に捕獲された電荷によ
って第１電極と第２電極の間に電圧■ｔｃを生じる。

ｖ８が第１電極および第２電極に印加されると、２つの
電極間の全電圧が放電開始電圧■ｆより大きくなり、従
って気体放電が起るように■ｔｃが代表的に加算する。

数学的に表わせば■８＋■ｔ。

〉■ｆとなる。他方もし入力電極と第１電極の間に放電
電圧加算が生じなかったならば、第１電極上に捕獲電荷
が存在しないだろう。

そのときには■５を第１電極と第２電極の間に印加して
も気体放電が起らないだろう。

これを数学的に表わせばｖｓ〈■１となる。

先に放電の生じたセルの電極壁土に捕獲された電荷を用
いるならば、入力パルスにより始動された捕獲電荷をプ
ラズマ電荷転送装置の長軸の方向に転送することができ
る。

プラズマ電荷転送装置内に逐次アドレスされた入力は常
に、交流電位を任意の２つの対向した隣接電極対間に印
加することにより、出力に向けて電荷を直列転送する前
に、その場に保持しておくことができる。

本発明はシフト・レジスタまたは表示装置のいずれかの
形で利用することができる。

シフト・レジスタとして用いるときは、入力パルスは情
報のビットを表わしており、それは上記の電荷転送機構
によって装置に沿って伝達される。

情報はレジスタにり田ンクされ、また外部へ転送される
ので、入力パルスが存在しないときにはディジタル０と
認識され、入力パルスの存在はディジタル１としで認識
される。

このようにしてシフト・レジスタとして用いるときには
、情報はそれが出力電極に捕えられるまでシフト・レジ
スタの長軸方向全体にわたって転送され、出力電極では
情報は光学的または電子的に認識される。

−たび認識されるとその情報はイオン化可能な気体と直
流結合されている消去電極によって消去される。

光はこのプラズマ電荷転送装置の副産物であるので、こ
の装置は表示装置として用いることかでき、表示装置内
では上記のように入力パルスは直列転送される。

任意の２つの対向し隣接した電極対間に交流電位を印加
して、ある時間情報をそこに保持しておく能力により、
表示装置にメモリ機能を与えている。

そしてシフト・レジスタの技術と同じ方法により、入力
パルスが存在しない場合表示上に空所を形成し、他方入
力パルスは光点を表示する。

以上の説明から本発明の１つの重要な利点はその適応性
の広いことである。

それはメモリ・レジスタ、再循還レジスタ、または表示
装置として動作することができ、他方スタティック又は
ダイナミックな装置として動作することができる。

同様な装置と並夕１ルで動作するときには、１つの文字
ラインが７つの並列装置よりなり、各人の読みうる文字
が幅が５個のセルでなり、それによって７×５のマトリ
ックスを形成するように代表的な表示装置を構成するこ
とができる。

■ラインの文字数は、アドレスに対する電子装置の経費
を増加することなく際限なく拡大することができる。

本発明の他の重要な利点は、容器の内壁に電極をおき、
その電極を誘電体物質で被覆することにより、誘電体物
質の壁により電極と気体の間に形成されたキャパシタン
スを気体自体により誘電体物質の壁間に形成されたキャ
パシタンスよりも何倍も大きくすることができることで
ある。

数式によって示せばＣ＞＞＞Ｃ，となり、ここでＣｃは
誘電体物質を誘電体とみたときのキャパシタンスを表わ
し、Ｃ２は気体を誘電体とみた場合のキャパシタンスを
表わしている。

このＣｃとＣ２の比はより有効な結合を提供しており、
従って必要な入力電位を低下させ、１つの気体放電中に
転送される電荷量を増加させる。

光出力が１回の放電時に転送される電荷量に比例するの
で、Ｃｏを増加させれば光出力効率が増加する。

他の利点はセル中の気体放電によってつくられた光子に
より多数の２次電子放出を行なう選択された誘電体物質
を使用できることである。

これによって気体放電が２つの電極間で生じたときに結
合コンデンサが荷電されるに必要な荷電時間を減少し、
それに伴って電荷転送速度を増大させる。

光出力は励起周波数に正比例するので、結合コンデンサ
Ｃ６の荷電時間が短かいと動作周波数を高くすることが
でき、それ故に大きな光出力を得ることができる。

以下に付図と関連させて、本発明の実施例を詳細に説明
する。

その前に簡単な説明を順を追って行なおう。

第１図より第６図まではプラズマ・シフト・レジスタと
して用いられるプラズマ電荷転送装置の望ましい１実施
例を図示したものであって、これらについては単に本発
明とその動作を説明する目的でのみ記載した。

他方第７図より第１６図までは市販の光表示装置に用い
られるほぼ実際の装置について例示し、そのような目的
で記載したものである。

そうではあるが、実際には第１図より第６図までに図示
され記載されたシフト・レジスタ・メモリは表示装置と
同様に動作し、逆に第７図より第１６図までに示した表
示装置はシフト・レジスタとして動作することができる
。

シフト・レジスタの記載と関連させて用いた゛情報のビ
ット″の用語は光表示装置においてはパ照明セル″また
は゛′暗領域″の用語と容易に代えられることに注目す
ることが重要である。

これらの装置間のただ１つの差異は情報を読取ったり利
用したりする方式の違いである。

シフト・レジスタ・メモリとしての消去電極の領域で検
知された情報のビットは無ロードにし読出されるが、他
方表示装置においては消去電極で情報のビットを検知す
る必要はない。

逆にシフト・レジスタに保持された情報のビットを目視
観測する必要はないが、他方表示装置においては必須条
件である。

第１図および第２図には本発明の説明を利用した気体放
電プラズマ・シフト・レジスタ・メモリ１０が図式的に
６ビツト・シフト・レジスタとして示されている。

シフト・レジスタ１０は透明ガラスのような適当な誘電
体物質からできた容器または基板１２よりなり、あらか
じめ設定された圧力のネオンや窒素のようなイオン化可
能な気体を収容するチャンネル１３を形成している。

複数の電極１４（若し希望するならば透明なものでもよ
い）が容器または基板の壁土に相互に対向し、かつ並列
に並んでおかれているが、適当な電位が任意の対向した
電極に印加されるとき、イオン化可能な気体に電場をか
けるために横方向に互い違いにする。

図示した実施例では、すべての転送電極が内壁１６上に
配置されており、（入力電極ｉおよび消去電極ｅを除い
て）誘電体層１８で被覆されている。

任意の２つの対向する外部電極の間に存在するイオン化
可能な気体は、適当な電位の下におかれた場合放電可能
な気体セルを有効に形成し、印加電圧■５をレジスタの
長軸方向に段階的に変化させれば、気体放電はセル内を
順次レジスタの長軸の方向に転送される。

このシフト・レジスタはイオン化可能な気体、気体と直
接結合あるいは容量結合でき、対向して互い違いにされ
た電極の気体と容量結合された入力電極１１および気体
放電が２つの対向して互いに違いにされた電極間で生じ
た結果、電荷が転送されるときに発生する壁電圧を利用
しており、また若し前の放電によって電荷が電極の１つ
に転送されたならば、気体放電が２つの対向して互い違
いにされた電極間で起こるが、少なくとも１つの電極対
の壁に電荷を捕獲していない２つの対向した互い違いに
された電極間に同じ電圧を印加しても気体放電が起こら
ないという印加電圧に対するこの壁電圧の加算効果をも
利用している。

第３図に図示したように、電極は誘電体のごく近傍の場
所と誘電体のすぐ近傍の内壁面を各電極と気体の第１容
量結合Ｃ６として利用する。

次いで気体自体は各々の対向し、かつ近接した内部ガラ
ス壁面に対しては誘電体を形成し、キャパシタンＣ２を
形成する。

これらの容量の性質Ｃ６およびＣ２を利用し、適当な電
圧を印加することにより、気体放電の位置を２つの近接
した対向電極の間に置くようにし、正電極および負電極
上にそれぞれ電荷を発生させて壁電荷または時々いわれ
るように捕獲電荷を生ずるようにさせる。

壁電荷にもとづく電圧は放電を開始させるために印加し
た電圧と反対の極性をもち、放電後印加電圧の極性が反
転したとき印加した電圧と壁電荷は加算性があり、従っ
て他の気体放電を生ずる。

プラズマセル中の気体放電の開始後電極壁がその最終値
の９０斜までに荷電される迄の経過時間で定められる放
電時間は、一次的には２次電子放射係数γ（ガンマ）の
函数である。

正イオンの陰極ボンバードによって２次電子が陰極より
放出されるとき、放電時間は数マイクロ秒の程度である
。

しかしながら２次電子が光子の陰極ボンバードによって
陰極より放出するとき、放電時間は通常１マイクロ秒以
下で物理的条件によって０．１マイクロ秒まで小さくな
りうる。

それ故に放電時間を１マイクロ秒以下にするには、光子
でボンバードされたとき、セル壁表面が効率よく電子を
放出しなければならない。

これは小量の分子状気体をイオン化可能な気体に添加す
るが、大きな光子放出効率をもった（電極を被覆した）
誘電体を用いて行なうことができる。

プラズマ・シフト・レジスタの動作の最高速度は荷電時
間に関係する。

荷電時間が小さい程プラズマ・シフト・レジスタの動作
（移動）速度が早くなる。

本発明によるシフトレジスフをつくるためのこの現象の
利用については以下にのべるより詳細な解説で明らかと
なるだろう。

本発明のこの実施例において、容器の各側面上の電極は
１つおきに適当なスイッチ（図示しない）を通して１．
２，３および４と名付けた４つの電極導線群によって共
通接続されており、前記導線の番号はレジスタに沿って
順次配置された電極の位置に対応している。

上記のように、シフトレジスフ１０には容器に入れたイ
オン化可能な気体と直流結合の関係をもった、即ち誘電
体物質１８で被覆されていない入力電極ｉが設けられて
いる。

異なった入力電圧を必要とするが、しかしながらこの入
力電極ｉは他の電極１．２，３および４と同じ方法で気
体と容量結合することができる。

これを第１ａ図に示す。

第１図および第２図は、また入力電極ｉおよび第１電極
１によって形成された第１セル１において常に十分な数
のイオン化された粒子が存在するようにするために、セ
ル中の気体をイオン化するに十分な強さの交流パルス電
圧電源２０と接続され、気体と容量結合された１対の電
極６および７より形成された賦活セル（ｋｅｅｐ−ａｌ
ｉｖｅ ｃｅｌｌ）を示す。

電極１およびに２間にセル２、電極２および３間にセル
３、電極３および４間にセル４が形成される。

レジスタの終端にはまた消去電極ｅが設けられており、
消去電極はまたレジスタの最終ロード位置において任意
のビット情報をクリヤしたり転送するように容器に収容
された気体と直接結合する。

そして最終の気体セルの放電を検出するために、レジス
タから情報を読取るための手段として光検知器２２の形
で装置が設置されている。

消去電極ｅの導線上の電流を検知するために交流電子読
取り装置２４がシフト・レジスタの終端における情報の
指示装置として誘動コイル２６の形で設置されており、
第２図に示されている。

シフト・レジスタ１０がシフト・モードにあるときレジ
スタを経由したビット情報のシフト、およびレジスタが
保持モードにあってスタティック・レジスタとして動作
するときの保持能力について説明するために第５図およ
び第６ａ−ｂ図を参照する。

第５図は第１図および第２図に示したシフト・レジスタ
・メモリ上に情報のビットをロードし、保持するために
共通電極導線１，２，３および４、および入力電極に印
加される電圧パルス列を示した時系列図である。

時間増ＴＩ、ＴｌｌおよびＴｚはロード動作に対応して
おり、電圧パルスの正確な時間ぎめを描写するために各
時間増分は９つの小部分に分けられている。

時間増分子■、ＴＶおよびＴＶＩは保持動作に対応して
おり、この系列に対する電圧パルスの正確な時間ぎめを
描写するために、各時間増分は４つの小部分に分けられ
ている。

代表的な場合には、ＴＩは４０マイクロ秒で、図の０と
１の間では２．５マイクロ秒、■と２の間では２．５マ
イクロ秒、２と３の間で５マイクロ秒、３と４の間で５
マイクロ秒、４と５の間で５マイクロ秒、５と６の間で
５マイクロ秒、６と７の間で５マイクロ秒、７と８の間
で５マイクロ秒、８と９の間で５マイクロ秒であり、Ｔ
■は２０マイクロ秒でＯと１の間は５マイクロ秒等々で
ある。

第６図のａよりｄにおいて、時間増ＴＩはその９つの小
部分と共に図の左側に示されており、電極はまた簡単に
数字１，２，３および４で表わされている。

水平の実線部分は内部のガラス壁を表現しているが、そ
の位置に対応したセルの電極壁の番号でもって定めてお
り、壁の電荷は通常の正負の記号でもって表わされてい
る。

これらの図において、Ｖｉは入力電圧パルス、Ｖｆはセ
ル内の体の放電を生ずるに十分な電圧、■５は電極の４
つの共通群に印加するクロック電圧、■、。

は捕獲された壁電荷による電位を表わしている。

明確に説明するために、結合コンデンサ上に捕獲された
電荷の一部を表わしている各内壁上に実際に捕獲された
電荷をＱｏ。

であられし、この電荷は、先にも説明したように、どれ
か特定のセル内で気体放電が生ずる前には発生しない。

再びのべると、入力電圧Ｖｉは常に放電電圧■ｆより大
きく、持続電圧■８は常にＶｆより小さく、■ｔｃと結
合されない限り放電を生ずるに十分でない。

本発明に基づく直流入力を用いたこのシフト・レジスタ
を動作するに用いられる電圧、気体成分、圧力について
例示の形でのみのべれば、■ｉ〜２００■、■ｆ〜１８
０Ｖ、そして■ｓ〜１６０■である。

容器には９９．７％がネオンである混合気体が入ってお
り、他の付加された気体分子は０．０２％窒素、ｏ、ｏ
１％アルゴンの組合せであり、気圧は２００ｍｍＨｇで
ある。

第５図のタイミング図にもどれば、時間Ｔｌ−１では入
力電極ｉが零ボルトよりＶｉに切換えられる。

しかし入力電極ｉと第１電極間の電位差が十分高くない
ので（■ｉ−■５〈Ｖｆ）、入力電極ｉと第１電極１間
にあるセル１内で放電が起こらない。

ただし電極１の電位は■、である。時間Ｔｌ−２ではす
べての電極１の電位は零になり、入力電極の電位はＶｉ
に保たれ、Ｖｉは放電電圧■ｆより高くなり（Ｖｉ ＞
Ｖｆ ）、入力電極と電極１の第１セルの電極間に気体
放電を発生させる。

しかしながら、この放電はごく短時間（０，２マイクロ
秒より０．５マイクロ秒の間）の間に消滅し、壁電荷Ｑ
ｔｃは第１電極１を被覆する誘電体の壁土に捕獲される
。

入力電極は気体放電と直接結合されるので、人力電極上
に電荷が捕獲されない。

この状態を第６ａ図上に時間Ｔｌ−２およびＴ４ 、の
場合について示されており、この場合には大きな矢印は
放電の方向を表示しており、これらの正、負の記号はそ
れぞれ壁電荷Ｑ４゜を表わしている。

すべての他の電極１の電位は■５より零に切換えられた
が、他の電極間には気体放電が起こらなかったので、他
のいずれの電極の近傍の壁土には電荷が蓄積しない。

時間ＴＩ−ａではすべての電極１の電位は■５に戻り、
他方入力電極ｉの電位はＶｉに保たれる。

従ってセル１より入力電極ｉへの逆点火が起らない。

時間Ｔ■−４ではすべての電極２の電位は零ボルトにな
り、一方すべての電極１，３および４の電位は■８に保
持されるので、すべての電極１および２とすべての電極
２および３の間に電位差を生ずる。

時間Ｔｌ−３との関連で説明した電極１の近傍の壁土の
Ｑｏ。

の加算効果によって、電圧■ｔｃを生じ、この■ｔｃは
第１電極１および２の間に印加される電圧に加えられる
。

■１ｏ＋■８〉■ｆなのでセル２の電極１および２の間
の気体放電により、電極１の近傍の壁電荷の極性の反転
および電極２の近傍の壁土の正電荷を生ずる。

他のセルにおいては何等のＱｏ。

が存在せず、セル間に十分な電位差がないので、他のセ
ルでは放電は起こらず、入力電極ｉの電位がもはやＶｉ
に保持されないことに注目すべきである。

時間Ｔｌ−５においてはすべての電極２の電位が■５に
なるが、時間Ｔｌ−４における放電の直後なのでセル２
の中には捕獲された電荷が残っている。

Ｑｔｃは正確には等しくないが、Ｃｏ＞＞Ｃ，なので、
第１近似としては殆んど等しい。

時間Ｔ４ 、においてはすべての電極３の電位が零ボ
ルトとなり、他方すべての電極１，２および４の電位が
■３に保持され、これに伴ない電極２と３の間に電位差
を生じ、この電位差は捕獲された電荷によって生じた電
位差と共にセル３に働いてセル２の電極２の近傍の壁土
に捕獲された電荷の極性を逆にし、セル２の電極２の近
傍の壁土に正電荷を発生させる。

時間Ｔｌ−７においてすべての電極３の電位は再び■８
になるが、Ｔｌ−６における放電の直後であるので、セ
ル３中に捕獲された電荷はそのままの状態で止まってい
る。

時間Ｔｌ−８においては電極４の電位は零となり、この
状態と捕獲された電荷とは共働してセル４の中で電極３
および４の間に放電を生じ、これに伴って電極３の近傍
の電荷の極性を逆にし、セル４の電極４の近傍に正電荷
を生ずる。

時間Ｔｌ−０においでは再びすべての電極の電位が■８
となるが、Ｔｌ−５で起った放電の終りであるので、捕
獲電荷が残留したままとなっている。

第５図の時間Ｔ■において、入力電極１の電位はＶｉと
ならず、その結果時間Ｔ■−１およびＴ■−２において
、すべての電極１の電位が零となるが、セル１中には放
電がなく、その結果最初の４つのセルを通して転送すべ
き捕獲された電荷がない。

しかしながら４つの電極がすべて結合されているので、
第１ビツトは同様な方法でレジスタの第２ビット位置を
通して転送され、壁電荷を用いて、ロード位置を径由し
た最初のビットの転送と関連して説明したように、転送
を行なわせる。

これまでに述べてきた動作は最初のビットが第５図およ
び第６ｂ図に示すように、時間Ｔ■□より′ｒＩ−９の
間においてレジスタの後端に達するまで連続する。

しかしながら順次動作中ビットがロード位置に到着した
ときはいつでも、レジスタを保持モードにおくことがで
き、従ってビットは転送されずロード位置に保持されて
おり、その結果スタティック・レジスタを構成する。

このことは第５図および第６ｄ図のタイミング図に示さ
れ、代表的なものとしてＴ■系列中に示されているよう
な形う行なわれる。

又第３図には模式図の形で示されている。

この系列では、ＴＩＶｌにおいてはすべての電極３の電
位が零となり、一方すべての電極１，２および４の電位
が■８に保持される。

この状態により１のビットをもったセル間に放電が起り
、この模様は第６ｃ図の３ビツト・レジスタの第１およ
び第３０−ド位置に示されている。

再言すれば、放電の結果セル壁の電荷の極性が逆になり
、時間Ｔ■−２においてはすべての電極の電位が■５と
なり、それに伴って放電がなくセル壁の容量性電荷は変
化しない。

時間Ｔ■−３においてすべての電極４の電位は零となり
、一方すべての電極１，２および３の電位は■５に保持
され、それに伴って電位差を生じ、この電位差はセル壁
の電荷Ｑ４゜と共に印加電圧に加えられ、その結果放電
を開始し、それ故に壁電荷を反転させる。

時間ＴＩＶ−４においてすべての電極４の電位は■８に
戻り、他方すべての電極３の電位は■８に保持され、そ
の結果どのセルにおいても放電は開始されない。

この順序は希望する期間繰返すことができ、ＴＩ、ＴＩ
Ｉ、Ｔｌ［で説明したような順序で電極１，２，３およ
び４が順次動作されるまでＴｙ 、より第６ｄ図のＴＶ
−４からさらにＴ■−１より■−４までの放電系列によ
って示される。

レジスタが再びシフトモードにおかれると、情報のビッ
トが、ディジタル１またはディジタル０であれ、最後の
ロード位置に到達したとき、この最終セルの放電が光学
的に従来の光検知器２２（第２図）によってビットが読
み出されて信号出力を発生し、その信号が任意の適当な
装置で読取られるか、あるいは最後の電極の位置より消
去電極へ誘動コイルによって転送される電荷を検知する
ことにより、直接電子的にビットを読取ることができる
。

消去電極ｅに印加する電圧パルス系列は電極１に印加す
るものと同等である。

入力電極が容量結合されているときにロード・モードの
部分における電圧パルス系列および電荷転送条件の図的
表示を第６ｄ図に示した。

Ｔ（ＡＣ）において入力と第１電極１の間で放電が起こ
る。

この場合のＶｉは直流の場合よりも大きいので、入力お
よび電極１を被覆している誘電体の壁土に付着した電荷
は直流の場合よりも大きいことになる。

Ｔ（ＡＥ’）ｃｃおいては入力が容量結合されているの
で、入力への電荷は捕獲されたままとなっている。

時間、？Ｃ，）においては入力電極は零に戻り、すべて
の電極２の電位は零におかれる。

Ｖｆより大きな電圧が入力と第１電極１、および第１電
極１と第１電極２の間に存在し、これらの電極対の間で
気体放電が起こり、その結果前に示した電荷状態となる
。

ＴＨ＝、＞においてすべての電極１の電位がｖ５に戻る
が、ＴｌｊＡｏ、）に示した電荷状態をそのままにして
いる。

この点において入力は、若しその時入力の電位がＶｉで
あれば次のＴ （ｔ２）において適当に（気体放電を）
開始させ、若し人力の電位がそのとき零であったならば
放電を開始させないような条件下におかれる。

前記の説明は６ビツト・レジスタに関連させて述べたも
のであるが、もし希望するならばレジスタはいかなるビ
ット長をもとることができ、再循還させることもでき、
またただ１つのレジスタを示したのであるが、明らかに
同じパルス増幅器を用いたいくつかのレジスタを並列に
動作させることができ、使用する気体に応じて情報を典
型的には２５ＫＨｚの周波数でもってレジスタの長軸の
方向に転送することができることを予測することは可能
である。

実際に用いる場合の転送速度の限界は高周波の限界では
１２５ ＫＨｚで低周波の限界ではＯＨｚである。

第７図より第１５図中の項目について第１図より第６図
の項目と同じ機能を持つものについてはダッシュを除い
ては同じ参照数字を用いた。

それ故、例えばプラズマ放電表示装置１０／は、第１−
４図の気体放電シフト・レジスタ・メモリ１０に対応し
ている。

第７−１０図において表示装置１０′は２つの平らな基
板１２′より形成される容器を有する。

４つの導体１４′が各々の平らな基体の内壁１６′上に
、基体の外縁に沿って配置されており、横方向に拡がっ
た複数の隙間又は電極１’−４’と共に連続した導体を
形成している。

電極を被覆するための２層の誘電体物質１８′が隙間の
表面を覆う。

第７図において構造を明らかにするために誘電体物質の
最上層を分離して示している。

２層の誘電体物質１８′の間に２層の不透明ガラス空所
形成物質１２′がはさまれており、物質１２′は基体１
２′および誘電体被覆物質１８′と共に７個のチャンネ
ル１３′を形成する。

第７図に示し、第８図および第９図によりくわしく示す
ように、その上に電極のおかれたガラス基板１２′、誘
電体物質１８′および一方の不透明なガラス空所物質１
２“の層によって形成された表示装置の２つの部分が相
互に長径方向に互い違いにされ、それによって導体１′
乃至４′の端を都合よく露出する。

この互い違い構成によって更に７つの入力電極１１乃至
１／７および消去電極ｅ／１乃至ｅ／７をｉ′とｅ′と
してそれぞれの場所で一般的に図示されているように、
都合よく露出する。

第８図より第１０図までに詳細に記されているように、
各チャンネルは第１図および第２図に示された装置の動
作と関連して説明されたものと同一の方式でもって動作
する。

しかしこの場合放電セルは情報のビットとしての光放出
ドツトを形成し、ロード・モードおよび保持モードのタ
イミングは正確に第５図に示したものと同じである。

第１１図は第７図より第１０図までに記載されたものと
類似の７チヤンネル表示装置の半分を示し、第１２ａ図
および第１２ｂ図はサンドインチ構成に設けられた７つ
のチャンネルを形成する２つの対を開放して示しており
、これによってこの表示装置において第１図および第２
図に示した装置と関連して記載されたものと同等に動作
する追加の７つの賦活電極６′および７′を明瞭に示し
ている。

これらの賦活電極は他の電極と同様に、第７図より第１
０図に関連して記載されたように２つの部分が共にサン
ドインチ構成とされるとき、各チャンネル内で２層の誘
電体物質により形成された誘電体物質１８′の被覆によ
って以上の賦活極は他の電極と同様に気体と容量結合さ
れる。

第１３図は理解を助けるためだけのものであって、これ
は表示装置に形成されたいくつかのチャンネルおよび電
極を示した拡大断面部分図である。

第１４図に進むと、図にはプラズマ電荷転送装置が２信
号をもった１文字ライン表示装置として例示されている
。

この例示において、１文字は５×７マトリツクスを含む
が、装置の動作の説明を判り易くするために、チャンネ
ルのような他の構造を詳細に示さないで、単に７つの入
力ｉ′、４つの転送電極１′より４′および導体１４′
を示す。

消去電極ｅ′１乃至ｅ′７が導体電極１′と同じ駆動装
置に接続される。

また第７図より第１３図に示されたプラズマ表示装置の
構成におけるプラズマ電荷転送装置は７つの入力および
７つのチャンネルを具えているが、プラズマ表示装置は
より多くの入力および電荷転送チャンネルを設けること
ができることは明らかである。

例えば大きなプラズマ・ページ表示装置は５１２チヤン
ネル、および各チャンネルについて５１２組の電極１′
より４′を具えることができる。

これにより２６２，２４４ドツトの表示を与えることが
でき、そのどのドツトもその場所におけるプラズマ放電
によって点燈することができる。

可視表示装置の分野における実用価値としては、英数字
文字Ａ、Ｂ＝Ｚ ； ０．１−９が３５ドツトの配列に
よって形成され、その配列は高さ方向に７つ、横方向に
５つになっている。

英数字配列５×７は第１５図に示されており、他方２文
字表示装置に対する電極構成が第１４図に示されている
。

各表示ドツトはチャンネルおよび１組の転送電極対３′
および４′の相互作用により形成される。

動作のロード・モードおよび保持モードは第５図および
第５ａ−ｄ図に関連して記載されたものと同一である。

しかしながら例示のために１つ英数字についてのロード
・モードについて説明する。

６ビツトのディジタル情報を（第１４図の右下に示した
）文字発生器すなわちキャラクタ・ゼネレータ３０の入
力に入れる。

そのような文字発生器の１つとしてテキサス・インスッ
ルーメント社製ＳＮ４１０３があり、その動作をここに
説明する。

（第５図の時間増分子１の副増分８における入力電極４
でのパルスに対応する）第１クロツク４の時点後、文字
発生器上のストローブ・ブロック接続がストローブされ
、文字ドツト・マトリックス中の第１コラムの７点に対
応する１組の出力を与える。

文字発生器３０の出力はブロック図３２に図解例示した
７つの入力駆動装置にアドレスし、ドツトがほしい時に
は常にこれらの出力を１駆動して高レベルにおく。

次いでプラズマ電荷転送動作はこれらのアドレスされた
チャンネル上で続行され、順序動作が進行するに伴ない
電荷を入力電極より転送電極１′乃至４′に移動する。

第２クロツク４の時間において文字発生器３０のコラム
２がストローブされ、文字ドツト・マトリックス中のド
ツトの第２コラムに対応した１組の出力を与える。

この動作は文字発生器の第７コラムが走査され、情報が
表示装置に入れられる進行なわれる。

この時間には全文字がプラズマ電荷転送表示装置にロー
ドされている。

この文字は動作が先に説明された保持モードに移ること
によって際限なく表示することができる。

同様に第２の文字を入れるには、この文字に対応したデ
ィジタル情報が文字発生器３０の入力に入れられ、電荷
転送装置の動作のロード・モードが、駆動され、上記の
操作によって表示装置に入れられ、ロード・モードの駆
動時点で表示装置中にある文字は、現在入っている文字
が第１文字位置にシフトするに伴って次の文字位置にシ
フトする。

文字ラインは第１４図に例示したように２つの文字に限
定する必要はなく、希望するだけの文字を持つことがで
きることは明らかである。

事実本発明の主な利点の１つは前に記載したように１つ
のライン状の文字の数をアドレス電極をつけ加えなくと
も増加させることができる。

第１６図に進むと、第１６図には複数の文字ライン１０
′が示されており、各文字ラインは第１４図に示したラ
インに類似しており、これらはすべて共通の基板に接続
されていることが望ましい。

しかし第１６図ではライン１０′は別々に示されており
、駆動装置３２′およびＡＮＤゲート３６も別別に示さ
れている。

各ＡＮＤゲート３６はブロック３６に示すように共通付
勢装置を持っており、これらのブロック３６はすべて文
字発生器３０′と接続される。

文字発生器３０′からの文字ライン、例えばライン１１
を付勢スイッチＥ１によって接続し、ロード・モード電
圧系列を第１４図に説明されたものと類似の文字ライン
１′に共通に接続されている電荷転送電極１１，２７２
，３′１および４′１ に加することにより情報を任
意の文字ラインにロードさせることができる。

他の文字ラインは選択された付勢スイッチＥ２．Ｅ３お
よびＥ４をそなえておらず、その電荷転送電極１′２乃
至４′２，１′３乃至４′３および１／ｌ乃至４′４に
印加された電圧系列は前に説明された保持モード系列で
ある。

あらかじめこれらの文字ラインにロードされていた表示
された情報は変化されずに残り、依然として以前と同様
に表示することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は増幅器駆動装置を具えたプラズマ電荷転送装置
の概略断面図、第１ａ図は装置の部分の概略断面図であ
って、交流入力を示す概略断面図、第２図は装置の概略
断面図であって、隣合った電極が対向している電極の気
体放電の転送方向、電極部導線、および出力における光
検知器および電子検知器を示す断面図、第３図は装置の
動作の保持モードにおける装置の概略断面図、第４図は
装置の簡略化した等価回路であって、直流接続された入
力、Ｃ２と名づけた気体の容量およびＣ６と名づけた誘
電体被覆された電極の容量を示す回路図、第４ａ図は交
流入力を示している第４図に類似の部分回路、第５図は
タイミング図であって、直流入力を用いたロード系列お
よび保持系列に対する波形を表示し、又交流入力を用い
た場合には入力電圧は直流入力の場合より高くなければ
ならないから、交流入力の場合には破線で示されている
タイミング図、第６ａ図、第６ｂ図、第６Ｃ図、第６ｄ
図は電極および時間に関連した装置内の電荷転送を示し
ている詳細な参照図、第７図は装置を実際に用いた場合
の分解透視図であって、各種素子をサンドインチ構造に
して電極およびセルを形成する方法を行うに便利なよう
に例示した図、第８図は第７図の装置の一部の断面を第
７図の矢印の方向よりみた断面図、第９図は第７図の装
置の一部を矢印の方向よりみた断面図、第１０図は第７
図の装置の一部を矢印の方向よりみた断面図、第１１図
は第７図に示した装置と類似の他の装置の分解図であっ
て、さらに賦活電極を示している図、第１２図および第
１２ａ図は装置の平面図であって、この中で開放型のサ
ンドインチ型の表示中で容器の一部が露出状態となって
いる平面図、第１３図は賦活入力電極および転送チャン
ネルの利点を示すために拡大された断片的な平面図、第
１４図は第７図または第１１図に示された装置のいずれ
かに接続せられた入力駆動装置および文字発生器の概略
を例示した図、第１５図は第１４図の文字マトリックス
の概略図、第１６図は共通文字発生器クロックを用いた
複数の表示装置の概略接続図である。 １．２，３，４・・・・・・電極（導線）または電極の
入ったセル、６，７・・・・・・電極、１０・・・・・
・シフト・レジスタ・メモリ、１２・・・・・・基板、
１３・・・・・・チャンネル、１４・・・・・・電極、
１６・・・・・・内壁、１８・・・・・・誘電体物質層
、２０・・・・・・交流パルス電圧電源、２２・・・・
・・光検知器、２４・・・・・・交流電子的読取り装置
、２６・・・・・・誘導コイル、３０・・・・・・文字
発生器、３６・・・・・・ＡＮＤゲートまたはブロック
、１′、２１３’、 ４’・・・・・・転送電極または
導体、６’、 ？’・・・・・・賦活電極、１０シ・・
・・ワ°ラズマ放電表示装置、１２′・・・・・・基板
、１３′・・・・・・チャンネル、１４′・・・・・・
導体、１６′・・・・・・内壁、１８′・・・・・・誘
電体物質、３０′・・・・・・文字発生器、３２′・・
・・・・駆動装置、１′□、２′１，３′１４′１・・
・・・・電荷転送室、１′２，２′２，３７２，４′２
・・・・・・電荷転送電極、１′３，２′３，３′３，
４′３・・・・・・電荷転送電極、１ ／４，２／、、
３／４，４／４・・・・・・電荷転送電極、１１．２１
・・・・・・コラム、１０′・・・・・・文字ライン、
１２′・・・・・・不透明ガラス空所形成物質、１″・
・・・・・文字ライン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ プラズマ電荷転送装置において、 イオン化可能な媒体を収容している細長いチャンネルを
   画定する少なくとも１つの容器を含む手段と、 前記チャンネル内に設けられた入力電極手段と、順次交
   互に配列され、前記チャンネルの内壁の対向する側面で
   互い違いにされ、かつ前記媒体に容量的に結合された複
   数の転送電極手段を有し、前記入力電極手段に電気エネ
   ルギーを加えることにより一旦該入力電極手段とそれに
   最も近接した転送電極手段との間で前記媒体が放電する
   と、前記転送電極手段に順次加えられる電気エネルギー
   を加えることによっである転送電極手段間にプラズマ放
   電を生じ、かつ前記チャンネルの長軸方向に沿って該プ
   ラズマ放電を移動するように前記入力電極手段と前記転
   送電極手段が配列され、前記電極手段に電気的エネルギ
   ーを加える手段を有し、前記転送電極手段間に加えられ
   る電気エネルギーの電位は、前記チャンネルに沿うプラ
   ズマ放電の各シフトに対して転送電極手段と一致した順
   序で相次ぐ個々のパルスの形を取り、該相次ぐパルスは
   時間的にオーバラップせず、それらのパルスは、電荷を
   受ける転送電極手段の放電電位を減らすように相次ぐ転
   送電極手段間で捕獲された電荷の転送を起すことを特徴
   とするプラズマ電荷転送装置。