DE2715438C2

DE2715438C2 -

Info

Publication number: DE2715438C2
Application number: DE2715438A
Authority: DE
Inventors: Shigeo Tokio/Tokyo Jp Mikoshiba; Shinichi Kokubunji Tokio/Tokyo Jp Shinada
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1976-04-09
Filing date: 1977-04-06
Publication date: 1987-06-19
Also published as: DE2715438A1; JPS52123125A; JPS6127757B2; US4160932A; NL7703991A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anzeigeeinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.

Ein Verfahren zur Ansteuerung einer derartigen Anzeigeeinrichtung ist Gegenstand des älteren Patents DE-PS 26 42 473. Dort sind in jeder Gasentladungszelle Anode, Kathode und Hilfsanode so angeordnet, daß der Anzeigeentladungsraum vom Hilfsentladungsraum verschieden und damit die Anzeigeentladung von der Hilfsentladung weitgehend unabhängig ist. Allerdings ist zum Verschieben der Entladung zwischen dem Anzeige- und dem Hilfsentladungsraum, d. h. zur Umschaltung der einzelnen Gasentladungszelle von Hilfs- auf Anzeigeentladung und umgekehrt, eine verhältnismäßig hohe Spannung (200 bis 400 V) erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anzeigeeinrichtung der eingangs genannten Gattung anzugeben, bei der die zum Umschalten der einzelnen Gasentladungszellen erforderliche Spannung niedriger ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 angegeben. Wie weiter unten im einzelnen dargelegt wird, hängt die zum Umschalten erforderliche Spannung von der Entfernung zwischen Anode und Hilfsanode ab. Dadurch, daß nun die Hilfsanode innerhalb des Anzeigeentladungsraums zwischen Anode und Kathode angeordnet ist, läßt sich diese Entfernung unter Beibehaltung eines genügenden Abstandes für die jeweilige Entladung klein machen, so daß auch die zum Umschalten erforderliche Spannung unabhängig von der Amplitude der zur Aufrechterhaltung der Entladung erforderlichen Spannung reduziert wird.

Aus der DE-OS 22 48 179 ist zwar eine Anzeigeeinrichtung bekannt, bei der in jeder Gasentladungszelle zwischen einer Anode und einer Kathode eine Hilfsanode angeordnet ist, die jedoch als Startelektrode dient.

Außerdem verwendet diese Anzeigeeinrichtung zur Ansteuerung ein prinzipiell anderes Verfahren, das außer den genannten drei Elektroden in jeder Gasentladungszelle noch eine Startkathode erfordert.

Die Erfindung wird in der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild einer in Form einer Matrix aufgebauten ebenen Anzeigeeinrichtung,

Fig. 2 ein Ersatzschaltbild für eine einzelne Gasentladungszelle nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Art und Weise, wie die Anzeigeeinrichtung angesteuert wird,

Fig. 4 und 5a bis 5d Darstellungen einzelner Gasentladungszellen mit ihrer Beschaltung,

Fig. 6a bis 6f, 9a bis 9d und 10a bis 10f zerlegte Darstellungen zur Erläuterung des Aufbaus verschiedener Ausführungsbeispiele von Anzeigeeinrichtungen,

Fig. 7 ein Kennliniendiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Anzeigeeinrichtung nach Fig. 6,

Fig. 8a und 8b Impulsdiagramme der zur Ansteuerung der Anzeigeeinrichtung nach Fig. 6 angelegten Spannungen, und

Fig. 11 ein Diagramm zur Erläuterung der Abhängigkeit der Betriebsspannungen von der Elektrodenanordnung bei der Anzeigeeinrichtung nach Fig. 4.

Das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel einer Anzeigeeinrichtung enthält ein Matrixfeld 6 aus insgesamt neun einzelnen Gasentladungszellen, deren jede, wie auch in dem Ersatzschaltbild nach Fig. 2 gezeigt, eine Anode 1, eine Hilfsanode 2, eine Kathode 3, einen Anzeigeentladungsraum 4, einen Hilfsentladungsraum 5 und einen mit der Kathode 3 in Serie geschalteten Widerstand 7 aufweist. In dem Schaltbild nach Fig. 1 sind ferner eine Vorspannungsquelle 8, die Anzeigeentladungsräume 4 mit Spannung versorgende Spannungsquellen 9′ und die Hilfsentladungsräume 5 mit Spannung versorgende Spannungsquellen 10′ gezeigt. In dem Ersatzschaltbild nach Fig. 2 sind die Vorspannungsquelle 8 und die Spannungsquelle 9′ zu einer Versorgungsquelle 9 und die Vorspannungsquelle 8 und die Spannungsquelle 10′ zu einer Versorgungsquelle 10 zusammengefaßt. Ferner zeigt Fig. 2 einen Schutzwiderstand 11 für die Anode 1 und einen Schutzwiderstand 11′ für die Hilfsanode 2. Diese Schutzwiderstände 11 und 11′ können auch außerhalb des Matrixfeldes 6, wie in Fig. 1 gezeigt, angeordnet sein.

In den in der folgenden Beschreibung enthaltenen Gleichungen bedeuten

V _A= Spannung der Versorgungsquelle 9 V _A′= Spannung der Spannungsquelle 9′ V _S= Spannung der Versorgungsquelle 10 V _S′= Spannung der Spannungsquelle 10′ V₀= Spannung der Vorspannungsquelle 8 I _A= Stärke des durch die Versorgungsquelle 9 fließenden Hauptentladestroms I _S= Stärke des durch die Versorgungsquelle 10 fließenden Hilfsentladestroms R= Widerstandswert des Widerstandes 7 r _A= Widerstandswert des Schutzwiderstandes 11 r _S= Widerstandswert des Schutzwiderstandes 11′

Ferner bezieht sich in den nachfolgenden Gleichungen der Index A auf die Anode, der Index S auf die Hilfsanode und der Index K auf die Kathode.

Da die Anzeigeentladung, die zwischen Anode 1 und Kathode 3 auftritt, und die Hilfsentladung, die zwischen Hilfsanode 2 und Kathode 3 auftritt, den Widerstand 7 gemeinsam verwenden, kann die Entladung nur entweder im Anzeigeentladungsraum 4 oder im Hilfsentladungsraum 5 vorhanden sein. Der Unterschied zwischen der Spannung, die die Entladung vom Hilfsentladungsraum 5 zum Anzeigeentladungsraum 4 verschiebt, nämlich V _A (EIN), d. h. die Ladeverschiebungsspannung, und der Spannung, die die Entladung vom Anzeigeentladungsraum 4 zum Hilfsentladungsraum 5 verschiebt, nämlich V _A (AUS), d. h. die Entladeverschiebungsspannung, ergibt einen Speicherbetriebsbereich. Liegt die Spannung V _A zwischen den genannten Spannungswerten V _A (EIN) und V _A (AUS), so kann die Entladung im Anzeigeentladungsraum 4 oder im Hilfsentladungsraum 5 existieren. Überschreitet V _A den Wert von V _A (EIN), etwa im Adressierzustand, und kehrt dann wieder auf einen Wert zwischen den beiden genannten Spannungswerten V _A (EIN) und V _A (AUS) zurück, so läßt sich auf diese Weise ein Adressensignal (bei aufrechterhaltener Entladung) speichern.

Auch wenn die Polaritäten von Anzeige- und Hilfsentladung gleichzeitig umgekehrt werden, kann derselbe bzw. ein entsprechender Speicherbetrieb erhalten werden.

Das Grundprinzip des Speichersteuer-Vorgangs, der zuvor allgemein beschrieben worden ist, soll nachfolgend im einzelnen erläutert werden.

Es soll zunächst der Zustand untersucht werden, bei dem die Anzeigeentladung stattfindet, was nachfolgend mit I _A eingeschaltet bezeichnet werden soll, und die Hilfsentladung eingeschaltet ist, was nachfolgend mit I _S eingeschaltet bezeichnet werden soll, und bei dem beide Ströme gleichzeitig fließen. Wie sich aus Fig. 2 ergibt, gilt:

V _Am = V _A - (I _A + I _S) · R - I _A r _A
V _Sm = V _S - (I _A + I _S) · R - I _S r _S

Hierbei ist V _Am die Spannung zur Aufrechterhaltung der Anzeigeentladung und V _Sm die Spannung zur Aufrechterhaltung der Hilfsentladung. Aus den zuvor angegebenen Gleichungen ergibt sich:

Damit I _A < 0 wird, gilt gemäß Gleichung (1)

V _A < V _Am + (V _S - V _Sm)R/(R + r _S) ≡ V _{A 1} (3)

Damit I _S < 0 wird, gilt gemäß der Gleichung (2)

V _A < V _Am + (V _S - V _Sm) (R + r _A)/R ≡ V _{A 2} (4)

und daher wird der Bereich von V _A bezüglich eines bestimmten Wertes von V _S gemäß den Gleichungen (3) und (4)

V _{A 2} - V _{A 1} = (V _S - V _Sm) (Rr _A + r _A r _S - r _S R)/R (R + r _S) (5)

In entsprechender Weise ergibt sich der Bereich von V _S bezüglich eines bestimmten Wertes von V _S zu

(V _A - V _Am) (Rr _A + r _A r _S)/R (R + r _A) (6)

Die Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Steuern des Speicherfeldes sind dafür vorgesehen, den Bereich von V _A und V _S unter der Bedingung, daß die durch die Gleichungen (5) und (6) gegebenen Ströme I _A und I _S gleichzeitig eingeschaltet werden, so klein wie möglich zu machen. Insbesondere ergibt sich aus den Gleichungen (5) und (6), daß bei

R » r _A, r _S

die rechte Seite der Gleichung (5) oder der Gleichung (6) recht klein wird. Die Werte von r _A, r _S können Null sein. Wenn die Differenz zwischen V _A und V _S jedoch sehr groß wird, kann eine Hilfsentladung zwischen der Anode A und der Hilfsanode S auftreten, wodurch die Gasentladungsquelle zerstört werden oder brechen kann.

Fig. 3 zeigt eine statische Charakteristik der Arbeitsweise einer Gasentladungszelle, die als Speicher betrieben wird.

Die Arbeitsweise soll unter der Voraussetzung, daß R » r _A, r _S ist, beschrieben werden. Wenn in Fig. 2 I _S eingeschaltet und I _A ausgeschaltet ist, wird die Spannung V (S - K) zwischen Hilfsanode S und Kathode K

V (S - K) = V _Sm = V _S - I _S R (8)

und die Spannung V (A - K) zwischen Anode A und Kathode K

V (A - K) = V _A - I _S R = V _A - V _S + V _Sm. (9)

Dieser Arbeitspunkt ist in Fig. 3 mit a bezeichnet.

Wenn die Spannung V _S konstant gehalten und die Spannung V _A allmählich größer wird, wird die Spannung V (A - K) gleich der Zündspannung für die Entladung V _Abd, wenn I _S eingeschaltet ist, und die Entladung wird aus dem Hilfsentladungsraum 5 in den Anzeigeentladungsraum 4 verschoben. Wenn der Wert der Spannung V _A durch V _A (ein) wiedergegeben wird, wird die Spannung V _A (ein) unter Verwendung der Gleichung (9)

V _A (ein) = V _S + (V _Abd - V _Sm), (10)

wie dies in Fig. 3 durch den Punkt b dargestellt ist. Die Spannung V _A (ein) wird in Fig. 3 als Funktion von V _S dargestellt.

Wenn also die Anzeigeentladung ein- und die Hilfsentladung ausgeschaltet wird, ergibt sich (an den Punkten b und a in Fig. 3)

V (A - K) ≡ V _Am = V _A - I _A R (11)
V (S - K) = V _S - I _A R = V _S - V _A + V _Am (12)

Wenn die Spannung V _S dagegen konstant gehalten und die Spannung V _A verringert wird, wenn die Spannung V (S - K) = V _Sbd wird, wird die Entladung wieder in den Hilfsentladungsraum 5 verschoben, wobei V _Sbd die Zündspannung für die Hilfsentladung ist, wenn I _A eingeschaltet ist.

Der Wert der Spannung V _A zu diesem Zeitpunkt, d. h. V _A (aus) wird gemäß Gleichung (12)

V _A (aus) = V _S - (V _Sbd - V _Am) (13)

(an der Stelle c in Fig. 3). V _A (aus) ist in Fig. 3 als Funktion von V _S dargestellt. In Fig. 3 ist der mit (a) bezeichnete Bereich, d. h. der Bereich mit den Eckpunkten ein bistabiler Bereich, in dem I _A und I _S eingeschaltet und ausgeschaltet sein können. Der Bereich, der in Fig. 3 mit (b) bezeichnet ist, d. h. der Bereich, der durch die Eckpunkte definiert ist, ist der Bereich, in dem I _A eingeschaltet und I _S ausgeschaltet ist. Und der mit (c) bezeichnete Bereich, d. h. der durch die Eckpunkte definierte Bereich ist der Bereich, in dem I _A ausgeschaltet und I _S eingeschaltet ist.

Wenn Anzeige- und Hilfsentladung als normale Glimmentladungen brennen, nehmen V _Abd, V _Sbd und V _Sm den vorgegebenen Wert ein, und dementsprechend werden die Gleichungen (10) und (11) mit einer Steigung 1 in Fig. 3 geradlinig. Es sei darauf hingewiesen, daß sowohl die Gleichung (10) als auch die Gleichung (13) I und R nicht enthalten, so daß der Speichervorgang nicht von der Größe von R abhängt.

Der Speicherspielraum bzw. die Speicherbreite M wird unter der Voraussetzung, daß V _S konstant gehalten wird, folgendermaßen definiert:

M = {V _A (ein) - V _A (aus) }/ ½ V _A (ein) (14)

Aus den Gleichungen (10) und (13) ergibt sich die folgende Gleichung:

V _A (ein) - V _A (aus) = (V _Abd - V _Am) + (V _Sbd - V _Sm) (15)

Da jedoch V _Abd<V _Am, V _Sbd<V _Sm gilt, weist M immer positive Werte auf.

Eines der Merkmale des hier erläuterten Verfahrens besteht darin, daß der Wert der durch die Gleichung (15) gegebenen Größe V _A (ein) - V _A (aus) durch Ändern des Aufbaus der Gasaufladungszelle beeinflußt werden kann. Insbesondere dann, wenn der Zwischenraum zwischen der Anode 1 und der Hilfsanode 2 verringert wird, ist der Wert für die rechte Seite der Gleichung (15) klein; wird der Abstand zwischen Anode 1 und Hilfsanode 2 vergrößert, so wird die rechte Seite der Gleichung (15) groß.

Zuvor wurde der Speichervorgang beschrieben, wenn die Spannung V _A verändert wird, während die Spannung V _S konstant gehalten wurde. Dasselbe Ergebnis erhält man auch, indem man lediglich die Indices A und S in den zuvor abgegebenen Gleichungen vertauscht, d. h. wenn die Spannung V _S verändert und die Spannung V _A konstant gehalten wird. Insbesondere wenn im Zustand der Entladeaufrechterhaltung im Punkt a in Fig. 3 die Spannung V _S bis zum Punkt b′ verringert wird, während die Spannung V _A konstant gehalten wird, wird die Entladung eingeschaltet, und wenn die Spannung V _S bis zum Punkt c′ vergrößert wird, wird die Anzeigeentladung ausgeschaltet.

Zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Entladeverschiebungsvorgängen bestehen weitere Beschränkungen bei der grundsätzlichen Funktionsweise der Entladung insofern, als I _A und I _S keine Werte kleiner als der kleinste Entladestrom I _Amin, I _Smin einnehmen können, der durch die Form der Gasentladungszelle, die Art der Füllung, den Zwischenraum zwischen den Elektroden usw. vorgegeben ist. Genauer ausgedrückt: Bezeichnet man mit V _Aext die kleinste Versorgungsspannung zur Aufrechterhaltung der Anzeigeentladung im Falle, daß eine gegenseitige Beeinflussung mit der Hilfsentladung ignoriert wird, und mit V _Sext die kleinste Versorgungsspannung zur Aufrechterhaltung der Hilfsentladung im Falle, daß die gegenseitige Beeinflussung mit der Anzeigeentladung ignoriert wird, so wird unter den Bedingungen

V _A<V _Aext ≡ V _A + I _Am r (16)
V _S<V _Sext ≡ V _Sm + I _Sm R (17)

die Anzeigeentladung bzw. die Hilfsentladung unabhängig von der jeweils anderen Entladung gelöscht. Dies ist der in Fig. 3 durch die Eckpunkte gekennzeichnete Bereich (d) bzw. der durch die Eckpunkte angegebene Bereich (e). Da V _Aext und V _Sext von den Werten I _Amin und R abhängen, liegen daher in jeder Gasentladungszelle Ungleichförmigkeiten einschließlich derjenigen vor, die durch Unregelmäßigkeiten des Widerstandswerts R verursacht werden.

Wie bei der einzigen in Fig. 2 dargestellten Gasentladungszelle, bei der die Anode 1 und die Hilfsanode 2 horizontal bzw. vertikal liegen, sind diese beiden Elektroden jeweils in einem in Fig. 1 dargestellten Feld entsprechend in Matrixform angeordnet und gemeinsam verbunden.

Werden die durch die Gleichungen

V _{A 1}′ + V₀ = V _{A 2}′ + V₀ = V _{A 3}′ + V₀ ≡ V _A (<V _Aext) (18)
V _{S 1}′ + V₀ = V _{S 2}′ + V₀ = V _{S 3}′ + V₀ ≡ V _S (<V _Sext) (19)

wiedergegebenen Spannungen in Fig. 1 angelegt, so werden, da die Hilfsentladung normalerweise leichter zündet als die Anzeigeentladung, alle Hilfsentladungen gezündet bzw. eingeschaltet, und die Arbeitspunkte der jeweiligen Entladungszellen konvergieren zum Punkt d, die Anzeigeentladung wird jedoch unterdrückt gehalten.

Die Gasentladungszelle am Kreuzungspunkt der Anode 1 in der Zeile m und der Hilfsanode 2 in der Spalte n wird mit (A _m, S _n) bezeichnet, und die in Fig. 1 dargestellten Symbole werden bei der nachfolgenden Beschreibung für die Anode 1, die Hilfsanode 2 und die gemeinsame Kathode K verwendet. Soll beispielsweise die Anzeigeentladung von (A₂, S₂) eingeschaltet bzw. gezündet werden, so wird V _{A 2}′ um Δ V _A erhöht und V _{S 2}′ um Δ V _S verringert. Infolgedessen bewegt sich der Punkt d von (A₂, S₂) zum Punkt g in Fig. 3, und kommt in den Bereich, bei dem I _A fließt bzw. eingeschaltet ist.

Die im halbausgewählten Zustand vorliegenden Gasentladungszellen (A₂, S₁), (A₂, S₃) werden zum Punkt e verschoben und die im halbausgewählten Zustand befindlichen Gasentladungszellen (A₁, S₂), (A₃, S₂) werden zum Punkt f hin bewegt, jedoch wird der Entladezustand nicht verändert. Die sich im nicht-ausgewählten Zustand befindenden Gasentladungszellen (A₁, S₁), (A₁, S₃), A₃, S₁), (A₃, S₃) werden hinsichtlich ihrer Funktionsweise am Punkt d gehalten.

Der Entladestrom im halbausgewählten Zustand und dementsprechend die Helligkeit werden bei den herkömmlichen Speicherfeldern verändert, so daß ein Phänomen auftritt, daß das Anzeigebild parallel zur Elektrode hinterher gezogen wird bzw. nachleuchtet. Da jedoch im vorliegenden Fall eine Halbauswahl mit der Hilfsanode 2 durchführt wird, treten wenn die Anode 1 und die Hilfsanode 2 horizontal bzw. vertikal angeordnet sind, wie dies beispielsweise im Falle der in Fig. 1 dargestellten Fernseh-Wiedergabe gezeigt ist, keine Änderungen des Anzeige-Entladestromes durch die Halbauswahl auf.

Bei der Fernseh-Wiedergabe wird beispielsweise jede horizontale Zeile über die Anode 1 adressiert. Wenn ein geeigneter Zeitzwischenraum in einer Vollbildperiode vorgesehen ist, so daß eine horizontale Zeile beispielsweise 6mal adressiert wird, kann ein Bild mit 6 Bits, d. h. mit 64 Graustufen, erhalten werden.

Die Hilfsentladung ist nicht nötig, um von der Adressierung einer Zeile zur Adressierung der nächsten überzugehen. Daher kann die Hilfs-Entladungsenergie ohne Beeinflussung der Anzeigeentladung eingespart werden, wenn die Spannung V _S nach Abschluß der Adressierung verringert wird, um den Arbeitspunkt der Entladungszelle vom Punkt d zum Punkt h in Fig. 2 zu verringern. Bevor eine Zeile jedoch wieder adressiert wird, muß der Arbeitspunkt der Entladungszelle wieder vom Punkt h zum Punkt d gebracht werden. Die Zeit, um vom Punkt h zum Punkt d zurückzugelangen, kann mit einigen Mikrosekunden angenommen werden, wenn die Hilfs-Entladungsräume 5 beispielsweise vertikal über Löcher oder Schlitze miteinander verbunden sind.

Fig. 4 zeigt Anordnung und Beschaltung einer einzelnen Gasentladungszelle in gegenüber Fig. 2 abgeänderten Gestaltung. Weitere Varianten der Beschaltung sind in den Fig. 5a, 5b, 5c und 5d dargestellt.

V _A und V _S in Fig. 3 entsprechen V _A bzw. V _S in Fig. 4. Der Zusammenhang zwischen den Spannungen der verschiedenen Spannungsquellen 8, 8′, 9, 9′, 9″, 10, 10′, 10″, 10″′ in den Fig. 5a bis 5d sind folgende:

V₀ + V _A′ = V _A, V₀ + V _S′ = V _S (Fig. 5a)
V _S + V _A′′ = V _A (Fig. 5b)
V _A - V _S″ = V _S (Fig. 5c)
V₀′ + V _A′′′ = V _A, V _A′′′ - V _S′′′ = V _S (Fig. 5d)

Darüberhinaus können alle Spannungen gleichzeitig umgekehrt werden.

Der Aufbau einer Anzeigeeinrichtung soll nachfolgend im einzelnen anhand einiger Ausführungsformen beschrieben werden.

Die Fig. 6a bis 6e sind perspektivische Darstellungen und Fig. 6f ist ein Querschnitt durch eine zusammengebaute Anzeigeeinrichtung. Die Fig. 6a bis 6f zeigen die Anode 1, die Hilfsanode 2, die gemeinsame Kathode 3, den Anzeigeentladungsraum 4, den Hilfsentladungsraum 5 und Widerstände 7. Weiterhin sind Anodenleitungen 17, Hilfsanodenleitungen 18, gemeinsame Kathodenleitungen 19, eine durchsichtige, isolierende Platte 20, ein isolierendes Substrat 21, ein mit Löchern versehenes Abstandsstück 22 für den Anzeigeentladungsraum, ein mit Löchern versehenes Abstandsstück 23 für die Anzeige- und Hilfsentladungsräume 4 bzw. 5 sowie ein Leuchtmaterial 30 auf der Wandung des Anzeigeentladungsraumes dargestellt. Das Leuchtmaterial 30 ist auf der Innenfläche der Löcher des Abstandsstücks 22 oder auf einem Teil der Platte 20, oder auf beiden aufgebracht.

Diese Teile und Komponenten werden miteinander abgedichtet, so daß die jeweiligen Entladungsräume nach außen hin luftdicht abgeschlossen sind, und die Entladungsräume werden mit einem geeigneten Gas gefüllt. Fig. 7 zeigt die statischen Kennlinien, die vorliegen, wenn die Anzeigeeinrichtung in der in den Fig. 5a bis 5d dargestellten Weise angeschlossen ist und Spannungen angelegt werden. In diesem Falle sind die Widerstände 7 2 MΩ- Widerstände. Die statischen Kennlinien, wie sie in Fig. 7 dargestellt sind, bleiben jedoch auch dann im wesentlichen aufrechterhalten, wenn andere Werte verwendet werden. Dies zeigt, daß die Speicherfunktion nicht wesentlich beeinflußt wird, wenn die Werte der einzelnen Widerstände 7 innerhalb der Anzeigeeinrichtung ungleich ist. Die Werte V _Aext und V _Sext werden jedoch von den Werten der Widerstände 7 beeinflußt. V _Aext und V _Sext dienen aber nicht dazu, die Speicherfunktion durchzuführen. In Fig. 7 ist der durch die Eckpunkte -festgelegte Bereich mit (a), der durch die Eckpunkte festgelegte Bereich mit (b), der durch die Eckpunkte festgelegte Bereich mit (c), der durch die Eckpunkte festgelegte Bereich mit (d) und der durch die Eckpunkte festgelegte Bereich mit (e) bezeichnet. Die mit (a) bis (e) bezeichneten Bereiche entsprechen jeweils den in Fig. 3 mit (a) bis (e) gekennzeichneten Bereichen.

Die Anzeigeeinrichtung kann auch mit einer Impulsspannung geschaltet werden. Werden dabei Δ V _A und Δ V _S in Fig. 3 praktisch gleichzeitig angelegt und danach Δ V _A und Δ V _S abgeschaltet, so wird der Arbeitspunkt sofort vom Punkt d zum Punkt g in Fig. 3 und wieder zurück zum Punkt d verschoben. Wenn im Anfangszustand I _A ausgeschaltet und I _S eingeschaltet ist, wird dann I _A eingeschaltet und I _S ausgeschaltet, wenn der Arbeitspunkt wieder zum Punkt d zurückkehrt.

Das Verfahren zum Steuern der Anzeigeeinrichtung soll nachfolgend beschrieben werden, wobei die in den Fig. 8a und 8b dargestellten Spannungs-Schwingungsformen angelegt werden. Die Fig. 8a und 8b zeigen die Schwingungsformen für die in Fig. 6 dargestellte Anzeigeeinrichtung, die die in Fig. 7 dargestellten Kennlinien aufweist. Fig. 8a zeigt die Schwingungsformen der angelegten Spannung (V _A) für den Anzeigeentladungsraum und der angelegten Spannung (V _S) für den Hilfsentladungsraum, die zum Verschieben des Stromes I _A vom ausgeschalteten in den eingeschalteten Zustand erforderlich sind. Fig. 8b zeigt die Spannungen V _A und V _S zum Verschieben des Stromes I _A vom eingeschalteten in ausgeschalteten Zustand. In Fig. 8a ist dargestellt, daß die Summe der angelegten Spannungen der Spannungsquelle 9′ für den Anzeigeentladungsraum und der Vorspannungsquelle 8 in Fig. 1 den Wert 700 Volt aufweist und die Summe der angelegten Spannungen für die Spannungsquellen 10′ und die Vorspannungsquelle 8 für den Hilfsentladungsraum 500 Volt beträgt. Zu diesem Zeitpunkt ist I _A ausgeschaltet und I _S eingeschaltet. Der Arbeitspunkt ist in Fig. 7 zu diesem Zeitpunkt durch den Punkt dargestellt. Wenn man sich zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂ in Fig. 8a befindet, steigt die Spannung der Spannungsquelle 9′ für den Anzeigeentladungsraum um 100 Volt an, und der Arbeitspunkt wird dann in Fig. 7 zum Punkt verschoben. Der Strom I _A wird ausgeschaltet gehalten. Dies zeigt eine Halbauswahl an. Die Spannung der Spannungsquelle 9′ während des Zeitraumes zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂ in Fig. 8a kehrt zum Ausgangspunkt zurück, und der Arbeitspunkt kehrt in Fig. 7 zum Punkt zurück. Dies zeigt den nicht-ausgewählten Zustand. Die Spannung der Spannungsquelle 10′ wird während des Zeitraumes zwischen den Zeitpunkten t₃ und t₄ um 100 Volt verringert, um den Arbeitspunkt an den Punkt zu verschieben. Der Strom I _A wird ausgeschaltet gehalten. Dies zeigt die Halb-Auswahl an. Die Spannung der Spannungsquelle 9′ wird während des Zeitraumes zwischen den Zeitpunkten t₅ und t₆ um 100 Volt angehoben und die Spannung der Spannungsquelle 10′ während desselben Zeitraumes um 100 Volt abgesenkt. Der Arbeitspunkt wird zum Punkt verschoben, so daß I _A eingeschaltet und I _S ausgeschaltet wird. Dies zeigt eine Auswahl bzw. Ansteuerung an. Obwohl der Arbeitspunkt während des Zeitraumes zwischen den Zeitpunkten t₆ und t₇ zum Punkt verschoben wird, bleibt der Strom I _A eingeschaltet und der Strom I _S ausgeschaltet.

Die in Fig. 8a gezeigten Spannungswerte stellen nur ein Beispiel dar. Angenommen, die Spannungen für den Anzeige- und den Hilfsentladungsraum 4 bzw. 5 am Arbeitspunkt k in Fig. 7 werden mit V _Ab und V _Sb und die Spannung zwischen den Arbeitspunkten und mit Δ V _S bezeichnet, dann sollten Δ V _A und Δ V _S die folgenden Ungleichungen befriedigen:

Δ V _A<U _A<Δ V _A + Δ V _S
Δ V _S<U _A

wobei gilt:

U _S = (V _Abd - V _Sm) - V _Ab + V _Sb (20)

Die Spannung der Zelle im ausgewählten Zustand wird für die Entladung über die Gerade V _A (ein), die in Fig. 7 mit bezeichnet ist, unter den zuvor genannten Bedingungen hinaus verschoben.

Wenn zu einem Zeitpunkt I _A eingeschaltet und I _S ausgeschaltet ist, ändern sich die Ströme I _A und I _S auch dann überhaupt nicht, wenn die Spannung der in Fig. 8a dargestellten Schwingungsform angelegt wird.

Im Zusammenhang mit Fig. 8b sei angenommen, daß sich zu einem Zeitpunkt I _A im eingeschalteten und I _S im ausgeschalteten Zustand befindet. Der Arbeitspunkt ist in Fig. 7 zu diesem Zeitpunkt mit bezeichnet. Er wird während des Zeitraumes zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂ zum Arbeitspunkt verschoben, jedoch bleibt I _A im eingeschalteten Zustand. Dies zeigt eine Halbauswahl an. Der Arbeitspunkt kehrt während des Zeitraumes zwischen den Zeitpunkten t₂ und t₃ zum Arbeitspunkt zurück. Dies zeigt einen nicht-ausgewählten Zustand an. Der Arbeitspunkt wird während des Zeitraumes zwischen den Zeitpunkten t₃ und t₄ zum Arbeitspunkt verschoben, jedoch bleibt I _A im eingeschalteten Zustand. Dies zeigt auch eine Halbauswahl an. V _S wird gleichzeitig angehoben, wenn V _A während des Zeitraumes zwischen den Zeitpunkten t₅ und t₆ abgesenkt wird; der Arbeitspunkt wird zum Arbeitspunkt verschoben, I _A wird ausgeschaltet und I _S eingeschaltet. Dies zeigt eine Auswahl an. Der Arbeitspunkt kehrt während des Zeitraumes zwischen den Zeiträumen t₆ und t₇ zum Arbeitspunkt zurück, jedoch ist I _A bereits ausgeschaltet.

Die in Fig. 8b dargestellten Spannungswerte sind lediglich Beispiele. Wenn die Spannungen für die beiden Entladungsräume 4 und 5 beim Arbeitspunkt in Fig. 7 mit V _Ab und V _Sb, die Spannung zwischen den Arbeitspunkten und mit Δ V _A und die Spannung zwischen den Arbeitspunkten und mit Δ V _S bezeichnet werden, sollten Δ V _A und Δ V _S die folgenden Ungleichungen befriedigen:

Δ V _A<U _S
Δ V _S<U _S<Δ V _A + Δ V _S,

wobei gilt

U _S = (V _Sbd - V _Am) + V _Ab - V _Sb (21)

Die Spannung der Zelle im ausgewählten Zustand wird für die Entladung über die Gerade V _A (aus), die in Fig. 7 mit bezeichnet wird, unter den zuvor angegebenen Bedingungen hinaus verschoben.

Wenn zu einem Zeitpunkt I _S ausgeschaltet ist, werden sich die sich entweder im eingeschalteten oder ausgeschalteten Zustand befindlichen Ströme I _A und I _S auch dann überhaupt nicht verändern, wenn die Spannung mit der in Fig. 8b dargestellten Schwingungsform angelegt wird. Wenn die zuvor beschriebenen Arbeitsweisen für die Nichtauswahl, die Halbauswahl und die Auswahl an dem in Fig. 1 dargestellten Matrixfeld 6 auftreten, kann die Anzeige- oder die Hilfs- Entladung gelöscht werden. Während des Zeitraumes zwischen den Zeitpunkten t₃ und t₄ oder zwischen den Zeitpunkten t₅ und t₆ in Fig. 8a kann die Hilfsanode 2 und während des Zeitraumes zwischen den Zeitpunkten t₅ und t₆ in Fig. 8b kann die Anode 1 vorübergehend zur Kathode 3 werden; diese Arbeitsweisen brauchen jedoch die Speicherfunktion nicht nachteilig zu beeinflussen.

Anstelle des oben beschriebenen Betriebes kann der Punkt zur Aufrechterhaltung der Entladung in Fig. 7 auf den Arbeitspunkt eingestellt werden. Die Spannungen für die Entladungsräume am Arbeitspunkt werden mit V _Ab bzw. V _Sb bezeichnet, die Spannung zwischen den Arbeitspunkten und mit Δ V _A und die Spannung zwischen den Arbeitspunkten und mit Δ V _S bezeichnet. Dann sollten Δ V _A und Δ V _S die folgenden Ungleichungen befriedigen:

Δ V _S - Δ V _A<U _A<Δ V _S
Δ V _A<U _S

U _A und U _S sind durch die Gleichungen (20) und (21) festgelegt. Wenn Δ V _S am Auswahlpunkt abgesenkt wird, wird nur Δ V _A am Punkt der Halbauswahl abgesenkt; werden sowohl Δ V _A und Δ _S abgesenkt, so übersteigt nur die Spannung der ausgewählten Zelle die Gerade V _A (ein), die mit bezeichnet wird, um eine Verschiebung der Entladung zu bewirken.

Darüber hinaus kann der Punkt zur Aufrechterhaltung der Entladung in Fig. 7 auf den Punkt eingestellt werden. Wenn die Spannungen für die Entladungsräume am Punkt mit V _Ab und V _Sb, die Spannung zwischen den Punkten und mit Δ V _A und die Spannung zwischen den Punkten und mit Δ V _S bezeichnet werden, sollten Δ V _A und Δ V _S die folgenden Ungleichungen befriedigen:

Δ V _A - Δ V _S<U _A<Δ V _A
Δ V _S<U _S

U _A und U _S werden hierbei durch die Gleichungen (20) und (21) festgelegt. Wird Δ V _A am Auswahlpunkt angehoben, so wird nur Δ V _S am Punkt für die Halbauswahl erhöht; werden sowohl Δ V _A und Δ V _S angehoben, so wird nur die Spannung der ausgewählten Zelle über die durch bezeichnete Gerade V _A(ein) angehoben, um die Verschiebung der Entladung zu bewirken.

Ferner kann der Punkt zur Aufrechterhaltung der Entladung auf den Punkt in Fig. 7 eingestellt werden.

Wenn die Spannungen für die Entladungsräume am Punkt mit V _Ab und V _Sb, die Spannung zwischen den Punkten und mit Δ V _A und die Spannung zwischen den Punkten und mit Δ V _S bezeichnet werden, sollten Δ V _A und Δ V _S die folgenden Ungleichungen befriedigen:

Δ V _S - Δ V _A<U _S<Δ V _S
Δ V _A<U _A

U _A und U _S sind durch die Gleichungen (20) und (21) festgelegt. Wird Δ V _S am Auswahlpunkt angehoben, so wird Δ V _A am Punkt für die Halbauswahl angehoben; werden sowohl Δ V _A und Δ V _S angehoben, so wird nur die Spannung der ausgewählten Zelle über die durch gekennzeichnete Gerade V _A (aus) hinaus angehoben, um eine Verschiebung der Entladung zu bewirken.

Der Punkt für die Aufrechterhaltung der Entladung kann in Fig. 7 auch auf den Punkt eingestellt werden. Wenn die Spannungen für die Entladungsräume am Punkt mit V _Ab und V _Sb, die Spannung zwischen den Punkten und mit Δ V _A und die Spannung zwischen den Punkten und mit Δ V _S bezeichnet werden, sollten Δ V _A und Δ V _S die folgenden Ungleichungen befriedigen:

Δ V _A - Δ V _S<U _S<Δ V _A
Δ V _S<U _A

U _A und U _S sind durch die Gleichungen (20) und (21) festgelegt. Wird Δ V _A am Auswahlpunkt abgesenkt, so wird nur Δ V _S am Punkt für die Halbauswahl abgesenkt; werden sowohl Δ V _A als auch Δ V _S abgesenkt, so übersteigt nur die Spannung der ausgewählten Zelle die mit bezeichnete Gerade V _A (aus), um die Verschiebung der Entladung zu bewirken.

Die vorausgegangene Beschreibung bezog sich auf den in Fig. 6 dargestellten Aufbau. Sie gilt analog auch für die Ausführungsformen nach Fig. 9 und 10.

In Fig. 9 ist eine weitere Ausführungsform einer Anzeigeeinrichtung dargestellt.

Fig. 9 zeigt ein Anoden-Deckglas 24, ein Deckglas 26 für die gemeinsame Kathode 3, Löcher 27, die im Anoden-Deckglas 24 für die Anode 1 ausgebildet sind und Löcher 29, die im Deckglas 26 für die gemeinsame Kathode 3 ausgebildet sind. Fig. 9d zeigt die zusammengesetzte Anzeigeeinrichtung im Querschnitt und entspricht der Fig. 4. Sowohl die Anzeige- als auch die Hilfsentladung kann in Form der positiven Säule vorliegen, wenn der Druck und die Gasfüllung entsprechend gewählt werden.

Fig. 10 zeigt eine weitere Ausführungsform des Aufbaus einer Anzeigeeinrichtung. Dabei gibt Fig. 10f einen Querschnitt im zusammengebauten Zustand wieder. Eine positive Säule kann in einem Teil des Anzeigeentladungsraumes 4 und eine negative Glimm- Entladung in einem Teil des Hilfsentladungsraumes 5 durch Einstellen des Drucks des Gases erzeugt werden.

Fig. 11 zeigt Meßergebnisse von Änderungen der Werte V _A (ein) und V _A (aus) durch Ändern des Abstandes zwischen der Anode 1 und der Hilfsanode 2 einer Zelle, die in ihrer Form der Fig. 4 entspricht. Der Innendurchmesser der untersuchten Zelle beträgt 3,3 mm. In die Zelle wurde Xe-Gas mit einem Druck von 6,5 mbar eingefüllt. Die Anode 2 und die Kathode 3 sind aus Nickelhülsen, die Hilfsanode 2 aus Eisen-Nickel-Draht gefertigt. Der Widerstand R beträgt 2 MΩ, r _A beträgt 0 und r _S beträgt 22 kΩ. Mit einer Zelle von 0,3 mm Durchmesser und Xe als Gas bei einem Druck von 40 mbar können jedoch dieselben Kennlinien erhalten werden, wie sie in Fig. 11 dargestellt sind. Aus Fig. 11 ist zu ersehen, daß die Werte von V _A (ein) - V _A (aus) zwischen 0 und 400 Volt durch Ändern des Abstandes zwischen Anode 1 und Hilfsanode 2 gewählt werden können. Wenn der Abstand zwischen der Kathode 3 und der Hilfsanode 2 geändert und der Abstand zwischen der Anode 1 und der Hilfsanode 2 konstant gehalten wird, ändern sich die Werte für V _A (ein) und V _A (aus) nicht.

Wenn der Unterschied zwischen V _A (ein) und V _A (aus) groß ist, kann man auch dann eine stabile Speicherfunktion erzielen, wenn große Ungleichmäßigkeiten der Entladungscharakteristik zwischen den Zellen vorliegen; jedoch muß die für die Adressierung erforderliche Impulsspannung hoch sein. Dementsprechend ist es wünschenswert, den Wert für V _A (ein) - V _A (aus) so klein wie möglich zu machen, um eine stabile Speicherfunktion durchzuführen. Wie deutlich aus den in Fig. 11 dargestellten Meßwerten zu ersehen, ist es also möglich, den Wert V _A (ein) - V _A (aus) in einem breiten Bereich willkürlich zu wählen.

Es ist möglich, Argon, Neon usw. anstelle der Verwendung von Leuchtmaterial 30 in die Entladungsräume einzufüllen und durch die Entladung sichtbares Licht zur Anzeige zu erzeugen.

Claims

1. Anzeigeeinrichtung aus matrixförmig angeordneten Gasentladungszellen, deren jede einen zwischen einer Anode (1) und einer Kathode (3) liegenden Anzeigeentladungsraum (4) und einen zwischen einer Hilfsanode (2) und der Kathode (3) liegenden Hilfsentladungsraum (5) enthält,
wobei die Kathoden (3) sämtlicher Gasentladungszellen jeweils über einen Widerstand (7) an einem gemeinsamen Potential (8) liegen und die Anoden (1) zeilenweise und die Hilfsanoden (2) spaltenweise mit jeweils gleichen Spannungen derart beaufschlagbar sind, daß eine in den einzelnen Gasentladungszellen stattfindende Entladung in Abhängigkeit von der vorhergegangenen Ansteuerung im Anzeigeentladungsraum (4) oder im Hilfsentladungsraum (5) aufrechterhalten wird,
wobei zum Umschalten einer ausgewählten Gasentladungszelle in den Anzeigezustand die an deren Anode (1) liegende Spannung (V _A) anhebbar und gleichzeitig die an deren Hilfsanode (2) liegende Spannung (V _S) absenkbar und nur durch die Summierung dieser beiden Spannungsänderungen ein definierter Anzeigezustand erreichbar ist, und
wobei zum Umschalten einer ausgewählten Gasentladungszelle in den Nicht-Anzeigezustand die an deren Anode (1) liegende Spannung (V _A) absenkbar und gleichzeitig die an deren Hilfsanode (2) liegende Spannung (V _S) anhebbar und nur durch die Summierung dieser beiden Spannungsänderungen ein definierter Nicht-Anzeigezustand erreichbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsanode (2) innerhalb des Anzeigeentladungsraums (4) zwischen der Anode (1) und der Kathode (3) angeordnet ist.

2. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzeigeentladungsraum (4) geradlinig verläuft.

3. Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Wandung des Anzeigeentladungsraums (4) ein Leuchtmaterial (30) aufgetragen ist.