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Anzeigeanordnung für Plasmaanzeigepaneele # Priorität : Japan 31.
Dezember 1971 Nr. 1851/ 1972 Kurzfassung der Erfindung Die Erfindung betrifft eine
Anzeigeanordnung für Plasmaanzeigepaneele, bei denen Elektroden in X- und Y- Richtung
einander gegenüberstehend angeordnet sind und zwischen sich einen abgeschlossen
gasgefüllten Entladungsraum einschliessen. Mindestens auf den in Y-Richtung verlaufenden
Elektroden ist eine dielektrische Schicht aufgebracht. Eine seitliche Entladung
zwischen benachbarten Elektroden, die in X-Richtung verlaufen, wird aufeinanderfolgend
verschoben. Zwischen den in 1- und Y-Richtung verlaufenden Elektroden wird eine
vertikale ntladung zeitlich entsprechend mit den seitlichen Verschiebungs entladungen
und den Zeitpunkten der selektiv.den Y-Elektroden zugeführten Einschreibspannung
audgelöst, sodass die vertikale Entladung dabei als Wandspannung der dielektrischen
Schicht gespeichert wird. An die in X- und T-Richtung verlaufenden Elektroden wird
nach des Schreiben einer Zeile oder eines Bildrasters eine Erhaltungsspannung gelegt,
die eine Anzeige in Übereinstimmung Dit den Muster der Wandspannungen ermöglicht.
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Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft eine Anzeigeanordnung
für Plasmaanzeigepaneele. Die Anzeige wird dabei unter Verwendung der Speicherfunktion
der Wandspannung und eines Anregungsstromeffektes zufolge der Elektronen, Ionen
und metastabilen Atome erreicht,
die bei der Entladung entstehen.
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Stand der Technik In Plasmaanzeigepaneelen wird eine Ladung, die
bei der Entladung entsteht, in der dielektrischen Schicht gespeichert, welche die
Elektroden bedeckt, und bildet eine Wandspannung.
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Die WandspannunG ermöglicht ein Speicherverhalten. Ferner werden Ionen,
Elektronen und metastabile Atome, die durch die Entladung erzeugt werden, umhergestreut,
und eine Eigenverschiebung lässt sich durch den Prinärstromeffekt erreichen, der
die Entladungsspannungen in den benachbarten Zellen herabsetzt. Für diese Selbstverschiebung
werden Elektroden periodisch in üblicher Weise mit drei Stromzuführungen verbunden.
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Ferner sind Elektroden in der Verschiebungsrichtung vorzesehen, welche
die Elektroden in entgegengesetzter Richtung dazu kreuzen, und eine Erhaltungsspannunz
wird impulsweise den Stromzuführungen nacheinander zugeführt. Auf diese Weise wird
die eingeschriebene Information angezeigt, während diese verschoben wird, was durch
elektrische Signale erfolgt. Diese Anzeige kann im stationären Zustand bei kontinuierlicher
Zuführung einer Erhaltungsspannung zu irGend einem der Stromleiter erfolgen. Sind
jedoch im Falle einer solchen etationären Entladung awei Elektroden zwischen die
Entladungsflekken in der Verschiebungsrichtung eingefügt, so wird die Anzeige ge
ungleichmässig. Dies kann durch Verringerung der Entternung zwischen den Elektroden
und der Vergrösserrung ihrer Breite vermieden werden. Dies wirft jedoch Herstellungsprobleme
auf.
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Es ist ferner bereits vorgeschlagen worden, den Gasentladungsraum
in zwei äquivalente Schichten aufzuteilen, um die Selbstverschiebung in der einen
Schicht und die Anzeige in der anderen Schicht zu bewirken. Dies bedingt Jedoch
einen komplizierten Aufbau und bringt die Schwierigkeit einer verringerten Schärfe
in einem Bildelement mit sich.
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Zusammenfassung der Erfindung Gemäss der Erfindung werden die oben
geschilderten Nachteile beseitigt, Die Erfindung löst die Aufgabe, eine Anzeigeanordnung
zu schaffen, die einen den üblichen Plasmaanzeigepaneeion ähnlichen Aufbau besitzt
und den Selbstverschiebungsvorgan6 ausnützt, jedoch eine Verbesserung der Unschärfe
des Bildelementes ermöglicht.
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Kurz gesagt, zeichnet sich die Anzeigeanordnung für Plasmaanzeigepaneele
gemäss der Erfindung dadurch aus, dass eine Vielzahl von in X-Richtung verlaufenden
Elektroden periodisch mit einer Vielzahl von Stromzuführungen verbunden wird, und
dass eine Vielzahl von in Y-Richtung verlaufender Elektroden mit einer Anzeigeinformation
beaufschlagt wird, und dass die Elektroden einander gegenüberstehen angeordnet sind,
und zwischen sich einen Gasentladungsraum einschliessen. Ferner ist eine dielektrische
Schicht mindestens auf den in Y-Richtung verlaufenden Elektroden angebracht. Eine
seitliche Entladung zwischen nebeneinander liegenden in X-Riehtung verlaufenden
Elektroden wird aufeinanderfolgend verschoben. Eine vertikale Entladung entsteht
zwischen den in 1-und T-Richtung verlaufenden Elektroden in zeitlicher Übereinstimmung
mit der seitlichen Verschiebungsentladung und den Zeitpunkten, an denen die Anzeigeinformation
an die in T-Richtung verlaufenden Elektroden gegeben wird. Die vertikale Entladung
wird als Wandspannung in der dielektrischen Schicht gespeichert. Eine Erhaltungsspannung
wird zwischen den X- und Y-Richtung verlaufenden Elektroden nach dem Schreibvorgang
zum Erzeugen einer Anzeige zugeführt.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen Fig.1 ist ein Schnittbild des Hauptteils
einer Ausführungsform der Erfindung, Fig.2 zeigt Elektrodenanordnungen, die bei
der Ausführungsform gemäss Fig.1 verwendet werden,
Fig.3 zeigt ein
Diagramm der Signalverläufe zur Erläuterung der Wirkungsweise der Ausführungsform
nach Fig. 1, Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild einer Treiberschaltung, die bei der
Ausführungsform nach Fig.1 verwendet wird. und Fig. 5 zeigt eine Reihe von Signalverläufen
zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 4.
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Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles Fig.1 zeigt
den Hauptteil einer Ausführungsform eines Plasmaanzeigepaneels nach der Erfindung
im Schnitt, und Fig.2 zeigt die Elektrodenanordnung, die dabei Verwendun findet.
In den Figuren bezeichnen die Bezugziffern la und Ib isolierende Grundplatten aus
Glas, 2a und 2b bezeichnen dielektrische Schichten, beispielsweise aus Glas mit
niedrigem Schmelzpunkt, mit 3 und 3y sind in X- und Y-Richtung verlaufende Elektroden
und mit 4a ist der Gasentladungsraum bezeichnet, der zwischen diesen eingeschlossen
ist, und eine Gasmischung, beispielsweise aus neon und Argon enthalt. Mit A, B und
C sind Stromzuführungen bezeichnet, mit denen die Elektroden al, b1, c1, a2, b2...
der X-Richtung dreifach periodisch verbunden sind. flit y1 bis y7 sind Elektroden
der Y-Richtung bezeichnet, wobei 3y und s die Startelektrode bezeichnet, die mit
dem Stromleiter 5 verbunden ist. D1 bis D7 bezeichnen die Treiberverstärker, und
CONT bezeichnet die Steuerschaltung, die einen Dekoder entholt. Auf ein Startsignal
hin werden die Spannungen VS und VA den Stromzuführungen SA zugeführt, wie in Fig.3
gezeichnet ist, um eine Entladung zwischen den Elektroden 5 und a1 zu erzeugen.
Die Entladung wird in seitlicher Richtung hervorgerufen und wird mit "Seitenladung"
bezeichnet. Nach Anlegen der Spannung VB an die Stromzuführung E werden Elektronen,
Ionen und metastabile Atome durch die Seitenentladung zwischen den Elektroden s
und a1 verbreitet, und eine
Seitenentladung wird zwischen den Elektroden
al und bl durch den Auslösestromeffekt, der die Entladungsspannung zwischen diesen
verringert, und durch die Wandspannung hervorgerufen. In ähnlicher Weise erfolgt
eine Entladung, wenn eine Spannung VC an die Stromzuführung C angelegt wird, in
seitlicher Richtung zwischen den Elektroden d1 und cl. Die Seitenentladung wird
dabei von links nach rechts in Fig. 2 durch aufeinanderfolendes Anlegen der Spannungen
VA, VD und VC an die Stromzuführungen A, B, C bewirl;t. Fig.3 zeigt, dass ein Impuls
wiederholt angelegt wird; es ist jedoch auch möglich, eine Vielzahl von Impulsen
innerhalb einer Impulaperiode anzulegen.
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Beispielsweise verursacht die Zu£ührung einer Spannung VY an die Elektrode
y3 durch Anwendung des Treiberverstärkers D3 mit einem Signal von der Steuerschaltung
CONT zum Zeit punkt der Erzeugung der seitlichen Entladung zwischen den Elektroden
a2 und b2 eine Entladung zwischen den Elektroden y3 und a2. Diese Entladung erfolgt
vertikal zur Seitenentladung und wird nachstehend mit "Vertikalentladung" bezeichnet.
Die Vertikalentladung wird vornehmlich durch die genannte Auswahlespannung VY und
dem Auslöserstromeffekt zufolge der Seitenentladung zwischen den Elektroden a2 und
b2 ausgelöst. Ferner wird dort, wo die dielektrische Schicht 2a auf der Elektrode
b2 vorhanden ist, eine Wandladung in der dielektrischen Schicht gespeichert1 die
ebenfalls dazu dient, eine Vertikalentladung auszulösen. Somit wird eine Wandladung
durch die Vertikalentladung in der elektrischen Schicht 2b gespeichert, welche die
elektrode y3 bedeckt, die gegenüber der Elektrode b2 angeordnet ist, und erzeugt
eine Wandspannung. Die in der dielektrischen Schicht 2a gespeicherte Wandladung
wird neutralisiert, wenn die Seitenentladung verschoben wird. Jedoch wird die Wandlung,
die in der dielektrischen Schicht 2b gespeichert ist, nur ganz leicht neutralisiert
und bleibt nach dem Verschieben der seitlichen Entladung bestehen.
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Die gewünschte Information wird somit nacheinander ein6eschrieben
und als Wandladung gespeichert, d.h. als eine Wandapannung in der dielektrischen
Schicht 2b in Ubereinstimmung mit den Zeitpunkten der Verschiebung der seitlichen
Entladung und dem Anlegen der selektiven Einschreibspannung VI an die Elektroden
yi bis y7. Nach dem vollständigen Schreiben einer Zeile werden gleichzeitig die
Spannun6en an die Stromzuführungen A, B, C gelegt. Ferner werden gleichzeitig Spannungen
an die Elektroden y1 bis y7 angelegt. Die angelegten Spannungen sind entsprechend
der Anzeigeperiode in Fig.3 darGestellt, und bilden den Zustand, in dem eine Erhaltungsspannung
bei den üblichen Plasmaanzeigepaneelen zugeführt wird. Da zu diesem Zeitpunkt die
Wandladung, die vorher in der dielektrischen Schicht 2b gespeichert wurde, als Muster
entsprechend dem Einschreibeinformationsunister verteilt wurde, sinkt die Entladungsspannung
im Bereiche des Musters, sodass in diesem Muster eine Entladung stattfindet. Durch
den erwähnten Einschreibvorgang wird eine Entladung zwischen den Elektroden y3 und
a2 ausgelöst, wie dies in Fig.2 durch einen Kreis angedeutet ist.
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Der Bildinhalt der Anzeige sieht als ein Bildelement Jede der gegenüberliegenden
Schnittpunkte der Elektroden al, bl, c1, ... mit y1 bis y7 vor. Das bringt mit sich,
dass die Scharfe des einzelnen Bildelements im Vergleich zu üblichen Plasmaanzeigepaneelen
verringert iet, bei denen der Anzeigeinhalt durch ein Bildelement von Jeder dritten
Elektrode gebildet wird.
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Die oben beschriebene Anzeige anordnung und ihre Ansteuer-Schaltung
ist anhand von Fig.4 erläutert. In dieser Figur ist das Anzeigepaneel mit 10 bezeichnet
und besitzt die in X-Richtung verlaufenden Elektroden a1, bl, c1, ... an, bn, und
cn einschliesslich der Startelektrode S und den in Y-Richtung verlaufenden Elektroden
y1, y2,... und yn, die sich in senkrechter Richtung zu den X-Richtungselektroden
erstrecken, wie oben in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben. Die Startelektrode
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ist über den Treiberverstärker 11a mit dem monostabilen Multivibrator 17 verbunden,
der von einem Rücksetzsignal aus der bistabilen Kippschaltung 17 gesteuert wird
Die anderen in X-Richtung verlaufenden Elektroden sind mit den drei Treiberverstärkern
11a, 11b und 11c über die stromzuführungen A, 3, C entsprechend verbunden. Die Treiberverstärker
11a, lib und 11e besitzen positive Operationsteile P und negative Operationsteile
N. Eingangsklemmen zu den positiven Operationsteilen P sind mit den Ausgängen entsprechender
Stufen eines dreistufigen ringzählers 14 verbunden, und zwar über mit zwei Eingängen
versehene UND-Gatterschaltungen 12a, 12b und 12c sowie mit zwei Eingangen versehene
ODER-Gattetschaltungen 13a, 13b und 13c.
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Die Eingangsklemmen der negativen Operationstile der Treiberverstärker
sind entsprechend mit den gemeinsamen Bingangsklemmen der positiven Operationsteile
der vorhergehenden Treiberverstärker verbunden, und zwar über die Schalterele mente
8a, , Sb und Sc, die durch einen Anzeigebefehl geschlossen werden, sodass negative
Impulse an die Stromzuführungen nur während der Schreiboperation geliefert werden.
Ferner sind zweite Eingangsklemmen der UND-Gatterschaltungen 12a, 12b und 12c mit
einem Oszillator 15 verbunden, der ein Impulssignal von etwa 50 kHz erzeugt und
die der ODER-Gatter 13a, 13b und 13c sind mit einem Setzausgang der bistabilen Kippschaltung
verbunden, die einen Anzeigebefehl ausgibt.
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Hierbei sind die Elektroden in Y-Richtung mit einem Schieberegister
zur Informationsspeicherung über die Treiberverstärker 21a, 21b, ... und 21n, und
Gatterschaltungen 22a, 22b,... und 22n, ODER-Gatterschaltungen 23a, 23bs... und
23n und UND-Gatterschaltungen 24a, 24, ... und 24n verbunden. Die letzte Stufe des
Schieberegisters 25 enthalt einen monostabilen Multivibrator 26, dessen Ausgangsklemme
parallel an der zweiten Eingangsklemme der vorgenannten UND-Gatterschaltungen 24a,
24b,0'. und 24n liegt und gleich
zeitig mit einem Ringzähler 14
über die Verzögerungsschaltung 27 verbunden ist. Ferner sind zweite Eingangsklemmen
der ODER-Gatterschaltungen 23a, 23b und 23n mit dem Betsausgangssignal der bistabilen
Kippschaltung 16 beaufschlagt, und den zweiten Eingangsklemmen der UND-Gatterschaltungen
22a, 22b... und 22n werden mit umgekehrter Polarität Ausgangssignal. von dem Oszillator
15 über die Inverterschaltung Ib zugeführt.
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Es sei angenommen, dass der Oszillator 15 während des Arbeitszustandes
ein Impulssignal abgibt, wie in Fig. 5A dargestellt, und dass eine erste Stufe 1
des Ringzählers 14 sich im EiN-Zustand brfindet. Unter diesen Bedingungen treant
eine Anpassungsschaltung 20, die einen Dekoder enthält, den Einschreibebefehl von
den zugeführten Daten und leitet ein entsprechendes Ausgangssignal ab. Der monostablle
Multivibrator 17 wird durch ein Rücksetzsignal aus der bistabilen Kippschaltung
16 betätigt und liefert an die StertelektrodeS eine Spannung, die in Fig.5B dargestellt
ist.
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Da die UND-Gatterschaltung 12a offen gehalten wird, werden zu diesem
Zeitpunkt die Stromleiter A und B mit Impulsen einer Spannung Vs1/2 beaufschlagt,
die in ihrer Polarität einander entgegengerichtet sind, wie aus Fig. 5C und 5D ersichtlich.
Die Spannung Vs1/2 iet Jedoch nicht genügend gross, um eine Entladung zwischen benachbarten
Elektroden auszulösen. Wird Jedoch eine Spannung Vs für die Startelektrode 8 mit
einem Wert gewählt, der genügend gros ist, um eine Entladung zwischen der Elektrode
8 und der ersten Elektrode in X-Richtung a1 auszulösen, so erfolgt zunächst eine
Seitenentladung zwischen diesen. Diese Entladung wirkt im Sinne eines Anregungsstromes
infolge der Ionen, metastabilen Atome und Elektronen zwischen den benachbarten Elektroden
a1 und bl, indem die Entladungsspannung zwischen diesen unter die Spannung Vs1 abgesenkt
wird und dadurch eine seitlicht Entladung zwischen den Elektroden al und b1 ausgelöst
wird.
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Wührend dieses Vorganges liefert die Anpassungsschaltung 20 die Anzeigesignale
für eine Reihe an das Schieberegister 25 über die UND-Gatterschaltung 19. Nach Beendigung
dieser Signalzuführung wird der monostabile Multivibrator 26 umgesteuert und liefert
ein Ausgangasignal, wie in Fig. 5F dargestellt, das die UND-Gatterschaltung 24a,
24b... und 24n öffnet, sodass die Elektroden der T-Richtung mit der Anzeigeinformation
einer Reihe beaufschlagt werden, die in den Schieberegister 25 gespeichert war.
So werden im Zuge der Information "1" ("EINS") die UND-Gatterschaltungen 22a, 22b...
und 22n geöffnet und der über diese vom Oszillator 15 zugeführte Impuls wird in
umgekehrter Polarität an die Treiberschaltungen 21a, 21b... und 21n geliefert. Als
Folge davon wird eine aus den Elektroden der Y-Richtung zum Beispiel die Elel;trode
y ausgewählt und mit der Spannung Vw gemäss Fig. 5G beaufschlagt, welche dieselbe
Polarität wie die Spannung einer der nachfolgenden Elektroden al und b1 besitzt,
und eine seitliche Entladung zwischen diesen auslöst. Das bedeutet, dass die Elektrode
bi die entgegengesetzte Polarität der Spannung der vorhergehenden Elektrode al besitzt,
und eine Vertikalentladung P zwischen den Elektroden der X- und ?-Richtung al und
y2 mit Hilfe des Anregungsstromeffekts ausgelöst wird, der durch die Seitenentladung
zwischen den Elektroden al und bl entsteht. Diese Vertikalentladung P wird in Form
einer Wandladung gespeichert , nachdem die Spannung gegenüber der Elektrode in t-Richtung
entfernt worden ist, wie dies im Falle bekannter Plasmaaneeigepaneele erfolgt, Das
nächste Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators 26 wird durch die Verzögerungsschaltung
27 für einen Zeitraum verzögert, der für die oben beßchriebene Einschreiboperation
der ersten Reihe erforderlich ist, und dann dem dreistufigen Ringzähler zugeleltet,
um diesen einen Schritt
weiterzuschalten. auf diese Weise wird
die zweite Stufe II des Ringzählers 14 in ihren Zustand EIN versetzt, und die Zuführung
von Impulsen zu der Stromzuführung A wird abgeschaltet. Gleichzeitig werden Impulse
entgegengesetzter Polarität an die Stromzuführungen B und C in der in Fig*5D und
5E angegebenen Form geleitet, um die seitliche Entladung zwischen den Elektroden
bi und ci zu verschieben. Unter der Bedingung, dass eine Anzeigeinformation einer
zweiten Reihe Jeder der Elektroden in Y-Richtung zugeführt wurde, kann an den Schnittpunkten
der Elektrode bi mit Jeder der Elektroden in T-Richtung eingeschrieben werden.
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Durch Abgabe eines Anzeigebefehls von der Anpassungaschaltung 20 her,
nachdem eine ganze Reiheninformation nacheinander in der oben beschriebenen Weise
aufgezeichnet wurde, wird die bistabile Kippschaltung 16 umgesteuert und deren Ausgangssignal
den ODER-Gatterschaltungen 13a, 13b und 13c f(ir die Elektroden der X-Richtung und
den ODER-Gatterschal tungen 23a, 23b,... und 23n für die Elektroden der Y-Richtung
zugeführt. Damit besteht eine Erhaltungsspannung zwischen allen Elektroden der X-
und Y-Richtungen, weich. eine vertikale Entladung zur Anzeige in dem Bereich bewirkt,
in dem die vertikale Entladung, die im Schreibzustand erfolgte, als Wandladungsmuster
gespeichert worden war. Während dieses Vorganges wurden die negativen Operationsteile
1 der Treiberverstärker 11a, lib und iIc auf der Seite der Elektroden in 1-Richtung
durch die Schaltelemente Sa, Sb und Sc unwirksam gemacht. Die Spannungsverläufe
im rechten Teil der Fig.5 zeigen diese Art der Anzeige. In diesem Falle ist Jedoch
das Verschieben der Seitenentladung nicht spezifisch auf ein Dreiphasensystem beschränkt,
das drei Verschiebetreiber benötigt, sondern es ist auch in einem beliebigen Vielphasensystem
möglich.
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Die beschriebene Ausführungsform macht von einem Plasmaanzeigepaneel
Gebrauch bei dem die dielektrische Schicht 2a auf den Elektroden al, b1, cl ...
angebracht ist, da Jedoch die Speicherung und die Anzeige der eingeschriebenen Inforkation
von der Wandladung in der dielektrischen Schicht 2b auf den Elektroden y1 bis y7
Gebrauch macht, ist es ferner möglich, die dielektrische Schicht 2a fort zulassen
und die Seitenentladung direkt zu erzeugen. In diesem Falle ist es erforderlich,
Wiederstände. Induktivitäten und ähnliche Impedanzon zur Begrenzung des Entladungsstroms
der seitlichen Entladung vorzuehen.
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Um eine Interferenz bei der Entladung in I-Richtung der Elektroden
zu verringern, können Unterteilungamittel längs der Elektroden in Y-Richtung auf
der dielektrischen Schicht angebracht werden1 welche die Elektroden in X-Richtung
überdeckt.
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Die Unterteilungsmittel können aus mechanischen Trennwänden, Widerstandsstreifen
oder Schichten aus einem Material gebildet werden, dessen Koeffizient für die Sekundärelektronenemission
klein ist.
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Bei der Anzeigeeinrichtung gemäss der Erfindung kann eine vertikale
Entladung durch Auswahl der Elektroden in T-Richtung in Übereinstimmung mit der
Einschreibeinformation erreicht werden, um eine Wandladung in der dielektrischen
Schicht auf der Elektrode in Y-Richtung zu erzeugen, und eine Erhaltungsspannung
wird zwischen den Elektroden in X-und T-Richtung nach Vollendung des Einschreibevorgangs
eiber oder aller Reihen angelegt, um eine Anzeige herrorsurufen, Der Schereibvorgang
wird, wie oben beschrieben, durch eine Selbstverschiebung erreicht, sodass die Ansteuerschaltung
vereinfacht werden kann, und jeder Schnittpunkt der Elektroden als ein Bildelement
ausgenutzt werden kann, sodass eine Verfeinerung der Anzeige möglich ißt, Ferner
kann
die Anzahl der Stromzuführungsleiter für die Verschiebung
der Seitenentladung vergrössert, und der Zeitpunkt für die seitliche ladungsverschiebung
kann vom Inhalt eines Zählers o.dgl. abgeleitet werden. Wirdder Zeitpunkt für die
seitliche Ladungsverschiebung koinzident mit dem Zeitpunkt der Einschreibeinformation
mittels einer Steuerschaltung gemacht, so kann die Eingangsinformation von Anfang
an aufeinanderfolgend eingeschrieben werden.
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Ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen, sind zahlreiche Abwandlungen
und Weiterbildungen möglich.