DE3431299A1 - Fluoreszenz-anzeigevorrichtung - Google Patents

Fluoreszenz-anzeigevorrichtung

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Description

PATENTANWALT DIPL.-ING. ULRICH KINKELIN 7032 Sindelfingen-Auf dem Goldberg-Weimarer Str. 32/34- Telefon 07031/86501
Telex 7265509 rose d 15. August 1984
ISE ELECTRONICS CORPORATION, 700, Aza-Wada, Ueno-cho Ise-shi, Mie, Japan
FLUORESZENZ - ANZEIGEVORRICHTUNG
Die Erfindung bezieht sich auf eine Fluoreszenz-Anzeigevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie bezieht sich insbesondere auf eine Anzeigevorrichtung zum Darstellen von Buchstaben und Symbolen nach dem Prinzip der Fluoreszenz, mit einem lichtausstrahlenden Anzeigeteil, der lichtausstrahlende Elemente in Matrixform aufweist.
Eine konventionelle Fluoreszenz-Buchstabenanzeigeröhre ist in der japanischen Patentanmeldung Nr. 53-14 15 70 beschrieben, worin Steuerelektroden einer vorgegebenen Anzahl von Buchstaben und eine Vielzahl von Phosphorpunkten in Matrixform (z. B. 5 χ 7 Punkte) so angeordnet sind, daß letztere den Steuerelektroden gegenüberliegen und den Steuerelektroden mit Zeitteilung Impulse aufeinanderfolgend zugeführt werden, um Buchstaben und Symbole darzustellen.
In einer Anzeigeröhre dieser Art steigt jedoch die Anzahl der Punkte in Abhängigkeit mit der Variation der darzustellenden Buchstaben und die Anzahl der Verbindungsleitungen, welche zur Anzeigeröhre führen, steigt entsprechend
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der Anzahl der darzustellenden Buchstaben (z. B. Steuerelektroden). Die Verdrahtungsarbeit wird kompliziert mit der vorstehenden Zunahme und auch die Anzahl der Treiberelemente zum Ansteuern der Steuerelektroden und Phosphorpunkte steigt entsprechend, mit der Folge höherer Kosten.Weiterhin, da die Steuerelektroden aufeinanderfolgend von den Zeitteilungs-Impulsen angesteuert werden; sinkt in dem Maße der Sicherheitsfaktor, wie die Anzahl der Buchstaben (z.B. Steuerelektroden) steigt und die Treiberspannung, welche für die erforderliche Lumineszenz notwendig ist, steigt. Demzufolge müssen teuere Elemente mit' einer hohen Spannungsfestigkeit benutzt werden. Zusätzlich zu diesen Nachteilen sind die Treiberelemente oft nicht leicht zugänglich.
Neben den vorhin erwähnten Anzeigeröhren sind, noch andere Arten von Fluoreszenz-Anzeigeröhren vorgeschlagen worden, welche grafische Anzeigen ermöglichen, wie dies in den japanischen Patentanmeldungen Nr.' 56-24 993 und 57-99 beschrieben ist. Jede dieser Fluoreszenz-Anzeigevorrichtungen umfaßt eine Anzeigeeinheit mit MOSFET-Schaltelementen, Fluoreszenzschirm-Elektroden, die mit den MOSFET-Schaltelementen verbunden sind, einen Speicher mit Kondensatoren und ein Schieberegister zum Ansteuern der Schaltungselemente, ausgeformt an einem einzigen Halbleitersubstrat.
Die Anzeigevorrichtungen der vorstehend beschriebenen Art können effektiv betrieben werden, auch wenn die Anzahl der Verbindungsleitungen zur Anzeigeröhre erhöht wird. Jedoch umfaßt der Speicher einen dynamischen Speicher mit Kondensatoren, so daß die Anzahl der Wiederauffrischungszeiten steigt, um eine ausreichende Leuchtwirkung zu erzielen. Mit anderen Worten muß ein
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Hochfrequenz-Signal verwendet werden. Im besonderen, wenn die Anzahl der Anzeigeelemente erhöht wird, kann die Anzahl der erforderlischen Wiederauffrischungszeiten nicht erzielt werden und die Leuchtkraft sinkt ab, mit dem Effekt des Flackerns am Phosphor-Schirm.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Fluoreszenz-Anzeigevorrichtung zu schaffen, bei der die Anzahl der Verbindungsleitungen zur Anzeigeröhre klein ist, eine Speicherauffrischung nicht notwendig ist und eine gut leuchtende Anzeige bei kleiner Spannung erzielt wird.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Fluoreszenz-Anzeigevorrichtung mit
einem lichtabstrahlenden Anzeigeteil und einem Treiberteil, die auf einem einzigen Halbleiter-Substrat gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung geformt sind,
Fig. 2 entsprechende Schaltdiagramme, die jeweils Beispiele von
6 lichtabstrahlenden Elementen zeigen.
Die Fig. 1 zeigt eine Fluoreszenz-Anzeigevorrichtung zum Darstellen von Kanji-Zeichen mit einer 24 χ 24 Matrix von lichtabstrahlenden Punkten gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung. Die Schaltung dieser Anzeigevorrichtung
ist auf einem einzigen Halbleitersubstrat integriert. Eine Vielzahl von integrierten Halbleitersubstraten entsprechend der Anzahl von darzustellenden Zeichen ist nebeneinanderliegend auf einem Isoliersubstrat , wie einem Glassubstrat, angeordnet und Faden-Kathoden sind so angeordnet, um den Bildpunkten gegenüberzuliegen. Eine transparente Abdeckung überdeckt die Faden-Kathoden und ist mit dem Isoliersubstrat verbunden, um die integrierten Halbleitersubstrate hermetisch zu dichten. Daraufhin wird das Innere der erzielten Struktur evakuiert, womit eine Fluoreszenz-Anzeigevorrichtung erhalten wird. £ Eine Steuerelektrode kann zwischen den Faden-Kathoden und den Bildpunkten
angeordnet werden, um alle Bildpunkte zu bedecken.
In Fig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 1 einen Bildpunktteil ; 2 einen Reihenwähler, der als Treiber zum Ansteuern des Bildpunktteils 1 dient ; 3a eine Eingang/ Ausgang-Schaltung (I/O) ; 3b einen Spaltenwähler ; 4 eine Eingangsdaten-Kontrollschaltung und 5 eine Stromreduzierungs-Schaltung. Die Bauteile , mit Ausnahme des Bildpunktteils 1, sind die gleichen, wie sie für bekannte statische Direktzugriffsspeicher verwendet werden.Die Anschlüsse AO - A6, 1/01 - i/08, "WE" und "ÖE* des integrierten Halbleitersubstrats der entsprechenden Anzeige-Zeichen sind gemeinsam verbunden und zur Außenseite der Anzeigeröhre geführt. Die Anzahl der Anschlüsse CS wird festgelegt in Abhängigkeit von der Anzahl der Anzeige-Zeichen jedes der integrierten Halbleitersubstrate.
Nachfolgend wird die Anordnung eines lichtabstrahlenden Elementes, mit welchem der Bildpunktteil 1 gebildet wird, beschrieben.
Die Fig. 2 zeigt eine Anordnung, bei der ein C-MOS-Substrat verwendet wird
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und ein P-MOS-Transistor als Treibertransistor verwendet wird. Eine Faden-Kathode 6 ist an eine Faden-Stromversorgung 7 angeschlossen. Die Faden-Stromversorgung 7 ist mit einer Hauptstromquelle 8 der Anzeigevorrichtung verbunden. Eine Steuerelektrode 9 ist zwischen die Faden-Kathode 6 und ein Phosphor 10 eingeschaltet. Der Phosphor 10 ist an einer lichtabstrahlenden Elektrode (Anode ) 11 ausgebildet, und stellt einen Phosphor-Schirm dar. Der erste Anschluß eines Treiber-Transistors 12 ist mit einem (3-Ausgangsanschiuß eines Flip-Flop verbunden, welches einen statischen Direktzugriffsspeicher 13 bildet. Die zweiten und dritten Anschlüsse des Treibertransistors 12 sind mit der lichtabstrahlenden Elektrode 11 und einer Stromversorgungsleitung Vss verbunden. Eine Bit-Leitung 14a mit einer logischen "1" und eine Bit-Leitung 14b mit einer logischen "0" sind mit dem Spaltenwähler 3b (Fig. 1) verbunden. Die Bit-Leitungen 14a der entsprechenden lichtabstrahlenden Elemente sind gemeinsam verbunden. Gleichermaßen sind die Bit-Leitungen 14b der entsprechenden lichtabstrahlenden Elemente miteinander verbunden. Eine Wortwahl-Leitung 15 ist mit dem Reihenwähler 2 (Fig.1) verbunden. Die Wortwahl-Leitungen 15 sind in Reiheneinheiten gemeinsam verbunden und an den Reihenwähler 2 angeschaltet. Die statischen Direktzugriffsspeicher 13 umfassen Transistoren TL1, TL2 und T1 - T4.
Im Bildpunktteil 1, mit in vorstehend beschriebener Anordnung der lichtabstrahlenden Elemente, werden, wenn Lichtsende-oder Nichtsende-Signale selektiv den Elementen zugeführt und in den zugehörigen statischen Direktzugriffsspeichern 13 gespeichert werden, die zugehörigen Treibertransistoren nach Maßgabe von Spannungssignalen geschaltet, die an den Ausgangsanschlüssen Q~ der statischen Direktzugriffsspeicher 13 anliegen, so daß die Spannungen von
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den Hauptstromquellen 8 dem jeweils zugehörigen Phosphor 10 über die zugehörige lichtabstrahlende Elektrode 11 zugeführt werden. Dem entsprechend werden von den durch die Faden-Stromversorgungen 7 erhitzten Faden-Kathoden Elektronen emittiert, die von den Steuerelektroden 9 beschleunigt und gestreut werden und dann im Zusammenwirken mit einer Beschleunigungsspannung der Hauptstromquelle 8 gegen das zugehörige Phosphor 10 geschleudert werden, wodurch das Phosphor zur Lichtabstrahlung angeregt wird. Das Phosphor 10, welches beginnt Licht abzustrahlen, setzt die Lichtabstrahlung fort gemäß der £ im statischen Direktzugriffsspeicher 13 gespeicherten Daten, solange, bis über
die Bit-Leitungen 14a und 14b und die Wortwahl-Leitung 15 ein entsprechendes Nichtsende-Signal zugeführt wird. Dem entsprechend ist eine Speicherauffrischung nicht erforderlich und eine strahlende und flackerfreie Anzeige kann erzielt werden bei geringer Spannung, da dem Phosphor 10 eine Gleichspannung zugeführt wird. Wie vorhin angedeutet, kann die Steuerelektrode 9 angeordnet werden, wie dies nötig ist. Die Fig. 3 zeigt eine weitere Anordnung eines lichtabstahlenden Elements. Ein C-MOS-Substrat wird als integriertes Halbleitersubstrat verwendet und ein P-MOS wird als Treibertransistor 12 in derselben Weise wie in Fig. 2 verwendet. Die gleichen in Fig. 3 benutzten Bezugszahlen bezeichnen dieselben Teile wie inFig. 2. Die Anordnung in Fig. 3 ist im wesentlichen dieselbe wie in Fig. 2, mit der Ausnahme, daß ein Lese-Transistor 17 hinzugefügt ist, derart, daß ein erster Anschluß mit der Wortwahl-Leitung 15 verbunden ist, ein zweiter Anschluß mit der Elektrode 11 und ein dritter Anschluß mit einer Leseleitung 16 verbunden sind, und daß die Leseleitungen 16 in Einheiten von Spalten zusammengefaßt mit dem Spaltenwähler 3b verbunden sind.
Der grundsätzliche Lichtabstrahlungs-Anzeige-Mechanismus dieser Anordnung
ist der gleiche wie gemäß Fig. 2. Es werden jedoch Test-Signale aufeinanderfolgend den Wortwahl-Leitungen 15 zugeführt, um die in den statischen Direktzugriffsspeichern 13 enthaltenen Daten über die entsprechenden Leseleitungen auszulesen. Die ingegrierten Halbleitersubstrate können somit unabhängig von anderen Komponenten geprüft werden, und daher können schadhafte Substrate beim Herstellprozeß der Anzeigevorrichtung eliminiert werden. Die Leseleitung kann genauso auch als Signaf-Leitung dienen, um zu einer anderen Schaltung ein Signal zu übertragen, welches den lichtabstrahlenden Zustand repräsentiert, während die Anzeigevorrichtung betrieben wird.
Die Fig. 4 zeigt eine weitere Anordnung unter Verwendung eines C-MOS-Substrats für das integrierte Halbleitersubstrat, eines P-MOS-Transistors als Treibertransistor 12 und eines N-MOS-Transistors als Lese-Transistor 17. ■
Die Fig. 5 zeigt ein weiteres Beispiel unter Verwendung eines C-MOS-Substrats als integriertes Halbleitersubstrat und von P-MOS-Transistoren als Treibertransistor 12 und Lesetransistor 17.
Die Fig. 6 schließlich zeigt ein Beispiel unter Verwendung eines C-MOS-Substrats als integriertes Halbleitersubstrat und von N-MOS-Transistoren als Treibertransistor 12 und Lese-Transistor 17.
In den Fig. 4-6 sind die gleichen Bezugszahlen verwendet, um die gleichen Teile wie inFig. 3 zu bezeichnen, und der grundsätzliche Effekt der Anordnungen ist auch derselbe wie gemäß Fig. 3.
In der vorstehenden Beschreibung wird ein C-MOS-Substrat als integriertes
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Halbleitersubstrat verwendet. Die Erfindung ist jedoch auf diesen Typ von Substrat nicht beschränkt. Zum Beispiel kann ein Substrat bipolare Transistoren oder andere Schaltelemente haben. Zusätzlich kann das Substrat jedes Material aufweisen, mit Ausnahme von Silikon, um den gleichen Effekt wie in den Ausführungsbeispielen zu erzielen. Gemäß der vorstehend beschriebenen Erfindung umfaßt der Speicher einen Flip-Flop-statischen-Direktzugriffsspeicher und einen Schalttransistor , der mit dem Q-oder Q-Ausgangsanschluß des Flip-Flop verbunden ist, womit ein lichtabstrahlendes Element erhalten wird. Eine Vielzahl von lichtabstrahlenden Elementen ist in Matrixform angeordnet, um eine Anzeigevorrichtung zu bilden, zusammen mit dem Treiberteil auf dem einzigen Halbleitersubstrat, wodurch eine Fluoreszenz-Anzeigevorrichtung erzielt wird. Diese Fluoreszenz-Anzeigevorrichtung hat eine geringe Anzahl von Verbindungsleitungen zur Anzeigeröhre und erbringt eine helle Anzeige bei geringer Spannung. Zusätzlich, wenn ein Lese-Transistor hinzugefügt wird, wodurch der Signalzustand abgefragt werden kann, der dem Zustand des Phosphor-Schirms entspricht, kann das integrierte Halbleitersubstrat allein geprüft werden während des Fabrikationsprozesses, um festzustellen, ob es schadhaft ist oder nicht.

Claims (10)

PATENTANWALT D l· PL.; - I N G . - U L ?: ϊ C H K I N K E L I N Sindelfingen-Auf dem Goldberg-Weimarer Str. 32/34- Telefon 07031/86501 3431 299 Telex 7265509 rose d 15. August 1984 12 388 Patentansprüche:
1. ] Fluoreszenz-Anzeigevorrichtung , dadurch gekennzeichnet, daß ein licht-
. abstrahlender Anzeigeteil und ein Treiberteil zum Steuern dieses Anzeigeteils an einem einzigen .Halbleitersubstrat geformt sind, um ein integriertes Halbleitersubstrat zu bilden, daß das integrierte Halbleitersubstrat und eine Kathode, welche einer Oberfläche des integrierten Halbleitersubstrats gegenüberliegt, die den lichtabstrahlenden Anzeigeteil aufweist, hermetisch in einer Vakuumkammer versiegelt sind und zumindest eine lichtdurchlässige Oberfläche aufweisen, daß der lichtabstrahlende Anzeigeteil aus einer Vielzahl von lichtabstrahlenden Elementen besteht, die in Matrixform angeordnet sind, daß jedes der lichtabstrahlenden Elemente durch einen Direktzugriffsspeicher von einem Flip-Flop und einem Treibertransistor gebildet wird, wobei ein erster Anschluß davon verbunden ist mit einem der Q- oder Q-Ausgangsanschlüsse des Flip-Flop, ein zweiter Anschluß davon verbunden ist mit .einer Phosphorschirm-Elektrode und ein dritter Anschluß davon verbunden ist mit einer Stromversorgungsleitung.
2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das integrierte Halbleitersubstrat ein komplementäres Metalloxid-Halbleitersubstrat aufweist.
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3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibertransistor einen p-Kanal-Metalloxid-Halbleitertransistor aufweist.
4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibertransistor einen n-Kanal-Metalloxid-Halbleitertransistor aufweist.
5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lese-Transistor vorgesehen ist, dessen erster Anschluß mit einer Wortauswahlleitung des Direktzugriffsspeichers verbunden ist, dessen zweiter Anschluß mit einer Elektrode des Phosphorschirms verbunden ist und dessen dritter Anschluß mit einer Datenleseleitung verbunden ist.
6. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das integrierte Halbleitersubstrat ein komplementäres Metalloxid-Halbleitersubstrat aufweist.
7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibertransistor einen p-Kanal-Metalloxid-Halbleitertransistor und der Lesetransistor einen n-Kanal-Metalloxid-Halbleitertransistor aufweisen.
8. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibertransistor und Lese-Transistor entsprechende p-Kanal-Metalloxid-Halbleitertransistoren aufweisen.
9. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibertransistor und Lese-Transistor entsprechende n-Kanal-Metalloxid-Halbleitertransistoren aufweisen.
10. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das integrierte Halbleitersubstrat ein Substrat mit bipolaren Halbleiterelementen umfaßt.
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