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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ansteuern eines Wechselstrom-Plasmabildschirms,
wie er in einem Fernsehempfänger,
Computermonitor oder dergleichen verwendet wird.
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Bei
einem üblichen
Wechselstrom-Plasmabildschirm (im Folgenden als „Bildschirm" bezeichnet), wie
ihn 3 zeigt, sind mehrere Paare von Abtastelektrode 2 und
Halteelektrode 3 auf einem ersten Glassubstrat 1 parallel
zueinander angeordnet, und eine Dielektrikschicht 4 sowie
ein Schutzfilm 5 sind zur Abdeckung der Paare von Abtastelektrode 2 und
Halteelektrode 3 vorgesehen. Ferner sind ein zweites Glassubstrat 6,
mit einer Mehrzahl von Datenelektroden 8, die mit einer
Dielektrikschicht 7 abgedeckt sind, vorgesehen. Auf der
Dielektrikschicht 7 befinden sich Trennwände 9 jeweils
zwischen zwei der Datenelektroden 8 und parallel zu diesen.
Auf der Oberfläche
der Dielektrikschicht 7 und auf Seitenflächen der
Trennwände 9 befinden
sich Leuchtstoffe 10. Das erste Glassubstrat 1 und
das zweite Glassubstrat 6 liegen einander gegenüber mit
einem sandwichartig dazwischen befindlichen Entladungsraum 11,
derart, dass die Abtastelektrode 2 und die Halteelektrode 3 rechtwinklig
zu den Datenelektroden 8 verlaufen. Zwischen zwei benachbarten
Trennwänden 9 wird
am Schnittpunkt einer Datenelektrode 8 mit einem Paar aus
Abtastelektrode 2 und Halteelektrode 3 eine Entladungszelle 12 gebildet.
In die Entladungsräume 11 sind
als Entladungsgase Xenon und mindestens eines der Gase Helium, Neon
und Argon eingebracht.
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Die
Elektrodenanordnung hat bei diesem Bildschirm eine Matrixform von
M×N, wie
es 4 zeigt. In Spaltenrichtung sind M-Spalten von
Datenelektroden D1–DM angeordnet,
und N-Reihen von Abtastelektroden SCN1–SCNN und Halteelektroden SUS1–SUSN sind Zeilenrichtung angeordnet. Die in 3 gezeigte
Entladungszelle 12 entspricht dem in 4 dargestellten
Bereich.
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5 zeigt
ein Zeitdiagramm der Betriebs-Ansteuerwellenform für diesen
Bildschirm bei einer üblichen
Ansteuermethode. 5 zeigt ein Unterfeld. Ein Feld
für die
Darstellung eines Bildes enthält
eine Mehrzahl von Unterfeldern. Das übliche Ansteuerverfahren für die Ansteuerung
dieses Bildschirms wird im Folgenden anhand der 3–5 beschrieben.
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Wie
aus 5 ersichtlich ist, werden in einem Initialisierungsschritt
im ersten Teil einer Initialisierungsperiode alle Datenelektroden
D1–DM und alle Halteelektroden SUS1–SUSN auf einem elektrischen Potential von 0
(V) gehalten. Allen Abtastelektroden SCN1–SCNN wird eine Initialisierungs-Wellenform positiver
Polarität
zugeführt,
die vom Potential 0 (V) schnell auf ein elektrisches Potential Vc (V) ansteigt und dann etwas langsamer auf
ein Potential VD (V) anwächst. Bei dem Potential Vc liegen die Spannungen der Abtastelektroden
SCN1–SCNN bezüglich
aller Halteelektroden SUS1–SUSN unter der Zündspannung, und beim Potential
Vd liegen diese Spannungen jenseits der
Zündspannung.
Während
des allmählichen
Anstiegs der Initialisierungskurvenform treten erste schwache Initialisierungsentladungen
in den jeweiligen Entladungszellen 12 von allen Abtastelektroden
SCS1–SCSN zu allen jeweiligen Datenelektroden D1–DM und Halteelektroden SUS1–SUSN auf. So wird an der Oberfläche des
Schutzfilms 5 auf den Abtastelektroden SCN1–SCNN eine negative Wallspannung gespeichert.
Gleichzeitig werden an den Oberflächen der Leuchtstoffe 10 auf
den Datenelektroden D1–DM und
an der Oberfläche
des Schutzfilms 5 auf den Halteelektroden SUS1–SUSN positive Wallspannungen gespeichert. Bei
einem Initialisierungsschritt im zweiten Teil der Initialisierungsperiode
wird allen Halteelektroden SUS1–SUSN eine positive Spannung Vq (V) zugeführt. Gleichzeitig
wird allen Abtastelektroden SCN1– SCNN eine Kurvenform zugeführt, welche vom Potential Vd
schnell zu einem Potential Ve (V) abfällt und dann langsamer auf
ein Potential Vi (V) abnimmt und damit die Zuführung der Initialisierungskurvenform
vervollständigt.
Beim Potential Ve liegen die Spannungen der Abtastelektroden SCN1–SCNN bezüglich
aller Halteelektroden SUS1–SUSN unter der Zündspannung, und beim Potential
Vi liegen diese Spannungen jenseits der Zündspannung. Während der
langsamen Abnahme der Initialisierungs-Wellenform treten zweite
schwache Initialisierungsentladungen in den jeweiligen Entladungszellen 12 von
allen Datenelektroden D1–DM und Halteelektroden
SUS1–SUSN zu allen Abtastelektroden SCN1–SCNN auf. Dadurch werden die negativen Wallspannungen
an der Oberfläche
des Schutzfilms 5 auf den Abtastelektroden SCN1–SCNN und die positiven Wallspannungen an der
Oberfläche
des Schutzfilms 5 auf den Halteelektroden SUS1–SUSN und an der Oberfläche der Leuchtstoffe 10 auf
den Datenelektroden D1–DM auf
Wallspannungen abgeschwächt,
die für
einen Schreibbetrieb geeignet sind. Damit ist der Initialisierungsschritt
in der Initialisierungsperiode beendet.
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In
einem Schreibschritt in der folgenden Schreibperiode wird allen
Halteelektroden SUS1–SUSN kontinuierlich
das Potential Vq zugeführt.
Anfänglich
wird allen Abtastelektroden SCN1–SCNN ein Potential Vg (V) zugeführt. Dann wird
der Abtastelektrode SCN1 in der ersten Zeile eine
Abtastkurvenform eines Potentials Vi zugeführt, dessen Polarität entgegengesetzt
zu derjenigen der Initialisierungskurvenform ist und das gleiche
Potential wie das Potential Vi am Ende der Initialisierungskurvenform
hat. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Datenkurvenform eines Potentials
Vb (V) mit gleicher Polarität
wie die Initialisierungskurvenform einer bestimmten Datenelektrode
Dj zugeführt
(j gibt eine oder mehrere bestimmte ganze Zahlen von 1 – M an), welche
aus den Datenelektroden D1–DM ausgewählt ist
und einer Entladungszelle 12 entspricht, die so angesteuert
werden soll, dass in der ersten Zeile Licht emittiert wird. In diesem
Zustand wird die Potentialdifferenz zwischen der Oberfläche des
Schutzfilms 5 auf der Abtastelektrode SCN1 und
der Oberfläche des
Leuchtstoffs 10 am Schnittpunkt (ein erster Schnittpunkt)
der gewählten
Datenelektrode Dj und der Abtastelektrode SCN1 berechnet
durch Subtrahieren der negativen Wallspannung an der Oberfläche des
Schutzfilms 5 auf der Abtastelektrode SCN1 von
der Summe des Potentials Vb der Daten-Wellenform und der positiven
Wallspannung an der Oberfläche
des Leuchtstoffs 10 auf der Datenelektrode Dj (also durch
Addieren ihrer absoluten Werte). Daher tritt am ersten Schnittpunkt
eine Schreibentladung zwischen der bestimmten Datenelektrode Dj
und der Abtastelektrode SCN1 auf. Gleichzeitig
induziert diese Schreibentladung eine Schreibentladung zwischen
der Halteelektrode SUS1 und der Abtastelektrode
SCN1 am ersten Schnittpunkt. Damit wird
am ersten Schnittpunkt eine positive Wallspannung an der Oberfläche des
Schutzfilms 5 auf der Abtastelektrode SCN1 gespeichert,
und eine negative Wallspannung an der Oberfläche des Schutzfilms 5 auf
der Halteelektrode SUS1 gespeichert.
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Dann
wird der Abtastelektrode SCN2 in der zweiten
Zeile eine Abtast-Wellenform eines Potentials Vi zugeführt. Gleichzeitig
wird eine Daten-Wellenform eines Potentials Vb einer bestimmten
Datenelektrode Dj zugeführt,
die aus den Datenelektroden D1–DM ausgewählt
ist und einer Entladungszelle 12 entspricht, die so betrieben
wird, dass in der zweiten Zeile Licht emittiert wird. In diesem
Zustand wird die Potentialdifferenz zwischen der Oberfläche des Schutzfilms 5 auf
der Abtastelektrode SCN2 und der Oberfläche des
Leuchtstoffs 10 am Schnittpunkt (ein zweiter Schnittpunkt)
der bestimmten Datenelektrode Dj und der Abtastelektrode SCN2 berechnet durch Subtrahieren der negativen
Wallspannung an der Oberfläche
des Schutzfilms 5 auf der Abtastelektrode SCN2 von
der Summe des Potentials Vb der Daten-Wellenform und der positiven
Wallspannung an der Oberfläche
des Leuchtstoffs 10 auf der Datenelektrode Dj. Daher tritt
am zweiten Schnittpunkt eine Schreibentladung zwischen der bestimmten
Datenelektrode Dj und der Abtastelektrode SCN2 auf. Gleichzeitig
induziert diese Schreibentladung eine Schreibentladung zwischen
der Halteelektrode SUS2 und der Abtastelektrode
SCN2 am zweiten Schnittpunkt. Am zweiten
Schnittpunkt wird somit eine positive Wallspannung an der Oberfläche des
Schutzfilms 5 auf der Abtastelektrode SCN2 gespeichert, und
eine negative Wallspannung wird an der Oberfläche des Schutzfilms 5 auf
der Halteelektrode SUS2 gespeichert.
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Danach
wird derselbe Vorgang für
alle verbleibenden Zeilen bis zur Zeile N durchgeführt und auf
diese Weise der Schreibschritt in der Schreibperiode vervollständigt.
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In
einem Halteschritt in einer auf die Schreibperiode folgenden Halteperiode
wird eine Halte-Wellenform eines Potentials Vh (V) abwechselnd allen Abtastelektroden
SCN1–SCNN und allen Halteelektroden SUS1–SUSN zugeführt.
Auf diese Weise werden in den Entladungszellen 12, in denen
Schreibentladungen aufgetreten sind, nacheinander Halteentladungen
bewirkt. Sichtbare Emission von den Leuchtstoffen 10, welche
durch von den Halteentladungen erzeugten Ultraviolettstrahlen angeregt
werden, werden für
die Anzeige benutzt.
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In
einem auf den Halteschritt folgenden Löschschritt in einer Löschperiode
wird allen Halteelektroden SUS1–SUSN eine Lösch-Wellenform
zugeführt,
welche von einem Potential 0 (V) schnell auf ein Potential Vr (V)
anwächst.
Damit tritt in den Entladungszellen 12, in welchen die
Entladungen stattgefunden haben, während des allmählichen
Anwachsens der Lösch-Wellenform
schwache Löschentladungen
zwischen einer Halteelektrode SUSi (i bedeutet eine oder mehrere bezeichnete
ganze Zahlen von 0 – M)
und einer Abtastelektrode SCNi auf. Daher werden
die negative Wallspannung an der Oberfläche des Schutzfilms 5 auf
der Abtastelektrode SCNi und die positive
Wallspannung an der Oberfläche
des Schutzfilms 5 auf der Halteelektrode SUSi geschwächt, so
dass die Entladungen beendet werden. Damit ist der Löschschritt
in der Löschperiode
vervollständigt.
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Das
Dokument
EP U 836171 beschreibt
einen Plasmabildschirm und ein Verfahren zu seiner Ansteuerung.
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Bei
einem solchen üblichen
Ansteuerverfahren beträgt
eine Potentialamplitude Vd der Daten-Wellenform 80 V, was hoch ist.
Daher wird bei diesem Verfahren eine Schaltung zur Ansteuerung der
Datenelektroden (Datenelektrodenansteuerschaltung) benötigt, die
eine hohe Spannung von mindestens 80 V aushalten kann, und damit
geht das Problem hoher Kosten einher. Weiterhin wird der Leistungsverbrauch
der Datenelektrodenansteuerschaltung bestimmt in Abhängigkeit
von: (Datenelektrodenkapazität) × (Wiederholfrequenz
der Daten-Wellenform) × (Potentialamplitude
der Daten-Wellenform)2 × (Anzahl der Datenelektroden).
Im Falle eines 42 Zoll VGA-Bildschirms beträgt der maximale elektrische
Leistungsverbrauch der Datenelektrodensteuerschaltung somit beispielsweise
200 W, was außerordentlich
viel ist. Auch dies stellt ein Problem dar.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht in der Lösung dieser Probleme und in
der Schaffung eines Verfahrens zur Ansteuerung eines Bildschirms
unter Verringerung der Kosten durch Herabsetzung der Spannungsfestigkeit
der Datenelektrodensteuerschaltung und in einer Verringerung ihres
Leistungsverbrauchs.
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Gemäß diesem
Verfahren kann die Potentialamplitude der den Datenelektroden zugeführten Daten-Wellenform
reduziert werden. Damit lässt
sich die Spannungsfestigkeit der Datenelektrodensteuerschaltung
herabsetzen, und ihre Kosten können
reduziert werden. Weiterhin lässt
sich der Leistungsverbrauch der Datenelektrodentreiberschaltung ebenfalls
verringern.
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1 zeigt
ein Zeitdiagramm einer Betriebs-Ansteuerwellenform zur Veranschaulichung
eines Verfahrens zur Ansteuerung eines Bildschirms gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung. 2 stellt die Beziehung zwischen
Potentialdifferenzen Vf – Vi
und Vp – Vq
und einer Potentialamplitude Va der Datenform gemäß einem
Verfahren zur Ansteuerung eines Bildschirms nach einer Ausführungsform
der Erfindung dar.
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3 ist
eine teilweise geschnittene perspektivische Darstellung eines üblichen
Bildschirms. 4 zeigt eine Elektrodenanordnung
bei einem üblichen
Bildschirm.
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5 zeigt
den zeitlichen Verlauf einer Ansteuerwellenform für den Betrieb
zur Veranschaulichung eines üblichen
Verfahrens zur Ansteuerung eines üblichen Bildschirms.
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Im
Folgenden wird eine Ausführungsform der
Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Bei dieser Ausführungsform
wird derselbe Bildschirm wie der in 3 gezeigte übliche Bildschirm
benutzt, und auch die Elektrodenanordnung ist bei diesem Bildschirm
die gleiche wie sie 4 zeigt. Daher werden deren
Beschreibungen nicht wiederholt.
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1 zeigt
ein Zeitdiagramm einer Ansteuerkurvenform zur Veranschaulichung
eines Verfahrens zur Ansteuerung eines Bildschirms gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung. Zunächst
werden in einem Initialisierungsschritt des ersten Teils einer Initialisierungsperiode
alle Datenelektroden D1–DM und alle
Halteelektroden SUS1–SUSN auf
einem elektrischen Potential 0 (V) gehalten. Allen Abtastelektroden
SCN1–SCNN wird eine Initialisierungs- Wellenform positiver
Polarität
zugeführt,
die vom Potential 0 (V) schnell auf ein Potential Vc (V) ansteigt
und dann allmählicher
auf ein Potential Vd (V) wächst.
Beim Potential Vc liegen die Spannungen bezüglich aller Halteelektroden
SUS1–SUSN unterhalb der Zündspannung und beim Potential
Vd liegen diese Spannungen jenseits der Zündspannung. Während des allmählichen
Anstiegs der Initialisierungs-Wellenform (vom Potential Vc zum Potential
Vd) treten erste schwache Initialisierungsentladungen bezüglich der Entladungszellen 12 von
allen Abtastelektroden SCN1–SCNN zu allen Datenelektroden D1–DM bzw. allen Halteelektroden SUS1–SUSN auf. Dadurch wird eine negative Wallspannung
an der Oberfläche
eines Schutzfilms 5 auf den Abtastelektroden SCN1–SCNN gespeichert. Gleichzeitig werden positive
Wallspannungen an den Oberflächen
der Leuchtstoffe 10 auf den Datenelektroden D1–DM und an der Oberfläche des Schutzfilms 5 an
den Halteelektroden SUS1–SUSN gespeichert.
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Als
Nächstes
wird bei einem Initialisierungsschritt im zweiten Teil der Initialisierungsperiode
ein Potential Vp (V) allen Halteelektroden SUS1–SUSN zugeführt.
Gleichzeitig wird allen Abtastelektroden SCN1–SCNN eine Wellenform zugeführt, die vom Potential Vd schnell
auf ein Potential Ve (V) abfällt
und dann langsamer auf ein Potential Vf (V) und auf diese Weise
die Zuführung
der Initialisierungs-Wellenform vervollständigt. Beim Potential Ve liegen
die Spannungen der Abtastelektroden SCN1–SCNN bezüglich aller
Halteelektroden SUS1–SUSN unter
der Zündspannung,
und beim Potential Vf liegen diese Spannungen jenseits der Zündspannung.
Während
des allmählichen
Abfalls dieser Initialisierungs-Wellenform treten zweite schwache
Entladungen in den jeweiligen Entladungszellen 12 von allen
Datenelektroden D1–DM und
allen Halteelektroden SUS1–SUSN zu allen Abtastelektroden SCN1–SCNN auf. Auf diese Weise wird die negative
Wallspannung an der Oberfläche
des Schutzfilms 5 auf allen Abtastelektroden SCN1–SCNN und die positiven Wallspannungen an der
Oberfläche
des Schutzfilms auf allen Halteelektroden SUS1–SUSN und an der Oberfläche der Leuchtstoffe 10 auf
allen Datenelektroden D1–DM geschwächt. Bei
den oben beschriebenen Vorgängen wird
die Wallspannung nach dem Initialisierungsbetrieb auf einen für den Schreibbetrieb
geeigneten Wert eingestellt.
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Damit
ist der Initialisierungsvorgang in der Initialisierungsperiode beendet.
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Beim
Schreibbetrieb in der nachfolgenden Schreibperiode wird eine Spannung
Vq (V), die kleiner als das Potential Vp ist, allen Halteelektroden SUS1–SUSN zugeführt.
Allen Abtastelektroden SCN1–SCNN wird anfangs ein Potential Vg (V) zugeführt. Dann
wird den Abtastelektroden SCN1 in der ersten
Zeile eine Abtast-Wellenform eines Potentials Vi (V) zugeführt, deren
Polarität
entgegengesetzt zu derjenigen der Initialisierungs-Wellenform ist
und die niedriger als das Potential Vf am Ende der Zuführung der
Initialisierungs-Wellenform.
Gleichzeitig wird eine Daten-Wellenform eines Potentials Va (V)
mit derselben Polarität
wie diejenige der Initialisierungs-Wellenform einer bestimmten Datenelektrode
Dj zugeführt,
welche aus allen Datenelektroden D1–DM ausgewählt
ist und einer Entladungswelle 12 entspricht, die zur Emission
von Licht in der ersten Zeile betrieben werden soll. In diesem Zustand
berechnet sich die Potentialdifferenz zwischen der Oberfläche des Schutzfilms 5 auf
der Abtastelektrode SCN1 und der Oberfläche des
Leuchtstoffs 10 am Schnittpunkt (erster Schnittpunkt) der
bezeichneten Datenelektrode Dj und der Abtastelektrode SCN1 durch Subtrahieren der negativen Wallspannung
an der Oberfläche
des Schutzfilms auf der Abtastelektrode SCN1 von
der Summe der positiven Wallspannung an der Oberfläche des
Leuchtstoffs 10 auf der Datenelektrode Dj und der Differenz
zwischen dem Potential Va der Daten-Wellenform und dem Potential
Vi der Abtast-Wellenform (d. h. durch Addition ihrer absoluten Werte). Daher
tritt eine Schreibentladung zwischen der bezeichneten Datenelektrode
Dj und der Abtastelektrode SCN1 auf. Gleichzeitig
induziert diese Schreibspannung eine Schreibentladung zwischen der
Halteelektrode SUS1 und der Abtastelektrode
SCN1 am ersten Schnittpunkt. Dadurch wird
eine positive Wallspannung an der Oberfläche des Schutzfilms 5 auf der
Abtastelektrode SCN1 am ersten Schnittpunkt
gespeichert. Außerdem
wird eine negative Wallspannung an der Oberfläche des Schutzfilms auf der
Halteelektrode SUS1 am ersten Schnittpunkt
gespeichert.
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Dann
wird der Abtastelektrode SCN2 in der zweiten
Zeile eine Abtast-Wellenform eines Potentials Vi zugeführt, deren
Polarität
entgegen derjenigen der Initialisierungs-Wellenform ist und die
kleiner als das Potential Vf am Ende der Zuführung der Initialisierungs-Wellenform
ist. Zur gleichen Zeit wird eine Daten-Wellenform eines Potentials Va gleicher
Polarität
wie die Initialisierungs-Wellenform
einer bestimmten Datenelektrode Dj zugeführt, die aus allen Datenelektroden
D1–DM ausgewählt
ist und einer Entladungszelle 12 entspricht, die für eine Lichtemission in
der zweiten Zeile betrieben werden soll. In diesem Zustand wird
die Potentialdifferenz zwischen der Oberfläche des Schutzfilms 5 auf
der Abtastelektrode SCN2 und der Oberfläche des
Leuchtstoffs 10 am Schnittpunkt (ein zweiter Schnittpunkt)
der bestimmten Datenelektrode Dj und der Abtastelektrode SCN2 berechnet
durch Subtrahieren der negativen Wallspannung an der Oberfläche des
Schutzfilms 5 auf der Abtastelektrode SCN2 von der Summe
der positiven Wallspannung an der Oberfläche des Leuchtstoffes 10 auf
der Datenelektrode Dj und der Differenz zwischen dem Potential Va
der Daten-Wellenform und dem Potential Vi der Abtast-Wellenform. Daher
tritt eine Schreibentladung zwischen der bezeichneten Datenelektrode
Dj und der Abtastelektrode SCN2 auf. Gleichzeitig
induziert diese Schreibentladung eine Schreibentladung zwischen
der Halteelektrode SUS2 und der Abtastelektrode
SCN2 am zweiten Schnittpunkt. Infolge dieser
Schreibentladungen wird eine positive Wallspannung an der Oberfläche des
Schutzfilms 5 auf der Abtastelektrode SCN2 am
zweiten Schnittpunkt gespeichert. Außerdem wird eine negative Wallspannung
an der Oberfläche
des Schutzfilms 5 auf der Halteelektrode SUS2 am
zweiten Schnittpunkt gespeichert.
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Nacheinander
wird derselbe Vorgang ausgeführt.
Schließlich
wird der Abtastelektrode SCNN in der Nten
Zeile eine Abtast-Wellenform eines Potentials Vi zugeführt, deren
Polarität
entgegengesetzt zu derjenigen der Initialisierungs-Wellenform ist und
die kleiner als das Potential Vf am Ende der Zuführung der Initialisierungs-Wellenform
ist. Zur gleichen Zeit wird eine Daten-Wellenform eines Potentials
Va mit der gleichen Polarität
wie die Initialisierungs-Wellenform einer bestimmten Datenelektrode
Dj zugeführt, welche
aus allen Datenelektroden D1–DM ausgewählt ist
und einer Entladungszelle 12 entspricht, die für eine Lichtemission
in der Nten Zeile betrieben werden soll. In diesem Zustand treten
am Schnittpunkt (am Nten Schnittpunkt) der bestimmten Datenelektrode
Dj und der Abtastelektrode SCNN Schreibentladungen
zwischen der bestimmten Datenelektrode Dj und der Abtastelektrode
SCNN und zwischen der Halteelektrode SUSN und der Abtastelektrode SCNN auf. Dadurch
wird am Nten Schnittpunkt eine positive Wallspannung an der Oberfläche des
Schutzfilms auf der Abtastelektrode SCNN gespeichert,
und an der Oberfläche
des Schutzfilms auf der Halteelektrode SUSN wird
eine negative Wallspannung gespeichert.
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Mit
diesen Operationen ist der Schreibvorgang in der Schreibperiode
vervollständigt.
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In
einem Haltebetrieb in einer auf den Schreibbetrieb folgenden Halteperiode
werden anfänglich
die Spannungen aller Abtastelektrode SCN1–SCNN und aller Halteelektroden SUS1–SUSN auf das Potential 0 (V) zurückgebracht.
Dann wird allen Abtastelektroden SCN1–SCNN eine Halte-Wellenform positiven Potentials
Vh (V) zugeführt.
In diesem Zustand wird an einem Schnittpunkt (Schreibschnittpunkt)
der bestimmten Datenelektrode Dj und einer bestimmten Abtastelektrode
SCNN, welcher der Entladungszelle 12 entsprechen,
in der Schreibentladungen aufgetreten sind, die Potentialdifferenz
zwischen der Oberfläche
des Schutzfilms auf der Abtastelektrode SCNi und
der Oberfläche
des Schutzfilms 5 auf der Halteelektrode SUSi berechnet
durch Subtrahieren der negativen Wallspannung an der Oberfläche des
Schutzfilms 5 auf der Halteelektrode SUSi von
der Summe des Potentials Vh und der positiven Wallspannung an der
Oberfläche
des Schutzfilms 5 auf der Abtastelektrode SCNi,
die in der Schreibperiode gespeichert worden war. Daher treten Halteentladungen
zwischen der Abtastelektrode SCNi und der Halteelektrode
SUSi am Schreibschnittpunkt auf. Infolge
der Halteentladung wird eine negative Wallspannung an der Oberfläche des
Schutzfilms auf der Abtastelektrode SCNi am
Schreibschnittpunkt gespeichert. Außerdem wird eine positive Wallspannung
an der Oberfläche
des Schutzfilms 5 auf der Halteelektrode SUSi gespeichert.
Danach wird die Halte-Wellenform wieder auf das Potential 0 (V)
zurückgebracht.
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Anschließend wird
allen Halteelektroden SUS1–SUSN eine Halte-Wellenform mit positivem Potential
Vh zugeführt.
Auf diese Weise wird die Potentialdifferenz zwischen der Oberfläche des
Schutzfilms 5 auf der Halteelektrode SUSi und
der Oberfläche
des Schutzfilms 5 aus der Abtastelektrode SCNi an
einen Schnittpunkt, wo ein Schreiben stattgefunden hat, berechnet
durch Subtrahierung der negativen Wallspannung an der Oberfläche des
Schutzfilms 5 auf der Abtastelektrode SCNi von
der Summe des Potentials Vh und der positiven Wallspannung an der
Oberfläche
des Schutzfilms 5 auf der Halteelektrode SUSi.
Damit tritt eine Halteentladung zwischen der Halteelektrode SUSi und der Abtastelektrode SCNi am
Schreibschnittpunkt auf. Auf diese Weise wird eine negative Wallspannung
an der Oberfläche des
Schutzfilms 5 auf der Halteelektrode SUSi am Schreibschnittpunkt
gespeichert. Außerdem
wird eine positive Wallspannung an der Oberfläche des Schutzfilms 5 auf
der Abtastelektrode SCNi gespeichert. Danach
wird die Halte-Wellenform wieder auf das Potential 0 (V) zurückgebracht.
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Aufeinanderfolgend
wird in gleicher Weise die Halte-Wellenform mit dem positiven Potential
Vh abwechselnd allen Abtastelektroden SCN1–SCNN und allen Halteelektroden SUS1–SUSN zugeführt. Dadurch
werden aufeinanderfolgende Halteentladungen bewirkt. Am Ende der
Halteperiode wird die Halte-Wellenform mit dem positiven Potential
Vh allen Abtastelektroden SCN1–SCNN zugeführt.
In diesem Zustand tritt eine Halteentladung zwischen der Abtastelektrode
SCNi und der Halteelektrode SUSi am
Schreibschnittpunkt auf. Dadurch wird eine negative Wallspannung
an der Oberfläche
des Schutzfilms 5 auf der Abtastelektrode SCNi am
Schreibschnittpunkt gespeichert. Außerdem wird eine positive Wallspannung
an der Oberfläche
des Schutzfilms 5 auf der Halteelektrode SUSi gespeichert.
Danach wird die Halte-Wellenform auf das Potential 0 (V) zurückgebracht.
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Mit
den oben beschriebenen Vorgängen
ist der Haltebetrieb in der Halteperiode abgeschlossen. Sichtbare
Emission von den Leuchtstoffen 10, welche durch die von
diesen Halteentladungen erzeugten Ultraviolettstrahlen angeregt
worden sind, wird für
die Anzeige benutzt.
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In
einem Löschschritt
in einer auf die Halteperiode folgenden Löschperiode wird allen Halteelektroden
SUS1–SUSN eine Lösch-Wellenform
zugeführt,
die von einem Potential 0 (V) allmählich auf ein Potential Vr
(V) ansteigt. Während
dieses graduellen Anstiegs der Lösch-Wellenform
tritt eine schwache Löschentladung
zwischen der Halteelektrode SUSi und der
Abtastelektrode SCNi am Schnittpunkt auf, wo
die Halteentladung aufgetreten ist. Infolge dieser Löschentladung
werden die negative Wallspannung an der Oberfläche des Schutzfilms 5 auf
der Abtastelektrode SCNi und die positive
Wallspannung an der Oberfläche
des Schutzfilms auf der Halteelektrode SUSi geschwächt, und
die Entladungen damit beendet. Damit ist der Löschbetrieb abgeschlossen.
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Bei
den oben beschriebenen Vorgängen
tritt an einer Entladungszelle, welche nicht für die Lichtemission angesteuert
worden ist, zwar in der Initialisierungsperiode die Initialisierungsentladung
auf, jedoch werden die Schreibentladung, die Halteentladung und
die Löschentladung
nicht bewirkt. Daher wird die Wallspannung an der Oberfläche des Leuchtstoffs
auf einer Datenelektrode Dh (welche nicht die bestimmte Datenelektrode
Dj ist) und die Wallspannung an der Oberfläche des Schutzfilms 5 auf
der Abtastelektrode SCNi und der Halteelektrode SUSi, welche der Entladungszelle entsprechen,
die nicht zur Lichtemission angesteuert wird, auf den Zustand am
Ende der Initialisierungsperiode gehalten.
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Eine
Reihe von Operationen in der Initialisierungsperiode, der Schreibperiode,
der Halteperiode und der Löschperiode
wird so gewählt,
dass sich ein Unterfeld ergibt, und ein Feld für die Darstellung eines Bildes
umfasst beispielsweise 8 Unterfelder. Die Helligkeit des von den
Entladungszellen, die in diesen jeweiligen Unterfeldern betrieben
werden, ausgesandten Lichtes bestimmt sich in Abhängigkeit
von der Anzahl von Zuführungen
der Halte-Wellenform. Durch Wahl der entsprechenden Unterfeldern
mit einer Anzahl von Halte-Wellenformen im Verhältnis von 20:21:22:...:27 lässt
sich somit ein Darstellungsbild mit 28 =
256 Grauschattierungen realisieren. Damit lassen sich Bilder in
einem Fernsehempfänger,
Computermonitor oder dergleichen darstellen.
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Die
folgende Beschreibung ist auf Unterschiede zwischen dem Verfahren
der Ansteuerung eines Bildschirms gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform
der Erfindung und einem konventionellen Verfahren gerichtet.
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Ein
erster unterschiedlicher Gesichtspunkt besteht darin, dass ein Potential
einer Abtastelektrode, welcher einer Abtast-Wellenform zugeführt wird, beispielsweise
das Potential Vi der Abtastelektrode SCN1 zum
Zeitpunkt t2 gemäß 1,
niedriger als das Potential Vf der Abtastelektrode zum Zeitpunkt
t1 am Ende der Zuführung
der Initialisierungs-Wellenform ist.
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Bei
der konventionellen Ansteuermethode werden die Potentialdifferenzen
zwischen der Oberfläche
des Schutzfilms 5 auf den Abtastelektroden mit den Oberflächen der
Leuchtstoffe 10 am Ende des Initialisierungsvorgangs für alle Entladungszellen gleich
gemacht. Damit konnte man einen geeigneten Schreibvorgang durchführen, aber
die Potentialdifferenz war etwas kleiner als eine ideale Potentialdifferenz
für den
Schreibvorgang. Eine solche Potentialdifferenz entstand dadurch,
dass die Wallspannungen gewählt
wurden unter Verwendung einer Initialisierungs-Wellenform mit einem
leichten Abwärtsgradient
vom Potential Ve zum Potential Vi, wie 5 zeigt.
Damit war die Schwellspannung der im Schreibbetrieb zugeführten Daten-Wellenform
hoch, und dies wurde durch die Potentialamplitude der Daten-Wellenform
kompensiert, womit die konventionelle Daten-Wellenform eine hohe
Potentialamplitude benötigte.
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Infolge
dieses oben beschriebenen ersten unterschiedlichen Gesichtspunktes
wird die Potentialdifferenz zwischen der Oberfläche des Schutzfilms 5 auf
der Abtastelektrode SCNi und den Oberflächen der
Leuchtstoffe 10 an den Schnittpunkte aller Datenelektroden
D1–DM und der Abtastelektrode SCNi,
welcher Abtastimpulse im Schreibbetrieb zugeführt werden, weiter erhöht um die
Potentialdifferenz Vf – Vi von
der Potentialdifferenz im Zustand nach der Einstellung durch den
graduellen Abwärtsgradienten (der
Gradient vom Potential Ve zum Potential Vf in 1)
in der Initialisierungs-Wellenform. In diesem Fall wird jedoch die
Potentialdifferenz Vf – Vi
in ihrer Einstellung begrenzt in einen Bereich, in welchem keine
Falschentladung in den Entladungszellen auftritt, die kein Licht
emittieren sollen. Wie oben erwähnt,
wird die Schwellenspannung der Daten-Wellenform im Schreibbetrieb
durch die Potentialdifferenz Vf – Vi verringert, durch welche
die Potentialamplitude der Daten-Wellenform reduziert werden kann,
im Vergleich zu derjenigen bei der konventionellen Methode.
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Wenn
jedoch nur der oben genannte erste unterschiedliche Aspekt in Betracht
gezogen wird, dann besteht eine Neigung, dass in einer Entladungszelle,
welche kein Licht aussenden soll, eine Fehlentladung nach Zuführung der
Abtast-Wellenform
auftritt zwischen der Oberfläche
des Schutzfilms 5 auf der Halteelektrode SUSi und
der Oberfläche des
Schutzfilms 5 auf der Abtastelektrode SCNi,
welcher die Abtast-Wellenform zugeführt worden ist. Will man diese
Fehlentladung verhindern, dann kann nur eine kleine Potentialdifferenz
Vf – Vi
eingestellt werden. Dies führt
dazu, dass die Potentialamplitude der Daten-Wellenform nur wenig
reduziert werden kann. Daher ist der folgende zweite unterschiedliche
Aspekt vorgesehen, um die Potentialamplitude der Datenwellenform
beträchtlich
zu reduzieren.
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Der
zweite unterschiedliche Aspekt besteht darin, dass das Potential
Vq einer Halteelektrode während
der Zuführung
der Abtast-Wellenform (z. B. zum Zeitpunkt t2 im Falle der Abtastelektrode
SCN1) kleiner ist als das Potential Vp der
Halteelektrode zum Zeitpunkt t1 am Ende der Zuführung der Initialisierungs-Wellenform. Zieht
man nur den ersten unterschiedlichen Aspekt in Betracht, dann wächst die Potentialdifferenz
zwischen der Oberfläche
des Schutzfilms 5 auf der Abtastelektrode SCNi und
der Oberfläche
des Schutzfilms 5 auf der Halteelektrode SUSi um
Vf – Vi
während
der Zuführung
der Abtast-Wellenform im Vergleich zur Potentialdifferenz am Ende
der Zuführung
der Initialisierungs-Wellenform.
Zieht man andererseits den zweiten unterschiedlichen Aspekt in Betracht,
dann wächst
die Potentialdifferenz zwischen der Oberfläche des Schutzfilms 5 auf
der Abtastelektrode SCNi und der Oberfläche des
Schutzfilms 5 auf der Halteelektrode SUSi um
Vf – Vi – (Vp – Vq) während der
Zuführung
der Abtast-Wellenform im Vergleich zur Potentialdifferenz am Ende
der Zuführung
der Initialisierungs-Wellenform. Mit anderen Worten kann im Vergleich
zu dem Fall, wo nur der erste unterschiedliche Gesichtspunkt betrachtet
wird, die Potentialdifferenz zwischen der Oberfläche des Schutzfilms 5 auf
der Abtastelektrode SCNi und der Oberfläche des
Schutzfilms 5 auf der Halteelektrode SUSi um
Vp – Vq
reduziert werden. Wenn also die Abtast-Wellenform der Abtastelektrode SCNi zugeführt
wird, dann entsteht nicht leicht eine Fehlentladung in einer Entladungszelle,
die kein Licht aussenden soll. Somit kann die Potentialdifferenz
Vf – Vi
groß gewählt werden
in einem Bereich, in welchem keine Fehlentladung entsteht zwischen
der Oberfläche
des Schutzfilms 5 auf der Abtastelektrode SCNi und
den Oberflächen
der Leuchtstoffe 10 in den Entladungszellen, welche kein
Licht emittieren sollen, an den Schnittpunkten der Datenelektroden D1–DM mit der Abtastelektrode SCNi,
welcher der Abtastimpuls zugeführt
wird. Als Ergebnis kann somit die Potentialamplitude Va der Daten-Wellenform
erheblich verringert werden.
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2 zeigt
Messergebnisse zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen der
Potentialamplitude Va der Daten-Wellenform und den Potentialdifferenzen
von Vf – Vi
und Vp – Vq
bei einer Methode zur Ansteuerung eines Bildschirms gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung. Die Messung wurde durchgeführt unter Verwendung eines
Bildschirms mit einer Diagonalen von 42 Zoll und 480 × (852 × 3) (Punkten)
Entladungszellen, deren jede eine Größe von 1,08 mm × 0,36 mm
hatte. Die gewählten
Bedingungen bei der Messung waren Vd = 450 V, Vg = 80 V, Vi = 0
V, Vc = Ve = Vh = Vq = Vr = 190 V. Außerdem wurden die Breite und
der Zyklus der Daten-Wellenform auf 2 μs und 2,5 μs eingestellt, und die Zeit
für die
allmähliche
Abnahme der Initialisierungsform (die erforderliche Zeit für die Potentialänderung
von Ve auf Vf) war mit 150 μs
gewählt. Durch
Variierung der Potentiale Vf und Vp wurden gleichzeitig die Potentialdifferenzen
Vf – Vi
und Vp – Vq
unter Beibehaltung derselben Potentialdifferenz verändert. Aus 2 ist
zu ersehen, dass dann, wenn die beiden Potentialdifferenzen Vf – Vi und
Vp – Vq
mit 40 V gewählt
werden, die Potentialamplitude Va der Daten-Wellenform auf 40 V abnimmt. Wenn die
Potentialdifferenz Vf – Vi
größer als
40 V gewählt wird,
dann können
Schreibentladungen leicht auftreten, wenn die Abtast-Wellenform
Entladungszellen zugeführt
wird, die kein Licht aussenden sollen, und dies ist unpraktisch.
Wenn man also die Werte der Potentialdifferenzen Vf – Vi und
Vp – Vq
größer als
0 V aber nicht größer als
40 V wählt,
dann kann man die Potentialamplitude Va der Daten-Wellenform verringern,
ohne dass Fehlentladungen durch den Schreibbetrieb verursacht werden.
Infolgedessen kann eine für
die Datenelektrodenansteuerschaltung benötigte Spannungsfestigkeit geringer
gewählt
werden, und dies reduziert die Kosten der Ansteuerschaltung für die Datenelektroden.
Wenn darüber
hinaus die Potentialamplitude Va der Datenform mit 40 V gewählt wird,
dann reduziert sich der maximale elektrische Leistungsverbrauch
der Datenelektrodenansteuerschaltung beträchtlich auf 50 W, was 25% der üblichen
Methode ist. Wird ferner die Potentialdifferenz Vf – Vi mit
10 V gewählt,
dann reduziert sich der maximale elektrische Leistungsverbrauch
der Datenelektrodenansteuerschaltung um 50 W verglichen mit dem üblichen
Fall. Infolgedessen kann nicht nur der Strahlungsmechanismus der
Datenelektrodentreiberschaltung vereinfacht werden, sondern auch
ihre Zuverlässigkeit
wird besser.
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Somit
wird weiterhin vorteilhafterweise die Potentialdifferenz Vf – Vi beim
aktuellen Betrieb auf mindestens 10 V eingestellt.
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Bei
dieser Messung können
die Potentialdifferenzen Vp – Vq
und Vf – Vi
auf gleichen Wert eingestellt werden, jedoch kann die Potentialdifferenz Vp – Vq auch
etwas anders als die Potentialdifferenz Vf – Vi gewählt werden, um den Spielraum
für Fehlentladungen
zu maximieren.
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Die
oben beschriebene Ausführungsform
betraf den Fall, wo das Bezugspotential der jeweiligen Ansteuer-Wellenform,
die den Abtastelektroden SCN1–SCNN, den Halteelektroden SUS1–SUSN und den Datenelektroden D1–DM zugeführt
wurde, mit 0 V gewählt
war. Die Erfindung lässt
sich jedoch auch auf den Fall anwenden, wo das Bezugspotential der
jeweiligen Ansteuer-Wellenform mit einem anderen Potential als 0
V gewählt
wird. Bei diesem Bildschirm sind die Entladungszellen von einem
Dielektrikum umgeben, und die jeweiligen Ansteuer-Wellenformen werden
den Entladungszellen über
kapazitive Kupplung zugeführt.
Daher ändert
sich ihre Betriebsweise selbst dann nicht, wenn der Gleichspannungspegel jeder
der Ansteuer-Wellenformen verschoben wird.
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Bei
der oben beschriebenen Ausführungsform
war zugelassen, dass die Initialisierungs-Wellenform allmählich vom
Potential Vc auf das Potential Vd im ersten Teil der Initialisierungsperiode
anwächst.
Wenn es allerdings nicht erforderlich ist, eine durch die Initialisierungsform
verursachte Lichtemission zu unterdrücken, dann kann das Potential
auch schnell von 0 V auf das Potential Vd erhöht werden. Weiterhin beträgt die Zeit,
die erforderlich ist für
den allmählichen
Anstieg oder Abfall der Initialisierungsform, also die erforderliche
Zeit für
das Anwachsen vom Potential Vc auf das Potential Vd oder vom Potential
Ve zum Potential Vf, mindestens 10 μs. Diese Zeit ist ausreichend
länger
als die Entladungsverzögerungszeit
von einigen 100 ns, und während
dieser Zeit kann der Initialisierungsvorgang stabil abgeschlossen
werden. Generell beträgt
die Obergrenze einer Erholungszeit für einen Bildschirm etwa 16
ms. Damit ergibt sich der Zeitraum für das allmähliche Anwachsen oder Abnehmen
der Initialisierungs-Wellenform als praktischer Bereich mit 10 ms
oder weniger.