DE2304944A1

DE2304944A1 - Antriebssteuerschaltung fuer eine plasmaanzeigetafel mit mitteln zum auflegen einer sockelspannung auf alternierende zuendimpulsspannungen

Info

Publication number: DE2304944A1
Application number: DE2304944A
Authority: DE
Inventors: Tsunekiyo Iwakawa; Akira Yano
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1972-02-04
Filing date: 1973-02-01
Publication date: 1973-09-06
Also published as: JPS4882735A; DE2304944C3; US3842314A; DE2304944B2; GB1418403A; JPS592909B2

Description

Antriebssteuer schaltung für eine Plasmaanzeigetafel mit Mitteln zum Auflegen einer Sockelspannung auf alternierende Zündimpulsspannungen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebssteuerschaltung zum Steuern einer äusseren Elektrodenentladungsanzeigetafel, gewöhnlich Plasmaanzeigetafel genannt, mit einem in einer Ebene liegenden Feld gleicher Gasentladungszellen, einer Mehrzahl erster Elektroden und einer Mehrzahl zweiter Elektroden, wobei die ersten und zweiten Elektroden an der Aussenseite der Zellen mit je einer Zelle zwischen einem Paar erster und zweiter Elektroden angeordnet sind.

Eine Plasmaanzeigetafel umfasst allgemein einen Stapel aus drei dünnen flachen Gläsern oder transparenten dielektrischen Platten. Die Mittelplatte besitzt eine Mehrzahl Löcher an vorbestimmten Stellen. Der Rand des Stapels ist hermetisch abgedichtet. Die inneren Lücken werden evakuiert und dann mit einem Neongas oder einem ähnlichen inerten Gas oder Gasen gefüllt. Aussen werden an beiden Seiten der äusseren Platten die sogenannten

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Matrixelektroden angebracht, die aus sich senkrecht mit den Löchern dazwischen kreuzenden Teilen - und Spaltenelektroden bestehen. Jeweils eine der sich an den ausgewählten Löchern, die dem abzubildenden Buchstaben oder Symbol entsprechen, kreuzenden Matrixelektroden wird selektiv mit einer Hochfrequenz spannung beaufschlagt, wodurch die Gasentladung in den ausgewählten Löchern von statten geht, um den gewünschten Buchstaben oder das Symbol anzuzeigen. In einer verbesserten Ausführungsform, der herkömmlichen Plasmaanzeigetafel mit dem obengenannten Aufbau werden zwei dicke Glasplatten oder transparente dielektrische Platten als äussere Platten verwendet und mit einem dünnen Glas oder anderem dielektrischen Film an ihren inneren Oberflächen versehen. Es sind auch Vorschläge gemacht worden, eine Plasmaanzeigetafel ohne Mittelplatte und eine Plasmaanzeigetafel für Ziffern, in der Segmentelektroden anstelle der Matrixelektroden genommen werden, zu verwenden.

In jeder der herkömmlichen Anzeigetafeln tritt Entladung in einem Gasraum, der im weiteren als Zelle bezeichnet wird, auf, die durch ein Paar entgegengesetzter äusserer Elektroden, welches selektiv mit einer Gleichspannung beaufschlagt wird, die höher als die Zündspannung der Zelle ist, festgelegt wird (der Spannungsabfall an den dielektrischen Platten wird dabei vernachlässigt). Tritt einmal Entladung in einer Zelle auf, dann laden durch die Entladung erzeugte geladene Teilchen die dielektrischen Platten auf und vermindern die Stärke des elektrischen Feldes in der Zelle, bis die Entladung verschwindet, wenn die Summe der angelegten Spannung und der aus den an den dielektrischen Platten gespeicherten Ladungen sich ergebenden umgekehrten Spannung kleiner wird als die die Entladung in der Zelle aufrecht erhaltende Spannung. Wird die Polarität der zwischen dem entgegengesetzten äusseren Elektrodenpaar zugeführten Gleichspannung umgekehrt, um dieselbe Polarität wie die aus den Ladungen sich ergebende Spannung zu besitzen, dann werden die an der Zelle anliegenden Spannungen überlagert und ausreichend grosser als die Zündspannung. Darauf beginnt die Entladung wieder, bis sie schliesslich verschwindet. Durch Wiederholen dieses Vorganges, nämlich

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durch Anlegen einer Spannung mit alternierender oder aufeinanderfolgend umgekehrter Polarität zwischen den entgegengesetzten äusseren Elektroden wird es möglich, die kurzzeitige Entladung aufrecht zu erhalten. Wird die Wiederholungsfrequenz der kurzzeitigen Entladung pro Einheitszahl optimal bestimmt (beispielsweise 10 Kilohertz), dann wird es ferner möglich, eine Anzeige mit ausreichender Helligkeit zu schaffen.

Um eine aus sere Elektrodenentladungsanzeigetafel in Zeitselektionsweise bzw. Zeitmultiplexweise zu betreiben, ist eine Antriebs steuerschaltung vom sogenannten ersten Typ vorgeschlagen worden, wie sie in der US-PS 3 614 beschrieben worden ist, und die im weiteren in Einzelheiten beschrieben wird, in der eine Gruppe von Zeilenelektroden und eine andere Gruppe von Spaltenelektroden selektiv mit Impuls spannungen beaufschlagt werden, wobei die Zeiteinstellung der Impulsspannungen, die den entsprechenden Elektrodengruppen zugeführt werden, derart gewählt wird, dass eine der Elektrodengruppen mit der Spannung beaufschlagt wird, während der anderen Elektrodengruppe keine Spannung zugeführt wird. Es wurde auch eine Antriebs steuerschaltung des hier sogenannten zweiten Typs vorgeschlagen, wie sie in der japanischen Druckschrift "Densi Zairyö" (Electronics Materials), Juli 1971, Seite 89 beschrieben ist, und die im weiteren noch in Einzelheiten besprochen wird, in der die Gruppe der Zeilenelektroden und die andere Gruppe der Spaltenelektroden selektiv mit Imp ulsspannungen beaufschlagt werden, wobei die den entsprechenden Gruppen zugeführten Impuls spannungen gleichzeitig variiert werden.

Die Antriebssteuerschaltung der ersten Art weist den Nachteil auf, dass das Zuführen der Impulse eine Entladung in solchen Zellen hervorruft, die nicht ausgewählt worden sind, und dass Zeitintervalle vorhanden sind, in denen einige der Zellen nicht von Spannung beaufschlagt werdend zu einem Anwachsen der Zündspannung dieser Zellen führt. Die Antriebssteuer schaltung der zweiten Art besitzt nicht diese genannten Fehler.

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Im Zusammenhang mit den Antriebssteuerschaltungen der ersten und der zweiten Art ist jedoch zu sagen, dass die Anfangsentladung eine beträchtliche Verzögerung erfährt, wenn die Zellen mit Spannungen beaufschlagt werden, die beträchtlich höher sind als die Zündspannung und nachdem sie einige Tage nicht in Betrieb waren. Die Verzögerung beträgt bis zu 10 Sekunden, selbst wenn die Tafel einer Beleuchtung von 100 Lux ausgesetzt wird.

Um die Verzögerung der Anfangs entladung zu verhindern, wurde vorgeschlagen, dass in den Zellen stets Elektronen und/oder Ionen vorhanden sein sollen. Es wurde versucht, ein radioaktives Gas in den Zellen einzuschliessen und eine radioaktive Substanz auf die Anzeigetafel einwirken zu lassen. Diese Versuche sind jedoch, nicht tauglich, weil es nicht einfach ist mit radioaktivem Material umzugehen, und es schwierig ist, ausgediente Anzeigetafeln und zerstörte Anzeigetafeln geeignet sicher unterzubringen. Ferner haben sich solche Versuche als teuer herausgestellt, weil das radioaktive Material in einem zusätzlichen Vorgang in die Anzeigetafel eingebracht werden musste.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Antriebssteuerschaltung für eine äussere Elektrodenentladungsanzeigetafel zu schaffen, die eine solche Verzögerung der Anfangsentladung besitzt, die bei praktischen Anwendungen vernachlässigbar ist. ·

Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, eine Plasmaanzeigetafel der beschriebenen Art zu schaffen, die mit niedrigen Spannungen betrieben werden kann.

Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, eine Plasmaanzeigetafel zu schaffen, die kein radioaktives Material enthält.

Diese Aufgabe wird durch eine Antriebssteuer schaltung der eingangs beschriebenen Art gelöst, die sich gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung impulserzeugende Mittel zur selektiven Zuführung einer Gruppe von Impulsspannungen an ein ausgewähltes Paar erster und zwei-

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ter Elektroden mit alternierender Polarität zur Erzeugung einer Gasent-. ladung in der zwischen dem ausgewählten Paar Elektroden angeordneten Zelle aufweist, dass die Spannung kleiner Ast als das Vierfache der Zündspannung jeder der Zellen und grosser als das Zweifache der Zündspannung und dass gleichspannungsüberlagernde Mittel zur Überlagerung einer Gleichspannung auf eine Gruppe der Im puls spannungen, die wenigstens einem vorbestimmten Paar der ersten und zweiten Elektroden zugeführt werden, vorgesehen sind, wobei die Gleichspannung den Charakter der wechselnden Polarität der von der Gleichspannung übe rlagernden Im puls spannungen nicht beseitigt.

Weitere Merkmale und Zweckmässigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 Wellenformen zur Verwendung in einer Antriebs steuerschaltung der sogenannten ersten Art für eine äussere Elektrcdeiientladungsanzeigetafel;

Fig. 2 Wellenformen zur Verwendung in einer Antriebs schaltung der sogenannten zweiten Art:

Fig. 3 ein Diagramm, in dem die Zündspannung gegen die Impulsbreite bei den Antriebs Steuer schaltungen der ersten und der zweiten Art abgetragen sind;

Fig. 4A die die Entladung erzeugende Wellenform zur Verwendung in der Antrieb s Steuer schaltung der ersten Art in vergrössertem Massstab;

Fig. 4B die typischen Eigenschaften der Zündspannung in der Antriebssteuer schaltung der ersten Art abgetragen gegen die Wiederholungsfrequenz der Impulse für verscHedene Impulsverhältnisse der Im pul s spannung;

Fig. 5 ein Diagramm, in dem die Verzögerungszeit der Anfangsentladung als Funktion der an der Zelle anliegenden Spannung abgetragen ist;

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Fig. 6 eine Darstellung einer typischen Wellenform, wie sie in einer Antriebssteuerschaltung gemäss der Erfindung verwendet wird;

Fig. 7 eine schematische Darstellung der in der Antriebs Steuer schaltung verwendeten Wellenformen;

Fig. 8 einen wichtigen Schaltungsteil für eine Antriebssteuerschaltung; und Fig. 9-12 Schaltungen für verschiedene Ausführungsformen der Erfindung.

Vor der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird der Betrieb eines herkömmlichen äusseren Steuerkreises für eine Plasmaanzeigetafel im Zusammenhang mit den Fig. 1-5 untersucht, um das Verständnis des Prinzips zu erleichtern, auf dem die Erfindung basiert.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Ein nicht gezeigter Antriebs steuerkreis oder Antriebsstromkreis der hier sogenannten ersten Art, wie er in der oben genannten US-PS 3 614 769 beschrieben ist, umfasst Mittel für die Lieferung von ersten oder Zeitselektionsimpulsspannungen, wie sie bei (a), (b), (c) dargestellt sind, und ähnlicher Impulsspannungen für die ersten, zweiten, dritten und ähnliche Zeitelektroden (nicht gezeigt). Jede der Impuls spannungen besteht aus einer Impulsgruppe mit vorbestimmter Dauer, und jede Gruppe wiederum besteht aus Impulsen mit einer Impulshöhe V, die hinreichend höher ist als die Zündspannung V., und besitzt eine Impulsbreite W sowie eine Wiederholungsfrequenz f. Die Impuls spannungen für die aufeinanderfolgenden Zeilenelektroden werden um das Mass der vorbestimmten Dauer verschoben und mit einer Periode von η mal der vorbestimmten Dauer wiederholt, wobei η die Zahl der Zeilenelektroden in einer Gruppe wie etwa für einen einzelnen Buchstaben ist. Der Antriebsstromkreis umfasst ferner Mittel zum selektiven Zuführen zweiter oder Adressenimpulsspannungen, wie sie bei (d) abgebildet sind, an wenigstens eine ausgewählte der Spaltenelektroden, wie etwa die m-te Sipaltenelektrode (nicht gezeigt). Soll eine Entladung in entlang einer bestimmten der Spaltenelektroden angeordneten Zellen erzeugt werden, dann weist die der speziellen Spaltenelek-

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trode zugeführte zweite Impulsspannung Impulse mit der Höhe V in einem solchen Versetzungsverhältnis gegen die Impulse der ersten den Zeilenelektroden zugeführten Spannungen, die die bestimmte Spaltenelektrode an den gewünschten Zellen kreuzen, auf, daß die Impulse der zweiten Impulsspannung innerhalb vrobestimmter Zeitspannungen der ersten den letztgenannten Zeilenelektroden zugeführten Spannungsimpulse auftreten, während die Impulse djeser ersten Impulsspannungen gerade verschwinden. Der Antriebsstromkreis liefert auf diese Weise bei (e) und (f) dargestellte sich ergebende Impulsspannungen an die Zellen der ersten Zeile, m-te Spalte und der zweiten Reihe, m-te Spalte. In Fig. 1 (e) tritt die Entladung in der Zelle der ersten Zeile, m-teSpalte als Antwort auf einen ersten Impuls 21 auf und erlischt bei Anwachsen der umgekehrten Spannung als ein Ergebnis der durch die Entladung erzeugten geladenen Teilchen. Als Antwort auf einen zweiten an die Zelle angelegten Impuls 22 mit derselben Polarität wie der bei der Entladung erzeugten Spannung tritt eine Entladungsverstärkung in der Zelle auf, bis sie schließlich verschwindet. Ähnliche Vorgänge folgen auf einen achten Impuls 28. Insoweit das Innere der Zelle aus isolierendem Material besteht, bleibt die durch die von dem achten Impuls 28 hervorgerufene Entladung bewirkte umgekehrte Spannung über eine beträchtliche Zeitdauer bestehen, so daß die Impulse von der Polarität der umgekehrten Spannung, wie etwa ein neunter Impuls 29, keine Entladung hervorrufen können. Aus dem Vorhergehenden ergibt sich, daß die Entladung nur in den Zellen auftritt, die durch die Wellenform der den Spaltenelektroden zugeführten Impulsspannungen bestimmt werden. Tatsache ist jedoch, daß die Entladung beispielsweise auch in der Zelle der zweiten Zeile, m-te Spalte auftritt' als Folge der daran angelegten resultierenden Spannung, wie es in Fig. 1 (f) gezeigt ist. Genauer gesagt führt ein Impuls 31 die Entladung herbei. Ein zweiter Impuls 32 und die folgenden Impulse mit einer Polarität entgegengesetzt der sich aus den Ladungen ergebenden Spannung erzeugt keine Entladung. Ein fünfter Impuls 35 mit der gleichen Polarität hat jedoch die zu der aus den Ladungen sich ergebenden Spannungen entgegengesetzte Polarität und erzeugt wieder eine momentane Entladung. Ein sechster Impuls 37 und die folgenden Impulse der gleichen Polarität rufen keine Entladung hervor, aber ein neunter Impuls 39 ruft wieder eine vorübergehende Entladung hervor. Die un- 309836/0381

echten Entladungen tragen stark zur Helligkeit der nicht gewünschten Zellen mit dem Ergebnis einer Fehlanzeige bei, wenn die Impulszahl in der vorbestimmten Dauer Mein ist. Auf der anderen Seite verlangt das Anwachsen zu einer solchen Zahl eine grosse Schaltgeschwindigkeit des Antriebsschaltkreises und ist aus wirtschaftlichen und technischen Gesichtspunkten unerwünscht.

Im weiteren wird auf Fig. 2 Bezug genommen. Ein Antriebsstromkreis der hier sogenannten zweiten Art weist Mittel zur Lieferung von bei (a), (b), (c) dargestellten ersten Impuls spannungen und ähnlichen Impulsspannungen an die erste, zweite, dritte und die gleichen Zeilenelektroden (nicht gezeigt) auf. Jede der Impulsspannungen hat die gleiche Wellenform wie die Im pul s spannungen wie bei dem Antriebsstromkreis des ersten Typs und wird in gleicher Weise wiederholt. Der Antriebsstromkreis umfasst ferner Mittel zum selektiven Zuführen zweiter Im puls spannungen, wie sie bei (d) abgebildet sind, an wenigstens eine ausgewählte der Spaltenelektroden, etwa an die m-te Spaltenelektrode (nicht gezeigt). Für den Fall, dass eine Entladung in entlang einer spezifischen der Spaltenelektroden angeordneten Zellen stattfinden soll, dann besitzt die der speziellen Spaltenelektrode zugeführte Im puls spannung negative Impulse mit einer Impulshöhe V, die zusammenfallen mit den ersten Im puls spannungen, die den Zeilenelektroden, welche die spezifische Spaltenelektrode an den ausgewählten Zellen kreuzen, zugeführt werden. Der Antriebsstromkreis liefert so die in (e) und (f) abgebildeten resultierenden Spannungen an die Zellen der ersten Zeile, m-ten Spalte und der zweiten Zeile, m-ten Spalte. Es wird jetzt besonders auf Fig. 2 (e) Bezug genommen. Ein positiver Impuls löst eine Entladung in der Zelle der ersten Zeile, m-ten Spalte und die folgende umgekehrte aus den Ladungen sich ergebende Spannung aus. Es folgt ein negativer Impuls 42, der hinzutritt zu der umgekehrten Spannung, um wieder eine Entladung zu erzeugen. Auf diese Weise wird die aussetzende Entladung so lange unterstützt, wie sich die Polarität der Impuls spannungen alternierend ändert bis zum vierten negativen Impuls 44. Während der Dauer dieses Impulses 44 erlischt die

/wsr d. end. en Entladung als Folge der aus den Ladungen sich ergebenden positiv' Span-

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nung. Das anschliessende Auftreten eines positiv ansteigenden Impulses 46 trgjgtdaher nicht zur Entladung bei. Ein folgender negativer Impuls 47 besitzt keine ausreichende Höhe, um eine Entladung zu erzeugen. Bei der durch die zweite Zeile und m-te Spalte bestimmten Zelle löst nur ein erster Impuls 49, der von dem negativen Impuls der der m-ten Spaltenelektrode zugeführten zweiten Impuls spannung herrührt, eine vorübergehende Entladung aus. Die folgenden Impulse beider Polaritäten können die aussetzende Entladung nicht tragen. Es ist bekannt, dass die Spannung V grosser sein sollte als die Zündspannung V„ und kleiner als das Zweifache der Zündspannung.

Im weiteren wird auf Fig. 3 Bezug genommen, in der die Abszisse der der Zelle einer Plasmaanzeigetafel zugeführten Impulse und die Ordinate die Spannung (Zündspannung), bei der die Impulse die Gasentladung in der Zelle auslösen, darstellen. Es ist erkennbar, dass die Zündspannungen für den Antriebsstromkreis der zweiten Art bei der gleichen Wiederholungsfrequenz der Impulse beträchtlich niedriger sind als bei dem Antriebs Stromkreis der ersten Art.

Die in Fig. 4A gezeigte Wellenform aus der Mm Antriebsstromkreis der ersten Art verwendeten Im puls spannung habe eine Wiederholungsfrequenz f und eine Impulsbreite W_n. In Fig. 4B ist auf der Abszisse die Wiederholung s frequenz f und auf der Ordinate die Zündspannung V abgetragen. Die Zündspannung variiert kaum als Funktion der Wiederholungsfrequenz, dagegen als Funktion des Tastverhältnisses (duty ratio) P der Impuls spannung.

Zum besseren "Verständnis der in Fig. 4B dargestellten Ergebnisse wird jetzt der Prozess des Anwachsens der Lawine in der Entladung betrachtet. Es kann angenommen werden, dass die Elektronen und die während der Dauer W des Impulses erzeugten Ionen während der Zeit W in der die Impulse nicht vorhanden sind, als Folge der Diffusion, Neutralisation und , ähnlichem verschwinden. Die Häufigkeit des Auftretens von Lawinen während des Abschnittes W , in dem ein Impuls vorhanden ist, ist W . v./d, wobei

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ν. die Geschwindigkeit der Ionen und d den Abstand zwischen den Zeilenwänden in Richtung des elektrischen Feldes darstellen. Die Zahl der Ionen wächst während.der Zeit W gemäss

(exp (« d ) - lj j ^WpV^d,

worin cc und 1 die ersten und zweiten Townsend-Koeffizienten der Ionisation darstellen. Es kann angenommen werden, dass die Ionen als Folge der Diffusion und der Neutralisation während jedes Intervalls W zwischen den Impulsen ungefähr gemäss exp(-W /t) verschwinden, wobei t die Zeit darstellt. Unter diesen Umständen variiert die Ionenzahl gemäss

jexp(£d ) - 1 } J ^WpV^d. exp(-W_D/t) (1)

während einer Reihe von Intervallen W + W . Wenn der Wert der Gleichung (1) wenigstens gleich eins ist, dann wächst die Lawine zur Entladung an. Die Bedingung für das Anwachsen der Lawine zu einer Entladung lautet dann

exp ( «d ) £ JexpfPd/(v.t)j +1 (2)

Da y und d Konstanten für eine Plasmaanzeigetafel sind, zeigt die Gleichung (2), dass die Zündspannung V-, die implizit in<X(V) und v. (V) enthalten ist, eine Funktion des Impulsverhältnisses P ist und nicht von der Wiederholungsfrequenz f abhängt. Aus Fig. 4B ist ersichtlich, dass die oben gemachten Annahmen annehmbar sind und dass die Zündspannung ihr Minimum annimmt, wenn das Im puls verhältnis Null ist. Das erklärt auch die Verminderung der Zündspannung, die mit dem Antriebsstromkreis der zweiten Art erhalten wird, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.

Mit dieser Betrachtung wird gezeigt, dass die Entladung in den äusseren Elektrodenentladungsanzeigetafeln auftritt, wenn die in Gleichung (2) gegebene Bedingung erfüllt ist. Mit anderen Worten tritt keine Entladung bei dem einzel-

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nen ersten Impuls, jedoch als Ergebnis der Anwendung verschiedener Impulse auf, wodurch sich die Ionen und/oder Elektronen, die vor Auftreffen des ersten Impulses in der Zelle vorhanden sind, allmählich stromverstärkt werden. Daraus wird nun geschlossen, dass die Zündspannung vermindert werden kann durch vermehrte Stromverstärkung und dass dieses ausgeführt werden kann durch ein dauerndes Anlegen der Spannung an den Zellen.

Bezüglich des ständigen Anlegens einer Spannung an die Zellen ist der Antriebsstromkreis der zweiten Art vorzuziehen, weil die Impulse wie 41 und 42 stets vorhanden sind, so dass die Zeit W_ des NichtVorhandenseins der Impulse im Prinzip Null ist. unter diesen Umständen ergibt sich für Gleichung (2)

exp(*d) i 1// + 1
und weiter

Apd. exp (-B(pd/V)^1/2 J * In(I// + 1) (3) ,

worin A und B Konstanten und ρ den Druck in der Zelle darstellen. Gleichung (3) ist identisch mit dem Verhältnis zwischen dem Koeffizienten if und der Zündspannung einer inneren Elektrodenentladungsröhre. Mit anderen Worten ist der Mechanismus der Anfangsentladung, die in einer äusseren Elektroden entladungsanzeigetafel durch Impulse alternierender Polaritäten gleicher Impulshöhe eingeleitet wird, wenn in den Zellen noch keine Entladung (aus den Ladungen sich ergebende Spannung) vorhanden ist, derselbe wie der Mechanismus der Entladung in einer inneren Elektrodenentladungsröhre. Das erklärt die Verzögerung der Anfangsentladung in Zellen, die kein radioaktives Material enthalten.

Im weiteren wird auf Fig. 5 Bezug genommen. Der Durchschnitt der Zeitverzögerung der für das Starten der Entladung erforderlich ist nach Anlegen einer Spannung V an eine Zelle einer Plasmaentladungstafel, ist für verschiedene Lichtintensitäten der Zellen bei Umgebungslicht dargestellt, wobei die Spannung V auf der Abszisse dargestellt wird durch das Verhältnis der Diffe-

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renz zwischen der Spannung V und der Zündspannung V„ in der Zündspannung. Aus Fig. 5 folgt, dass das Verhältnis grosser als 1, 5 sein muss, damit die Verzögerung kürzer als ein praktisch akzeptabler Wert von 0, 5 Sekunden (Durchschnitt) für die äussere Elektrodenentladungsanzeigetafel in dem möglichen dunkelsten Umgebungslicht von 5 Lux wird. Auf der anderen Seite wird im Zusammenhang mit einem Antriebsstromkreis der ersten oder der zweiten Art klar, dass das Verhältnis grosser ist als 1, 0, weil das Anlegen einer Spannung von V grosser als dem Zweifachen der Zündspannung V " (die Änderung der Spannungsniveaus sei grosser als das Zweifache der Zündspannung Vp) an die Zeilen- und die Spaltenelektroden bewirkt, dass die Entladung in allen entlang der Elektrode angeordneten Zellen auftritt, und es wird unmöglich, eine oder mehrere der Zellen auszuwählen. In Anbetracht der Schwankung der Quellspannung ist es üblichj die Spannung auf etwa zwei Drittel der Zündspannung V„ einzustellen, also das Verhältnis auf etwa 0, 5. Folglich beträgt die Verzögerung unvermeidlich bis zu 20 Sekunden bei der Umgebungsbeleuchtung von 5 Lux. In dieser Hinsicht ist der Antriebs Stromkreis der zweiten Art nicht befriedigend.

Es wird im folgenden auf Fig. 6 Bezug genommen. Es wurde auch nachgewiesen, dass eine Gleichspannung V , die höher als die Zündspannung ist, eine Impulsentladung (ein Stromimpuls mit einer Breite von weniger als einer Mikrosekunde) in einer äusseren Elektrodenentladungsanzeigetafel hervorruft. Die geladenen Teilchen, die durch die Entladung gebildet worden sind, ergeben eine Wandspannung (wall voltage) V in der Gleichspannung entgegengesetztem Sinn. Als Ergebnis wird die an der Zelle anliegende Spannung vermindert auf V„-V . Im besonderen sei angenommen, dass eine Impulsspannung 50 mit Impulsen in einer Inipulshöhe V und abwechselnd positiver und negativer Richtung von einer Sockelgleichspannung V„ an eine Zelle einer Plasmaanzeigetafel durch geeignete der Zeilen- und Spaltenelektroden angelegt wird. Als Antwort auf den Sockel des Impulses 51 tritt eine Impulsentladung auf. Die geladenen Teilchen bilden dadurch eine Wandspannung, wie es bei 52 gezeigt ist. Die an der Zelle anliegende Spannung wird jetzt bestimmt durch die Differenz zwischen der Im puls spannung 51 und der

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Wand spannung. Insofern als die Wandspannung 52 eine TTberlagerung der durch Anwenden der in Fig. 4A abgebildeten Impuls spannung an die Zelle erzeugten Wandspannung über die Gleichspannung V_n ist, verschwinden die mit dem Gleichspannungsanteil V_n an der an der Zelle angelegten effektiven Spannung hervorgerufenen Effekte nach dem Start der kurzzeitigen Entladung. Die Gleichspannung V_n wird jedoch nur am Beginn der Entladung an der Zelle verwendet. Auf diese Weise wird die Verzögerung merklich reduziert, wenn von der Impulsspannung 51 Gebrauch gemacht wird.

Im weiteren wird auf Fig. 7 Bezug genommen. Ein Antriebsstromkreis umfasst herkömmliche Mittel zur Lieferung erster oder Zeitselektionsimpuls spannungen, wie sie bei (a), (b), (c) gezeigt sind, und ähnlicher Impulsspannungen an die erste, zweite, dritte und dergleichen Zeilenelektroden. Die ersten Impuls spannungen sind ähnlich denen, die im Zusammenhang mit den Fig. 1 (a), (b), (c) und Fig. 2 (a), (b) und (c) dargestellt sind. Der Antriebs strom kr eis weist ferner neue zweite Mittel zum selektiven Liefern zweiter oder Adressenimpulsspannungen, wie sie bei (d) gezeigt sind, an ausgewählte der Spaltenelektroden, etwa an die m-te Spaltenelektrode, auf. Die zweiten Im puls spannungen sind ähnlich den in Fig. 2 (d) gezeigten, sind aber einer Sockeigleichspannung V_n überlagert. Wäre keine Wand spannung vorhanden, dann würde die bei (e) abgebildete Impulsspannung an die Zelle der ersten Zeile, m-ten Spalte angelegt, so dass eine negative Spannung mit dem absoluten Wert V + V_n an der Zelle angelegt wird. Das im Zusammenhang mit Fig. 5 genannte Verhältnis ist folglich (V_n +Av)/V. , was eine unerwartete Reduktion der Verzögerung bedeutet. Die an der Zelle der zweiten Zeile, m-ten Spalte in der in Fig. 7 (f) gezeigten Weise verwendete Spannung ist nicht viel anders als die im Zusammenhang mit Fig. 2 (f) dargestellte Spannung.

In Fig. 8 ist eine Schaltung gezeigt zur TTberlagerung einer Gleichstromkomponente mit dem Wert V_n über eine von einer Tafelsteuerung abgeleitete Impulsspannung. Die Schaltung kann eine Kapazität 61 zwischen der Antriebssteuerung und jeder Tafelelektrode und einen Gleichrichter 62 zum Festlegen

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des Potentials der Anzeigeelektrode auf die Gleichspannung V_n aufweisen.

Im weiteren wird auf Fig. 9 Bezug genommen. Eine erste Ausführungsform wird durch eine Gleichspannungsquelle 71 und einen Steuersignalgenerator gespeist und steuert eine Plasmaanzeigetafel mit gegenüberliegenden Elektroden 73 und 74. Die Gleichspannungsquelle 71 liefert eine positive Gleichspannung V an einen ersten Leiter 75 in Bezug auf einen zweiten Leiter 76, der geerdet ist. Der Steuersignalgenerator 72 liefert eine kontinuierliche Folge φ ins Negative gehender Frequenzimpulse (im weiteren negative Hochfrequenzimpulse genannt), an einen dritten Leiter 77, Zeitselektionsimpulsfolgen T positiv ansteigender Impulse (im weiteren positive Impulse genannt) Tl, T2, . . . zyklisch auf eine Mehrzahl vierter Leiter 78 und eine Zellenadressimpulsfolge t selektiv positiver Impulse auf wenigstens einen ausgewählten fünften Leiter 79. Die erste Ausführungsform umfasst eine Mehrzahl pnp-Schalttransistoren 81, 82, .... , die mit den entsprechenden Zeilenelektroden 7 3 verbunden sind, und eine gleiche Anzahl von mit den entsprechenden Spaltenelektroden 74 verbundenen npn-Transistoren 91, 92, ... . Jeder der Schalttransistoren 81, 82, ... , 91, 92, ... ist so ausgebildet, dass er eine verhältnismässig hohe Gleichspannung schalten kann, und besitzt einen Emitter, einen Kollektor und eine Basis. Die Emitter der pnp-Transistoren 81, 82, ... sind direkt mit dem ersten Leiter 75 verbunden. Die Kollektoren dieser pnp-Transistoren sind direkt mit den entsprechenden Zeilenelektroden 73 und mit dem zweiten Leiter 76 über Widerstände 101 verbunden. Die Emitter der npn-Transistoren 91, 92, ,. . sind direkt mit dem dritten Leiter 77 verbunden. Die Kollektoren dieser npn-Transistoren sind mit dem ersten Leiter 75 über Widerstände 102 verbunden. Zwischen jedem der npn-Transistorkollektoren und den zugehörigen Spaltenelektroden 74 ist eine eine Gleichstromkomponente überlagernde Schaltung 105, wie sie in Fig. 8 beschrieben ist, zwischengeschaltet. Die Basen dieser npn-Transistoren sind verbunden mit dem zweiten Leiter 76 über Widerstände 106, und die entsprechenden fünften Leiter 79 über Widerstände 107. Die erste Ausführungsform weist ferner eine Mehrzahl von npn-Hilfstransistoren 111, 112, .... auf, die jeder einen Emitter, einen Kollektor und eine Basis besitzen.

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Die Emitter der Hilf stransistoren 111, 112, ... sind direkt mit dem dritten Leiter 77 verbunden. Die Foliektoren dieser Hilfstransistoren werden mit der Kollektorspannung V über Widerstände 121 beaufschlagt. Die Basen dieser Hilfstransistoren sind mit dem zweiten Leiter 76 über Widerstände 122 und mit den entsprechenden vierten Leitern 78 über Widerstände 123 verbunden. Die Basen der pnp-Schalttransistoren 81, 82, . .. sind mit dem ersten Leiter 75 über Widerstände 126 und mit den Kollektoren der entsprechenden Hilfstransistoren 111, 112, ... über Kapazitäten 127 verbunden.

Im Betrieb dienen die Hilfstransistoren 111, 112, . . . als UND-Schaltungen, die als Antwort auf die negative Hochfrequenzimpulsfolge φ und die positive Zeitselektionsimpulsfolge Tl, T2 usw. in Betrieb gesetzt werden. Wenn die Basis und der Emitter einerdieser Hilfstransistoren 111 mit den negativen Hochfrequenzimpulsen und den positiven Impulsen der Zeitselektionsimpulsfolge Tl beaufschlagt werden, dann schaltet der Hilfstransistör 111 an, verstärkt die Hochfrequenzimpulse und liefert die stromverstärkten und bezüglich der Polarität invertierten Impulse an die Basis des zugehörigen pnp-Schalttransistors 81 über die Kapazität 127 zum zeitweiligen Anschalten des Transistors 81 während der periodisch positiven Perioden der Zeitimpulsfolge Tl. Als Antwort auf das vorübergehende Anschalten des pnp-Schalttransistors 81 variiert die Spannung der betreffenden Zeilenelektrode 73 im wesentlichen zwischen der positiven Spannung V und der an dem betreffenden der Widerstände 101 anliegenden positiven Spannung. Die npn-Schalttransistoren 91, 92, ... dienen als UND-Schaltungen, die auf die negativen Hochfrequenzimpulse und die positiven Impulse der Adressenimpulsfolgen ti, t2 usw. ansprechen. Genauer gesagt reduzieren die negativen Hochfrequenzimpulse zeitweise das Emitterpotential dieser npn-Schalttransistoren im wesentlichen auf das Erdpotential. Auf der anderen Seite heben die positiven Adressenimpulse der Adressenimpulsfolgen ti, t2, . . . die Basenpotentiale an zur Lieferung von Vorspannungen an die Basis-Emitterverbindungen dieser npn-Schalttransistoren. Beispielsweise während der positiven Perioden der Adressenimpulsfolge ti wird der betreffende npn-Schalttransistor 91 vorübergehend angeschaltet als Antwort auf die negativen Impulse, damit die Spannung

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der zugehörigen Spaltenelektrode 74 auf das Erdpotential abfällt, die sonst im wesentlichen auf die Gleichspannung V gespannt ist. Es wird jetzt so verstanden, dass die in Fig. 7 (e) dargestellte Spannung an der Zelle oder den Zellen zwischen den mit den Schalttransistoren 81 und 91 gekoppelten Zeilen- und Spaltenelektroden angelegt wird.

Wie weiter aus Fig. 9 entnommen.werden kann, ist die Ausgangsimpedanz der Antriebs steuerschaltung für beträchtliche Teile der Impulsspurpaare, die einer ausgewählten Zelle oder Zellen zugeführt werden, sehr niedrig, weil die betreffenden Schalttransistoren, wie beispielsweise 81 und 91, während des Auftretens dieser beträchtlichen Teile angeschaltet werden. Es wird auch klar, dass die durch den Widerstand 126 und die Kapazität 127 bestimmte Zeitkonstante beträchtlich grosser ist als die Breite der Hochfrequenzimpulse und dass der Wider stands wert des Kollektorwiderstandes

101 oder 102 derart gewählt wird,dass die durch den Widerstand und die Streukapazität, die zwischen der zugehörigen von den Elektroden 73 und 74 und der verbleibenden der Elektroden 73 und 74 existiert, bestimmt wird, kleiner ist als das Intervall zwischen den Hoehfrequenzimpulsen. Auf der anderen Seite soll der Widerstands wert des Kollektorwiderstandes 101 oder

102 merklich gross sein, um den Leistungsverbrauch in diesen Widerständen zu reduzieren, wenn die zugehörigen Sehalttransistoren angeschaltet sind. Beispielsweise soll die Kapazität zwischen der einen der Elektroden 73 und 74 und der verbleibenden von ihnen 30 pF betragen,und die Frequenz und die Impulsbreite der Hochfrequenzimpulse soll 50 kHz und 5 Mikrosekunden sein, tinter diesen umständen kann der Wider stands wert jedes der Kollektor widerstände 100 KiIohm betragen.

In einem Beispiel einer äusseren Elektrodenentladungsanzeigetafel beträgt die Zündspannung V„ 130 V, und die Einzelelektrodenzünd spannung, nämlich die Zündspannung, die nur der Zeilen- oder Spaltenelektrode oder den Zeilenoder Spaltenelektroden zugeführt wird, beträgt 220 V. Die "Verzögerung der Anfangsentladung wurde gemessen, wobei die Anzeigetafel in einem dunklen

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Raum angeordnet wurde und die Antriebssteuerschaltung gemäss der ersten Ausführungsform mit einer Gleichspannung von 160 V von der Gleichspannungsquelle 71 beaufschlagt wurde. Die Verzögerung betrug weniger als 0, 5 Sekunden. Zum Vergleich wurde die Verzögerung unter den gleichen Umständen mit einer ähnlichen Antriebssteuerschaltung gemessen, jedoch ohne die Gleichstromkomponentenüberlagerungsschaltungen 105. Die Verzögerungen betrugen bis zu 80 Sekunden. Zusätzlich wurde die Gleichspannung von der Zündspannung bis zur Zündspannung der Einzelelektrode vergrössert mit einer Antriebssteuerschaltung gemäss der ersten Ausführungsform. Es wurde keine Fehlwirkung festgestellt.

In Fig. 10 ist ein zweites Ausführungsbeispiel gezeigt, das ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel ist, bei dem jedoch die die Gleichstromkomponente überlagernden Schaltungen 105 der in Fig. 8 gezeigten Art jetzt mit den entsprechenden Zeilenelektroden 73 und mit den Zeilenantriebssteuerschaltungen zur Überlagerung einer Gleichstromkomponente -V über die Zeilenelektrodenspannung verbunden sind. Die Ergebnisse der Messungen der Anfangsentladung waren die gleichen, wie sie mit den entsprechenden Schaltungen der ersten Ausführungsform erhalten wurden.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung anwendbar ist auf jede der Antriebssteuerschaltungen der zweiten Art, dass die oben beschriebenen Au sführungsforalen aber auf dem dritten Ausführungsbeispiel der Plasmaanzeigetafel-Antriebssteuerschaltung basiert», wie sie in der deutschen Patentanmeldung P 22 56 528. 2 (japanische Patentanmeldung Syo 46-92088 ) vorgeschlagen wird. Diese Ausführungsformen werden vorteilhaft für die Verwendung mit einem Steuersignalgenerator 72 mit verhältnismässig hoher Ausgangsimpedanz für die Zeitselektions- und Adressenimpulsfolgen verwendet und werden bevorzugt im Hinblick auf die niedrige Ausgangsimpedanz für die Zellenzündimpulse und die resultierende hohe Helligkeit der Anzeige im Vergleich zu einer herkömmlichen Antriebssteuerschaltung der zweiten Art.

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In Fig. 11 ist eine dritte Ausführungsform der Erfindung beschrieben, die auf der in der obengenannten Patentanmeldung vorgeschlagenen ersten Ausführungsform beruht. Die gleichen Komponenten sind jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie bei den ersten und zweiten Ausführungsformen. Anstelle einer einzelnen kontinuierlichen Folge negativer Hochfrequenzimpulse liefert der Steuergenerator 72 jetzt ein Paar kontinuierlicher Folgen φ und φ positiver und negativer Impulse an ein drittes Leiterpaar 77 und 77' . Die Emitter der npn-Hilfstransistoren, beispielsweise 111, werden direkt mit dem zweiten Leiter 76 verbunden, aber nicht mit dem dritten Leiter 77 oder 77* . Stattdessen werden diese Hilfstransistören mit den entsprechenden positiven Zeitselektionsimpulsfolgen Tl, T2, . .. über die positiven logischen UND-Schaltungen, beispielsweise 131, beaufschlagt. Statt dass die npn-Schalttransistören, beispielsweise 91, als UND-Schaltungen dienen, sind im dritten Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl pnp-Hilfstransistoren 132 vorgesehen, die verbunden sind mit den entsprechenden npn-Schalttransistoren und von der negativen Hochfrequenzimpulsfolge φ und den entsprechenden negativen Adressimjjulsfolgen, beispielsweise ti, über die negativen logischen UND-Schaltungen 133 beaufschlagt werden. In diesem Zusammenhang sollen die positiven Hochfrequenzimpulse und die Zeitselektionsimpulse vom Erdpotential ausgehend bis zur Kollektor spannung V reichen und die negativen Hochfrequenzimpulse und Adressenimpulse von der Kollektorspannung bis zur Erdspannung abfallen.

Im Betrieb lässt die positive logische UND-Schaltung 131, die in Fig. 11 gezeigt ist, kurzzeitig die positiv ansteigenden Hochfrequenzimpulse nur dann hindurchgehen, wenn die positiv ansteigenden Zeitselektionsimpulse der Folge Tl auftreten. Der zugeordnete npn-Hilfstransistor 111 bewirkt eine Stromverstärkung der getasteten Hochfrequenzimpulse mit der umgekehrten Polarität. Die negative logische UND-Schaltung 133 lässt in ähnlicher Weise die negativ abfallenden Hochfrequenzimpulse nur hindurch, wenn die negativ abfallenden Adressenimpulse der Folge ti auftreten. Der dazugehörige pnp-Hilfstransistor 132 bewirkt eine Stromverstärkung der getasteten Hochfrequenzimpulse und kehrt deren Polarität um.

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In Fig. 12 ist eine vierte Ausführungsform der Erfindung beschrieben, die auf der zweiten in der obengenannten Patentanmeldung vor ge s chlagenen Ausführungsform basiert. Gleiche Komponenten sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in der dritten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Die Basen der pnp-Transistoren 81 werden mit der negativ abfallenden Hochfrequenzimpulsfolge φ und der negativ abfallenden Adressenimpulsfolge ti über die negativen logischen UND-Schaltungen 136 beaufschlagt. Die Basen der npn-Transistoren 91 werden mit der positiv ansteigenden Hochfrequenzimpulsfolge φ und der positiv ansteigenden Zeitimpulsfolge Tl, T2, ... über positive logische UND-Schaltungen 137 beaufschlagt. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, wenn die Ausgangsimpedanz des Steuersignalgenerators 72 genügend klein ist.

Es soll noch einmal daran erinnert werden, dass die einmal in einer Zelle einer Plasma-Anzeigetafel gezündete Entladung geladene Teilchen erzeugt. Diese Entladung erzeugt ferner Photonen. Diese geladenen Teilchen und ähnliches kriechen zu benachbarten Zellen. Entsprechend wird die Verzögerung in den benachbarten Zellen vermindert, wenn die Spannung an diesen Zellen während der Lebensdauer der geladenen Teilchen angelegt wird. Es reicht daher aus, dass die die Im puls spannung überlagernde Gleichspannung nur an den Zellen angelegt wird, an denen Entladung möglicherweise beginnen kann. Zusätzlich ist klar, dass die Plasma-Anzeigetafel nicht notwendig Zeilen- und Spaltenelektroden haben muss sondern Segmentelektroden oder andere entgegengesetzte Elektroden besitzen kann.

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Claims

Patentansprüche

Antriebssteuerschaltung für das Steuern einer äusseren Elektrodenentladungsanzeigetafel mit einem in einer Ebene liegenden Feld gleicher Gasentladungszellen, einer Mehrzahl erster Elektroden und einer Mehrzahl zweiter Elektroden, wobei die ersten und zweiten Elektroden an der Aussenseite der Zellen mit je einer Zelle zwischen einem Paar erster und zweiter Elektroden angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung impulserzeugende Mittel zur selektiven Zuführung einer Gruppe von Impulsspannungen an ein ausgewähltes Paar erster und zweiter Elektroden mit alternierender Polarität zur Erzeugung einer Gasentladung in der zwischen dem ausgewählten Paar Elektroden angeordneten Zelle aufweist, dass die Spannung kleiner ist als das Vierfache der Zündspannung jeder der Zellen und grosser als das Zweifache der Zündspannung und dass gleichspannungsüberlagernde Mittel zur Überlagerung einer Gleichspannung auf eine Gruppe der Impulsspannungen, die wenigstens einem vorbestimmten Paar der ersten und zwei ten Elektroden zugeführt werden, vorgesehen sind, wobei die Gleichspannung äfearffihgrakter der wechselnden Polarität der von der,Gleichspannung überlagernden Impulsspannungen nicht beseitigt.

2« Mtriebssteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» dass die gleichspannungsüberlagernden Mittel eine Kapazität ■ zwischen den impuls erzeugenden Mitteln und einer der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode des vorbestimmten wenigstens einen Paares besitzen und dass spanmangszuführende Mittel zum Festlegen der einen der ersten oder zweiten Elektrode auf das. Potential der Gleichspannung vorgesehen sind»

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