DE2304944B2 - Verfahren und schaltungsanordnung zum betrieb einer plasmaanzeigetafel - Google Patents
Verfahren und schaltungsanordnung zum betrieb einer plasmaanzeigetafelInfo
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Description
3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die die aus Impulsgruppen
bestehenden Ansteuersignale lür die Koordinatenelektroden der einen Gruppe zyklisch und für die
der anderen Gruppe zeitlich ausgewählt erzeugt und mit jeder Koordinatenelektrode durch eine Steuerleitung
verbunden ist, in der eine Kapazität angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß alle
oder einige der Koordinatenelektroden (74) der einen oder anderen Gruppe über je eine Diode (62)
an ein Gleichspannungspoiential angeschlossen sind. (Fig. 8sowie9bis 12).
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Plasmaanzeigetafel mit zwischen zwei
Gruppen von Koordinatenelektroden an deren Kreuzungspunkten angeordneten Gasentladungszellen.
Eine Plasmaanzeigetafel besteht üblicherweise aus einem Stapel aus drei dünnen flachen, durchsichtigen
Platten aus Glas oder einem anderen Dielektrikum. Die Mittelplatte besitzt eine Vielzahl von Löchern in
vorgegebener Anordnung. Der Rand des Stapels ist hermetisch abgedichtet, und sein Innenraum wird
evakuiert und mit inertem Gas, z. B. Neon oder einer entsprechenden Gasmischung, gefüllt An den Außenseiten der äußeren Platten werden die Koordinatenelektroden
angebracht, in der Regel in Form von Matrixetektroden, d. h. senkrecht zueinander verlaufenden
Zeilen- und Spaltenelektroden, mit Kreuzung;;punkten an den Löchern. Die Erfindung ist nber auch bei
anderen Anordnungen der Koordinateneleklxoden anwendbar, z. B. in Form von Segmenten zur Darstellung
von Ziffern. Ferner ist die Erfindung anwendbar bei Plasmaanzeigetafeln ohne Mittelplatte sowie mit
dielektrischen Belägen an den Innenseiten der Außen-
Die Gasentladung in der Zelle am Kreuzungspunkt
zweiter Koordinatenelektroden wird gezündet durch Anlegen einer Spannung an diese Elektroden, die höher
ist als die Zündspannung der Zelle (wenn der Spannungsabfall an den dielektrischen Platten vernachlässigt
wird). Ist die Entladung gezündet, dann wandern geladene Teilchen an die Außenplatten und erzeugen als
Wandladung eine Gegenspannung, die das in der Zelle wirksame elektrische Feld verringert. Die Entladung
verschwindet, wenn die Summe aus der angelegten Spannung und der Gegenspannung kleiner ist als die für
die Aufrechterhaltung der Entladung erforderliche Spannung Wird die Polarität der angelegten äußeren
Spannung ungekehrt, so daß sie der Gegenspannung
gleichgerichtet ist, so ergibt sich eine Ubcrlagerungsspannung
die wieder größer ist als die Zündspannung.
Die Entladung beginni erneut, bis sie wieder verschwin-
CDurch Wiederholen dieses Vorgangs, nämlich AnIe-
-ren einer Spannung mit alternierender Polarität zwischen ausgewählten Elektroden, kann ständig eine
intermittierende Entladung aufrechterhalten werden. Durch Wahl einer optimalen Frequenz der alternierenden
Spannung kann eine Anzeige mit ausrechender Helligkeit erzeugt werden.
Für das Ansteuern der Gasentladungszellen derart, daß nur die jeweils ausgewählten Zellen zu gewünschten
Zeitpunkten brennen, sind grundsätzlich zwei Verfahren bekannt. Bei dem einen, als selbstspeichernd
(inherent memory type) bezeichneten Verfahren wird an sämtliche Elektroden und damit samtliche Zellen
ständig eine Haltespannung angelegt, d. h. eine Impulswechselspannung,
deren Amplitude kleiner als die Zündspannung der Zelle ist, aber groß genug, um eine
einmal gezündete Gasentladung aufrechtzuerhalten. Soll in bestimmten Zellen die Gasentladung gezündet
oder beendet werden, so werden den zugehörigen Elektroden kurzzeitige Schreib- bzw. Löschsignale
zugeführt. Ein solches Ve.fahren ist z.B. aus CH-PS
5 08 247 bekannt, wobei jedes Schreibsignal aus einem kurzen Impuls besteht, der einem der Haltespannungsimpulse
addierend überlagert wird, während die Löschsignale in Pausen des Haltesignals angelegte
Einzelimpulse sind.
Die vorliegende Erfindung geht dagegen aus von einem Ansteuerverfahren, das ohne Haltespannung,
nämlich nach der Zeitselektionsweise arbeitet. Hierbei werden Ansteuersignale von vorgegebener Tastdauer
und Wiederholungsfrequenz den Koordinatenelektroden der einen Gruppe nacheinander entsprechend einer
Abfragesequenz und denen der anderen Gruppe mil solcher Auswahl und Zeitverschiebung zugeführt, daG
sie sich am jeweils angesteuerten Kreuzungspunkt zi einer die Gasentladung zündenden und nur während dei
Tastdauer aufrechterhaltenden Ansteuerspannung überlagern. Jedes Ansteuersignal besteht seinerseits au;
einer Gruppe von Impulsen, so daß die durch derer Überlagerung entstehende Ansteuerspannung an dei
jeweils ausgewählten Zelle aus einer Impulswechsel spannung alternierender Polarität besteht. Im Unter
schied zu dem mit Haltespannung arbeitenden An steuerverfahren wird hier nicht mit zusätzlicher
Schreib- und Löschimpulsen gearbeitet, sondern dit Gasentladung in der Zelle erlischt von selbst am Ende
des Tastintervalls beim Aufhören der Ansteuerspan nung und muß, falls eine fortgesetzte Anzeige an diesel
Zelle gewünscht ist, jeweils bei der Wiederkehr de;
η Tastintervalls neu gezündet werden,
„geordneten ι n dieser Apt nach der Zeitseiek.
Ein Ansteuervc ^ ^ ps ^ ^ ?6g bekann, wobei
ionsweise ist z. ^ Zejienelektroden zugeordneten
nnerhalb ae lmpuise jn die Impulslücken der den >
^nsieuersign« führten Ansteuersignale fallen.
Spalteneieiw" enden als Ansieuerverfahren der
DieS W* , ^zeichnet. Aus der Druckschrift »Densi
erSlen % ekctronics Materials), Juli 1971, Seite 89 ist es
ZairywU.Mnnt das Verfahren so durchzuführen, daß ,<,
aber auch oeK .^ Elektrodengriippe,i zugeführten
in den ".,len die Impulse zeitlich koinzidieren. Ein
AnSteUevSren wird im folgenden als Verfahren der
solches Vef ^η6ΐ und bringl vorteile hinsichtlich
derTeirneidung einer unerwünschten Zündung benach- ,
bfrter Zellen mit sich. Zeilselektion arbeitenden
Ein bel ißna en auftretendes Problem besteht darin,
AnsteuerSignalen au. p!asmaanzeigetafel z.B.
daß be« '"^n""'gen Betriebspause die erstmalige ,
naCh, ''"irangesteuerten Zellen sich stark verzögern
f ndU D!ese VerSgerung hängt ab von der Anzahl der
kan, 7Me nach längerer Betriebspause vorhandenen
Γ06' Sktronen und Ionen. Deren Zahl kann z^B.
freh starkes Umgebungsücht erhöht werden, aber
*SS bei einer Beleuchtung von 100 Lux kann die
selbi α «wprzöeerung bis zu 10 see betragen. Es ist
011KS^SiMUrCh Anbringen von radioaktiaU
^hstanzen in die Zellen für das ständige
ve\ ΐπΙΤη von freien Elektronen und Ionen zu
Vorhandens m von fre ^ ^ radioaküvem
Serial verbundenen Gefahren, insbesondere hins.cht-
?S Behandlung und Unterbringung von ausged.enhchder
zerstörten Anzeigetafeln, und wegen der Hersteilungskosten kein praktikabler
Se Zündungsverzögerung ist auch abhängig vor. der
*Stude der Ansteuerspannung. Es ist jedoch mehl
Amplitude oer Ansteuerspannung zur
mOg \tl deT Zündungsverzögerung beliebig groß
3 η /a fann mtlicherweisl eine Zündung auch
ein
tSr^und,
einer Plasrnaanze.getafel
oder mi, „nerwünsch. groß™ An,.euerspan-
KSti Sl Verfahren gen,« den,
des Patemanspruchs 1 erfindungsgem.e
SocW-Ceichspannung w* sich
S*aSgUn,g!bu„gslich, von ..«. 5 U»zu», rlass.g
Hallespannung arbeitenden Ansteuerverfahren für eine Plasmaanzeigetafel bekannt, den Elektroden zeitweise
Signale zuzuführen, die aus einer Sockel-Gleichspannung und ihr überlagerten Impulsen bestehen. Hierbei
handelt es sich aber um die Schreibsignale, die nur ausgewählten Elektroden anstelle der Haltesignale
zugeführt werden, wobei die Sockelgleichspannung nur die Dauer weniger Impulsperioden der Hallespannung
hat. Es entsteht hierbei an der Zelle keine Ansteuerspannung von alternierender Polarität, sondern nur kurzzeitig
ein Schreibimpuls, der nach einmal erfolgter Zündung der Entladung dann wieder vom normalen
Haltesignal, dem keine Sockel-Gleichspannung überlagert ist, abgelöst wird. Bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren hat die Sockel-Gleichspannung, obwohl sie ständig anliegt, nur Auswirkung auf die erstmalige
Zündung, während im späteren Dauerbetrieb ausschließlich das überlagerte Ansteuersignal für die sich
zyklisch wiederholende Zündung der Zelle sorgt.
> Vorzugsweise liegt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Amplitude der durch Überlagerung der
Ansteuersignale über einer Zelle entstehenden alternierenden Ansteuerspannung zwischen dem Zwei- und
Vierfachen der Zündspannung der Zelle.
> Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Impulsgenerator,
der die jeweils aus Impulsgruppen bestehenden Ansteuersignale den Koordinatenelektroden der einen
Gruppe zyklisch und denen der anderen Gruppe zeitlich
^o ausgewählt zuführt und mit den Koordinatenelektroden
über Steuerleitungen verbunden ist, in denen jeweils ein Kondensator angeordnet ist, ist erfindungsgemäß
dadurch gekennzeichnet, daß alle oder mindestens einige Koordinatenelcktroden der einen oder anderen
is Gruppe über je eine Diode mit einem Gleichspannungspotential verbunden sind.
Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert und Ausführungsbeispiele beschrieben. Es
zeigen
40 Fig. 1 und 2 Signalformen nach dem Stand der
Technik bei ?.wei Arten der Ansteuerung einer Piasmaanzeigetafel nach der Zeitselektionsmethode,
F i g. 3 ein Diagramm, in dem die Zündspannung gegen die linouisbreite bei diesen Ansteuerverfahren
45 nach beiden Arten aufgetragen sind,
Fig. 4A in vergrößertem Maßstab die die Entladung
erzeugende Signalform bei der Ansteuerung der ersten
Fig.4B ein Diagramm der Zündspannung in Abhängigkeit
von der Wiederholungsfrequenz der Impulse für verschiedene Impulstastverhältnisse bei der Signalform
nach F ig. 4A,
Fig.5 ein Diagramm, in dem die Verzögerungszeit
der Anfangsentladung als Funktion der an der Zelle anliegenden Spannung eingetragen ist,
Fig.6 eine Darstellung eines typischen Spannungsverlaufs, wie er bei dem Ansteuerverfahren gemäß der
Erfindung verwendet wird,
F i g. 7 eine schematische Darstellung der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Signalformen,
Fig.8 einen wichtigen Schaltungsteil für eine
Antriebssteuerschaltung und
Fig.9 bis 12 Schaltungen für verschiedene Ausfüh-
rungsformen der Erfindung.
Vor der Beschreibung der bevorzugten Auslührungsbeispiele der Erfindung wird anhand von F i g. 1 bis 5 das
übliche Verfahren zur Ansteuerung einer Plasmaanzei-
getafel in Zeitselektionsweise untersucht, um das Verständnis des Prinzips zu erleichtern, auf dem die
Erfindung basiert.
Zunächst wird auf Fig.! Bezug genommen. Ein nicht
gezeigter Antriebssteuerkreis oder Antriebsstromkreis
der hier sogenannten ersten Art, wie er in der obengenannten US-PS 36 14 769 beschrieben ist, umfaßt
Mittel für die Lieferung von ersten oder Zeitselektionsimpulsspannungen, wie sie bei (a% (b), (c)
dargestellt sind, für die erste, zweite, dritte Zeileneiektrode. Ähnliche Impulsspannungen werden den weiteren
Zeilenelektroden (nicht gezeigt) zugeführt. Jede der Impulsspannungen besteht aus Impulsgruppen mit
vorbestimmter Dauer, und jede Gruppe wiederum besteht aus Impulsen mit einer Impulshöhe V, die
hinreichend höher ist als die Zündspannung Vr, einer Impulsbreite Wp sowie einer Wiederholungsfrequenz f.
Die Impulsspannungen für die aufeinanderfolgenden Zeilenelektroden sind um jeweils die Dauer einer
Impulsgruppe verschoben und werden mit einer Periode von η-mal dieser Dauer wiederholt, wobei η die Zahl der
Zeilenelektroden in einer Gruppe, z. B. 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 Spaltenelektrode
(nicht gezeigt). Sol! eine Entladung in — entlang einer bestimmten Spaltenelektrode angeordneten — Zellen
erzeugt werden, dann wird der betreffenden Spaltenelektrode eine Adressenimpulsspannung mit der Höhe
V mit einer solchen zeitlichen Versetzung gegenüber den Zeitselektionsimpulsen an den Zeilenelektroden, die
die bestimmte Spaltenelektrode an den gewünschten Zellen kreuzen, zugeführt, daß diese Adressenimpulse
innerhalb der Zeitdauer der diesen Zeilenelektroden zugeführten Zeitselektionsimpulsgruppen, und zwar
gerade in den Impulslücken dieser Zeitseiektionsimpulse, auftreten. Der Antriebsstromkreis liefert auf diese
Weise bei (e) und (f) dargestellte resultierende Impulsspannungen an die Zellen der ersten Zeile, m-te
Spalte, und der zweiten Zeile, /n-te Spalte. In Fi g. 1 (c)
tritt die Entladung in der Zelle in der ersten Zeile, m-te Spalte, 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 die bei der Entladung erzeugte Spannung tritt eine Entladung erneut in der Zelle auf. bis sie wieder 5»
verschwindet. Ähnliche Vorgänge folgen bis zum achten Impuls 28. Insoweit das Innere der Zeile aus
isolierendem Material besteht, bleibt die durch die von dem achten Impuls 28 hervorgerufene Entladung
bewirkte umgekehrte Spannung über eine beträchtliche vs
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 <«>
Spaltcnclcktrodcn zugeführten Impulsspannungen bestimmt werden. Tatsache ist jedoch, daß die Entladung
beispielsweise auch in der Zelle der /.weilen Zeile, m-tc
Spalte, auftritt, als Folge der daran angelegten resultierenden Spannung, wie es in Fig. 1 (7? gezeigt ist. (>.s
Genauer gesagt führt ein Impuls 31 die Entladung herbei. Ein zweiter Impuls 32 und die folgenden Impulse
mit einer Polarität entgegengesetzt der sich «us 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 36 und die folgenden Impulse der gleichen Polarität
rufen keine Entladung hervor, aber ein neunter Impuls 39 ruft wieder eine vorübergehende Entladung hervor.
Die unechten Entladungen erhöhen die Helligkeit der nicht gewünschten Zellen und ergeben eine Fehlanzeige,
wenn die Impulszahl innerhalb jeder Impulsgruppe klein ist. Auf der anderen Seite würde eine hohe
Impulszahl eine große Schaltgeschwindigkeit des Antriebsschaltkreises erfordern und ist aus wirtschaftlichen
und technischen Gesichtspunkten unerwünscht.
Im weiteren wird auf F i g. 2 Bezug genommen. Ein Antriebsstromkreis der hier sogenannten zweiten Art
weist Mittel zur Lieferung von bei (a), (b), (c) dargestellten ersten Impulsspannungen an die erste,
zweite, dritte Zeilenelektrode bzw. von ähnlichen Impulsspannungen an weitere Zeilenelektroden (nicht
gezeigt) auf. Jede der Impulsspannungen hat die gleiche Wellenform wie die Impulsspannungen bei dem
Antriebsstromkreis des ersten Typs und wird in gleicher Weise wiederholt. Der Antriebsstromkreis umfaßt
ferner Mittel zum selektiven Zuführen zweiter Impulsspannungen, wie sie bei (d) abgebildet sind, an
wenigstens eine ausgewählte Spaltenelektrode, etwa an die m-te Spaltenelektrode (nicht gezeigt). Für den Fall,
daß eine Entladung in — entlang einer spezifischen Spaltenelektrode angeordneten — Zellen stattfinden
soll, dann besitzt die der speziellen Spaltenelektrodc zugeführte Impulsspannung negative Impulse mit einer
Impulshöhe V, die zusammenfallen mit den ersten Impulsspannungen, die den Zeilenelektroden, welche
die spezifische Spaltenelektrode an den ausgewählten Zellen kreuzen, zugeführt werden. Der Antriebsstromkreis
Hefen so die in (e) und (f) abgebildeten resultierenden Spannungen an die Zellen in der ersten
Zeile, m-ten Spalte, und der zweiten Zeile, m-ten Spalte. Es wird jetzt besonders auf F i g. 2 (e) Bezug genommen.
Ein positiver Impuls 41 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
zn der umgekehrten Spannung, um wieder eine Entladung zu erzeugen. Auf diese Weise wird die
intermittierende Entladung so lange unterstützt, wie sich die Polarität der Impulsspannungen alternierend
ändert bis zum vierten negativen Impuls 44. Während der Dauer dieses Impulses 44 erlischt die Entladung als
Folge der aus den Ladungen sich ergebenden positiv werdenden Spannung. Das anschließende Auftreten
eines positiv ansteigenden Impulses 46 trägt daher 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-tc Spalte
bestimmten Zelle löst nur ein erster Impuls 49, der von dem negativen Impuls der der m-tcn Spaltcnclektrode
zugeführten zweiten Impulsspannung herrührt, eine vorübergehende Entladung aus. Die folgenden Impulse
beider Polaritäten können die aussetzende Entladung nicht tragen. Es ist bekannt, daß die Spannung Vgrößer
sein sollte als die Zündspannung Vf und kleiner als das
Zweifache der Zündspannung.
Im weiteren wird auf F i g. 3 Bezug genommen, in der die Abszisse die der Zelle einer Plasmaanzcigctafcl
zugeführten Impulse und die Ordinate din Spannung
(Zündspa in der Zt die Zünc zweiten der Impi
Antriebs; Die ii Antriebs; spannunj Impulspa Wiederh
Zündspai variiert k dagegen Impulssp
Zum b' ten Ergel der Law angenom während
während vorhandi und ahn Auftrete! in dem e
die Gesi zwischen sehen F< während
worin λ ι zienten c werden, Neutrali
den Imp den, wot variiert c
währcnc der Wet dann w Bedingu Entladut
Da3-I zwischc
Plasma; Zündsp; enthalte und nie Aus Fi
Annahn ihr Mini Das crk die mii erhaltet
Entladu Bedingt Entladu Ergebni
(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 > Antriebsstromkreis der ersten Art.
Die in Fig.4A gezeigte Signalform der beim Antriebsstromkreis der ersten Art verwendeten Impulsspannung
hat eine Wiederholungsfrequenz f und eine Impulspause Wp. In Fig. 4B ist auf der Abszisse die ι ο
Wiederholungsfrequenz f und auf der Ordinate die Zündspannung V>
abgetragen. Die Zündspannung variiert kaum als Funktion der 'Wiederholungsfrequenz,
dagegen als Funktion des Tastverhältnisses P der Impulsspannung. ι s
Zum besseren Verständnis der in F i g. 4B dargestellten Ergebnisse wird jetzt der Prozeß des Anwachsens
der Lawine in der Entladung betrachtet. Eis kann angenommen werden, daß die Elektronen und die
während der Dauer Wp des Impulses erzeugten Ionen während der Zeit Wo, in der die Impulse nicht
vorhanden sind, als Folge der Diffusion, Neutralisation und ähnlichem verschwinden. Die Häufigkeit des
Auftretens von Lawinen während des Abschnittes Wp, in dem ein Impuls vorhanden ist, ist Wp ■ Vj/d, wobei v,
die Geschwindigkeit der Ionen und d den Abstand zwischen den Zellenwänden in Richtung des elektrischen
Feldes darstellen. Die Zahl der Ionen wächst während der Zeitdauer der Impulsbreite Wp gemäß
0- Π] WPv,/d,
worin « und γ den ersten und zweiten Townsencl-Koeffizienten
der Ionisation darstellen. Es kann angenommen werden, daß die Ionen als Folge der Diffusion und der
Neutralisation während jedes Intervalls Wn zwischen
den Impulsen ungefähr gemäß cxp(- WpIt) verschwinden, wobei f die Zeit darstellt. Unter diesen Umständen
variiert die Ionenzahl gemäß
[y<cxpM) - 1}]
cxp(- WnIt), (1)
40
während einer Reihe von Intervallen Wp + Wa 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[/V/(i\0] -I-
(2)
Da γ (zweiter Townscnd-Kocffizicnt) und f/(Abstand
zwischen den Zellcnwändcn) Konstanten für eine Plasmaanzeigetafel sind, zeigt die Gleichung (21), daß die
Zündspannung Vf, die implizit in oc(V) und v(V) ss
enthalten ist, eine Funktion des Tastverhältnisses 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 Tastverhältnis Null ist. <,n
Das erklärt auch die Verminderung der Zündspannung, die mit dem Antriebsstromkreis der zweiten Art
erhalten wird, wie es in F i g. 3 gezeigt ist.
Mit dieser Betrachtung wird gezeigt, daß die Entladung auftritt, wenn die in Gleichung (2) gegebene <,s
Bedingung erfüllt ist. Mit anderen Worten tritt keine Entladung bei dem einzelnen 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 einer 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 der Impulspause Wo,
während der kein Impuls vorhanden ist, im Prinzip Null
ist. Unter diesen Umständen ergibt sich für Gleichung (2)
+ 1
und weiter
A-pd- exp[- B(pd/V)112-]
> 1 η(\/γ + 1), (3)
worin A und B Konstanten und ρ den Druck in der Zelle
darstellen. Gleichung (3) ist identisch mit der Beziehung zwischen dem Koeffizienten γ und der Zündspannung
einer Entladungsröhre mit inneren Elektroden. Mit anderen Worten ist der Mechanismus der Anfangsentladung,
die in einer Entladungsanzeigetafel mit äußeren Elektroden 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 Entladungsröhre
mit inneren Elektroden. Das erklärt die Verzögerung der Anfangsentladung in Zellen, die kein radioaktives
Material enthalten.
Im weiteren wird auf Fig.5 Bezug genommen. Die
durchschnittliche Zeitverzögerung, die für das Starten der Entladung erforderlich ist — nach Anlegen einer
Spannung V an eine Zelle einer Plasmaentladungstafel — ist für verschiedene Beleuchtungsintensitäten
der Zellen durch Umgebungslicht dargestellt, wobei die Spannung V auf der Abszisse dargestellt wird durch das
Verhältnis der Differenz Δ Vder Spannung Kund der
Zündspannung Vf zur Zündspannung. Aus F i g. 5 folgt, daß dieses Verhältnis größer als 1,5 sein muß, d. h,
V > 2,5 ■ Vf, damit die Verzögerung kurzer als ein
praktisch akzeptabler Wert von 0,5 Sekunden (Durchschnitt) für das dunkelste Umgebungslicht von 5 Lux
wird. Andererseits wird im Zusammenhang mit einem Antriebsstromkreis der ersten oder der zweiten Art
klar, daß das Verhältnis kleiner als 1,0 sein muß, weil das
Anlegen einer Spannung Vgrößer als das Zweifache der Zündspannung Vi(die Änderung der Spannungsniveaus
sei größer als das Zweifache der Zündspannung Vf) an die Zeilen- und die Spaltcnclcktroden bewirkt, daß die
Entladung in allen entlang der Elektrode angeordneten Zellen auftritt, und es unmöglich wird, eine oder
mehrere der Zellen auszuwählen. In Anbetracht der Schwankung der Quellenspannung ist es üblich, die
Spannung auf etwa drei Halbe der Zündspannung V/
einzustellen, also das Verhältnis auf etwa 0,5. Folglich beträgt die Verzögerung unvermeidlich bis zu 20
Sekunden bei einer Umgcbungsbcleuchtung von 5 Lux. In dieser Hinsicht ist der Antriebsstromkreis der
zweiten Art nicht befriedigend.
Es wird im folgenden auf F i g. 6 Bezug genommen. Es wurde auch nachgewiesen, daß eine Gleichspannung V11,
die höher als die Zündspannung ist, eine Impuiscntladung (ein Stromimpuls mit einer Breite von weniger als
709 Ml/220
einer Mikrosekunde) in einer Plasmaanzeigetafel mit
äußeren Elektroden hervorruft. Die geladenen Teilchen, die durch die Entladung gebildet worden sind, ergeben
eine Wandspannung Vw in der Gleichspannung entgegengesetztem
Sinn. Als Ergebnis wird die an der Zelle s anliegende Spannung vermindert auf VO- Vw- Im
besonderen sei angenommen, daß eine Impulsspannung 50 mit Impulsen in einer Impulshöhe Vund abwechselnd
positiver und negativer Richtung, die einer Sockelgleichspannung V0 überlagert sind, an eine Zelle einer ι ο
Plasmaanzeigetafel über die ausgewählte Zeilen- und Spaltenelektrode 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 is anliegende Spannung wird jetzt bestimmt durch die
Differenz zwischen der Impulsspannung 50 und der Wandspannung Vw- Insofern als der resultierende
Wandspannungsverlauf gemäß der gestrichelten Linie 52 durch eine Überlagerung der durch Anlegen der in
Fig.4A abgebildeten Impulsspannung an der Zelle erzeugten Wandspannung über die Gleichspannung V0
zustandekommt, verschwinden die Auswirkungen des Gleichspannungsanteils V0 auf die an die Zelle angelegte
effektive Spannung nach dem Start der intermittieirenden Entladung. Die Gleichspannung Vo wird somit nur
am Beginn der Entladung an der Zelle wirksam. Auf diese Weise wird die Verzögerung merklich reduziert,
wenn von der Impulsspannung 50 Gebrauch gemacht wird.
Im weiteren wird auf F i g. 7 Bezug genommen. Ein Antriebsstromkreis umfaßt herkömmliche Mittel zur
Zuführung erster oder Zeitsektionsimpulsspannungen, wie sie bei (a), (b), (c) gezeigt sind, und weiterer
entsprechender Impulsspannungen an die erste, zweite, dritte usw. Zeilenelektrodc. Die ersten Impulsspannungen
entsprechen denen die im Zusammenhang mit den F i g. 1 (a), (bX (c) und F i g. 2 (a), (b) und (c) dargestellt
sind. Der Antriebsstromkreis weist ferner zweite Mittel zur selektiven Zuführung von zweiten oder Adressenimpulsspannungen,
wie sie bei (d) gezeigt sind, an ausgewählte Spalteneleklroden, etwa an die m-te
Spaltenelektrode, auf. Die zweiten Impulsspannungen sind ähnlich den in F i g. 2 (d) gezeigten, sind aber einer
Sockclgieichspannung V0 überlagert. Wäre keine Wandspannung
vorhanden, dann würde an die Zelle am Kreuzungspunkt der ersten Zeile, m-len Spalte, die bei
(e) abgebildete Impulsspannung angelegt, so daß zu Beginn eine nega'ive Spannung mit dem absoluten Wert
V + Vo an der Zelle angelegt wird. Das im Zusammenhang mil Fig.5 genannte Verhältnis ist folglich
(Vo + AV) Vr, was eine unerwartete Reduktion der
Verzögerung bedeutet. Die an der Zelle der zweiten
Zeile, /»-ten Spalte gcmilß Fig. 7 (f) angelegte Spannung
isl nicht viel anders als die im Zusammenhang mit ss
F i g. 2 (f) dargestellte Spannung.
In F i g. 8 ist eine Schaltung gezeigt zur Überlagerung
einer Gleichspannungskomponente mit dem Wert Ki
über eine von einer Treiberschaltung cr/.cugtc Impuls·
Spannung. Die Schaltung kann einen Kondensator 61 <m
zwischen tier Treiberschaltung und jeder Koordinatenelektrode
und cine Gleichrichleidiodc 62 zum Festlegen
des Potentials der Elektrode auf die Gleichspannung! V0
aufweisen.
Im weiteren wird auf l;ig. 9 Bezug genommen. Eine
<<·, erMc Ausführungsform wird durch eine Glcichspannungsqucllc
71 und einen Stcuersigniilgcncrator 72
gespeist und steuert eine Plasitiaan/.cigelafel mit sich
gegenüberliegenden Elektroden 73 und 74. Die Gleichspannungsquelle 71 liefert eine positive Gleichspannung
Vo an einen ersten Leiter 75 in bezug auf einen zweiten Leiter 76, der geerdet ist. Der Steuersignalgenerator 72
liefert an einen dritten Leiter 77 eine kontinuierliche Folge φ von negativen Hochfrequenzimpulsen, ferner
Zeitselektionsimpulsfolgen 7 mit positiven Impulsen 71, 72 ... zyklisch an eine Mehrzahl vierter Leiter 78
und eine Zellenadreßimpulsfolge r von positiven Impulsen selektiv an wenigstens einen ausgewählten
fünften Leiter 79. Die Ausführungsform umfaßt eine Mehrzahl pnp-Schalttransistoren 81, 82, usw., die mit
den entsprechenden Zeilenelektroden 73 verbunden sind, und eine gleiche Anzahl von mit den entsprechenden
Spaltenelektroden 74 verbundenen npn-Schalttransistoren 91,92, usw. Jeder der Schalttransistoren 81,82,
91,92 usw. ist so ausgebildet, daß er eine verhältnismäßig hohe Gleichspannung schalten kann. Die Emitter
der pnp-Transistoren 81, 82 ... sind direkt mit dem ersten Leiter 75 verbunden, und die Kollektoren sind
mit den entsprechenden Zeilenelektroden 73 direkt und mit dem zweiten Leiter 76 über Widerstände 101
verbunden. Die Emitter der npn-Transistoren 91,92 sind
direkt mit dem dritten Leiter 77 und die Kollektoren 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 F i g. 8 beschrieben ist, zwischengeschaltet. Die Basen
dieser npn-Transistoren sind mit dem zweiten Leiter 76 über Widerstände 106 verbunden und mit dem
entsprechenden fünften Leiter 79 über Widerstände 107. Die Ausführungsform weist ferner eine Mehrzahl von
npn-Hilfstransistoren 111, 112, usw. auf, deren Emitter
direkt mit dem dritten Leiter 77 verbunden und deren Kollektoren mit der Kollektorspannung V«· über
Widerstände 121 beaufschlagt werden. 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 Kondensatoren 127 verbunden.
Im Betrieb dienen die Hilfstransistoren Π1,112... als
UND-Schaltungen, die als Antwort auf die negative Hochfrequenzimpulsfolge ψ und die positive Zeitselcktionsimpulsfolge
71, 72 usw. in Betrieb gesetzt werden. Wenn die Basis und der Emitter einer dieser
Hilfstransistoren 111, 112 ... mit den negativen Hochfrequenzimpulsen und den positiven Impulsen der
Zeitsclektionsimpulsfolge 71 beaufschlagt weiden, dann wird der betreffende Hilfstransistor leitend,
verstärkt die Hochfrequenzimpulse und liefert die stromverstärkten und bezüglich der Polarität invertierten
Impulse an die Basis des zugehörigen pnp-Schulttransistors
81 über den Kondensator 127 zum zeitweiligen Anschalten des Transistors 81 während der
positiven Perioden der Zeitimpulsfolge 7: Als Antwort
auf das vorübergehende Anschalten des pnp-Schnliiransistors
81 variiert die Spannung der betreffenden Zeilenelcktrodc 73 im wesentlichen zwischen der
positiven Spannung Vn und der au dem zugehörigen Widerstund 101 anliegenden positiven Spannung. Die
npn-Schnlitransistorcn 91,92... dienen als UND-Schaltungen,
die auf die negativen Hochfrequen/.impulse und die positiven Impulse der Adrcsscnimpulsfolgcn 11, 12
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, f2 ... die Basispotenliale an zur Lieferung von
Vorspannungen an die Basis-Emitterverbindungen dieser npn-Schalttransistoren. Beispielsweise während
der positiven Perioden der Adressenimpulsfolge 11 wird der betreffende npn-Schalttransistor 91 vorübergehend
leitend, als Antwort auf die negativen Impulse, ι ο damit die Spannung der zugehörigen Spaltenelektrcde
74 auf das Erdpotential abfällt, die sonst im wesentlichen auf dem Niveau der Gleichspannung Vo liegt. Auf diese
Weise wird die in F i g. 7 (d) dargestellte Spannung an die Zelle oder die Zellen zwischen den mit den is
Schalttransistoren 81 und 91 gekoppelten Zeilen- und Spaltenelektroden angelegt.
Wie weiter aus Fig.9 entnommen werden kann, ist
die Ausgangsimpedanz der Steuerschaltung für die sich an den ausgewählten Zellen überlagernden Impulse sehr
niedrig, weil die betreffenden Schalttransistoren, wie beispielsweise 81 und 91, während des Auftretens dieser
Impulse leitend geschaltet werden. Es wird auch klar, daß die durch den Widerstand 126 und den Kondensator
127 bestimmte Zeitkonstante ausreichend größer ist als die Breite der Hochfrequenzimpulse und daß der
Widerstandswert des Kollektorwiderstandes 101 bzw. 102 derart gewählt wird, daß die durch diesen
Widerstand und die Streukapazität, die zwischen den jeweils angesteuerten Elektroden 73 und 74 und den
übrigen Elektroden 73 und 74 existiert, bestimmte Zeitkonstante kleiner ist als das Intervall zwischen den
Hochfrequenzimpulsen. Auf der anderen Seite soll der Widerstandswert des Kollektorwiderstandes 101 bzw.
102 so groß sein, daß der Leistungsverbrauch in diesen Widerständen, wenn die zugehörigen Schalttransistoren
leitend geschaltet sind, gering ist. Beispielsweise kann die Kapazität zwischen den jeweils angesteuerten
Elektroden 73 und 74 und den übrigen Elektroden 30 pF betragen, und die Frequenz und die Impulsbreite der
Hochfrequenzimpulse 50 kHz bzw. 5 Mikrosekunden sein. Unter diesen Umständen kann der Widerstandswert
jedes der Kollektorwiderstände 100 Kiloohm betragen.
In einem Beispiel einer Flasmaanzcigctafel mit äußeren Elektroden betrug die Zündspannung
Vr= 130 V, und die Einzelelektrodenzündspannung Vfts
nämlich die Zündspannung für den Fall, daß nur entweder die Zeilen- oder Spaltcnclcktrodcn mil
Spannung beaufschlagt werden, betrug 220 V. Die so Verzögerung der Anfangsentladung wurde gemessen,
wobei die Anzeigetafel in einem dunklen Raum angeordnet wurde und die AnlricbssicucrschalUing
gemäß der ersten Ausfiihrungsforni mit einer Gleichspannung
von 160 V von der Gleichspannungsqiielle 71 ss
beaufschlagt wurde. Die Verzögerung betrug weniger als 0,5 Sekunden. Zum Vergleich wurde die Verzögerung
unter den gleichen Umständen mit einer ähnlichen Antriebssteiierschaltiing gemessen, jedoch ohne Gleichspannungsüberlagerungsschaltung
105. Die Verzöge- <><> rungcn betrugen bis zu 80 Sekunden. Zusätzlich wurde
die Gleichspannung V von der Zündspannung Vi bis zur Zündspannung Vi,- der Einzclelektmde vergrößert mit
einer Antriebssteuerschallung gemäß der erslen Ausführungsform.
Es wurde keine l-'chlwirkiing festgestellt, ds
In F i g. 10 ist ein zweites Ausfühningsbeispiel gezeigt,
das ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel ist, bei dem
jedoch die die Gleichspanniingskomponcntc überlagernden
Schaltungen 105 der in Fig.8 gezeigten Art
jetzt mit den entsprechenden Zeilenelektroden 73 und mit den Zeilenantriebssteuerschaltungen zur Überlagerung
einer Gleichspannungskomponente — Vo über die den Zeilenelektroden zugeführten Ansteuersignale
verbunden sind. Die Ergebnisse der Messungen der Anfangsentladung waren die gleichen, wie im vorigen
Fall.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung auch anwendbar ist bei Ansteuerung der obenerwähnten
zweiten Art (Fig.2). Die oben beschriebenen Ausführungsformen
basieren auf einer Plasmaanzeigetafel-Antriebssteuerschaltung, wie sie in der DT-OS 22 56 528.2
vorgeschlagen worden ist. Diese Schaltung ist vorteilhaft durch Verwendung eines Steuersignalgenerators 72
mit verhältnismäßig hoher Ausgangsimpedanz für die Zeitselektions- und Adressenimpulsfolgen und wird
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.
In Fig. 11 ist eine dritte Ausführungsform der Erfindung beschrieben, die auf der in der obengenannten
Patentanmeldung vorgeschlagenen Schaltung 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 Steuersignalgenerator 72 jetzt ein Paar
kontinuierlicher Folgen φ und φ negativer und positiver
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'. Statt dessen werden
diese Hilfstransistoren mit den entsprechenden positiven Zeitselektionsimpulsfolgen Ti, T2, ... über die
positiven logischen UND-Schaltungen, beispielsweise 131, beaufschlagt. Statt daß die npn-Schalttransistoren,
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 I tochfrequenzimpulscfolge φ und den entsprechenden
negativen Adresscnimpulsfolgen, beispielsweise 11, über die negativen logischen UND-Schaltungen
133 beaufschlagt werden. In diesem Zusammenhang sollen die positiven Hochfrequenzimpulse
und die Zeitselektionsimpulse vom Erdpotential ausgehend bis zur Kollektorspanniing V1, reichen und
die negativen Hochfrequen/impiilse und Adressenimpulse
von der Kollektorspanniing bis zur Iirdspannung abfallen.
Im Betrieb läßt die positive logische UND-Schaltung
131, die in Fig. Il gezeigt ist, kurzzeitig die positiven
I Iochfrequenzimpiil.se nur dann hindurchgehen, wenn
die positiven Zcitselekiionsimpulse der Folge /Ί
auftreten. Der zugeordnete npn-Hill'siransistor III
bewirkt eine Stromverstärkung der getasteten 1 lochfrc
quenzimpulse mit der umgekehrten Polarität. Die negative logische UND-Schaltung 133 läßt in ähnlicher
Weise die negativen Hochfrcqucnzinipulsc nur hindurch,
wenn die negativen Adressenimpulse der Folge ti auftreten. Der dazugehörige pnp-Hilfstranistor 132
bewirkt eine Stromverstärkung der getasteten 1 lochfrcquenzimpulse
und kehrt deren Polarität um.
In Fig. 12 ist eine vierte Ausiilhrungsl'orm der
Krfiiulung beschrieben. Gleiche Komponenten sind mit
den gleichen Bezugszeichei. wie in der vorigen
Ausführungsform beschrieben. Die Basen der pnp-Tranbistoren
81 werden mu der negativen Hochfrequenzimpulsfolge φ und der negativen Adressenimpulsfolge 11
über die negativen logischen UND-Schaltungen 136 beaufschlagt. Die Basen der npn-Transistoren 91
werden mit der positiven Hochfrequenzimpulsfolge φ und der positiven Zeitimpulsfolge 7"1, Tl ... über
positive logische UND-Schaltungen 137 beaufschlag!. 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 Zeille einer Plasma-Anzeigetafel
gezündete Entladung geladene Teilchen erzeugt. Dies Entladung erzeugt ferner Photonen. Diese geladenei
Teilchen und Photonen wandern zu benachbarte! Zellen. Entsprechend wird die Verzögerung in dei
benachbarten Zellen vermindert, wenn die Spannung ai diesen Zellen während des Wirksamwerdens de
geladenen Teilchen angelegt wird. Es reicht daher au; da3 die die Impulsspannung überlagernde Gleichspan
nung nur an den Zellen angelegt wird, an denei Entladung möglicherweise beginnen kann. Auch ist klai
daß die Plasma-Anzeigetafel nicht notwendig Zeilen und Spaltenelektroden haben muß, sondern Segment
elektroden oder andere, ähnlich wirksame Flektroder besitzen kann.
Cl Wall
Claims (2)
1. Verfahren zum Betrieb einer Plasmaanzeigeiafel
mit zwischen zwei Gruppen von Koordinatenelektroden an deren Kreuzungspunkten angeordneten
Gasentladungszellen, deren Ansteuerung nach der Zeitselektionsmethode durch Anstcuersignale
von vorgegebener Tastdauer und Wiederholungsfrequenz erfolgt, die den Koordinatenelektroden der
einen Gruppe nacheinander entsprechend einer Abfragesequenz und denen der anderen Gruppe mit
solcher Auswahl und Zeitverschiebung zugeführt werden, daß sie sich am jeweils angesteuerten
Kreuzungspunkt zu einer die Gasentladung zündenden und nur während der Tastdauer aufrechterhaltenden
Ansteuerspannung überlagern, wobei jedes Ansteuersignal aus einer Impulsgruppe und die
durch deren Überlagerung entstehende Ansteuerspannung aus einer Impulswechselspannung alternierender
Polarität besteht, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Verringerung der Anfangszündverzögerung den Ansteuersignalen, die allen oder mindestens einigen Koordinatenelektroden der
einen Gruppe zugeführt werden, eine Sockel-Gleichspannung überlagert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Überlagerung der Ansteuersignale
entstehende Ansteuerspannung zwischen dem Zwei- und Vierfachen der Zündspannung liegt.
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