DE2304944C3

DE2304944C3 -

Info

Publication number: DE2304944C3
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: 1978-06-01
Also published as: JPS4882735A; JPS592909B2; DE2304944A1; DE2304944B2; US3842314A; GB1418403A

Description

45

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Plasmaanzeigetafel mit zwischen zwei Gruppen von Koordinatenelektroden an deren Kreuzungspunkten angeordneten Gasentladungszellen. _So

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 Matrixelektroden, d. h. senkrecht zueinander verlaufenden Zeilen- und Spaltenelektroden, mit Kreuzungspunkten an den Löchern. Die Erfindung ist aber auch bei anderen Anordnungen der Koordinatenelektroden anwendbar, z. B. in Form von Segmenten zur Darstel- fts lung von Ziffern. Ferner ist die Erfindung anwendbar bei Plasmaanzeigetafeln ohne Mittelplatte sowie mit dielektrischen Beläeen an den Innenseiten der Außen

platten.

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 umgekehrt, so daß sie der Gegenspannung gleichgerichtet ist, so ergibt sich eine Überlagerungsspannung, die wieder größer ist als die Zündspannung. Die Entladung beginnt erneut, bis sie wieder verschwindet

Durch Wiederholen dieses Vorgangs, nämlich Anlegen 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 ausreichender 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 sämtliche 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 Verfahren 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 mit solcher Auswahl und Zeitverschiebung zugeführt, daß sie sich am jeweils angesteuerten Kreuzungspunkt zu einer die Gasentladung zündenden und nur während der Tastdauer aufrechterhaltenden Ansteuerspannung überlagern. Jedes Ansteuersignal besteht seinerseits aus einer Gruppe von Impulsen, so daß die durch deren Überlagerung entstehende Ansteuerspannung an der jeweils ausgewählten Zelle aus einer Impulswechselspannung alternierender Polarität besteht Im Unterschied zu dem mit Haltespannung arbeitenden Ansteuerverfahren wird hier nicht mit zusätzlichen Schreib- und Löschimpulsen gearbeitet, sondern die Gasentladung in der Zelle erlischt von selbst am Ende des Tastintervalls beim Aufhören der Ansteuerspannung und muß, falls eine fortgesetzte Anzeige an dieser Zelle gewünscht ist, jeweils bei der Wiederkehr des

zugeordneten Tastintervalls neu gezündet werden.

Ein Ansteuerverfahren dieser Art nach der Zeitselektionsweise ist z. B. aus US-PS 36 14 769 bekannt, wobei innerhalb der den Zeilenelektroden zugeordneten Ansteuersignale die Impulse in die Impulslücken der den Spaltenelektroden zugeführten Ansteuersignale fallen. Dies wird im folgenden als Ansteuerverfahren der ersten Art bezeichnet Aus der Druckschrift »Densi Zairyo« (Elekctronics Materials), Juli 1971, Seite 89 ist es aber auch bekannt, das Verfahren so durchzuführen, daß in den den beiden Elektrodengruppen zugeführten Ansteuersignalen die Impulse zeitlich koinzidieren. Ein solches Verfahren wird im folgenden als Verfahren der zweiten Art bezeichnet und bringt Vorteile hinsichtlich der Vermeidung einer unerwünschten Zündung benachbarter Zellen mit sich.

Ein bei derartigen mit Zeitselektion arbeitenden Ar.steuersignalen auftretendes Problem besteht darin, daß bei Inbetriebnahme der Plasmaanzeigetafel z. B. nach einer mehrtägigen Betriebspause die erstmalige Zündung der angesteuerten Zellen sich stark verzögern kann. Diese Verzögerung hängt ab von der Anzahl der in der Zelle nach längerer Betriebspause vorhandenen freien Elektronen und Ionen. Deren Zahl kann z. B. durch starkes Umgebungslicht erhöht werden, aber selbst bei einer Beleuchtung von 100 Lux kann die Entladungsverzögerung bis zu 10 see betragen Es ist auch versucht worden, durch Anbringen von radioaktiven Substanzen in die Zellen für das ständige Vorhandensein von freien Elektronen und Ionen zu sorgen. Dies ist jedoch wegen der mit radioaktivem Material verbundenen Gefahren, insbesondere hinsichtlich der Behandlung und Unterbringung von ausgedienten oder zerstörten Anzeigetafeln, und wegen der beträchtlichen Herstellungskosten kein praktikabler Weg.

Die Zündungsverzögerung ist auch abhängig von der Amplitude der Ansteuerspannung. Es ist jedoch nicht möglich, die Amplitude der Ansteuerspannung zur Verringerung der Zündungsverzögerung beliebig groß zu wählen, da dann möglicherweise eine Zündung auch in nicht angesteuerten Zellen auftreten würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ansteuerung einer Plasmaanzeigetafel mit äußeren Elektroden nach der Zeitselektionsmethode zu schaffen, mit dem die Verzögerung der Anfangszündung nach Betriebspausen herabgesetzt werden kann, ohne daß hierfür mit radioaktivem Material oder mit unerwünscht großen Ansteuerspannungen gearbeitet werden muß.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Verringerung der Anfangszündverzögerung den Ansteuersignalen, die allen oder mindestens einigen Koordinatenelektroden der einen Gruppe zugeführt werden, eine Sockel-Gleichspannung überlagert wird.

Die überlagerte Sockel-Gleichspannung wirkt sich nur beim erstmaligen Ansteuern einer Zelle als zusätzliche Zündspannung aus, die die Verzögerung der Anfangsentladung verringert. Im späteren Dauerbetrieb hat sie dagegen keine Auswirkung und kann deshalb auch nicht ein Übergreifen der Zündung auf nicht angesteuerte Zellen bewirken. Es hat sich gezeigt, daß die Verzögerung der Anfangsentladung auch bei schwachem Umgebungslicht von etwa 5 Lux zuverlässig auf weniger als 0,5 see gesenkt werden konnte.

Es ist zwar aus der GB-PS 12 39 779 bei einem mit Haltespannung arbeitenden Anstsuerverfahren 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 Haltespannung hat. Es entsteht hierbei an der Zelle keine Ansteuerspan-ο nung 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 ICoordinatenelektroden der einen Gruppe zyklisch und denen der anderen Gruppe zeitlich 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 Koordinatenelektroden der einen oder anderen Gruppe über je eine Diode mit einem Gleichspannungspotential verbunden sind.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert und Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 und 2 Signalformen nach dem Stand der Technik bei zwei Arten der Ansteuerung einer Plasmaanzeigetafel nach der Zeitselektionsmethode,

F i g. 3 ein Diagramm, in dem die Zündspannung gegen die Impulsbreite bei diesen Ansteuerverfahren 4S nach beiden Arten aufgetragen sind,

Fig.4A in vergrößertem Maßstab die die Entladung erzeugende Signalform bei der Ansteuerung der ersten Art,

F i g. 4B ein Diagramm der Zündspannung in Abhängigkeit von der Wiederholungsfrequenz der Impulse für verschiedene Impulstastverhältnisse bei der Signalform nach F i g. 4A,

F i g. 5 ein Diagramm, in dem die Verzögerungszeit der Anfangsentladung als Funktion der an der Zelle anliegenden Spannung eingetragen ist,

F i g. 6 eine Darstellung eines typischen Spannungsverlaufs, wie er bei dem Ansteuerverfahren gemäß der Erfindung verwendet wird,

Fig.7 eine schematische Darstellung der bei dem im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Signalformen,

Fig. 8 einen wichtigen Schaltungsteil für eine Anti !ebssteuerschaltung und

Fig. 9 bis 12 Schaltungen für verschiedene Ausfüh-(15 rungsformen der Erfindung.

Vor der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele 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 F i g. 1 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 Zeilenelek- ι ο trode. 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 Vf, 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 /j-mal dieser Dauer wiederholt, wobei π 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). Soll eine Entladung in — entlang einer bestimmten Spalteneiektrode 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 i> innerhalb der Zeitdauer der diesen Zeilenelektroden zugeführten Zeitselektionsimpulsgruppen, und zwar gerade in den Impulslücken dieser Zeitselektionsimpulse, auftreten. Der Antriebsstromkreis liefert auf diese Weise bei (e) und (f) dargestellte resultierende ν Impulsspannungen an die Zellen der ersten Zeile, /n-te Spalte, und der zweiten Zeile, m-te Spalte. In F i g. 1 (e) 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 4^ 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 so verschwindet. Ähnliche Vorgänge folgen bis zum 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 fio 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 (7?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 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 Fig.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 Spaltenelektrode zugeführte Impulsspannung negative Impulse mit einer Impulshöhe V₁ die zusammenfallen mit den ersten Impulsspannungen, 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 in der ersten Zeile, /η-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 zu 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 alternierenc ändert bis zum vierten negativen Impuls 44. Währenc der Dauer dieses Impulses 44 erlischt die Entladung al; Folge der aus den Ladungen sich ergebenden posim werdenden Spannung. Das anschließende Auftreter eines positiv ansteigenden Impulses 46 trägt daher nichi zur Entladung bei. Ein folgender negativer Impuls 4Ϊ besitzt keine ausreichende Höhe, um eine Entladung zi erzeugen. Bei der durch die zweite Zeile und m-te Spalte bestimmten Zelle löst nur ein erster Impuls 49, der vor dem negativen Impuls der der m-ten Spaltenelektrods 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 Vgrößei sein sollte als die Zündspannung Vf und kleiner als da: Zweifache der Zündspannung.

Im weiteren wird auf F i g. 3 Bezug genommen, in dei die Abszisse die der Zelle einer Plasmaanzeigetafe 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 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 Wiederholungsfrequenz f und auf der Ordinate die Zündspannung VV abgetragen. Die Zündspannung variiert kaum als Funktion der Wiederholungsfrequenz, dagegen als Funktion des Tastverhältnisses P der Impulsspannung.

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 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 IVr in dem ein Impuls vorhanden ist, ist Wp ■ v/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 Wpgemäß

- 1 S] Wpvjd ■ exp(-

> 1

+ 1

(2)

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 Wu während der kein Impuls vorhanden ist, im Prinzip Null ist. Unter diesen Umständen ergibt sich für Gleichung (2)

worin λ und γ den ersten und zweiten Townsend-Koeffizienten der Ionisation darstellen. Es kann angenommen werden, daß die Ionen als Folge der Diffusion und der 3s Neutralisation während jedes Intervalls Wo zwischen den Impulsen ungefähr gemäß exp{-W₀Zt) verschwinden, wobei f die Zeit darstellt. Unter diesen Umständen variiert die Ionenzahl gemäß

40

während einer Reihe von Intervallen W_P + Wq. 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

Da γ (zweiter Townsend-Koeffizient) und d (Abstand zwischen den Zellenwänden) Konstanten für eine Plasmaanzeigetafel sind, zeigt die Gleichung (2), daß die Zündspannung Vt, die implizit in <k(V) und v(V) enthalten ist, eine Funktion des Tastverhältnisses P ist und nicht von der Wiederholungsfrequenz / 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 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 <,₅ Bedingung erfüllt ist Mit anderen Worten tritt keine Entladung bei dem einzelnen ersten Impuls, jedoch als Ergebnis der Anwendung verschiedener Impulse auf.

exp(,W) > I/-,-· I I

und weiter

A ■ pdexp[-B{pd/Vf^l2~\ > In(I/;-+ 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 F i g. 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 V der Spannung V und 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 V/(die Änderung der Spannungsniveaus sei größer als das Zweifache der Zündspannung V₁) an die Zeilen- und die Spaltenelektroden 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 V₁ einzustellen, also das Verhältnis auf etwa 0,5. Folglich beträgt die Verzögerung unvermeidlich bis zu 20 Sekunden bei einer Umgebungsbeleuchtung 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 V₀, die höher als die Zündspannung ist, eine Impulsentladung (ein Stromimpuls mit einer Breite von weniger als

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 Vo 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 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 Vo auf die an die Zelle angelegte effektive Spannung nach dem Start der intermittierenden 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. Zeilenelektrode. Die ersten Impulsspannungen entsprechen denen die im Zusammenhang mit den F i g. 1 (a), (b), (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 Spaltenelektroden, etwa an die /n-te Spaltenelektrode, auf. Die zweiten !Impulsspannungen sind ähnlich den in F i g. 2 (d) gezeigten, sind aber einer Sockelgleichspannung V₀ überlagert Wäre keine Wandspannung vorhanden, dann würde an die Zeile am Kreuzungspunkt der ersten Zeile, m-ten Spalte, die bei (e) abgebildete Impulsspannung angelegt, so daß zu Beginn eine negative Spannung mit dem absoluten Wert V + Vo an der Zelle angelegt wird. Das im Zusammenhang mit F i g. 5 genannte Verhältnis ist folglich (Vq + AV) Vf, w?s eine unerwartete Reduktion der Verzögerung bedeutet. Die an der Zelle der zweiten Zeile, m-ten Spalte gemäß F i g. 7 (f) angelegte Spannung ist nicht viel anders als die im Zusammenhang mit F i g. 2 (f) dargestellte Spannung.

In F i g. 8 ist eine Schaltung gezeigt zur Überlagerung einer Gleichspannungskomponente mit dem Wert Vo über eine von einer Treiberschaltung erzeugte Impulsspannung. Die Schaltung kann einen Kondensator 61 zwischen der Treiberschaltung und jeder Koordinatenelektrode und eine Gleichrichterdiode 62 zum Festlegen des Potentials der Elektrode auf die Gleichspannung Vo aufweisen.

Im weiteren wird auf Fi g. 9 Bezug genommen. Eine erste Ausführungsform wird durch eine Gleichspannungsquelle 71 und einen Steuersignalgenerator 72 gespeist und steuert eine Plasmaanzeigetafel 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 T mit positiven Impulsen Tl, 7*2... zyklisch an eine Mehrzahl vierter Leiter 78 und eine Zellenadreßimpulsfolge t 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-Kilfstransistoren 111, 112, usw. auf, deren Emitter direkt mit dem dritten Leiter 77 verbunden und deren Kollekioren mit der Kollektorspannung V_x 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 111,112...als UND-Schaltungen, die als Antwort auf die negative Hochfrequenzimpulsfolge φ und die positive Zeitselektionsimpulsfolge 7*1, T2 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 Zeitselektionsimpulsfolge Ti beaufschlagt werden, dann wird der betreffende Hilfstransistor leitend, verstärkt die Hochfrequenzimpulse und Hefen die stromverstärkten und bezüglich der Polarität invertierten Impulse an die Basis des zugehörigen pnp-Schalttransistors 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-Schalttransistors 81 variiert die Spannung der betreffenden Zeilenelektrode 73 im wesentlichen zwischen der positiven Spannung V₉ und der an dem zugehörigen Widerstand 101 anliegenden positiven Spannung. Die npn-Schalttransistoren 91,92... dienen als UND-Schaltungen, die auf die negativen Hochfrequenzimpulse und die positiven Impulse der Adressenimpulsfolgen f 1, f 2 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 fl, 12 ... die Basispotentiale 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 η damit die Spannung der zugehörigen Spaltenelektrode 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 Schalttransistoren 81 und 91 gekoppelten Zeilen- und Spaltenelektroden angelegt.

Wie weiter aus F i g. 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 Flasmasnzeigetafel mit äußeren Elektroden betrug die Zündspannung Vr= 130 V, und die Einzelelektrodenzündspannung V/_ft nämlich die Zündspannung für den Fall, daß nur entweder die Zeilen- oder Spaltenelektroden mit Spannung beaufschlagt werden, betrug 220 V. Die Verzögerung der Anfangsentladung wurde gemessen, wobei die Anzeigetafel in einem dunklen 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 ahnlichen Antriebssteuerschaltung gemessen, jedoch ohne Gleichspannungsüberlagerungsschaltung 105. Die Verzögerangen betrugen bis zu 80 Sekunden. Zusätzlich wurde die Gleichspannung Won der Zündspannung V/bis zur Zündspannung Vk der Einzelelektrode vergrößert mit einer Antriebssteuerschaltung gemäß der ersten Ausführungsform. Es wurde keine Fehlwirkung festgestellt

In F i g. 10 ist ein zweites Ausführungsbeispiel gezeigt, das ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel ist, bei dem jedoch die die Gleichspannungskomponente überlagernden Schaltungen 105 der in F i g. 8 gezeigten Art jetzt mit den entsprechenden Zeilenelektroden 73 und mit den Zeilenantriebssteuerschaltungen zur Überlagerung einer Gleichspannungskomponente - V₀ über die den Zeilenelektroden zugeführten Ansteuersignale verbunden sind. Die Ergebnisse der Messungen der Anfangsentladung waren die gleichen, wie im «origen Fall.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung auch anwendbar ist bei Ansteuerung der obenerwähnten zweiten Art (F i g. 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 Tl, 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 Hochfrequenzimpulsefolge φ und den entsprechenden negativen Adressenimpulsfolgen, beispielsweise fl, über die negativen logischen UND-Schaltungen 133 beaufschlagt werden. In diesem Zusammenhang sollen die positiven Hochfrequenzimpulse und die Zeitselektionsimpulse vom Erdpotential ausgehend bis zur Kollektorspannung V_n; reichen und die negativen Hochfrequenzimpulse and 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 positiven Hochfrequenzimpulse nur dann hindurchgehen, wenn die positiven Zeitselektionsimpulse der Folge Ti 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 negativen Hochfrequenzimpulse nur hindurch, wenn die negativen Adressenimpulse der Folge f 1 auftreten. Der dazugehörige pnp-Hilfstranistor 132 bewirkt eine Stromverstärkung der getasteten Hochfrequenzimpulse und kehrt deren Polarität um.

In Fig. 12 ist eine vierte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Gleiche Komponenten sind mit

den gleichen Bezugszeichen wie in der vorigen
Ausführungsform beschrieben. Die Basen der pnp-Transistoren 81 werden mit der negativen Hocnfrequenzimpulsfolge φ und der negativen Adressenimpulsfolge 11
über die negativen logischen UND-Schaltungen 136 s
beaufschlagt Die Basen der npn-Transistoren 91
wenden mit der positiven Hochfrequenzimpulsfolge ψ
und der positiven Zeitimpulsfolge Ti, T2 ... über
positive logische UND-Schaltungen 137 beaufschlagt
Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, wenn ι ο
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 Diese Entladung erzeugt ferner Photonen. Diese geladenen Teilchen und Photonen wandern zu benachbarten Zellen. Entsprechend wird die Verzögerung in den benachbarten Zellen vermindert, wenn die Spannung an diesen Zellen während des Wirksamwerdens der geladenen Teilchen angelegt wird. Es reicht daher aus, daß die die Impulsspannung überlagernde Gleichspannung nur an den Zellen angelegt wird, an denen Entladung möglicherweise beginnen kann. Auch ist klar, daß die Plasma-Anzeigetafel nicht notwendig Zeilen- und Spaltenelektroden haben muß, sondern Segmentelektroden oder andere, ähnlich wirksame Elektroden besitzen kann.

Hierzu 6 Blatt Zciclinunccii

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Betrieb einer Plasmaanzeigetafel mit zwischen zwei Gruppen von' Koordinaten- elektroden an deren Kreuzungspunkten angeordneten Gasentladungszellen, deren Ansteuerung nach der Zeitselektionsmethode durch Ansteuersignale 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 Kreuzüngspunkt zu einer die Gasentladung zünden- ι s den und nur während der Tastdauer aufrechterhaltenden Ansteuerspannung überlagern, wobei jedes Ans;euersignal aus einer Impulsgruppe und die durch deren Überlagerung entstehende Ansteuerspannung aus einer Impulswechselspannung alter- nierender 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.

3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die die aus Impulsgruppen bestehenden Ansteuersignale für 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 Gleichspannungspotential angeschlossen sind. (F ig. 8 sowie 9 bis 12).