DE3743498C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fluoreszenz-Anzeigeeinrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs, wie sie aus "P. Schenuit: Fortschritte bei Vakuumfluoreszenzanzeigen. In: der Elektroniker, Nr. 1/1985, S. 54-57" bekannt ist.

Bei der bekannten Fluoreszenz-Anzeigeeinrichtung, wie auch bei der aus "T. Kishino: Vacuum displays for automative applications. In: Display October 1984, S. 209-214" bekannten Anzeigeeinrichtung, werden die jeweiligen Paare benachbarter Steuerelektroden der Reihe nach mit Signalen mit hohem Pegel der gleichen Spannung beaufschlagt, um eine Anzeige zu bewirken. Die Steuerelektroden bestehen dabei aus einem feinen Draht und sind parallel zueinander mit geringem Abstand angeordnet, um das Bildelement zwischen jeweils zwei Steuerelektroden, dessen Abmessungen im wesentlichen durch den Abstand von jeweils zwei benachbarten Steuerelektroden gegeben ist, möglichst klein zu machen, damit eine gute Auflösung der Anzeige erzielt wird.

Um die Auflösung der bekannten Anzeige weiter zu erhöhen, müßte der Abstand zwischen benachbarten Steuerelektroden immer kleiner gemacht werden, um immer kleinere Bildzellen zu erzeugen und damit eine höhere Auflösung der Anzeige zu erreichen. Dies ist jedoch nicht möglich, da bei Abständen kleiner als 0,2 mm Kurzschlüsse und Isolierungsfehler zwischen benachbarten Steuerelektroden in zunehmendem Maße auftreten, was eine zuverlässige Funktion der Anzeige verhindert.

Aus der DE 32 34 932 A1 ist allgemein ein Verfahren zum Steuern einer optischen Anzeigeeinheit und eine Schaltung zum Durchführen des Verfahrens bekannt, die insbesondere in einer Flüssigkristallanzeige eingesetzt werden kann. Die optische Anzeige weist eine Vielzahl von getrennt steuerbaren Spaltenelektroden und zwei getrennt steuerbare Zeilenelektroden auf, wobei die Zeilenelektroden hintereinanderfolgend einen Ansteuerimpuls und die Spalten hintereinanderfolgend Datenimpulse mit "0" und "1" während jeder Zeilenansteuerzeit t erhalten. Die Ansteuerimpulse sind in zwei Teile aufgeteilt, die jeweils t/2 dauern, und der erste Teil hat eine Spannung von 2Ux und der zweite Teil eine Spannung von 0. Die "0"-Impulse sind phasenidentisch mit den Ansteuerimpulsen und die "1"-Impulse werden von den "0"-Impulsen abgeleitet, indem die Teile der Impulse gewechselt werden. Die Impulssignale auf den Zeilen können drei Pegel annehmen.

Gemäß der Funktionsweise einer Flüssigkristallanzeige wird jedes Bildelement durch eine Zeilenelektrode und eine Spaltenelektrode erregt, was bedeutet, daß das bekannte Verfahren nur als Multiplexsteuerverfahren für eine Flüssigkristallanzeige dienen kann und nicht zum Steuern eines Fluoreszenzdisplays, bei dem im allgemeinen zwei benachbarte "Zeilenelektroden" als Steuerelektroden zusammen mit einer "Spaltenelektrode" als Anode und natürlich der Kathode angesteuert werden müssen, um eine Bildzelle zu erregen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fluoreszenzanzeigeeinrichtung zu schaffen, die eine erhöhte Auflösung aufweist, ohne daß der Abstand zwischen benachbarten Steuerelektroden in einen kritischen Bereich kommt und ohne daß ein erhöhter Fertigungsaufwand im Vergleich zu den bekannten Anzeigeeinrichtungen benötigt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Fluoreszenz-Anzeigeeinrichtung nach dem Kennzeichen des Hauptanspruches gelöst. Demnach werden jeweils zwei benachbarte Steuerelektroden, die von dem Steuerelektroden-Treiber ausgewählt werden, mit phasenversetzten Steuerelektroden-Treibersignalen unterschiedlichen Spannungspegels erregt, die ebenfalls von dem Steuerelektroden-Treiber erzeugt werden. Dabei ist jeweils eines der Steuerelektroden-Treibersignale jeweils einer der ausgewählten Steuerelektroden zugeordnet. Die Steuerelektroden-Treibersignale können jeweils unterschiedliche Spannungspegel annehmen, z. B. - 10 V, 80 V und 100 V. Die Anzeigesignale werden von dem Anodentreiber dann den Anoden zugeführt, wenn die zwei Steuerelektroden-Treibersignale nicht auf ihrem niedrigsten Spannungswert sind, also z. B. nicht auf - 10 V. Das erste Steuerelektroden-Treibersignal ist dann z. B. auf 100 V und das zweite auf 80 V oder das erste Steuerelektroden-Treibersignal ist auf 80 V und das zweite ist auf 100V, wenn das Anzeigesignal an die Anoden angelegt ist.

Durch dieses Zusammenspiel der unterschiedlichen Spannungen auf benachbarten Steuerelektroden und der gleichzeitigen Ansteuerung der Anoden mit dem Anzeigesignal, wenn die Spannungen nicht auf ihrem niedrigsten Wert sind, wird erreicht, daß nur ein Teil des Bildzellenbereichs zwischen den angesteuerten Steuerelektroden durch auftreffende Elektroden erregt wird, wodurch die Auflösung der Anzeige erheblich erhöht wird.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Fluoreszenz-Anzeigeeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2(a) ein Zeitdiagramm für eine erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fluoreszenz-Anzeigeeinrichtung;

Fig. 2(b) ein Zeitdiagramm für ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fluoreszenz-Anzeigeeinrichtung, und

Fig. 3 eine anteilige Draufsicht auf einen wesentlichen Abschnitt eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Fluoreszenz-Anzeigeeinrichtung.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm der allgemeinen Struktur einer Fluoreszenz-Anzeigeeinrichtung. In Fig. 1 sind lineare ungeradzahlige Steuerelektroden 5₁-5 _n-1 an einer Ausgangsschaltung einer Steuerelektroden-Treiberschaltung 102 angeschlossen, während lineare geradzahlige Steuerelektroden 5₂-5 _n an einer Ausgangsschaltung einer Steuerelektroden-Treiberschaltung 103 angeschlossen sind. Lineare bzw. streifenförmige Anoden 2₁-2 _m, die jeweils mit einer Phosphorabscheidung vollständig bedeckt sind, sind an einer Ausgangsschaltung einer Anodentreiberschaltung 101 angeschlossen. Ein Anzeigesignal V_s, das beispielsweise einen Buchstaben oder ein Bild darstellt, wird einer Eingangsschaltung der Anodentreiberschaltung 101 zugeführt. Komplementäre Taktimpulse CP₁ und CP₂ von einer Taktsteuerschaltung 104 werden den Takteingangsklemmen der Steuerelektroden-Treiberschaltungen 102 und 103 zugeführt. Ein Taktimpuls TP von der Taktsteuerschaltung 104 wird der Anodentreiberschaltung 101 zugeführt. Eben­ falls versorgt die Taktsteuerschaltung 104 einen Signalgenerator (Rechteckgenerator) 105 mit komplementären Spannungssteuerpulsen (Taktimpulsen) DP₁ und DP₂. Der Rechteckgenerator 105 hat zwei Ausgangsschaltungen, die an Leistungsanschlüsse der Steuerelektroden-Treiberschaltungen 102 und 103 angeschlossen sind.

Die Fig. 2(a) und 2(b) sind Zeitablaufdiagramme für eine erste und eine zweite Ausführungsform der in Fig. 1 ge­ zeigten Fluoreszenz-Anzeigeeinrichtung, wobei Signalverläufe der an die Steuerelektroden 5 ₁-5 _n an­ gelegten Spannung sowie weitere Impulse dargestellt sind. Bei beiden Ausführungsformen werden drei verschiedene Spannungssignale den Steuerelektroden 5 ₁-5 _n zuge­ führt. Wenn beispielsweise, die Anoden­ spannung auf 130 V eingestellt ist, kann die an die Steuerelektroden 5 ₁-5 _n angelegte Steuerspannung einen niedrigen Pegel V₁ von -10 V, einen ersten hohen Pegel V_{H 1} von 80 V und einen zweiten hohen Pegel V_{H 2} von 100 V haben.

Zunächst wird die erste Ausführungsform unter Bezug­ nahme auf die Fig. 1 und 2(a) beschrieben. Zum Zeitpunkt t₁₀ werden komplementäre Taktimpulse CP₁ und CP₂ von der Taktsteuerschaltung 104 an die Steuerelektroden-Treiber­ schaltungen 102 und 103 angelegt, sowie Spannungsteuer­ impulse DP₁ und DP₂ von der Taktsteuerschaltung 104 an den Rechteckgenerator 105 zugeführt. Die Steuerelektroden-Treiberschaltung 102 erzeugt ein Signal in Abhängigkeit von ihrer Sourcespannung und führt es der Steuerelektrode 5₁ bei der ansteigenden Flanke des Taktimpulses CP₁ zu. Ein Ausgangssignal V₁ des Rechteckgenerators 105 wird auf einen ersten hohen Pegel V_H1 bei dem Steuerspan­ nungsimpuls DP₁ von niedrigem Pegel zugeführt, um eine Spannung mit einem ersten hohen Pegel V_H1 der Steuer­ elektrode 5 ₁ zuzuführen.

Zum Zeitpunkt t₁₁ wird ein Spannungssteuerpuls (Taktimpuls) DP₁ mit hohem Pegel von der Taktsteuerschaltung 104 dem Recht­ eckgenerator 105 zugeführt, damit dessen Ausgangssignal V₁ auf den zweiten hohen Pegel V_{H 2} angehoben wird. Demgemäß wird die Spannung mit dem zweiten hohen Pegel V_{H 2} von der Steuerelektroden Treiberschaltung 102 er­ zeugt. Gleichzeitig legt die Steuerelektroden-Treiber­ schaltung 103 ein Signal entsprechend der an der Lei­ stungsklemme zugeführten Spannung an die Steuerelektrode 5₂ bei der ansteigenden Flanke des Taktimpulses CP₂. Ebenfalls wird das Ausgangssignal V₂ des Rechteck­ generators 105 auf einen ersten hohen Pegel V_H1 bei dem Spannungssteuerimpuls DP₂ mit niedrigem Pegel angehoben, so daß eine Spannung mit einem ersten hohen Pegel V_H1 der Steuerelektrode 5 ₂ zugeführt werden kann. Zu diesem Zeitpunkt werden die Steuerelektroden 5 ₁ und 5 ₂ mit Steuerelektroden-Treiber­ signalen der Pegel V_{H 1} und V_{H 2} beaufschlagt, so daß von den Kathoden ausgesandte Elektronen zu der Steuer­ elektrode 5 ₁ vorgespannt und zu den Bildzellen P₁₁-P_{1 m} der ersten Reihe gerichtet werden können, die als Anoden 2 ₁-2 _m definiert sind, die zwischen den gepunkteten Linien und den Steuerelektroden 5 ₁ in der Fig. 1 angeordnet sind. Ebenfalls wird ein synchroner Taktimpuls TP von der Taktsteuerschaltung 104 der Anodentreiberschaltung 101 zugeführt, so daß die Anoden­ treiberschaltung 101 ein Anodenelektroden-Treibersignal entsprechend einem Anzeigesignal V_s zu den Anoden 2 ₁-2 _m zuführen kann. Dies bewirkt, daß nur Teile der Bild­ zellen P₁₁-P_{1 m} entsprechend dem zugeführten Anodentrei­ bersignal Licht aussenden, wodurch die Anzeige für die erste Reihe vervollständigt ist.

Daraufhin erzeugt zum Zeitpunkt t₁₂ die Steuerelektro­ den-Treiberschaltung 102 bei der ansteigende Flanke des Taktimpulses CP₁ ein Signal entsprechend ihrer Sourcespannung bzw. Quellenspannung und führt dieses der Steuerelektrode 5 ₃ zu. Der Rechteckgenerator 105 erzeugt das Ausgangssignal V₁ des Pegels V_H1 und das Ausgangssignal V₂ des Pegels V_H2 und führt diese den Steuerelektroden-Treiberschaltungen 102 und 103 in Abhängigkeit von dem Spannungssteuerimpuls DP₁ mit niedrigem Pegel und dem Spannungssteuerimpuls DP₂ mit hohem Pegel zu.

Demgemäß werden Spannungen des Pegels V_H1 und des Pegels V_H2 jeweils den Steuerelektroden 5 ₂ und 5 ₃ zugeführt. Synchron hiermit wird der Taktimpuls TP von der Taktsteuerschaltung 104 der Anoden-Treiberschaltung 101 zugeführt, so daß ein Anodentreibersignal entsprechend dem Anzeigesignal V_s den Anoden 2 ₁-2 _m zugeführt wer­ den kann. Dies bewirkt, daß Teile der Bildzellen P₃₁-P_{3 m} entsprechend dem Anzeigesignal V_s eine Lichtemission ausführen, wodurch die Anzeige der dritten Reihe ver­ vollständigt ist.

Eine ähnliche Betriebsweise wiederholt sich bis zur An­ zeige von allen ungeradzahligen Reihen bis einschließ­ lich der Reihe K.

Zum Zeitpunkt t₂₀ erzeugt der Rechteckgenerator 105 ein Rechteckwellensignal, in dem eine Signalkomponente mit dem zweiten hohen Pegel V_{H 2} und eine Signalkomponente mit dem ersten hohen Pegel V_{H 1} wiederholt auftreten. Die anderen Elemente arbeiten in der bereits oben beschriebenen Art und Weise. Damit wird eine Anzeige für alle geradzahligen Bildzellen ausge­ führt, wodurch die Anzeige einer Bildebene vervollstän­ digt ist.

Die oben beschriebene Betriebsweise wiederholt sich, um auf diese Weise eine Zeilensprunganzeige durchzuführen.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2(b) die zweite Ausführungsform erläutert.

Bei der zweiten Ausführungsform wird eine lineare, sequentielle Anzeige ausgeführt, die von der oben be­ schriebenen Zeilensprunganzeige gemäß dem ersten Aus­ führungsbeispiel abweicht. Die zweite Ausführungsform arbeitet mit der gleichen Schaltung wie die in Fig. 1 gezeigte Schaltung, wobei jedoch die Steuerelektroden 5 ₁-5 _n jeweils mit dem in der Fig. 2(b) beschriebenen Zeitverhalten betrieben werden.

Während des Betriebes werden die zwischen den Zeit­ punkten t₃₀ und t₃₂ erzeugten Signale ignoriert. Die Steuerelektroden 5 ₁-5 _n werden nur durch Signale be­ trieben, die nach dem Zeitpunkt t₃₂ erzeugt werden. Zwischen den Zeitpunkten t₃₂ und t₃₃ wird eine Spannung mit einem zweiten hohen Pegel V_H2 der Steuerelektrode 5₁ und eine Spannung mit einem ersten hohen Pegel V_H1 der Steuerelektrode 5 ₂ zugeführt. Demgemäß erzeugen Teile der Bildzellen P₁₁-P_{1 m} entsprechend einem Anzeigesignal V_s Lichtemissionen. Daher führt das zweite Ausführungsbeispiel die Anzeige eines Bildes in einer linearen sequentiellen Art aus.

Aus den oben beschriebenen ersten und zweiten Ausfüh­ rungsbeispielen ergibt sich, daß jedes Paar von ausgewählten aneinandergrenzenden Steuer­ elektroden sowohl die Funktion der Auswahl einer Mehr­ zahl von Bildzellen wie auch die Funktion der Vor­ spannung von Elektronen ausführen kann. Diese Bauweise erlaubt eine erhebliche Reduktion der Intervalle zwi­ schen den Bildzellen ohne Verengung der Intervalle zwi­ schen den beiden Steuerelektroden und ermöglicht eine Anzeige mit hoher Auflösung und eine Vereinfachung der Struktur der Fluoreszenz-Anzeigeeinheit. Weiterhin kann die Anzahl der Anschlüsse der Steuerelektroden-Treiber­ schaltung reduziert werden, was eine Erleichterung der Fertigung der Fluoreszenz-Anzeigeeinrichtung ermöglicht.

Die beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung können in vielfältiger Weise abgewandelt werden. So verursacht beispielsweise die Phosphorablagerung über die gesamte Anode häufig ein Auslaufen an einer Kante der Bildzelle. Um dieses Problem zu vermeiden, kann punktförmiger Phos­ phor 3 auf jeder der streifenförmigen Anoden 2 abgela­ gert werden, wie dies in der Fig. 3 gezeigt ist. Eben­ falls können die Steuerelektroden 5 auf einer vorsprung­ artigen isolierenden Schicht zwischen jeweils benachbar­ ten Phosphorbereichen in einer Richtung senkrecht zu den Anoden 2 durch Ablagerung oder Abscheidung ausgebildet werden.

Claims (8)

1. Fluoreszenz-Anzeigeeinrichtung mit

• - einer Vielzahl von mit Phosphorbeschichteten Anoden (2₁ bis 2 _m), die parallel zueinander angeordnet sind;
• - einer Vielzahl von Steuerelektroden (5₁ bis 5 _n), die in einer Richtung senkrecht zu den Anoden (2₁ bis 2 _m) angeordnet sind;
• - einem Vakuumgehäuse (9) zum Aufnehmen der Anoden (2₁ bis 2 _m), der Steuerelektroden (5₁ bis 5 _n) und einer Elektronenquelle;
• - einer Anoden-Treiberschaltung (101) zum Anlegen eines Anzeigesignals an jede der Anoden (2₁ bis 2 _m);
• - einer Steuerelektroden-Treiberschaltung (102, 103) mit einer Taktsteuerschaltung (104) zum Erzeugen und gleichzeitigen Zuführen von zwei Steuerelektroden-Treibersignalen, wobei jeweils eines dieser Steuerelektroden-Treibersignale einer Steuerelektroden (5₁ bis 5 _n) eines Paares von benachbarten Steuerelektroden (5₁ bis 5 _n) zugeführt wird, das von der Steuerelektroden-Treiberschaltung (102, 103) ausgewählt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß die Fluoreszenz-Anzeigeeinrichtung einen Signalgenerator (105) aufweist, der die Steuerelektroden-Treibereinrichtung (102, 103) derart ansteuert, daß ein erstes Steuerelektroden-Treibersignal (V_H1) mit hohem Pegel und ein zweites Steuerelektroden-Treibersignal (V_H2) mit ebenfalls hohem Pegel, deren Spannungspegel aber unterschiedlich sind, in Abhängigkeit von in der Taktsteuerschaltung (104) erzeugten Taktimpulsen (DP₁, DP₂) erzeugt werden, wobei das erste Steuerelektroden-Treibersignal (V_H1) und das zweite Steuerelektroden-Treibersignal (V_H2) zeitgleich an zwei nebeneinanderliegende Steuerelektroden (5₁ bis 5 _n) in Abhängigkeit von Taktimpulsen (CP₁, CP₂) angelegt werden; und daß die Anoden (2₁ bis 2 _m) durch das Anzeigesignal synchron mit dem ersten und dem zweiten Steuerelektroden-Treibersignal (V_H1, V_H2) angesteuert werden.

2. Fluoreszenz-Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgenerator (105) ein Rechteckgenerator ist.

3. Fluoreszenz-Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktsteuerschaltung (104) komplementäre Taktimpulse (CP₁, CP₂, DP₁, DP₂) zum Zuführen an die Steuerelektroden-Treiberschaltung (102, 103) bzw. zum Zuführen an den Signalgenerator (105) erzeugt.

4. Fluoreszenz-Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die komplementären Taktimpulse (CP₁, CP₂, DP₁,DP₂) einen Impuls mit niedrigem Pegel und einen anderen Impuls mit hohem Pegel beinhalten.

5. Fluoreszenz-Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die der Steuerelektroden-Treiberschaltung (102, 103) ein den Steuerelektroden (5₁ bis 5 _n) zuzuführendes Signal bei der ansteigenden Flanke der Taktimpulse (CP₁, CP₂, DP₁,DP₂) erzeugt.

6. Fluoreszenz-Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgenerator (105) ein erstes Ausgangssignal mit hohem Pegel nach Zuführen des Impulses mit niedrigem Pegel von der Taktsteuerschaltung (104, 105) erzeugt.

7. Fluoreszenz-Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgenerator (105) ein zweites Ausgangssignal mit ebenfalls hohem Pegel nach Zuführen des Impulses mit hohem Pegel erzeugt.