BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Plasmaanzeige vom Wechselspannungstyp, mit den im Oberbegriff des .Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

In Plasmaanzeigen, die häufig auch Gasentladungsanzeigen genannt werden, wird die Strahlung aus Gasentladungsvorgängen ausgenutzt, um eine .Anzeige zu erhalten. Plasmaanzeigen bestehen im wesentlichen aus zwei parallel, mit geringem Abstand angeordneten Platten, die an den Rändern versiegelt sind. Das Volumen zwischen den Platten ist mit einem Gas oder Gasgemisch gefüllt. Auf den Innenseiten der Platten sind Elektroden angeordnet, die an den Rändern der Platten nach außen geführt sind, um Spannungen anlegen zu können. Werden diese Spannungen auf geeignete Art und Weise angelegt, so wird zwischen ihnen in dem Gas oder Gasgemisch eine Entladung erzeugt. Bei matrixartig angeordneten Elektroden wird an jedem Kreuzungspunkt der Elektroden ein Entladungsbereich definiert, wodurch gezielt Bereiche in der Plasmaanzeige gebildet werden, in denen Entladungen stattfinden können.

Außerhalb dieser Bereiche kann es nicht zu Gasentladungen kommen. Jeder der so geschaffenen Entladungsbereiche entspricht einem Bildpunkt oder Pixel.

Je nach Art der in der Plasmaanzeige verwendeten Gase bzw. Gasmischungen - meist Edelgase - kann Strahlung in sichtbarer Form (Licht) oder z.B. Strahlung im ultravioletten Bereich emittiert werden. Wird Strahlung im UV-Bereich erzeugt, so kann sie zur .Anregung von ebenfalls zwischen den Platten angebrachten Leutstoffen dienen. Die Leuchtstoffe leuchten in einer durch ihre chemische Zusammensetzung bestimmten Farbe. Werden z.B. rote, grüne und blaue Leuchtstoffe verwendet, kann durch geeignete Wahl der an die Elektroden angelegten Spannungen praktisch jede beliebige Farbe und auch Weiß erzeugt werden.

Damit die zwischen den Platten erzeugte Strahlung nach außen gelangen kann, ist mindestens eine der Platten zumindest teilweise durchsichtig und vorzugsweise aus Glas gefertigt.

Prinzipiell wird zwischen Plasmaanzeigen vom Gleichspannungs- und Wechselspannungstyp unterschieden. Beim Gleichspannungstyp sind die Elektroden jeweils als Kathoden oder .Anoden ausgeführt und grenzen direkt an den Gasraum. Beim Wechselspannungstyp sind die Elektroden mit einer Isolations- und Vergütungsschicht überzogen und jede Elektrode kann sowohl Kathode als auch Anode sein. Die bei der Entladung durch Ionisation erzeugten positiven und negativen Ladungsträger lagern sich auf der über den

Elektroden liegenden Isolations- und Vergütungsschicht an und bilden so eine Oberflächenladungsschicht und somit eine Vorspannung, die der angelegten Spannung entgegenwirkt und schließlich zum Verlöschen der Entladung führt. Wird die angelegte Spannung anschließend umgepolt, dh. -Anode und Kathode werden vertauscht, so addiert sich die Vorspannung zu den angelegten Spannungen, wodurch die nächste Entladung bei einer niedrigeren Spannung gezündet wird als bei der Erstzündung.

Die Vergütungsschicht, die z.B. aus einer Magnesiumoxidschicht bestehen kann, bewirkt erstens eine niedrigere Austrittsarbeit der Elektronen aus der Oberfläche, senkt somit die anzulegenden Spannungen ab, und führt zweitens aufgrund ihrer geringen Sputterrate bei Ionenbeschuß zu einer Erhöhung der Lebensdauer der Plasmaanzeige. Bei beiden Plasmadisplaytypen können noch zusätzliche Elektroden eingeführt werden, um das Entladungsverhalten der einzelnen Entladungszellen bzw. Bildpunkte besser kontrollieren zu können.

Eine mögliche Elektrodenanordnung für Plasmaanzeigen vom Wechselspannungstyp mit zusätzlichen Elektroden weist eine erste Elektrodengruppe aus einer Vielzahl von paarweise parallel liegenden Elektroden, den sogenannten Aufrechterhaltungselektroden, und eine zweite Elektrodengruppe aus einer Vielzahl von zu den Elektroden der erten Elektrodengruppe senkrechten Elektroden, den sogenannten Zündelektroden, auf. An die Aufrechterhaltungselektroden wird eine Wechselspannung

angelegt, die es ermöglicht, eine einmal mit Hilfe der Zündelektroden gezündete Gasentladung immer wieder zu zünden, dh. aufrecht zu erhalten. Die zur Aufrechterhaltung der Gasentladung benötigte Spannung ist geringer als die zur Erstzündung der Gasentladung benötigte Spannung, da aufgrund der oben beschriebenen Oberflächenladungsschicht eine Vorspannung erzeugt wird.

Liegen die Aufrechterhaltungselektroden auf einer der beiden Innenseiten der die Plasmaanzeige umschließenden Platten, bezeichnet man sie als Plasmaanzeige vom Oberflächenentladungstyp.

Nähere Angaben über Plasmaanzeigen, insbesondere deren Aufbau sowie deren Ansteuerung sind beispielsweise den

Seminarunterlagen "Plasma Displays", von S. Mikoshiba,

Society for Information Display, gehalten am 21.05.1993 in

Seattle, Washington, USA, enthalten in SID Seminar Lecture

Notes, Seiten F-2/3 bis F-2/31, zu entnehmen.

Zum besseren Verständnis des Zündmechanismus ist in Figur

3a ein Ausschnitt aus einer Plasmaanzeige vom

Oberflächenentladungstyp dargestellt, der sechs Bildpunkte oder Pixel 5 umfaßt. Nachfolgend wird der Zündmechanismus beispielhaft für die Aufrechterhaltungselektroden 3 und 4 beschrieben.

Zwischen den Aufrechterhaltungselektroden 3 und 4 ist eine Wechselspannung angelegt, die so gewählt ist, daß sie zum erstmaligen Zünden einer Gasentladung nicht ausreicht. In Figur 5 sind die angelegten Spannungen im zeitlichen Verlauf dargestellt, wobei Figur 5a die Spannung V3 an der Aufrechterhaltungselektrode 3 und Figur 5b die Spannung V4

an der Aufrechterhaltungselektrode 4 darstellt. Soll die Gasentladung zum Zeitpunkt tl in einem Bildpunkt 5 gezündet werden, dessen Position z.B. von den Aufrechterhaltungselektroden 3 und 4 sowie der Zündelektrode 1 bestimmt ist, so wird in diesem Zeitpunkt die Spannung V3 an der Aufrechterhaltungselektrode 3 erhöht und zusätzlich an die Zündelektrode 1 eine ausreichend hohe Spannung VI (Figur 5c) angelegt. Somit ist durch den Kreuzungspunkt der Erhaltungselektrode 3 und der Zündelektrode 1 der zu zündende Bildpunkt eindeutig definiert. Der Potentialunterschied V3-V1 zwischen Aufrechterhaltungselektrode 3 und der Zündelektrode 1 ist in Figur 5d, der Potentialunterschied V4-V1 zwischen der Aufrechterhaltungselektrode 4 und der Zündelektrode 1 in Figur 5e und der Potentialunterschied V3-V4 zwischen den Aufrechterhaltungselektroden 3 und 4 in Figur 5f dargestellt.

Aus Figur 5d geht hervor, daß zum Zeitpunkt tl der Potentialunterschied V3-V1 am größten ist und den zur Zündung notwendigen Wert (gestrichelt dargestellt) zwischen Aufrechterhaltungselektrode 3 und Zündelektrode 1 überschreitet. Die Entladung wird gezündet und es entsteht ein Strom aus geladenen Teilchen. Die positiv geladenen Gasionen wandern zur Elektrode mit dem negativstem

Potential, in diesem Fall die Aufrechterhaltungselektrode 3, und lagern sich auf der Vergütungsschicht ab. Es bildet sich dadurch eine Oberflächenladungsschicht, die zwischen den Aufrechterhaltungselektroden 3 und 4 eine Vorspannung Vv aufbaut.

Die Spannung zwischen den Vergütungsschichten der Aufrechterhaltungselektroden 3 und 4, die an den Gasraum grenzen, setzt sich nun aus der Summe der Spannungsdifferenz zwischen den Aufrechterhaltungselektroden 3 und 4 (Figur 5f) und der Vorspannung Vv zusammen. Sie wird als Wandspannung Vw bezeichnet. Der Verlauf der Vorspannung Vv und der Wandspannung Vw sind in den Figuren 5g und 5h dargestellt.

Nach dem Zündzeitpunkt tl bauen sich die

Oberflächenladungsschicht und damit die Vorspannung Vv auf und bleiben nach Abschalten der Zündspannung VI (Zeitpunkt t2) im wesentlichen erhalten. Zum Zeitpunkt t3 wird die Spannung zwischen den Aufrechterhaltungselektroden 3 und 4 umgepolt und die Wandspannung, die sich aus der Summe der Spannungen zwischen den Elektroden und der Vorspannung zusammensetzt, überschreitet den für die Zündung zwischen den Aufrechterhaltungselektroden notwendigen Wert Vi, der in Figur 5h gestrichelt dargestellt ist. Nach Zünden des Gases zwischen den Aufrechterhaltungselektroden 3 und 4 entsteht wieder ein Entladungsstrom aus geladenen Teilchen, die sich auf den Vergütungsschichten über den Elektroden absetzen und nun eine Oberflächenladungsschicht und Vorspannung Vv umgekehrter Polarität bilden. Der Strom bleibt solange erhalten, bis die Wandspannung Vw zum

Zeitpunkt t4 einen Wert Vn erreicht, ab dem die Entladung endet. Die Spannung Vn wird im wesentlichen durch das Material der Vergütungsschicht bestimmt und ist in Figur 5h gepunktelt dargestellt.

Nach erneutem Umpolen der Spannung zwischen den Aufrechterhaltungselektroden 3 und 4 überschreitet die Wandspannung Vw wieder den für die Zündung notwendigen Wert, weshalb eine erneute Gasentladung stattfindet. Der Vorgang wiederholt sich mit umgekehrten Vorzeichen.

Die Entladung bleibt solange stabil, wie die Wechselspannung an den Aufrechterhaltungselektroden anliegt oder bis ein Löschimpuls angelegt wird, der die Oberflächenladung und damit die Vorspannung entfernt.

Die für die Zündung eines Gases oder Gasgemischs notwendige Spannung ist abhängig von der Zusammensetzung des Gasgemischs und erreicht bei sogenannten Penninggasgemischen günstige Werte zwischen 100 und 200V. Diese Gemische enthalten meist Edelgase.

Eine weitere sehr wichtige Abhängigkeit der Zündspannung wird durch das Paschen-Gesetz beschrieben. Es gibt an, daß die Zündspannung abhängig ist vom Produkt des AbStands d der Elektroden und dem Druck p des Gases. Bei einem bestimmten Druck- Abstandsprodukt, das von der Gaszusammensetzung abhängig ist und bei Luft ungefähr bei einem Pascalmeter liegt, erreicht die Zündspannung ihren Minimalwert.

In Figur 6 ist der Zusammenhang dargestellt. Beim in Punkt a angegebenen Druckabstandsprodukt pd ergibt sich die Zündspannung Vil. Erhöht man den Druck des Entladungsgases oder vergrößert man den .Abstand zwischen den Elektroden so, daß das Produkt den in Punkt b angegebenen Wert

ergibt, wird die zur Zündung benötigte Spannung Vi3 größer. Senkt man hingegen Druck oder .Abstand ab, bis ihr Produkt den Wert c erreicht, wird eine ebenfalls höhere Spannung Vi2 zur Zündung benötigt.

Dieses Verhalten der Zündspannung kann anschaulich dadurch erklärt werden, daß bei niedrigen Druck-Abstandswerten die Wahrscheinlichkeit sinkt, daß ein für die Stoßionisation notwendiger Partner gefunden wird und bei hohen Druck-Abstandswerten die Stöße so häufig sind, daß die Teilchen nicht mehr die für die Ionisation notwendige Energie aufnehmen können.

Diesen bekannten Zusammenhang macht man sich bei Plasmadisplays zunutze, um Entladungsbereiche zu definieren. Für eine in Figur 3a abgebildete Plasmaanzeige nach dem Stand der Technik werden die Abstände e und E so gewählt, daß das Produkt von Gasdruck p und Abstand e in der Nähe des für minimale Zündspannungen Vi optimalen Druck-Abstandsprodukts liegt, wie es in Figur 4 dargestellt ist. Das Produkt pE ergibt einen Wert für die Zündspannung, der im praktischen Betrieb der Plasmaanzeige nie erreicht wird. Die maximal entstehende Spannung VB setzt sich, wie oben beschrieben, aus Vorspannung und den angelegten Spannungen zusammen.

Damit ist der Entladungsbereich 5 festgelegt und es wird sichergestellt, daß Gasentladungen nur in den Bereichen 5 entstehen, in denen die Elektroden den Abstand e aufweisen.

Soll die Auflösung einer Plasmaanzeige verbessert werden, muß die Bildpunktgröße verringert werden. Damit verringeren sich in gleichem Maß die Abmessungen der Elektroden der Plasmaanzeige. Die Verringerung der Bildpunktgröße ist insbesondere für Vollfarbanzeigen von Bedeutung, da diese pro Bildpunkt drei Bildpunktelemente in den Elementarfärben Rot, Grün und Blau aufweisen müssen.

Zusätzlich müssen die Entladungsbereiche für die

Grundfarben voneinander getrennt werden, damit keine Farbentsättigungen oder Farbveränderungen auftreten können. Dazu werden üblicherweise Trennelemente, sogenannten Barrieren, verwendet, welche die einzelnen Entladungsbereiche voneinander trennen.

Der Aufbau eines bekannten Farbplasmadisplays ist in Figur 3c dargestellt. Die mit X und Y gekennzeichneten Elektroden bilden Aufrechterhaltungselektroden, die sie senkrecht kreuzenden Elektroden (mit A gekennzeichnet) die Adress- oder Zündelektroden. Einzelne Entladungsbereiche werden dadurch angesteuert, daß die Zeilen X und Y nacheinander gescannt werden, die Dateninformationen liegen dabei parallel an den Zündelektroden A. Weist z.B. XI ein negatives Potential auf, erfolgt eine Zündung für diejenigen Zündelektroden A, die ein positives Potential aufweisen, an Zündelektroden A mit neutralem oder negativen Potential erfolgt keine Zündung. Alle Entladungsbereiche entlang einer Zündelektrode weisen den gleichen Leuchtstoff für eine der Grundfarben auf. Die Grundfarben R, G und B wechseln bei jeder Zündelektrode.

Zur .Abgrenzung der Entladungsbereiche voneinander ist jeder Entladungsbereich vollständig von einer Barriere 1 (dicke Linien) umgeben.

Die Verwendung von Barrieren ist aber nachteilig, da durch sie der für die eigentlichen Bildpunkte (Entladungsbereiche) zur Verfügung stehende Platz verringert wird. Außerdem ist der Herstellungsprozeß für die Barrieren sehr aufwendig, da diese üblicherweise mittels mehrerer Siebdruckvorgänge auf die benötigte Dicke gebracht werden müssen. Dies erfordert eine sehr hohe Präzision bei der Durchführung der Siebdruckvorgänge. Zudem sind für das Einbrennen des Barrierenmaterials hohe Temperaturen nötig, die zu einer Veränderung des verwendeten Trägersubstrats führen können.

Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der Veröffentlichung "Fabrication of 4-in.-Diagonal Surface-Discharge ac Plasma Display", von H. Uchiike et al, erschienen in Proceedings of the SID, Vol. 31/1, 1990, Seiten 47 bis 52, ist es bekannt, daß bei dem Versuch die Auflösung von Plasmaanzeigen durch eine allgemeine Verkleinerung der Abmessungen der Elektroden zu erreichen, die Helligkeit und Lichtausbeute der Plasmaanzeige verringert wird.

In der genannten Veröffentlichung wird versucht, diesem Zusammenhang dadurch entgegenzuwirken, daß die Abstände e durch Gestaltung der Aufrechterhaltungselektroden, wie in Figur 3b dargestellt, insgesamt im Vergleich zu den Abständen E vergrößert werden.

Aus der in Figur 4 dargestellten Funktion der Zündspannung ist ersichtlich, daß eine klare Trennung von Bereichen in denen eine Gasentladung möglich ist und Bereichen in denen eine Gasentladung nicht möglich ist, durch eine aAnnäherung der Abstände e und E immer schwieriger wird. Aus dem Funktionsverlauf der Zündspannung ist weiterhin ersichtlich, daß bei insgesamt kleiner werdenden Abständen e und E der Druck p des in der Plasmaanzeige eingeschlossenen Entladungsgases erhöht werden muß, um die nötige Trennung von Bereichen mit und ohne Gasentladung sicherzustellen. Dies macht eine aufwendigere mechanische Konstruktion der Plasmaanzeige nötig. Üblicherweise steht das in der Plasmaanzeige eingeschlossene Entladungsgas unter einem Druck p, der geringer als der normale Umgebungsluftdruck ist. Durch den höheren Druck der

Umgebung wird der mechanische Zusammenhalt der einzelnen Bestandteile der Plasmaanzeige sichergestellt. Kommt der Druck p dem Umgebungsluftdruck nahe oder übersteigt er ihn sogar, müssen die einzelnen mechanischen Bestandteile der Plasmaanzeige mit wesentlich größerem Aufwand hergestellt werden, um einen sicheren Aufbau gewährleisten zu können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Plasmaanzeige vom Wechselspannungstyp anzugeben, die bei hoher Auflösung über hohe Lichtausbeute und Helligkeit verfügt, wobei der konstruktive Aufwand im Vergleich zu herkömmlichen Plasmaanzeigen mit vergleichbarer Auflösung verringert wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Patentansprüche 1 oder 2 gelöst.

Der Vorteil einer erfindungsgemäßen Plasmaanzeige liegt insbesondere darin, daß - verglichen mit den aus dem Stand der Technik bekannten Plasmaanzeigen, bei verringertem konstruktivem Aufwand - sowohl hohe Lichtausbeute und Helligkeit als auch eine höhere Auflösung durch die relative Vergrößerung des Entladungsbereiches erreicht werden kann.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Die Beschreibung erfolgt anhand von Figuren.

Figur 1 zeigt Beispiele für die Anordnung der Elektroden in einer erfindungsgemäßen Plasmaanzeige.

Figur 2 zeigt den Zusammenhang von Zündspannung und konstruktiven Größen der in Figur 1 dargestellten erfindungsgemäßen Plasmaanzeige.

Figur 3 zeigt aus dem Stand der Technik bekannte Anordnungen der Elektroden von Plasmaanzeigen.

Figur 4 zeigt den Zusammenhang von Zündspannung und konstruktiven Größen der aus dem Stand der Technik bekannten Plasmaanzeigen.

Figur 5 zeigt die Spannungsverhältnisse bei Betrieb von Plasmaanzeigen.

Figur 6 zeigt allgemein den Zusammenhang von Zündspannung und konstruktiven Größen für Gasentladungen.

Figur 7 zeigt verschiedene Ausführungsformen des Aufbaus von erfindungsgemäßen Plasmaanzeigen nach Figur 1.

Im folgenden wird zur Vereinfachung der Beschreibung und des Verständnisses der für die vorliegende Erfindung wesentlichen Zusammenhänge auf die detaillierte Beschreibung des Aufbaus (z.B. Isolations- und Vergütungsschicht) der erfindungsgemäße Plasmaanzeige verzichtet. Der Aufbau und der Betrieb von Plasmaanzeigen ist an sich bekannt und wird beispielsweise in den eingangs erwähnten Veröffentlichungen oder den Europäischen Patentanmeldungen EP 0 436 416 AI und EP 0 554 172 AI beschrieben.

In Figur la ist der der Elektrodenaufbau für vier

Bildpunkte bzw. Bildpunktelemente 5 dargestellt. Neben parallel verlaufenden Adress- oder Zündelektroden 1 und 2 sind Aufrechterhaltungselektroden 3 und 4 vorhanden. Die Aufrechterhaltungselektroden 3 und 4 verlaufen im wesentlichen parallel zueinander und weisen abwechselnd größere Abstände E und kleinere Abstände e zueinander auf. Durch die matrixförmige Anordnung weiterer, voneinander isolierter Zünd- und Aufrechterhaltungselektroden, wie durch die Aufrechterhaltungselektroden 3' und 4' angedeutet, ergibt sich eine Anzeige mit gewünschter Bildpunktzahl.

Nachfolgend wird der Zündvorgang beispielhaft für die Aufrechterhaltungselektroden 3 und 4 beschrieben. An den Aufrechterhaltungselektroden 3 und 4 ist beispielsweise eine rechteckförmige Wechselspannung (Figur 5f, Aufrechterhaltungsspannung) angelegt, die so gewählt ist.

daß durch sie dann keine Gasentladungen zwischen den Aufrechterhaltungselektroden 3 und 4 gezündet werden können, wenn keine Oberflächenladungen vorhanden sind. Wird an einer der Zündelektroden 1 bzw. 2 eine ausreichend hohe Spannung (Figur 5c, Zündspannung) angelegt, erfolgt die Zündung einer Gasentladung zwischen der Zündelektrode und einer der Aufrechterhaltungselektroden 3 oder 4. Gezieltes Zünden kann erreicht werden, wenn wie oben beschrieben für den Zündvorgang die Spannung einer der Aufrechterhaltungselektroden vergrößert wird (Figur 5a) .

Die Gasentladung wird zwischen der Zündelektrode und derjenigen Aufrechterhaltungselektrode gezündet, zwischen denen sich der größte Potentialunterschied aus Aufrechterhaltungsspannung und Zündspannung ergibt.

Eine der Aufrechterhaltungselektroden, hier z.B. die Aufrechterhaltungselektrode 3, ist dann mit einer positiven Oberflächenladung versehen und die Entladung wird mit der Aufrechterhaltungsspannung zwischen den

Aufrechterhaltungselektroden 3 und 4 bei jeder Umpolung des Potentials wieder gezündet.

Aus Figur 2 ist ersichtlich, daß sich die Zündspannung für das verwendete Entladungsgas nach dem Paschen-Gesetz als Funktion des in der Plasmaanzeige herrschenden Entladungsgasdrucks p und des Abstands d der Elektroden ergibt. Für vorgegebene Entladungsgase kann der Funktionsverlauf der Zündspannung bestimmt werden. Die minimale Zündspannung Vi - auch Paschen-Minimu genannt - ergibt sich bei einem bestimmten Wert für das Produkt von

Druck p mal Abstand d und liegt bei praktisch einsetzbaren Penninggasgemischen größenordnungsmäßig um 150V (100 bis 200V) . Durch entsprechende Dimensionierung der Zünd- und Aufrechterhaltungsspannung, die zusammen mit der durch die Oberflächenladung verursachten Spannung die Spannung VB erzeugen, und durch die Dimensionierung der Abstände E und e sowie des Entladungsgasdrucks p, wird sichergestellt, daß nur in den in Figur la mit 5 gekennzeichneten Bereichen Gasentladungen gezündet werden. Die Gasentladung entsteht dabei im wesentlichen entlang des gesamten Abstands E im jeweiligen Bereich 5, da nach dem Paschen-Gesetz eine Zündung nur bei ausreichender Entfernung zwischen den Elektroden möglich ist. Sinnvolle Bereiche der Parameter VB, E, e und p liegen z.B. für VB im Größenordnungsbereich von 100 bis 200V, für E zwischen 0,2 und 1mm, für e zwischen 50 und 200Äm und für den Druck p zwischen 20 und lOOkPa. Je nach Auflösung der Plasmaanzeige, ihrer Größe und des verwendeten Gasgemischs variieren diese Werte.

Die Definition der einzelnen Bildpunkte kann beim Stand der Technik, wie bisher beschrieben, allein durch die Dimensionierung der Abstände e und E erfolgen (Figur 3a) . Beim Stand der Technik hat es sich jedoch als günstig erwiesen, eine mechanische Abgrenzung durch wandartige Trennelemente, sogenannte Barrieren (Figur 3c), vorzunehmen. Die Barrieren weisen eine Höhe von etwa lOOAm auf und verhindern ein Übersprechen der Entladung von einem Bildpunkt zum benachbarten (Fehlzündungen) .

Zusätzlich wird durch die Barrieren optisches Ubersprechen der in gezündeten Bildpunkten erzeugten Strahlung verhindert, die insbesondere bei farbigen Plasmaanzeigen nachteiling ist, da sie zu Farbveränderungen führen kann.

Die Barrieren können parallel und senkrecht zur Längsrichtung der Aufrechterhaltungselektrodenpaare angeordnet werden, daß sie entweder jeden Bildpunkt vollständig umschließen oder die Paare der Aufrechterhaltungselektroden voneinander trennen.

Bei parallel zur Längsrichtung der Paare von Aufrechterhaltungselektroden angeordneten Barrieren ist ein Ubersprechen der Entladung von einem Paar zum anderen nicht möglich. Die Paare von Aufrechterhaltungselektroden 3 und 4 sowie 3' und 4', wie in Figur 3a dargestellt, können somit mit einem geringeren als dem dargestellten Abstand E angeordnet werden.

Bei senkrecht zur Längsrichtung der

Aufrechterhaltungselektroden angeordneten Barrieren ist ein Übersprechen der Entladung entlang der Paare von Aufrechterhaltungselektroden nicht möglich, weshalb auf die Variation der Abstände e und E verzichtet werden kann.

Durch die zusätzlich notwendigen Fertigungsschritte und die Verringerung der Gasbeweglichkeit in der Plasmaanzeige, wodurch der Zündvorgang verschlechtert wird, stellt die Verwendung von Barrieren einen Nachteil dar.

Bei der vorliegenden Erfindung kann auf die Anbringung von Barrieren parallel zu den Aufrechterhaltungselektroden verzichtet werden, da bei der Dimensionierung des Druckes nach dem Paschen-Gesetz, wie oben beschrieben, eine

Zündung über den Abstand e nicht möglich ist. Dadurch können die Paare von Aufrechterhaltungselektroden mit geringerem Abstand als beim Stand der Technik angeordnet werden (der Abstand kann kleiner gleich dem Abstand e sein, Figur la) , wodurch sich eine hohe Auflösung auch ohne die parallelen Barrieren ergibt.

Weiterhin können erfindungsgemäß die Aufrechterhaltungselektroden selbst als Barrieren ausgebildet werden, da eine Zündung über den Abstand e in Figur la nicht möglich ist.

Für diesen Fall ist ein Schnitt durch die Plasmaanzeige beispielsweise in Figur 7a dargestellt. Auf einem Trägersubstrat 5 sind die Zündelektroden 4 und die Aufrechterhaltungselektroden 6 angebracht. Die Aufrechterhaltungselektroden 6 weisen eine Ausdehnung senkrecht zur Oberläche des Trägersubstrats 7 auf, die im Größenordnungsbereich von lOOAm liegt. Die für die Aufrechterhaltungselektroden benötigte Dicke kann beispielsweise mittels galvanischer Verfahren, wie sie aus der Mikrosystemtechnik bekannt sind, aus Metallen oder Metallegierungen hergestellt werden.

Eine wesentliche Vereinfachung des Aufbaus wird erreicht, wenn die nebeneinanderliegenden

Aufrechterhaltungselektroden benachbarter Paare von Aufrechterhaltungselektroden zusammengelegt werden. Um weiterhin eine eindeutige Adressierung des Zündvorgangs zu erreichen, müssen die Entladungsbereiche 5, wie in Figur lc dargestellt, versetzt angeordnet werden. Entlang einer

jeden Zündelektrode A wechseln sich Bereiche mit kleinem e und großen Abstand E ab. Es wird nacheinander an die Zeilen A (Zündelektroden) die Zündspannung angelegt und die Dateninformation liegt jeweils parallel an den Spalten X und Y (Aufrechterhaltungselektroden) . Weist z.B. Die

Zündelektrode AI ein ausreichend hohes positives Potential auf, erfolgt eine Zündung wenn die

Aufrechterhaltungselektrode XI ein ausreichnd negatives Potential aufweist. Somit wird eine Gasentladung in dem mit ZI gekennzeichneten Entladungsbereich gezündet.

Wird das zur Zündung benötigte ausreichend hohe Potential immer an einer der Aufrechterhaltungselektroden X oder Y angelegt, ist damit festgelegt gegen welche der Aufrechterhaltungselektroden die Zündung erfolgt.

Durch die senkrechte Ausdehnung der

Aufrechterhaltungselektroden und ihre Verwendung als Trennelemente entsteht gleichzeitig der weitere Vorteil, daß sich die ionisierten Bestandteile des Plasmas der

Gasentladungen hauptsächlich parallel zur Oberfläche des Trägersubstrats bewegen. Dadurch wird der Ionenbeschuß eines evtl. vorhandenen Leuchtstoffs verringert, wodurch sich die Lebensdauer der Plasmaanzeige erhöht. Diese Zusammenhänge sind beispielsweise aus dem Aufsatz "Researchers Work to Endow Color PDP With HD-TV Capabilities", von H. Uchiike, erschienen in JEE NOVEMBER, 1993, Seiten 70 bis 75, bekannt. Die in dem erwähnten Aufsatz beschriebene Plasmaanzeige weist jedoch den Nachteil auf, daß auf Trennelemente insgesamt nicht verzichtet werden kann, da bei der bekannten Plasmaanzeige nur so Fehlzündungen sicher vermieden werden können.

Darüberhinaus werden die Barrieren benötigt, da die Aufrechterhaltungselektroden auf ihre Flanke aufgebracht werden. Auf den problematischen Fertigungsprozeß kann somit nicht verzichtet werden.

Da die einzelnen Entladungsbereiche 5 entlang eines jeden Paars von Aufrechterhaltungselektroden X und Y durch die Elektrodenstruktur (geringere Abstände e) nahezu voneinander getrennt sind, kann auch auf Trennelemente zwischen den einzelnen Entladungsbereichen senkrecht zur Längsrichtung der Aufrechterhaltungselektroden verzichtet werden.

Für diesen Fall sind in Figur la Abstandslinien A und B 5 eingetragen, die entsprechend in Figur 2 gekennzeichnet sind. Daraus ist ersichtlich, daß bei geeigneter Dimensionierung der Elektroden keine unerwünschten Gasentladungen außerhalb der Entladungsbereiche 5 gezündet werden können (gilt analog für Figur lc) . Geeignete Größenverhältnisse werden erreicht, wenn der größere

Abstand E etwa fünfmal so groß wie der kleinere Abstand e ist.

Wegen des geringen Abstands e zwischen den einzelnen Entladungsbereichen ist außerdem die Lichteinstrahlung von benachbarten Entladungsbereichen gering. Deshalb kann auch hinsichlich optischer Intermodulation zwischen den einzelnen Entladungsbereichen entlang eines Paares von Aufrechterhaltungselektroden auf Trennelemente verzichtet werden, so daß die Gasbeweglichkeit in Längsrichtung zu den Aufrechterhaltungselektroden nicht beeinträchtigt ist.

Werden die Leuchtstoffe für die einzelnen Elementarfarben Rot, Grün und Blau bei Vollfarbanzeigen derart angebracht, daß sich jeder Leuchtstoff für jede Elementarfarbe jeweils zwischen einem Paar von Aufrechterhaltungselektroden befindet, kann wegen der oben beschriebenen Zusammenhänge auch bei Vollfarbenanzeigen auf Trennelemente verzichtet werden. Eine Farbveränderung kann aufgrund der Leuchtstoffanordnung nicht auftreten.

Nach Abschalten der Zündspannung wird die Gasentladung entlang der Bereiche 5 zwischen den Aufrechterhaltungselektroden X und Y - wie oben ausführlich beschrieben - durch die angelegte Wechselspannung aufrechterhalten, da durch die vorherige Zündung der Gasentladung eine Vorspannung entstanden ist, wodurch für die Aufrechterhaltung der Gasentladung eine geringere Spannung als die minimale Zündspannung Vi ausreichend ist.

Durch die sich bei der erfindungsgemäßen Plasmaanzeige im Vergleich zum Stand der Technik ergebende Vergrößerung der Entladungsbereiche 5 wird insgesamt eine Erhöhung der Lichtausbeute und Helligkeit bei verbesserter Auflösung erzielt.

Um unerwünschte Gasentladungen in den Bereichen zwischen den Aufrechterhaltungselektroden mit dem geringeren Abstand e sicher zu vermeiden, kann es sinnvoll sein, die Konturen der Aufrechterhaltungselektroden 3 und 4 - wie in Figur lb dargestellt - in diesen Bereichen ohne scharfe Kanten und Spitzen auszugestalten. Dadurch werden

- 2) -

Spannungsüberhöhungen nach dem bekannten Spitzen-Effekt vermieden, die unerwünschte Gasentladungen verursachen könnten. Analog können auch die Konturen der Aufrechterhaltungselektroden X und Y nach Figur lc abgerundet werden, um den Spitzen-Effekt zu vermeiden.

Die versetzte Anordnung der Bildpunkte der erfindungsgemäßen Plasmaanzeige nach Figur lc, die auch Offsetanordnung genannt wird, weist einen erheblichen systemtheoretischen Vorteil auf. Werden bei einer

Plasmaanzeige mit rechteckigem Seitenverhältnis, üblich sind z.B. 4:3 oder 16:9, die Aufrechterhaltungselektroden X und Y parallel zur kürzeren Seite angebracht, sind im Vergleich zum Stand der Technik, bei gleicher horizontaler und vertikaler Auflösung, nur halb so viele

Zeilenelektroden (Zündelektroden) nötig, bei gleichvielen Spaltenelektroden (Aufrechterhaltungselektroden) . Bei dieser Anordnung der Elektroden müssen jedoch sowohl Aufrechterhaltungs- als auch Zündelektroden niederohmig ausgelegt sein. Dies gilt für die

Aufrechterhaltungselektroden allgemein, während kürzere Zündelektroden auch aus höherohmigem, leitfähigem Material hergestellt werden können. Eine entsprechende Anordnung mit hochohmigen Zündelektroden weist die Aufrechterhaltungselektroden parallel zur Längsseite der Anzeige auf. Dann sind im Vergleich zum Stand der Technik, bei gleicher horizontaler und vertikaler Auflösung, nur ein Drittel der Spaltenelektroden (Zündelektroden) notwendig, während die Anzahl der Zeilenelektroden (Aufrechterhaltungselektroden) um die Hälfte erhöht wird. Dadurch wird die Anzahl der benötigten Elektroden und Treiber verringert.

Zur Verbesserung des Zündverhaltens können die Zündelektroden wie in Figur lc mit Z gekennzeichnet verändert werden. Die Verwendung einer Zündelektrode ZI, die einen großen Teil der Fläche des Entladungsbereichs einnimmt, hat den Vorteil, daß die bei einem Zündvorgang erzeugte Oberflächenladung größer wird. Da Zündelektrode und eine der Aufrechterhaltungselektroden allerdings wie oben beschrieben für den Zündvorgang Kathode und Anode darstellen, ist eine beliebige Vergrößerung der Fläche der Zündelektrode und der damit einhergehenden Verringerung des Abstands zur Aufrechterhaltungselektrode nicht möglich, da ansonsten die Zündung ganz unterbleibt. Um die Vergrößerung der Oberflächenladung dennoch erreichen zu können, können die Zündelektroden asymmetrisch in den Entladungsbereichen angeordnet werden, so daß der für die Zündung nötige Abstand erreicht wird (Zündelektroden Z2 bis Z6) . Werden die Zündelektroden in den Entladungsbereichen zusätzlich mit Spitzen versehen, kann der Zündvorgang noch unterstützt werden. In diesem Fall muß das zur Zündung benötigte höhere Potential an der Aufrechterhaltungselektrode anliegen, die gegenüber der Spitzen liegt. Für die Zündelektroden Z2 bis Z6 der Zündelektrode AI also die Aufrechterhaltungselektroden Y. Bei einer spiegelbildlichen Anbringung der Zündelektroden in den Entladungsbereichen von jeweils benachbarten Spalten von Entladungsbereichen, wie für die Zündelektroden Z2 dargestellt, kann erreicht werden, daß die Zündung der Gasentladung innerhalb zweier benachbarter Paare von Aufrechterhaltungselektroden (X2, Y2 und Y2, X3) immer zusammen mit einer festgelegen

Aufrechterhaltungselektrode (hier: Y) erfolgt. Da die Zündung immer nur gegen jede zweite

Aufrechterhaltungselektrode (hier: Y) erfolgt, können die Treiber anderen Aufrechterhaltungselektroden (hier: Xx) schwächer ausgelegt werden. Darüberhinaus ist der Adressier-Vorgang bei gleicher Adressier-Frequenz doppelt so schnell möglich, da durch die Festlegung der Aufrechterhaltungselektrode für den Zündvorgang gleichzeitig an zwei Zündelektroden beim Adressier-Vorgang die Zündspannung angelegt werden kann (z.B. Zündelektroden AI und A2) .

Figur 7 stellt mögliche Ausführungsformen für den Aufbau erfindungsgemäßer Plasmaanzeigen dar und zeigt einen Schnitt, der sich über den Bereich eines Paars von Aufrechterhaltungselektroden erstreckt. Die verwendeten Bezugszeichen haben für alle Teilfiguren a) bis h) die gleiche Bedeutung. Bezugszeichen 1 und 5 dienen zur Kennzeichnung von Trägersubstraten, 2 kennzeichnet eine Leuchtstoffschicht, 3 eine Isolations- und Vergütungsschicht, 4 kennzeichnet eine Zündelektrode und 6 Aufrechterhaltungselektroden. Der jeweils eingezeichnete Pfeil deutet die Blickrichtung eines Betrachters an.

Die verschiedenen Ausführungsformen ergeben sich durch das verwendete Material der Zündelektrode, die entweder durchsichtig oder undurchsichtig sein kann, durch die

Variation der Dicke der Leuchtstoffschicht und die Art und Weise des Aufbaus der einzelnen Bestandteile der Plasmaanzeige auf die beiden Trägersubstrate.

In Figur 7a ist auf dem Trägersubstrat 1 die Leuchtschicht bzw. Leuchtschichten 2 aufgebracht. Auf dem Trägersubstrat 5 befindet sich die Zündelektrode 4, über der die Isolations- und Vergütungsschicht angebracht ist. Die an den Flanken ebenfalls isolierten

Aufrechterhaltungselektroden 6 befinden sich auf der Isolations- und Vergütungsschicht 3. Die Blickrichtung liegt auf der Seite des Trägersubstrats 5. Der Vorteil der Ausführungsform nach Figur 7a liegt in der getrennten Bearbeitbarkeit der Trägersubstrate mit dem Leuchtstoff und den Elektroden sowie der hohen Lichtausbeute, da wegen der Reflektionsanordnung eine Dicke Leuchtschicht verwendet werden kann.

Der Aufbau der Ausführungsform nach Figur 7b entspricht dem Aufbau der Figur 7a, lediglich die Blickrichtung ist vertauscht. Deshalb muß eine dünnere Leuchtschicht eingesetzt werden, weshalb sich eine verringerte Lichtausbeute ergibt. Andererseits können die Zündelektroden 3 aus einem undurchsichtigen Material hergestellt werden, weshalb beispielsweise die Verwendung eines Dickschichtverfahrens möglich ist.

In Figur 7c sind auf dem Trägersubstrat 1 die an den Flanken isolierten Aufrechterhaltungselektroden 6 angebracht, auf dem Trägersubstrat 5 die Zündelektroden 4, die Isolations- und Vergütungsschicht 3 sowie der Leuchtstoff 2. Die Blickrichtung liegt auf der Seite des Trägersubstrats 5. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, daß doe Trägersubstrate 1 und 5 getrennt verarbeitet werden können.

Der Aufbau der Ausführungsform nach Figur 7d entspricht dem Aufbau der Figur 7c, lediglich die Blickrichtung ist vertauscht, weshalb sich wegen der Verwendbarkeit einer dicken Leuchtschicht eine hohe Lichtausbeute ergibt und undurchsichtige Zündelektroden verwendet werden können.

In der Ausführungsform nach Figur 7e sind auf dem Trägersubstrat 1 die an den Flanken und der Oberfläche mit der Isolations- und Vergütungsschicht überzogenen Aufrechterhaltungselektroden 6 angebracht. Die Bereiche des Trägersubstrats, die zwischen den Aufrechterhaltungselektroden liegen sind mit einer LeuchtstoffSchicht versehen. Zwischen zwei Aufrechterhaltungselektroden wird jeweils eine der benötigten Leuchtstoffarben angebracht. Das in

Blickrichtung liegende Trägersubstrat 5 weist die Zündelektroden 4 auf. Vorteile dieser Ausführungsform sind die hohe Lichtausbeute, die getrennte Bearbeitbarkeit des die Adresselektroden tragenden Substrats 5 und die klare Abtrennung der Leuchtstoffe (R, G, B) durch die

Aufrechterhaltungselektroden, die zudem eine Verbesserung des Kontrast der Plasmaanzeige bewirken, vergleichbar mit dem aus dem Stand der Technik bekannten "Black-Matrix"-Effekt. Eine zusätzliche Steigerung der Lichtausbeute kann erreicht werden, wenn die Leuchtschicht auch die Flanken der Aufrechterhaltungselektroden, wie durch die gestrichelte Linie 6 angedeutet, überzieht.

Die Ausführungsform nach Figur 7f entspricht der Ausführungsform nach Figur 7e, mit dem Unterschied, daß die Blickrichtung vertauscht ist, wodurch die Lichtausbeute wegen der dünneren Leuchtschicht verringert

wird. Der Verringerung der Lichtausbeute kann entgegengewirkt werden, wenn wie bei Figur 6e die Flanken der Aufrechterhaltungselektroden 6 mit einer Leuchtschicht überzogen werden. Außerdem können undurchsichtige Zündelektroden 4 verwendet werden.

Bei der in Figur 7g dargestellten Ausführungsform sind alle Bestandteile der Plasmaanzeige auf dem der Blickrichtung abgewandten Trägersubstrat 1 angebracht. Auf dem Trägersubstrat befinden sich die Zündelektroden 4, darüber die Isolations- und Vergütungsschicht 3, auf der die Aufrechterhaltungselektroden 6, deren Flanken ebenfalls isoliert sind, aufgebracht sind. Die Leuchtschicht bzw. Leuchtschichten 2 sind zwischen den Aufrechterhaltungselektroden angebracht. Abgeschlossen wird die Plasmaanzeige vom zweiten Trägersubstrat 5. Neben den oben für die anderen Ausführungsformen bereits beschiebenen Vorteilen wie hohe Lichtausbeute (wird weiter verbessert, wenn die Flanken analog zu Figur 7e mit Leuchtstoff 7 überzogen werden) , weist die Ausführungsform nach Figur 7g den besonderen Vorteil auf, daß alle Prozeßschritte auf einem Trägersubstrat erfolgen.

Deshalb ergeben sich keine Probleme bezüglich Größenveränderung oder Verziehen des Trägersubstrats, wie sie durch notwendige Temperaturbehandlungen während des Herstellungsprozeß entstehen können. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die Plasmaanzeige vor dem entgültigen Zusammenbau getestet werden kann, da sich der gesamte Aufbau der Plasmaanzeige auf einem Trägersubstrat befindet.

Der Ausführungsform nach Figur 7h entspricht der Ausführungsform nach Figur 7g, durch die zusätzliche Verwendung eine Leuchtschicht 2' ist aber die Lichtausbeute erhöht. Die zusätzliche Leuchtschicht 2' ist im Prinzip bei allen dargestellten Ausführungsformen einsetzbar.

Üblicherweise werden die Trägersubstrate aus Glas hergestellt. Trägersubstrate die nicht in Blickrichtung liegen können bei reflektiven Plasmaanzeigen aus einem geeigneten undurchsichtigen Material gefertigt werden.

Als weiterer Vorteil für die erfindungsgemäßen Plasmaanzeigen nach Figur lc und 7 ergibt sich aus dem großen Querschnitt und damit niedrigen Wiederstand der Aufrechterhaltungselektroden, der die Verlustleistung verringert. Die Verlustleistung wird außerdem im Vergleich zum Stand der Technik weiter verringert, da aufgrund des durchschnittlich größeren Abstands der Aufrechterhaltungselektroden die sich ergebende Kapazität reduziert wird, wodurch auch geringere Zeitkonstanten einstellen, die eine schnellere Ansteuerung erlauben.