用于一种使用电离气体介质的寻址结构的突跳脉冲电路的制作方法

专利名称：用于一种使用电离气体介质的寻址结构的突跳脉冲电路的制作方法
技术领域：
本发明属于在使用能电离气体寻址储存元的数据储存元系统中，用于激发电离的电路领域。
公布在1990年1月23日，布兹卡等人的(“′149专利”)并转让给本申请的受让人的美国专利US4896149，公开了使用能电离气体介质的一种寻址结构。这样一种寻址结构可以用在，使用能电离气体寻址数据储存元的数据储存元所构造的系统中。这样系统的例子是平面板显示，视频摄象机，或记忆系统。
′149专利中所公开的系统有一种电极结构，其限定了多排通道，每一条通道充满一种能电离的气体。沿着这些通道的每一个的底部延伸，是一个排电极和一个参考电极。电驱动排电极作在阴极而参考电极接地，并且当电驱动排电极作为阴极时，参考电极作为阳极。当驱动特定的排电极作为阴极时，在装有排电极的持定通道中能电离的气体被电离了。一些气体原子被电离了，一些仅仅被激发而没有被电离，并且该系统的工作如同公开在′149专利中一样。
公开在′149专利中的系统的一个实施例，是一个平面板显示系统，依据行电极上提供的数据信号，改变跨接在电-光材料上的电场。对于一定的电-光材料(例如，液晶)，需要保证不是长期纯直流电场加到材料上，如果加了这样的电场，那将损坏材料的理想的电-光性质，或者可能产生其它不希望的影响(例如，液晶材料的离解)。在平面板显示系统中，通过在紧接着的图象场中，交替改变加到数据储存元上(“象素”)数据信号的极性，上述要求很好地达到了。
在这种型式的平面板显示工作中，经常发生象素不显示它们应该显示的图象。某些上述问题是由许多不同色度亮度干扰效应所引起的，其(一起解决以便减轻它们的影响)被描述在美国专利申请号07/854，145中，申请日1992年3月19日，“在电-光寻址结构中减少色度亮度干扰效应”;美国专利申请号07/958631中，“在电-光寻址结构中用于减少色度亮度干扰影响的一种适配驱动波形”申请日1992年10月9日;_，_“具有对色度亮度干扰减少的一种电-光寻址结构”申请日与此篇同时;以及_，_，“在等离子体通道中电极分路”，申请日也是与此篇同时。这些申请的每一个被转让给本申请的受让人。
然而，描述在′149专利中的一种平面板显示象素也可能因为象素在一种显然不可预示的方式中，在适当的时间没有起动，甚至根本没有起动而没有显示它们应该显示的图象。上述问题能引起平面板显示产生有不正确阴影或颜色的图象，不适当的分辨率或者扰乱了闪烁。
在使用描述在′149专利中的寻址结构的一种平面板显示工作期间，虽然需要减少或消除没有起动象素的问题。
所以，本发明的目的是消除以下这种现象，即使用公开在′149专利中的寻址结构的一种平面板显示，而后点火或不点火伴随数据储存元(象素)的能电离的气体介质，结果没有适当的图素来反映所加的数据信号。
通过提供一种改进公开在′149专利中的寻址结构，本发明解决了上述的问题并达到了前述的技术目标。对于公开在′149专利中的结构和电驱动系统，增加了一个装置(例如，一个放大器)用于将一个第三电信号或突跳脉中提供给，一个通道内的参考电极和排电极中的一个或两个。提供的突跳脉冲与第二个电信号或电离信号的要求相符合、并且与电离信号共同工作以保证，在预定放电触发延迟时间容限内电离气体介质。除了当放大器将突跳脉冲提供给参考电极的时间外，放大器将参考电极固定在一个标称电位，对其它电报来说，标称电位作为一个参考电位。
按照本发明，有许多可选择的方案用于实现改进的寻址结构。突跳脉冲可以是，并且最好是具有一种特征，即增加在通道中的排电极和参考电极间的电位差。突跳脉冲也可以是，并且最好是具有一种特征，即在预定数据获取期间，基本上不改变电光材料对数据和电离信号的响应。此处电一光材料是均方根(RMS)-相应型式(例如，一种液晶材料)，突跳脉冲可是并且最好是具有一种特征，即，在接着的图象场期间内、基本上不足以影响加到电-光材料上的RMS场。在不同的实施中，突跳脉冲加到参考电极、排电极或者加在它们两者之上。
按照本发明的一种寻址结构，也可以提供一种广谱的可供选择条件，以便将突跳脉冲提供到一个或所有的通道。为了产生没有长期纯直流电场加到电-光材料上的条件，在行电极上的第一电信号或数据信号，提供一种“关”储存元态。(例如，在平面板显示中相应于最亮的象素)，和一种“开”储存元态(例如，在平面板显示中相应于最暗的象素，一种预定灰度标值的象素，或者一种预定彩色强度的象素)。
第一电信号包括一个“关”信号，一个高电位“开”信号，以及一个低电位“开”信号。高电位“开”信号，将第1电极置于比标称电位高的电位上，而低电位“开”信号，将第1电极置于比标称电位低的电位上。对于每一个预选的“开”储存元态，高电位和低电位“开”信号，最好是具有相同的信号波形(例如50伏恒定幅值的方波)，而相对于标称电位有相反的极性。对于每一个预选的“开”态，高位和低位的“开”信号将象素置于同样的理想的显示条件下(例如，数据信号是一个高于标称参考电位的50伏信号和是一个低于标称参考电位50伏信号，其每一个相应于象素的同样黑色显示条件);另对高位和低位“开”信号，置象素在另一种理想显示条件下(例如，数据信号是一个高于标称参考电位25伏的信号和低于标称参考电位25伏的信号，其每一个相应于象素的同样灰度标显示条件)。
在连续的图象场中提供产生“开”储存元态数据信号，以这样一种方式，从而在两个紧接着图象场中，不提供高电位“开”信号，并在两个紧接着图象场中不提供低位“开”信号，作为例子，在两个可选择的图象场中;(a)一个高电位“开”信号和“关”信号;(b)一个低电位“开”信号和“关”信号，选择一个提供数据信号。
在一种频谱状态中，可以传送具有这样的数据信号的实跳脉冲，包括将突跳脉冲仅仅加在一条通道中，在此状态中最有利于延迟或不触发下一个象素，以便将突跳脉冲加到在每一个图象场中的每一通道中。
本发明的其他目的和优点，可以从以下结合附图对在发明最佳实施例所作的详细描述中明显地看出。


图1表示显示面板的显示表面，以及描述在′149专利中的一种显示系统所伴随的驱动电路前视图。
图2是局部放大的等角图，其表示从图1左侧来观察描述在149专利中形成显示面板的多层构件。
图3是带有部分剥开的局部放大的前视图，以表示图2显示面板内部不同深度位置视图。
图4是沿图3上的线4-4取的放大剖面图。
图5是沿图3上的线5-5取的放大剖面图。
图6是一个等效电路、对于显示系统等离子体象个开关一样工作，作为一个示范排接收数据选通脉冲，以及三个示范数据行接收数据驱动信号。
图7表示在触发电离信号之后，排电极(阴极)对于参考电极(阳极)的电位和电流，作为时间函数的图形。
图8表示放电触发延迟，作为排电极(阴极)和参考电极(阳极)之间所加电位函数的图形。
图9-14是选定通道的局部、截面、部分草图，表示将电位加到参考电极(阳极)，排电极(阴极)以及行电极上，并且表示在选定选道内一定的电荷分布。
图9描绘了在获取有参考电极(阳极)标称电位同样电位的数据信号之后，即时的图象场中选定通道的状况。
图10描绘了紧接着图9场并且在以标称电位相同的电位数据信号触发等离子体放电或数据获取之前，图象场中选定通道的状况。
图11描绘了在获取比标称电位更低的数据信号之后，即时的图象场中选定通道的状况。
图12描绘了紧接着图11场并且在以比标称电位更高的电位数据信号触发等离子体放电或数据获取之前，图象场中选定通道的状况。
图13描绘了在获取比标称电位更高的数据信号之后，即时的图象场中选定通道的状况。
图14描绘了紧接着图13场并且在以比标称电位更低的电位数据信号触发等离子体放电或数据获取之前，图象场中选定通道的状况。
图15表示在施加电离信号没有产生电离时并且也当按照本发明施加一个突跳脉冲以便产生电离时，在引入电离信号之后排电极(阴极)对于参考电极(阳极)电位作为时间函数的图形。
参照图1-6的以下讨论，是基于“149”专利提供的背景技术用来描述本发明。以下讨论中所用图的标号是与本说明书的标号同样的。
图1表示一个平面板显示系统10，其是提供寻址结构并实现“149”专利寻址方法的第一个实施例。参照图1，平面板显示系统10包括一个有显示表面14的显示面板12，而显示表面14装有一种由标称上相同的数据储存直角平面阵列，或由垂直和水平方向相互分离预定距离的显示元16所构成的模式。在阵列中每一个显示元16表示安排在垂直行的细的、窄的电极18和安排在水平排的长的、窄的通道20相互重叠部分。(此后电极18称为“行电极18”)在每一排通道20中，显示元16表示一行数据。
行电极18和通道20的宽度决定有直角形状的显示元16的尺度。将行电极18布置在第一个不导电的光学上透明基底的主表面上，并将通道20刻在第二个不导电的光学上透明基底的主表面内，以下将进一步予以描述。本领域的普通技术人员将清楚一定的系统，例如，无论是直观还是投射型的反射显示将只需要一个基底在光学上是透明的。
行电极18接受通过数据驱动器或驱动电路24的各个输出放大器22(图2-6)，在平行输出导线22′上产生的模拟电压型数据驱动信号，并且通道20接受通过数据选通或选通装置或选通电路28的各个输出放大器26(图2-6)，在平行输出导线26′上产生的电压脉冲型数据选通信号。每个通道20装有一个参考电极30(图2)，将每个通道20共同的参考电位和数据选通28，加到参考电极上。
为了在显示表面14的整个域上合成图象，显示系统10使用了一个扫描控制电路32，用其来协调数据驱动器24和数据选通28的功能，使得在排扫描的方式中，对显示面板12的所有行的显示元16，一排一排地寻址。显示面板12可以使用不同型式的电-光材料。例如，如果使用一种改变入射光线33的极性状态的材料，那么显示面板12定位在一对光极化过滤器34和36之间(图2)，过滤并结合显示面板12一起改变通过它们光传播的亮度。然而，使用散射液晶单元作为电-光材料，将不需要使用极化过滤器34和36。可以将一个滤色器置于显示板12之内，以产生可控颜色强度的多彩图象。对于投影显示，通过使用三个分离的单色面板10、其每一个控制一种基本颜色、也能得到彩色图象。
参照图2-5、显示面板12装有一种寻址结构，其一般包括由一层电-光材料44和一薄层压电材料46分开的，一对平面电极结构40和42。而电光材料可以是例如向列的液晶，压电材料可以是例如玻璃、云母或塑料。电极结构40由玻璃压电基底48构成，其置于它的内表面50的氧化铟-锡的行电极18之上，而行电极是光透明的，以构成一种裸露图形。相邻对的行电极18彼此分离一个距离18，其限定了在一排中下一个相邻显示元之间的水平间距。
电极结构42由玻璃压电基底54组成，梯形截面的多通道20刻在基底的内表面56中。通道20有由内表面56测量到基底部分60的深度58。每一条通道20有一对薄的、窄的、沿通道基底部分60延伸的镍电极，和一对由基底60向内表面56方向发散的内侧壁64。通道20的参考电极30连接到一个共同的参考电位，如图所示其可固定到地电位。通道20的电极62连接到数据选通的各自的输出放大器26上(三个和五个放大器分别表示在图2和图3中)。(此后，电极62称为“排电极62”)为了保证寻址结构的正确工作，最好将参考电极30和排电极62分别地连接到，在显示面板10相对两侧上的参考电位和数据选通28的输出26′上。
在相邻通道20之间的侧壁64，限定了许多支撑结构66，其顶表面56支撑压电材料层46。相邻的各通道间隔为每个支撑结构66的顶部宽度68，该宽度68限定了在一行中下一个邻近显示元16之间的垂相间距。行电极18和通道20的重叠区域20限定了，在图2和3中虚线所示的显示元16的尺度。图3更清晰地表示显示元16阵列和它们之间垂直和水平的间距。
距离52是典型地比行电极18的宽度小许多。相邻通道20之间的倾斜侧壁给定距离68，其是典型地比通道20宽度小许多。行电极18和通道20的宽度是所希望的图象分辨率的函数，其通过所加显示给定。希望使距离52和68尽可能的小。在现代显示面板12的模式中，通道深58是1/3通道宽。
每条通道20充满一种能电离的气体，最好是一种含有氦的气体，其理由以下将予以解释。压电材料层46的功能是在通道20之内所含有能电离的气体和液晶材料层44之间，作为一种绝缘阻档层。然而，没有压电层46将使得液晶材料可以流入通道20，又可以使能电离的气体污染液晶材料。显示面板使用固体或密封的电-光材料时，可以省去压电层46。
显示面板12的工作原理是(1)每一个显示元16，对于加到构成显示元一部分的行电极18的模拟电压来说功能上是作为一个取样电容器;(2)而电离气体功能上作为一个取样开关。图6是以下显示系统10工作情况解释所涉及的等效电路。
参照图6，显示面板12的每一个显示元16可以模拟成一个电容器80(此后，称为“电容器模型80”)，其顶板82表示一个行电极18(图2)和其底板86表示压电层46的自由表面88(图2)。电容器模型80表示由行电极18和选道20重叠区域所构成的电容液晶元。在这里显示系统10工作的描述，涉及到电容模型80。
按照基本寻地程序，数据驱动器获取第一行数据，其表示在预定的持续时间间隔内，模拟数据信号随时间变化电压的分离抽样。在时间间隔内的特定情况下数据抽样值，表示接收选通脉冲的排电极62在相应行位置中，加到电容模型80上的模拟电压值。数据驱动器24在其输出导线22上，产生的模拟电压加到行电极18上。在图6中，数据驱动器24的输出放大器22的四个范例，将相对于参考电极30正极性的模拟电压，传送到它们连接的各自一行电极18上。在行电极18上加的正电压，在压电材料层46的自由表面88上(图2)感生实质上等于所加电压值的一个电压。上述状况没有引起跨接电容器模型80的电位差的改变，并且在图6中用顶板82和空白的(没有阴影部分)底板86来表示。
在上述情况中，在通道20中所装有的气体是在非电离状态，而且在电容器模型80的板82和86上产生的模拟电压，相对于通道中的参考电极的电压电位是正的。无论什么时候，数据选通28在位于通道20内的排电极62上，产生一个足够幅度的负走向电压脉冲时，而通道中的气体表现为电离状态(也就是说成为等离子体)。排电极接受选通脉冲的通道20，在图6中以里的粗线表示。在这种状况下，地参考电极30和选通排电极62，对于在通道20内所装有的等离子体来讲，将分别起到阳极和阴极的作用。
在等离子体中的电子，中和了在电容器模型80的底板86上感生的正电压。在选通排中，电容器模型80被充以跨接它们所加的数据电压。上述状况，在图6中以有空白表面的顶板82和有划线表面的底板86来表示。在完成跨接电容器模型80的数据电压的储存，在选通通道20的排电极62上，数据选通28终止在选通通道20的排电极62上的负走向电压脉冲，由此结束选通脉冲并消除等离子体。
以同样方式，选通每一个排电极62，直到完全寻址了整个显示表面14为止，由此储存了数据图象场。储存在选通排中的每一个电容器模型80上的电压，保持时间至少象图象场持续时间一样长，并且几乎独立于，随后加到电容器模型80顶板82上的，数据电压变化。依据表示下一个接着的图象场的显示数据的模拟数据电压，跨接在每一个电容器模型80上储存的电压发生变化。
在显示系统10中，其图象场是一种非交错格式，在下一个接着的图象场中，加到行电极18的模拟数据电压是相反的极性。从一个图象场到下一个图象场在正和负极性间交替，提供长期的零线直流电压，其典型地需要液晶材料长期工作。依据所加模拟电压数据的均方根(rms)值，液晶材料产生灰度标效应。所以，产生的图象显示不受模拟电压数据极性交替改变的影响。
在显示系统10中，其图象场是一种交错格式，在下一个接着图象帧中，加到行电极18上的模拟数据电压是相反的极性，得到长期的零纯直电压，每一个图象帧包括两个图象场，其每一个由可寻址行的半数组成。
以上的描述表明在每一通道20内的可电离气体象电子开关90一样工作，它的接触位置作为数据选通28所加电压的函数，在导通和不导通状态间变化。表示在图6中开的位置上的开关90，连接到参考电极30并且通过加到排电极62上的一个选通脉冲予以驱动。没有选通脉冲，通道20内的气体是在非电离状态，由此是在非传导状态。表示在图6在闭合位置的开关90，连接到参考电极30，并且通过加到排电极64一个选通脉冲所驱动，而其值导致在通道20内的气体处在一种电离状态，从而在一种传导状态。在图6中，表示在数据选通28的三个输出放大器26的中间的放大器26，选通一个排电容模型80，跨接在它们上建立并储存显示数据电压。
作为开关的功能，在电极结构40之下通道20内的可电离气体，接通了压电材料层46，提供了从压电材料层46到参考电极30的电传导路程。在排电极62接受一个选通脉冲的通道20中的等离子体，对于位于邻近等离子体的表示液晶材料部分的电容模型80，提供接地途径。上述情况允许电容器模型80抽样加到行电极18上的模拟数据电压。消除等离子体起到排除传导路径的作用，从而使数据抽样保持在显示元上。跨接液晶材料层44储存的电压，保持到在接着的图象场中跨接层49产生表示一新行数据的电压为止。以上描述的寻址结构和技术、对于每一个显示元16，提供实质上100%工作循环信号。
图7-8的每一张图涉及在图1-6中所描述的平板显示系统中的一个选定通道20′(图9-14)。通道20′具有近似平的半球形截面，其是用通常的光学构图和蚀刻技术，企图产生表示在图1-6中通道20最佳梯形截面的实际结果。如图9-14所示，通道20′在较低的电极结构42′和压电材料54′中构成，而且装有参考电极30′和排电极62′。关于通道20，参考电极30，较低的电结构42、压电材料54、底部分60以及排电极62的先前讨论，只要用同样的标号加一撇则适应用于相应的构件。在电-光材料44是液晶时，压电层46最好与电极结构40的内表面50分离。(像描述在美国专利申请号为_，_中的一样，用于电-光寻址结构中的隔离层，申请日与此篇同时并转让给本申请的受让人。)在图7-8的每张图中通道20′装有280毫巴压力的氦，参考电极30′和排电极62′具有铬的表面，其每一个是75微米宽(.003吋)和2微米厚(近似.0001吋)而且分离200微米(.008吋)，通道深度是150微米(.006吋)，通道的顶宽是450微米(.018吋)，通道与通道的间距近似508微米(.02吋)，并且通道的活性部分长度(也就是低于数据电极18的部分)近似是3.5吋。图7-8取的范例某些参数值，表示在以下讨论的括弧中。图15定性地表示这样一个响应系统，即对施加第2个电信号或选通脉冲或电离信号与突跳脉冲相结合的系统。
图7是在排电极(阴极)62′和参考电极(阳极)30′之间的电位和电流，在第2个信号或选通脉冲或通道20′的电离信号触发之后，作为时间的函数的图形。短时间之后，相对于参考电极30′的排电极62′的电位，达到最大的幅度值(-400伏)，在通道20′中的气体介质被电离了，而且排电排62′和参考电极30′之间的电流，很快地上升到峰的最大值(80毫安)。在触发电离信号和排电极62′和参考电极30′间的电流最大值之间的时间间隔，确定通道20′的放电触发延迟。提供了电流限制电路，以限制排电极62′和参考电极30′之间的电流到一个预定的水平。在电流限制电路完全起作用后(5微秒之后)，由排电极62′到参考电极30′的电流被限制了(在此例中，限制到40毫安)，而且参考电极30′到排电极62′之间的电位差减少了(在此例中，减少到-270伏)，以保持电流;如此限制的电流和电压，保持一定时间长到足以在跨接电-光材料44上，建立所希望的电场，以便在行电极18上稳定它的收集数据信号。在通道20′中，不再需要放电时，排电极62′的电位返回到参考电极30′的电位。(在图7或15中没有示出)图8表示放电触发延迟，作为加在参考电极(阳极)30′和排电极(阴极)62′之间的电位的函数，加更高的电位就有更短的放电触发延迟。对于一个平面显示面板10，工作在视频速率，典型地每秒60个图象场，放电触发延迟时间理想的工作范围是0-2微秒。对于图8特定的例子，达到放电触发延迟在0-2微秒范围，需要在排电极62′和参考电极30′之间施加近似370伏或更高的电位。如果从排电极62′到参考电极30′的电位，小于370伏左右，那么放电触发延迟很快地上升到，对视频速率应用不能容许的水平。
通过伴随显示元16，在自由表面88上的行电极18所加的数据信号，感生的电荷分布，影响在排电极62′和参考电极30′之间电离气体介质所经受的电场。结果，将同样电离信号加到排电极62′上，对于行电极18上每一种电荷分布，能产生不同的放电触发延迟(图7-8)。如上所述，当行电极18上的信号，相对于在通道20′中参考电极的标称电位，极性改变时，上述问题变得特别尖锐。
图9-14是选定等离子体，放电通道20′的局部的，截面的，部分的草图，表示加到参考电极30′、排电极62′以及行电极18上的电位，以及存在表面88上的电荷分布。图10、12和14的每一个图，仅仅表示在通道20′工作中一个特定的时间，如上面所讨论的，参考电极30′和排电极62′之间的电位和电流，跟随以上图7讨论的模式，在这期间，在图象场中寻址通道20′，其将参考电极30′和排电极62′之间的电压和电流成为零时结束，如图9、11和13所示。
在图9-14的每一张图中，参考电极30′连接到放大器100上，其将参考电极30′保持在一个标称电位(除了在提供一个突跳脉冲时，如在下面图14-15中所描述的那样)。对于在行电极18和排电极62′上的电信号，该标称电位作为参考电位。
在一个图象场期间，即使可以从一个图象场变到接着的图象场，在此将标称电位认为是恒定值并且定为零伏。在一个例子中，对于行电极18的输出放大器22，有能力提供数据信号在一个幅度范围(例如50伏)是更为经济，而不是能提供在一个参考值上的幅度范围(例如0到+50伏)和在一个参考值之下的幅度范围(例如0到-50伏)之间的数据信号。在驱动系统中使用更为经济的输出放大器22，具有以上讨论的交替极性的型式，参考电极30′的电位是0伏，对于图象场其中行电极18驱动到比参考电极30′更高的电位，和参考电极30′的电位是+50伏，对于图象场其中行电极驱动到比参考电极30′更低的电位。在以前的图象场中，0伏的数据信号产生一个“关”储存元态。而+50伏的数据信号，产生一个“开”储存元态。为了简化，在此进行的讨论，只是参考在每一个图象场中的参考电极30′取作0伏的标称电位。
多种因素，例如引起色度亮度干扰的杂散电容，可以使感生的电位储存在象素的层44和46中，使得在一个图象场期间偏离常数值。这样的因素最好是减少或消除，所以，在此进行的讨论是基于在图象场期间储存电位基本上是常数。
参考图9，一个电路装置或放大器100控制参考电极30′的电位，其没有象图1-6的参考电极30那样直接和地连接。放大器100可以取参考电极30′接地电位，或者象以下结合图14-15将要描述的那样传送一个突跳脉冲。当放大器100不传送一个突跳脉冲时，它保持参考电极30′在此涉及的其它电位的标称电位。
为了在跨接液晶材料44上得到纯零长期的直流电压，在行电极18上的数据信号，相对于标称电位在接着的图象场中极性交替改变。对于每一个数据储存或显示元16，数据信号提供了以上描述型式的“关”和“开”储存元状态之一。(此后称为“开态”和“关态”)。最好，“关”和“开”态分别表示跨在液晶材料44上有和没有电场。作为例子，“关”和“开”态在显示图象中，分别相当于最亮的图素和最暗的图素或灰度标图素。
放大器100对显示元16提供“关”态和至少一预选定的“开”态的电信号。这些电信号最好是和以上所描述的系统一致，并且在部分限定显示元16的通道20′中在气体介质电离之前提供。
图9描绘了在获取具有和标称电位相同的电位的数据信号之后，也就是数据信号是一个“关”信号，在一个图象场N中通道20′的状况。因为在行电极18和参考电极30′之间没有电位差，又因为在数据获取时间之后而在场N结束之前，排电极62′回复到标称电位，所以表面88不带电荷。在数据获取之后，通道20′不存在电场，结果通过放电消失后保留在气体介质中的离子和电子，又通过放电消失后保留在气体介质中的中性，亚稳态原子和/或分子(“亚稳态”)(最好是原子，更佳的是惰性气体原子，最佳的是氦原子)产生的离子和/或电子，在通道20′中电离气体介质并在曝露于通道20′的表面中重新分布电荷。亚稳态在激发态中有一个电子，而该电子不能通过发射电磁辐射，从激发态跃迁到较低能级态(例如，氦亚稳态是19.6电子伏)。结果，在物理系统中，典型的亚稳态有相对长的衰变时间。所以，亚稳态对于通过例如碰撞过程产生离子和电子，是一个位能库。
在第2个电子信号(阴极电位)加到排电极62′之后而在等离子体触发之前，在紧接着图9的图象场N的图象场N+1中。图9的通道20′的状况在图10中予以描绘。放大器100对行电极18提供一个“关”的信号，第2个电子信号将排电极62′驱动到比标称电位更低的电位上，并且放大器100将参考电极30′保持在标称电位上。所以，在通道20′中的气体介质，经受从参考电极30′到排电极62′的一个完整的没有畸变的电位差(例如，-400伏)。如图8所示，上述情况在所希望的工作范围内，产生一个放电触发延迟。如果加到排电极62′的第二个电子信号，相对于标称电位有适当的幅度，在显示元16经受一个“关”的数据信号，因此，接着图象场不难于在需要的时间内有电离触发的状况中。
图11描绘了在获取一个比标称电位(例如，-50伏)低的“开”信号的数据信号。在电离已经结束时，排电极62′回到标称电位，并且数据电极电位保持常数值直到电离的离子和亚稳态完成衰变。参考电极30′保持在标称电位上。作为在图象场N中的通道20′内的气体介质电离的结果和通过在气体介质中电子或离子在曝露到通道20′的表面中电荷的重新分布的结果，表面88带有正电荷102。电荷重新分布的纯效果是在通道20′的内部没有电场。
在第二个电信号加到排电极62上之后而在等离子体触发之前，在紧接着表示在图11的图象场N的图象场N+1中选定通道20′的状况，在图12中予以描绘。放大器100对行电极18提供一个比标称电位(例如+50伏)更高的电位“开”信号，第2个电信号将排电极62驱动到比标称电位(例如-400伏)更低的电位上，并且放大器100将参考电极30′保持在标称电位上。因此，在通道20′中气体介质经受跨在由表面88直接到排电极62′路径上的电位差，其量大于由参考电极30′到排电极62′的电位差，这是因为表面88的电位离子标称电位。因此，正电荷102影响在通道20′中的气体介质内的电场，使得在图12表示的条件下气体介质电离，比在图10表示的条件下更容易。给定跨在气体介质的电位超过在参考电极30′和排电极62′之间的电位差，表示在图12的条件比表示在图10的条件产生甚至更小的放电触发延迟(图8)。因此，在数据信号是高电位“开”信号的一个图象场N+1，紧接随着数据信号是低电位“开”信号的一个图象场N时，比在具有数据信号是“关”信号的图象场紧跟随着也具有数据信号是“关”信号的图象场时，电离发生的更容易。
这样有利的结果，不总是能得到的，如在图13-14所示。图13描绘了在获取高电位(例如+50伏)“开”数据信号之后，在图象场N中选定通道20′的状况。当电离结束时，排电极62′回到标称电位，并且在数据电极的电位保持常数直到离子和亚稳态由电离完成衰变为止。参考电极30′被固定在标称电位上，作为在图象场N中通道20′内气体介质电离的结果，在行电极18上高电位“开”信号的措施的结果，以及象在图11所描述的电荷重新分布，使通道20′内部没有电场的结果，表面88带有负电荷104。
图14描绘了紧接着表示在图13中图象场N在图象场N+1中选定通道20′的状况，这是在第2个电信号加到排电极62′之后而在等离子体触发之前。放大器100对行电极18提供了比标称电位低的“开”信号的数据信号(例如，-50伏)，第2个电信号将排电极62′驱动到比标称电位(例如，-400伏)更低的电位。如果放大器100将参考电极30′保持在标称电位(在图14中没有表示状况)，象图10和12所示，那么在通道20′中的电场将与在通道20′中易于电离的气体介质发生干扰。似乎在这样一种情况中，负电荷104和在行电极18上低电位的“开”信号;压缩或“收缩”在通道20′中的电力线朝向底表面60′，以便趋向阻止或延迟在通道20′中气体介质的起始电离。因此，在图14所示的情况下负电荷104使气体介质电离比在图10所示情况下更困难，而比在图12所示的情况困难多得多。这种情况产生放电触发延迟(图8)大于图10所示条件放电触发延迟。
通过在输出放大器100上提供第三个电信号或突跳脉冲，在时间上符合加到排电极62′上的第二个或偏压信号，本发明解决了上述问题，突跳脉冲与偏压信号合作，在通道20′中在预定放电触发延迟时间容限内，引起气体介质的电离(例如，如图8所示，在2毫秒内)。通过增加在参考电极30′和排电极60′之间的电位差，突跳脉冲可得到上述结果。对参考电极30′可以提供突跳脉冲(例如+100伏的脉冲)，或者对于排电极62′可以提供突跳脉冲(例如，未示出，加-100伏的脉冲)，或者可以提供多重的信号既提供给参考电极30′又提供给排电极62′(例如，未示出，给参考电极一个脉冲+50伏和对排电极62′加脉冲-50伏)，最好，突跳脉冲没有实质地改变或不利地影响液晶材料44对加到排电极62′的偏压信号的响应，或者对加到行电极18的数据信号的响应。
突跳脉冲的特征取决于通道20′的深度和参考电极30′和排电极62′在通道中的相对位置，其影响电荷在表面88上的分布程度，或者当偏压加到排电极62′上时，在行电极18上的信号影响通道20′中的电场。突跳脉冲的特征也取决于电-光材料44所使用的材料，还取决于许多因素特别是曝露在20′通道中的材料，包括参考电极30′和排电极62′曝露表面发射能力。同时，突跳脉冲具有使所有型式的交扰的总效应，落入允许范围内的特征。而突跳脉冲的特征在于减轻任何交扰的影响，例如在共同待审批的申请中所描述方式。
当在图象场N中高电位开信号和图象场N+1中低电位开信号，是最大幅度的开信号时(例如幅度是50伏，它是在数据信号中最高的幅度)，表示在图14的是最难电离的条件。在这样的条件和表示在图10的中性条件之间有一个中间条件范围，其中电离大于在图14所示条件下，而小于在图10所示条件下。这些条件包括(1)在图象场N中一个高电位“开”信号跟随着在紧接着图象场N+1中一个“关”信号;(2)在图象场N中一个“关”信号跟随着在紧接着图象场N+1中低电位“开”信号以及(3)包括类似于图14中表示的条件，灰度标“开”信号，和对于前述条件(1)和(2)的多种条件的结合。似乎上述的难于触发等离子体放电的不同条件的任何顺序，取决于上述的影响突跳脉冲挑选的因素。如果用上述的中间条件碰到放电触发延迟问题，那么通过施加一个突跳脉冲是可以解决的，而突跳脉冲的特征是以解决如图14所示的大幅度“开”信号的这样问题。
放大器100可以在各种各样的选择时间上提供突跳脉冲，其主要的不同在于突跳脉冲所具有的频率上，和需要传送突跳脉冲的复杂的电路。放大器100将突跳脉冲加到(1)在图象场中的任何特定通道，其中通过特定通道部分限定至少一个数据储存元，第一个电信号是低电位“开”信号并且在紧接着图象场中，是一个高电位“开”信号;(2)在图象场中的任何特定通道，其中通过特定通道部分限定至少一个数据储存元，第一个电信号是低电位“开”信号;(3)在图象场中的任何特定通道，其中通过特定通道部分限定至少一个数据储存元，在紧接着的图象场中，第一个信号是高电位“开”信号;(4)在任何图象场中的基本上所有的通道，其中任意的第一电信号是低电位“开”信号;(5)在任何图象场中的基本上所有的通道，其中通过特定的通道部分限定至少一个数据储存元，在紧接着图象场中第一个电信号是高电位“开”信号;或(6)在基本上所有的图象场中的基本上所有的通道，在不紧接着图象场中，任何第一个电信号是低电位“开”信号。最后，在广泛的使用突跳脉冲中，放大器100将突跳脉冲提供到在基本上所有的图象场中，基本上所有的通道。
通过考虑这样的因素如加到突跳脉冲的所希望的频率;能允许的预定放电触发延迟时间容限;以上叙述的影响突跳脉冲选择的因素;以及构成第二个电信号或加到排电极62′上的偏压信号，普通技术人员可以很容易地在这些传送突跳脉冲的方案中进行选择。
能够容许将突跳脉冲提供给在每一个图象场中的每一通道的地方，它也可以容许将多通道(例如在有480通道的电-光显示中，40通道)连接到一个放大器100上，并且由该放大器提供一个突跳脉冲，只要连接放大器的任何一通道接受突跳脉冲。上述的替换能很大地减少放大器的数目;对于连接到放大器的通道提供突跳脉冲的缺点是通道没有电离，因此，在参考电极30′和排电极62′间没有电离信号。
图15定性地图示了在图7-8的显示通道20′中引入第二个信号或选通脉冲或电离信号之后，在参考电极(阳极)30′和排电极(阴极)62′之间的电位作为时间的函数。在图15中的虚线表示当在通道20′中的气体介质在加了电离信号没有电离时，电离信号电压波形的例子;如果没有施加突跳脉冲，那么例如在图13-14所示的条件下能够发生上述电离的失败。图15的实线106表示突跳脉冲加到参考电极30′上的一个例子。突跳脉冲106，相对标称电位大约是+100伏而持续时间近似是2微秒。突跳脉冲与电离信号一起工作，使在通道20′中的气体介质产生电离。实线108表示在排电极62′和参考电极30′之间的最终电位。
数据获取时间是一个足以保证在行电极18上的信号，完全跨在电-光层44和压电层46上的时间。尽管表示在图15近似是5微秒，而实际的时间可以更短，可能小于1微秒。实际时间是电离必须持续以保证产生足够的离子、电子和亚稳态来保证正确的数据获取。图15所表示的数据获取时间，近似于触发电离后限流电路稳定参考电极30′和排电极62′之间的电位和电流所须的时间。电离必须持续以保证产生足够的离子、电子和亚稳态来保证正确的数据获取，这种时间不是必须的。
很清楚对于本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的原则下，可以对在此描述的本发明特定实施例的细节做出多种改变。所以本发明的范围只决定于下列的权利要求。
权利要求
1.一种具有多个光图形数据储存元的能寻址的电-光系统，包括一个第一个基底支撑在一个主表面上，由此多个非重叠的第一电极，延伸在第一个方向上，一个第二个基底具有许多非相交的通道，其沿着一个主表面由此延伸在第二个方向上，每一条通道包含一种能电离的气体介质并具有多个第二电极之一和多个参考电极之一，而参考电极沿着通道长度的基本部分延伸，第一个和第二个基底是面对面地布置并且用第一个方向横列到第二个方向上把其隔开以限定第一电极和通道的重叠区，一层有电-光性质的材料，位于第一和第二基底之间，该层电-光材料和重叠区限定多个光图形数据储存元，其有选择地储存在一个图象场，典型地表示第一电极所携带的非均匀的光图象信息，第一装置用于将第一电信号提供给第一电极，和第二装置用于将第二电信号提供给第二电极，第一和第二装置在每一个接着的图象场中，分别把第一和第二电信号符合地加到每一个储存元，只有一次，以使伴随着储存元的主体产生电离，并改变储存元所伴随层的区域，响应第一电光信号的电-光性质，以及第三装置用于对位于选择的一个通道中的，一个选择的第二和参考电极，提供一个第三电信号，在时间上符合于将第二电信号加到选定的第二电极上，第三电信号与第二电信号共同工作，以使在预定的放电触发延迟时间容限内，在选定的道中产生气体介质的电离。
2.按照权利要求1所述的一种能寻址的电-光系统，其中第三电信号增加在选定的第二和参考电极之间的电位差。
3.按照权利要求1所述的一种能寻址的电-光系统，其中第三电信号在预定的数据获取时间中，基本上不改变电-光材料对第一和第二信号的响应。
4.按照权利要求1所述的一种能寻址的电-光系统，其中第三装置将第三电信号加到选定的参考电极上。
5.按照权利要求1所述的一种能寻址的电-光系统，其中第三装置将第三电信号加到选定的第二电极。
6.按照权利要求1所述的一种能寻址的电-光系统，其中第三装置将多个第三电信号加到选定的参考和第二电极上。
7.按照权利要求1所述的一种能寻址的电-光系统，其中电-光材料是均方根相应型式，并且第三电信号、在接着的图象场期间基本上不足以产生、加到电-光材料上的均方根场。
8.按照权利要求1所述的一种能寻址的电-光系统，其中电-光材料包括一种向列的液晶材料。
9.按照权利要求8所述的一种能寻址的电-光系统，其中第二基底包括多个支撑结构限定的通道、并且更包括布置在第一和第二基底间的一层压电材料，将液晶材料与能电离的气体介质分离，并且与支撑结构共同分离在相邻通道中的能电离的气体介质。
10.按照权利要求1所述一种能寻址的电-光系统，其中选择的参考电极具有标称电位，第一电信号提供一个“关”储存元态和一个预定“开”储存元态之一，第一电信号包括一个“关”信号，一个高电位“开”信号，和一个低电位“开”信号，“关”信号提供储存元在“关”储存元态中，高电位和低电位的“开”信号提供储存元在预定“开”储存元态中，高电位“开”信号置于第一电极上，其电位比标称电位高，低电位“开”信号置于第一电极上，其电位比标称电位低，第二电信号置于选定的第二电极上，其电位比标称电位低，以便在通道中产生电离，和在一个图象场中，第一电极不接受一个高位“开”信号，在紧接一个图象场中，第一电极接受高位“开”信号，并且第一电极在一个图象场中，不接受一个低位“开”信号，在紧接着一个图象场中第一电极接受低位“开”信号。
11.按照权利要求10所述一种能寻址的电-光系统，其中将第三电信号加到在一个图象场中的任何特定通道上，通过该特定通道部分限定至少一个数据储存元，第一电信号是一个低位“开”信号并且在紧接着图象场中是高电位“开”信号。
12.按照权利要求10所述一种能寻址的电-光系统，其中将第三电信号加到一个图象场中的任何特定通道上，通过该特定通道部分限定至少一个数据储存元，第一电信号是一个低电位“开”信号。
13.按照权利要求10所述一种能寻址的电-光系统，其中将第三电信号加到一个图象场中的任何特定通道上，通过该特定通道部分限定至少一个数据储存元，在紧接着的图象场中第一电信号是一个高电位“开”信号。
14.按照权利要求10所述一种能寻址的电-光系统，其中将第三电信号基本上加到任何图象场中所有的通道，任何第一电信号是一个低位“开”信号。
15.按照权利要求10所述一种能寻址的电-光系统，其中将第三电信号基本上加到任何图象场中所有的通道，通过特定的通道部分限定至少一个数据储存元，在紧接着的图象场中，第一电信号是一个高电位“开”信号。
16.按照权利要求10所述一种能寻址的电-光系统，其中将第三电信号基本上加到基本上所有图象场中所有的通道，该所有图象场不是紧接着的图象场，任何第一电信号是低电位“开”信号。
17.按照权利要求10所述一种能寻址的电-光系统，其中将第三电信号基本上加到基本上所有图象场中所有的通道上。
18.按照权利要求10所述一种能寻址的电-光系统，其中“关”信号是标称电位。
全文摘要
使用一种能电离气体介质的寻址结构，具有多个非交叉的在第一方向上延伸的并且充满能电离气体介质的通道。每条通道装有一参考电极和一排电极。一个放大器将一个突跳脉冲，提供给在通道中的第一和第二电极中和一个或两个，在时间上与将第二个电信号加到第二电极上相一致。突跳脉冲和第二电信号共同工作，在预定的放电触发延迟时间容限内，以促进气体介质的电离。
文档编号G09G3/36GK1109195SQ9410326
公开日1995年9月27日 申请日期1994年3月4日 优先权日1993年3月4日
发明者J·S·穆尔, K·J·伊尔西辛 申请人:特克特朗尼克公司