專利名稱：等離子通道中的電極分路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件構(gòu)成的系統(tǒng)中的電極結(jié)構(gòu)組件進(jìn)行操作的電路和方法，且所述系統(tǒng)用可電離氣體來確定這些存儲(chǔ)元件陣列的地址。
1990年1月23日授予Buzak等人且已轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)受讓人的美國專利4，896，149(“｀149專利”)公開了一種使用可電離氣態(tài)介質(zhì)的尋址結(jié)構(gòu)。這種尋址結(jié)構(gòu)可用于由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件構(gòu)成的系統(tǒng)，而該系統(tǒng)是利用可電離氣體確定這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件的地址的。這種系統(tǒng)的實(shí)例包括平面顯示器，攝像機(jī)或存儲(chǔ)系統(tǒng)等等。
｀149專利中公開的系統(tǒng)具有電極結(jié)構(gòu)組件，該電極結(jié)構(gòu)組件具有多排通道，每個(gè)通道中都充有可電離氣體。沿每個(gè)通道底部延伸的是一個(gè)行電極和一個(gè)參考電極。行電極是以陰極的形式被電驅(qū)動(dòng)的，而參考電極則作為行電極以陰極形式電驅(qū)動(dòng)時(shí)以大地為參考的陽極。當(dāng)將某個(gè)行電極作為陰極驅(qū)動(dòng)時(shí)，包含在該行電極的通道中的可電離氣體產(chǎn)生電離，系統(tǒng)將如｀149專利中所述的那樣進(jìn)行工作。
｀149專利中公開的這種系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例是平面顯示系統(tǒng)，其中施加在包含有液晶材料的電光材料兩端的電場(chǎng)根據(jù)加在數(shù)據(jù)電極上的數(shù)據(jù)信號(hào)的變化產(chǎn)生變化。
當(dāng)這種平面顯示器工作時(shí)，可以觀察到幾種類型的失真。低或高光強(qiáng)度(例如大體為黑色或大體為白色)的條紋(在這種情況下為光強(qiáng)度梯度)常常出現(xiàn)在橫穿過通道長度的方向上，且位于由該通道部分限定的各顯示元件(象素)的兩側(cè)之間(“象素寬度范圍的交調(diào)失真”)。另外，沿通道長度方向延伸(即平行于參考電極和行電極)的低、中和高光強(qiáng)度(例如大體為黑色、灰色和大體為白色)的條紋常常出現(xiàn)在處于某些通道上方的象素的兩側(cè)之間，這些通道含有預(yù)期將達(dá)到最高光強(qiáng)度(例如出現(xiàn)黑色)的許多個(gè)象素(“沿通道長度的水平交調(diào)失真)。此外，象素常常在低、中、高光強(qiáng)度之間閃爍(“閃爍”)或繼續(xù)顯示來自先前的圖象域的圖象(“圖象保留”)。所有這些類型的失真都影響著高和低光強(qiáng)度象素構(gòu)成正確的圖象，并影響著在象素中產(chǎn)生正確的灰度和彩色亮度。
在｀149專利所述的平面液晶顯示器的工作中可能會(huì)出現(xiàn)的其它類型的交調(diào)失真干擾在題為“減少電光尋址結(jié)構(gòu)中的交調(diào)失真現(xiàn)象”，申請(qǐng)日為1992，3，19，申請(qǐng)?zhí)枮?7/854，145的美國專利申請(qǐng)中，和題為“用于減少電光尋址結(jié)構(gòu)中交調(diào)失真現(xiàn)象的合適驅(qū)動(dòng)波形”，申請(qǐng)日為1992，10，9的申請(qǐng)?zhí)枮?7/958，631的美國專利申請(qǐng)中，以及與本申請(qǐng)同時(shí)申請(qǐng)的題為“對(duì)交調(diào)失真具有很小敏感性的電光尋址結(jié)構(gòu)組件”的 ＿＿，＿＿申請(qǐng)中均有描述。一種可能出現(xiàn)在這種平面顯示器的工作中的圖象失真在與本發(fā)明同時(shí)申請(qǐng)的題為“使用可電離氣態(tài)介質(zhì)的尋址結(jié)構(gòu)中的突發(fā)脈沖電路”的美國專利申請(qǐng) ＿＿，＿＿中亦已有所討論。這些申請(qǐng)中的每一件均被轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人。因此，最好是可以消除最有可能在根據(jù)｀149專利所述的平面液晶顯示器的工作中出現(xiàn)的交調(diào)失真和其它失真。
而且，還需要減少或消除在這種平面顯示器工作中出現(xiàn)的象素寬度范圍的交調(diào)失真、沿通道長度的水平交調(diào)失真、閃爍、和圖象保留等等中的一種或多種特定的失真。
因此，本發(fā)明的目的就是減少和消除在上述｀149專利所述的那種類型的等離子體編址平面顯示器的工作中所出現(xiàn)的象素寬度范圍的交調(diào)失真、沿通道長度的水平交調(diào)失真、閃爍和圖象保留中任何一種或多種特定的失真。
本發(fā)明通過提供一種對(duì)｀149專利所公開的電極結(jié)構(gòu)組件進(jìn)行控制的方法和一種新的和改進(jìn)的這種類型的電極結(jié)構(gòu)組件滿足了這種需要和與此有關(guān)的技術(shù)目的。
如下面所述，向處在可尋址電光系統(tǒng)的等離子體的通道中的行電極和參考電極之間施加選通脈沖或電離信號(hào)，可在通道中的氣態(tài)介質(zhì)中產(chǎn)生放電并由此激勵(lì)足夠量的氣態(tài)介質(zhì)使之處于一種或多種激勵(lì)狀態(tài)。選通脈沖是指以賦予氣態(tài)介質(zhì)一定的放電時(shí)間使之能夠重新分布暴露于通道中的表面上的電荷為特征的脈沖。放電時(shí)間是外部電路通過氣態(tài)介質(zhì)與在通道中處于不同電位的參考電極和行電極接通以便建立和保持氣態(tài)介質(zhì)放電的時(shí)間。在放電期間，選通脈沖與數(shù)據(jù)信號(hào)共同作用以改變與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件(象素)相關(guān)的電光層區(qū)域的電光特性。選通脈沖最好還是以賦予能夠貫穿通道有效部分(即數(shù)據(jù)電極下面的長度部分)的放電時(shí)間為特征的脈沖。
在放電時(shí)間消逝之后，選通脈沖或電離信號(hào)也隨之消除;這時(shí)氣態(tài)介質(zhì)中包含有自由電子和帶正電荷的離子(總稱為“電荷載體”)，而且最好還包含有在氣態(tài)介質(zhì)放電結(jié)束后留下來的未電離的亞穩(wěn)態(tài)原子和/或分子(總稱為“亞穩(wěn)態(tài)體”)。較好的亞穩(wěn)態(tài)體是原子，是惰性氣體原子則更好些，其中最好的是氦原子。亞穩(wěn)態(tài)體會(huì)約束在激勵(lì)狀態(tài)下的電子，使電子不能通過發(fā)射電磁輻射而從這種狀態(tài)躍變到低能狀態(tài)(例如19.6電子伏特的氦的亞穩(wěn)定狀態(tài))。其結(jié)果是，通常在實(shí)際的系統(tǒng)中，亞穩(wěn)態(tài)體具有比較長的衰變時(shí)間。因此，亞穩(wěn)態(tài)體是這樣一種可用于通過一些方法例如碰撞而產(chǎn)生電荷載體的勢(shì)能存儲(chǔ)器。電荷載體和亞穩(wěn)態(tài)體都處于受激勵(lì)狀態(tài)。
電荷載體可相對(duì)于通道中所存在的電場(chǎng)快速運(yùn)動(dòng)，從而使通道的內(nèi)部進(jìn)入自由電場(chǎng)狀態(tài)。通常，在選通脈沖或電離信號(hào)取消時(shí)所存在的電荷載體，在放電時(shí)間消逝后一段很短的平衡時(shí)間內(nèi)會(huì)在暴露在通道中的和/或已平衡的(以下總稱為“平衡的”)表面重新分布。
在通道中的亞穩(wěn)態(tài)體最好具有比平衡時(shí)間更長的衰變時(shí)間。由于亞穩(wěn)態(tài)體是中性的，故實(shí)際上它們并不會(huì)相對(duì)于通道中存在的電場(chǎng)產(chǎn)生移動(dòng)。這樣，亞穩(wěn)態(tài)體實(shí)際上并不會(huì)被這些場(chǎng)常入與暴露于氣態(tài)介質(zhì)中的表面產(chǎn)生碰撞的狀態(tài)。相反，電荷載體會(huì)迅速進(jìn)入這種碰撞狀態(tài)。在取消選通脈沖或電離信號(hào)時(shí)留下來的很多亞穩(wěn)態(tài)體會(huì)形成電荷載體。由亞穩(wěn)態(tài)體最終形成的電荷載體也會(huì)相對(duì)于存在于通道中的任何電場(chǎng)快速運(yùn)動(dòng)，由此使通道內(nèi)部成為自由電場(chǎng)狀態(tài)。
包含電荷載體和亞穩(wěn)態(tài)體中之一方或最好是雙方的這種方法的結(jié)果是，可在通道內(nèi)部形成自由電場(chǎng)的狀態(tài)。這種狀態(tài)是由沉積在暴露于通道中的表面上的表面分布電荷形成的，該分布電荷與加在通道中的電場(chǎng)一起構(gòu)成自由電場(chǎng)狀態(tài)。在放電時(shí)間消逝后，足夠量的氣態(tài)介質(zhì)會(huì)處于一種或多種受激勵(lì)狀態(tài)，從而使這些氣態(tài)介質(zhì)具備重新分布電荷以使通道內(nèi)部成為自由電場(chǎng)的臨時(shí)能力。最好是在遍布通道的有效部分中使足夠量的介質(zhì)具有這種臨時(shí)能力。放電時(shí)間消逝后和直到氣態(tài)介質(zhì)喪失重新分布電荷的臨時(shí)能力前的這段時(shí)間間隔(其中包括了平衡時(shí)間)是等離子體的衰變時(shí)間。
按照本發(fā)明構(gòu)造的方法和系統(tǒng)，是在放電時(shí)間消逝后但在氣態(tài)介質(zhì)喪失重新分布電荷的臨時(shí)能力之前，使每個(gè)通道中的行電極和參考電極達(dá)到相同的電位。選通脈沖或電離信號(hào)是具有這種特征的信號(hào)，即它們能使足夠量的氣態(tài)介質(zhì)在放電時(shí)間消逝后處于一種或多種激勵(lì)狀態(tài)，以便使氣態(tài)介質(zhì)具備能重新分布電荷并使通道內(nèi)部形成自由電場(chǎng)的臨時(shí)能力。氣態(tài)介質(zhì)最好具有能在放電期間產(chǎn)生上述類型的亞穩(wěn)態(tài)體的原子和/或分子。這就使得在放電時(shí)間消逝后在通道現(xiàn)有的條件下能使亞穩(wěn)態(tài)體迅速生成電荷載體。最好在氣態(tài)介質(zhì)中加有氦;氦的特性使其能加速實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。19.6電子伏特的均衡的亞穩(wěn)態(tài)體狀態(tài)的氦能快速產(chǎn)生電荷載體。重新分布電荷的臨時(shí)能力原則上可以由電荷載體單獨(dú)在平衡時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生(例如在氣體為氫的情況下)，或由亞穩(wěn)態(tài)體單獨(dú)在等離子體的衰變時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生，或(最好是)由這兩者共同產(chǎn)生。
本發(fā)明包括各種控制尋址結(jié)構(gòu)的變型方法。第一組方法是通過在放電時(shí)間消失后但在可電離氣態(tài)介質(zhì)喪失重新分布電荷的臨時(shí)能力之前，使每個(gè)通道中的行電極和參考電極達(dá)到相同電位來減小上述一種或多種特定的失真。第二組方法是通過在氣態(tài)介質(zhì)喪失重新分布電荷的臨時(shí)能力之前使每個(gè)通道中的行電極和參考電極之一達(dá)到預(yù)定電位來減小上述一種或多種特定的失真。
本發(fā)明還包括可按照本發(fā)明的方法工作的電極結(jié)構(gòu)組件的各種變型。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)可由下面結(jié)合附圖給出的有關(guān)最佳實(shí)施例的詳細(xì)描述而清楚地得知。


圖1是表示與｀149專利所述的顯示系統(tǒng)有關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路和顯示板的顯示表面的正視圖的方框圖。
圖2是表示從圖1的左側(cè)觀察到的形成｀149專利所述的顯示板的一層層結(jié)構(gòu)組件的放大的局部等比例圖。
圖3是部分?jǐn)嚅_的局部放大正視圖，為表示圖2的顯示板內(nèi)部不同深度處狀態(tài)的示意圖。
圖4是沿圖3中線4-4剖開的局部放大圖。
圖5是沿圖3中線5-5剖開的局部放大圖。
圖6是一個(gè)等效電路，用于表示在顯示系統(tǒng)中，為一個(gè)典型的接收數(shù)據(jù)選通脈沖的數(shù)據(jù)行和三個(gè)典型的接收數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的數(shù)據(jù)列充當(dāng)開關(guān)的等離子體的動(dòng)作。
圖7是與如附圖1-6中所討論的行電極和參考電極相關(guān)的電結(jié)構(gòu)組件。
圖8是在向如圖7所示電結(jié)構(gòu)組件中的參考電極和行電極之間提供電離信號(hào)之后，在參考電極(陽極)和行電極(陰極)之間預(yù)期存在的與時(shí)間成函數(shù)關(guān)系的電勢(shì)的示意性的等效曲線圖。
圖9是與根據(jù)本發(fā)明的第一最佳實(shí)施例構(gòu)造的改進(jìn)的電極結(jié)構(gòu)相關(guān)的電結(jié)構(gòu)組件。
圖10是在向圖9所示電結(jié)構(gòu)組件中的參考電極和行電極之間提供電離信號(hào)之后，在參考電極(陽極)和行電極(陰極)之間預(yù)期存在的與時(shí)間成函數(shù)關(guān)系的電勢(shì)的示意性的等效曲線圖。
圖11是與按照本發(fā)明的第二最佳實(shí)施例構(gòu)造的改進(jìn)的電極結(jié)構(gòu)相關(guān)的電結(jié)構(gòu)組件。
圖12是在向圖11所示的電結(jié)構(gòu)組件中的參考電極和行電極之間提供電離信號(hào)之后在參考電極(陽極)和行電極(陰極)之間預(yù)期存在的與時(shí)間成函數(shù)關(guān)系的電勢(shì)的示意性的等效曲線圖。
下面基于｀149專利并參照?qǐng)D1-6進(jìn)行討論以便說明本發(fā)明的背景。在下面的討論中所用的附圖標(biāo)號(hào)與已披露過的那些標(biāo)號(hào)相同。
圖1示出了扁平面板顯示系統(tǒng)10，其表示采用｀149專利尋址方法且具有其尋址結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例。參考圖1，扁平面板顯示系統(tǒng)10包括顯示板12，顯示板12有一個(gè)顯示表面14，該表面上含有由若干個(gè)在豎向和橫向上相互隔開一定距離的標(biāo)稱相同的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或顯示元件16組成的矩形平面矩陣構(gòu)成的圖形。矩陣中的每個(gè)顯示元件16組成的矩形平面矩陣構(gòu)成的圖形。矩陣中的每個(gè)顯示元件16代表位于豎列上的細(xì)窄電極18和位于橫排上的長窄通道20的重疊部分。(在下文中將電極18稱為“列電極18”)在每一排通道20上的顯示元件16代表一個(gè)數(shù)據(jù)線。
列電極18和通道20的寬度決定了通常為矩形的顯示元件16的尺寸。列電極18沉積在第一非導(dǎo)電、透光襯底的主表面上，而通道20則是刻在第二非導(dǎo)電、透光襯底的主表面上，下面將對(duì)此作進(jìn)一步說明。本領(lǐng)域的人很清楚，對(duì)某些系統(tǒng)來說，例如對(duì)直接觀察型或投影型的反射顯示系統(tǒng)，可以只要求一個(gè)襯底是透光的。
列電極18接收由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器或驅(qū)動(dòng)電路24上不同的輸出放大器22(圖2-6)在并行輸出導(dǎo)體22′上產(chǎn)生的模擬電壓型數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，而通道20接收由數(shù)據(jù)選通器或選通裝置或選通電路28上的不同的輸出放大器26(圖2-6)在并行輸出導(dǎo)體26′上產(chǎn)生的電壓脈沖型數(shù)據(jù)選通信號(hào)。每個(gè)通道20包括有一個(gè)參考電極30(參見圖2)，在該電極30上加有與每個(gè)通道20以及數(shù)據(jù)選通器28同樣的參考電位。
為了能在顯示表面14的整個(gè)區(qū)域上合成一個(gè)圖象，顯示系統(tǒng)10采用了一個(gè)協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器24和數(shù)據(jù)選通器28功能的掃描控制電路32，從而使顯示板12的各列顯示元件16可按行掃描方式逐行尋址。顯示板12可以采用若干種不同類型的電-光材料。例如，如果采用一種能改變?nèi)肷涔饩€33的極化狀態(tài)的材料，則應(yīng)將顯示板12置于一對(duì)光極化濾波器34和36(圖2)之間，濾波器和顯示板12間的配合可改變穿過它們的光亮度。然而，如果使用散射式液晶管作為電一光材料，則不需再使用極化濾波器34和36。可以在顯示板12內(nèi)設(shè)置一個(gè)色彩濾波器(未示出)以便獲得色彩亮度可控的彩色圖象。對(duì)于投影顯示而言，還可以使用三個(gè)分離的單色板10來獲得彩色，即用每個(gè)單色板控制一種原色。
參見附圖2-5，顯示板12由尋址結(jié)構(gòu)組成，尋址結(jié)構(gòu)可包括一對(duì)基本上平行的電極結(jié)構(gòu)組件40和42，兩個(gè)電極結(jié)構(gòu)組件被電光材料，例如向列液晶材料層44和絕緣材料，例如玻璃、云母或塑料薄層46隔開。電極結(jié)構(gòu)組件40由玻璃絕緣襯底48構(gòu)成，該襯底的內(nèi)表面50上沉積有透光的且形成條形圖案的銦錫氧化物列電極18。相鄰的一對(duì)列電極18間有一個(gè)間隔距離52，該間距決定了在行中相鄰的顯示元件16之間的橫向間距。
電極結(jié)構(gòu)組件42由玻璃絕緣襯底54構(gòu)成，其內(nèi)表面56上刻有多個(gè)梯形截面的通道20。通道20的深度58是由表面56到底部60。每個(gè)通道20都有一對(duì)沿底部60延伸的薄且窄的鎳電極30及62和一對(duì)從底部60向內(nèi)表面56的方向伸延的內(nèi)側(cè)壁64?？蓪⑼ǖ?0的參考電極30接到共用的參考電位上，如圖所示，該電位可以設(shè)為地電位。通道20的電極62可與數(shù)據(jù)選通器28上不同數(shù)目的輸出放大器26(其中三個(gè)和五個(gè)放大器的例子已分別示于圖2和圖3中)相連。(下文中將電極62稱為“行電極”)為了確保尋址結(jié)構(gòu)能正常工作，最好是將參考電極30和行電極62分別接到顯示板10相對(duì)兩側(cè)的數(shù)據(jù)選通器28的輸出端26′和參考電位上。
各相鄰的通道20之間的側(cè)壁64形成有多個(gè)支撐結(jié)構(gòu)66，這些結(jié)構(gòu)66的頂部表面56支撐著絕緣材料層46。每個(gè)相鄰的通道20之間的間隔相當(dāng)于每個(gè)支撐結(jié)構(gòu)66的頂部寬度68，該寬度68決定了在一列中相鄰的顯示元件16之間的豎向間隔。列電極18和通道20的重疊區(qū)域70限定了顯示元件16的尺寸，該元件16在圖2和圖3中用虛線表示。圖3更清楚的示出了顯示元件16的陣列以及它們之間的豎向和橫向間隔。
加在列電極18上的電壓決定著可確保相鄰列電極之間彼此絕緣的距離52。通常，距離52大大地小于列電極18的寬度。相鄰?fù)ǖ?0之間的側(cè)壁68的傾斜度確定了距離68，該距離68通常大大地小于通道20的寬度。列電極18和通道20的寬度是所需要的圖象分辨率的函數(shù)，它可根據(jù)顯示的場(chǎng)合加以確定的。通常需要使距離52和68盡可能地小。在目前的顯示板12的模式中，通道深度58可為通道寬度的1/3。
每個(gè)通道20都充有可電離氣體，這種氣體中最好含有氦，其原因?qū)⒃谙旅婷枋?。絕緣材料層46在通道20中所含的可電離氣體和液晶材料層44之間起絕緣屏蔽的作用。如果這時(shí)缺少絕緣層46則會(huì)引起液晶材料流入通道20或使可電離氣體污染液晶材料的現(xiàn)象。但當(dāng)采用固體或已密封的電-光材料時(shí)可以將絕緣層46從顯示器中省略。
顯示板12的基本工作原理是(1)、每個(gè)顯示元件16都起采樣電容器的作用，以向形成顯示元件一部分的列電極18提供模擬電壓數(shù)據(jù)。(2)、可電離氣體起采樣開關(guān)的作用。圖6是與隨后解釋的顯示系統(tǒng)1｀0的工作相等效的電路圖。
參見圖6，可以將顯示板12上的每個(gè)顯示元件16都設(shè)計(jì)成電容器80(下文中稱為“電容型元件80”)，它的上板82為一個(gè)列電極18(圖2)而它的底板86為絕緣材料層46的自由表面88(圖2)。電容型元件80為由列電極18和通道20的重疊區(qū)形成的電容性液晶管。本文所述的顯示系統(tǒng)10的工作情況指的就是電容型元件80的工作情況。
根據(jù)基本的尋址過程，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器24捕捉第一數(shù)據(jù)線，該數(shù)據(jù)線代表在預(yù)定時(shí)限的時(shí)間間隔內(nèi)模擬數(shù)據(jù)信號(hào)的時(shí)變電壓離散樣值。在該時(shí)間間隔內(nèi)處于特定情況下的數(shù)據(jù)信號(hào)強(qiáng)度的樣值代表了加在與接收選通脈沖的行電極62的列位置相應(yīng)的電容型元件80上的模擬電壓的大小。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器24向它的輸出導(dǎo)體22輸送模擬電壓，以將該電壓加到列電極18上。在圖6中，作為例子給出的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器24的四個(gè)輸出放大器22分別向每個(gè)與其相連的列電極18輸送相對(duì)于參考電極30為正極性的模擬電壓。在列電極18上施加正電壓會(huì)在絕緣材料層46的自由表面88(圖2)上感生出與所加電壓的大小基本相等的電壓。這樣就不會(huì)在電容元件80的兩端出現(xiàn)電位差的改變，這些電容型元件80在圖6中用具有白色(非陰影)表面的頂板82和底板86來表示。
在這種情況下，通道20中所包含的氣體處于非電離狀態(tài)，加在電容型元件80的極板82和86上的模擬電壓相對(duì)于通道中參考電極30上的電壓電位是正電位。當(dāng)數(shù)據(jù)選通器28在位于通道20中的行電極62上方施加足夠強(qiáng)的負(fù)向電壓脈沖時(shí)，通道中的氣體將呈電離狀態(tài)(即，成為等離子體)。其行電極接收到選通脈沖的通道20在圖中用黑色粗線表示。在這些情況下，對(duì)于包含在通道中的等離子體來說，接地的參考電極30和選通的行電極62分別起陽極和陰極的作用。
等離子體中的電子平衡了電容型元件80底板86上的正電壓?？捎眉釉陔娙菪驮?0兩端上的數(shù)據(jù)電壓對(duì)已選通的行中的電容型元件80進(jìn)行充電。這種情況在圖6中用具有白色表面的頂板82和具有已涂線表面的底板86來表示。當(dāng)完成了電容型元件80兩端的數(shù)據(jù)電壓存儲(chǔ)時(shí)，數(shù)據(jù)選通器28終止選通通道20的行電極62上的負(fù)向電壓脈沖，從而終斷選通脈沖并消除等離子體。
以類似的方式選通每個(gè)行電極62直到整個(gè)顯示表面14完全定址并由此儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的圖象域。在選通行的每個(gè)電容型元件80兩端儲(chǔ)存的電壓應(yīng)保持一段至少和圖象域的持續(xù)時(shí)間一樣長時(shí)間，而且在數(shù)據(jù)電壓向電容型元件80的頂板82輸送時(shí)應(yīng)產(chǎn)生基本上獨(dú)立的連續(xù)變化。每個(gè)電容型元件80兩端上存儲(chǔ)的電壓隨著代表下一個(gè)接續(xù)圖象域顯示數(shù)據(jù)的模擬數(shù)據(jù)電壓的變化而變化。
在其圖象域?yàn)榉墙徊嫘问降娘@示系統(tǒng)10中，供給列電極18上的下一個(gè)接續(xù)圖象域中的模擬數(shù)據(jù)電壓是相反極性的電壓。從一個(gè)圖象域到下一個(gè)圖象域的正負(fù)極性之間的轉(zhuǎn)換提供了一個(gè)長期的零位純直流電壓，該電壓對(duì)長期工作的液晶材料來說一般是非常需要的。該液晶材料可產(chǎn)生與所提供的模擬電壓數(shù)據(jù)的均方根值(rms)相應(yīng)的灰度效果。因此，所產(chǎn)生的顯示圖象不會(huì)受模擬電壓數(shù)據(jù)的極性交替變化的影響。
在其圖象域?yàn)榻徊嫘问降娘@示系統(tǒng)10中，加在列電極18上的下一個(gè)接續(xù)圖象畫面中的模擬數(shù)據(jù)電壓是相反極性的電壓以便獲得長期零位純直流電壓。每個(gè)圖象畫面包括兩個(gè)圖象域，其中每個(gè)圖象域各包含一半數(shù)量的可尋址線。
以上的描述表明，包含在每個(gè)通道20中的可電離氣體是根據(jù)電開關(guān)90的狀態(tài)進(jìn)行工作的，電開關(guān)90的接觸位置可在二進(jìn)制轉(zhuǎn)換狀態(tài)之間改變，且該轉(zhuǎn)換狀態(tài)是由數(shù)據(jù)選通器28提供的電壓的函數(shù)。如圖6所示，處在斷開位置上的開關(guān)90與參考電極30相連并由加到行電極62上的選通脈沖驅(qū)動(dòng)。在沒有選通脈沖的情況下，通道20中的氣體處于非電離狀態(tài)并因此而處在非導(dǎo)電狀態(tài)。如圖6所示，處于閉合位置上的開關(guān)90與參考電極30相連并由加到行電極64上的且其幅值能使通道20中的氣體呈電離狀態(tài)和導(dǎo)電狀態(tài)的選通脈沖驅(qū)動(dòng)。在圖6中，所示的數(shù)據(jù)選通器28的三個(gè)輸出放大器26中的中間一個(gè)放大器26選通一行電容型元件80，以便建立和儲(chǔ)存電容型元件兩端的顯示數(shù)據(jù)電壓。
為了能起開關(guān)的作用，可使位于電極結(jié)構(gòu)組件40下部的通道20中所包含的可電離氣體與絕緣材料層46相連通，以便提供一條從絕緣材料層46到參考電極30的導(dǎo)電通路。處在其行電極62接收選通脈沖的通道20中的等離子體為位于等離子體附近的液晶材料為其一部分的電容型元件80提供了接地通路。這使得電容型元件80可以對(duì)加在列電極18上的模擬數(shù)據(jù)電壓進(jìn)行采樣。消除等離子可起到取消該導(dǎo)電通路的作用，由此可以使采樣數(shù)據(jù)保持在顯示元件上。儲(chǔ)存在液晶材料層44兩端的電壓應(yīng)一直保持到表示下一個(gè)圖象域中的一行新數(shù)據(jù)的電壓被加到層44的兩端上為止。上述尋址結(jié)構(gòu)和技術(shù)為每個(gè)顯示元件16提供了其占空度為100%的信號(hào)。
圖7、9和11是在與上述圖1-6中所述的相類似的平面顯示系統(tǒng)中的已選定的通道20′的局部剖面(穿過通道的寬度方向并垂直于其長度方向且切過一個(gè)行電極18)的示意圖。通道20′具有近似呈扁平半球形的截面，該截面是可以用傳統(tǒng)的光學(xué)成圖和蝕刻技術(shù)所產(chǎn)生的比圖1-6所示的梯形截面的通道20的實(shí)際效果更好的截面。
如圖7、9和11所示，通道20′是在下側(cè)電極結(jié)構(gòu)組件42′和絕緣體54′上形成的，并且包含有參考電極30′和行電極62′。通過在上面討論的有關(guān)通道20、參考電極30、下電極結(jié)構(gòu)組件42、絕緣體54、底部60和行電極62所用的標(biāo)號(hào)上加撇號(hào)而將相同的參考標(biāo)號(hào)用于相應(yīng)的部件。當(dāng)電-光材料44是液晶時(shí)，絕緣層46最好如美國專利申請(qǐng)?zhí)栔兴龅哪菢优c電極結(jié)構(gòu)組件40的內(nèi)表面50分離，該專利申請(qǐng)題目是“用于電光尋址結(jié)構(gòu)中的襯片”，其與本申請(qǐng)同時(shí)申請(qǐng)且已轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人。
圖8、10和12中的各圖分別相應(yīng)于圖7、9和11中的通道20′并用于定性地說明出現(xiàn)于通道20′中的預(yù)期得到的電位，通道20′中含有在280毫巴壓力下的氦，參考電極30′和行電極62′具有鉻表面，其寬度為75微米(0.003英寸)，厚度為2微米(大約0.0001英寸)，而間隔為200微米(0.008英寸)，通道深度為150微米(0.006英寸)，通道的頂部寬度為450微米(0.018英寸)，通道與通道間的間距大約為508微米(0.02英寸)，通道20′的有效部分的長度為3.5英寸，而數(shù)據(jù)電極18的寬度為0.006英寸，間隔為0.0015英寸，三個(gè)一組的電極的中心與中心之間相隔0.020英寸。對(duì)取自圖8、10和12的一些參數(shù)的定性值將在下面的討論中進(jìn)行附帶說明。
圖7表示通道20′中參考電極30′和行電極62′的電結(jié)構(gòu)的一種簡(jiǎn)單的形式。地電位100實(shí)際上是系統(tǒng)的地電位或與平面顯示系統(tǒng)10相連的各電路的共用帶電體的參考電位，所述電路包括放大器22和26以及掃描控制電路32、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器24和數(shù)據(jù)選通器28(圖1)。這樣，參考電極30′和行電極62′可通過不同的中間電路接到地電位100上，這些電路中只有一部分在圖7、9和11中示出。
當(dāng)使用向列液晶材料作為電-光材料44控制平面顯示系統(tǒng)時(shí)能夠觀察到上述的失真。這些失真現(xiàn)象的出現(xiàn)是由于在絕緣層46的自由表面88上有不規(guī)則的電荷分布所致。如上所述，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或顯示元件中跨過液晶層44的電場(chǎng)是根據(jù)施加到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或顯示元件16之上的列電極18上的第一電信號(hào)或數(shù)據(jù)信號(hào)來確定的。該數(shù)據(jù)信號(hào)可誘發(fā)了絕緣層46自由表面88上的電荷沉積從而導(dǎo)致了通道20′中氣態(tài)介質(zhì)的電離。沉積在自由表面88上的電荷持續(xù)存在，并由此在由列電極18的數(shù)據(jù)信號(hào)限定的條件下保留在液晶材料44上，直到通道20′的下一個(gè)圖象域中出現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存或顯示元件16起部分決定作用的電離為止。在下一次電離之前，列電極18一直傳輸著適合于位于上述其它通道20′中的顯示元件16的數(shù)據(jù)信號(hào)。
失真現(xiàn)象是由于通道20′中的氣體介質(zhì)電離后沉積在自由表面88上的電荷出現(xiàn)不規(guī)則的分布(特別是相對(duì)于參考電極30′和行電極62′的不對(duì)稱分布)所致。圖8定性地說明了這種情況。
圖8是圖7所示電結(jié)構(gòu)的定性曲線圖，其表示在參考電極30′和行電極62′之間施加了選通脈沖或電離信號(hào)或第二電信號(hào)之后在參考電極(陽極)30′和行電極(陰極)62′之間預(yù)期存在的作為時(shí)間函數(shù)的電位曲線。在開始后一個(gè)很短的時(shí)間間隔(0.7微秒)內(nèi)，選通脈沖相對(duì)于參考電極30′達(dá)到它的最大幅值(-400伏)，而且參考電極30′和行電極62′之間的電流達(dá)到它的最大峰值(80毫安(未示出))。很自然地，圖10、12和14中所示的等離子體形成時(shí)間(2微米)也包含了帶電體放電開始所需的時(shí)間。
隨著通道20′中的氣態(tài)介質(zhì)開始電離和開始產(chǎn)生電流，參考電極30′和行電極62′之間的電位在限流電路(未示出)的作用下(選通脈沖激發(fā)后5微秒)出現(xiàn)下降趨勢(shì)，從而將參考電極30′和行電極62′之間的電位差和電流減小到預(yù)定值(在該例子中，預(yù)定值為40毫安和-270伏以便保持該電流值)。
在氣態(tài)介質(zhì)電離后的瞬間(例如0.5-1.0微秒)可以在液晶材料44的兩端得到列電極18上的數(shù)據(jù)信號(hào)值。數(shù)據(jù)捕獲時(shí)間(如圖8、10和12所示為5微秒)是足以確保列電極18上的數(shù)據(jù)信號(hào)快速穿過電-光層44和絕緣層46的時(shí)間。放電的實(shí)際時(shí)間必須確保能產(chǎn)生足夠的離子、電子和亞穩(wěn)態(tài)體以便保證準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)捕獲可在很短的時(shí)間內(nèi)，可能的話應(yīng)在小于一微秒的時(shí)間內(nèi)完成。圖8、10和12中所示的數(shù)據(jù)捕獲時(shí)間是指在等離子體放電開始后用限流電路來穩(wěn)定參考電極30′和行電極62′之間的電位和電流所需的大概時(shí)間。這個(gè)時(shí)間并非一定是對(duì)于持續(xù)進(jìn)行放電以產(chǎn)生可用于準(zhǔn)確數(shù)據(jù)捕獲的足夠的離子、電子和亞穩(wěn)態(tài)體所必須的時(shí)間。
如圖8所示，在遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出等離子體衰變時(shí)間的時(shí)間內(nèi)，參考電極30′和行電極62′之間的電位保持在某個(gè)非零值△V上(圖8中無標(biāo)度)。該電位差亦可以有規(guī)律的起伏而不象圖8所示的那樣逐漸減小。該非零值會(huì)導(dǎo)致能引起上述任何一種或多種失真的非對(duì)稱的電荷分布。當(dāng)行電極62′產(chǎn)生浮動(dòng)和非零值△V是由列電極18上的數(shù)據(jù)信號(hào)與行電極62′進(jìn)行電容性偶合而產(chǎn)生的時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)沿通道長度方向上的水平交調(diào)失真。
據(jù)認(rèn)為是存在于自由表面88上的電荷分布的偏移導(dǎo)致了與在瞬間的連續(xù)圖象域中數(shù)據(jù)信號(hào)有交變極性的同樣情況下而產(chǎn)生上述的一種或多種特定的失真。對(duì)于某些電光材料(例如液晶)而言，需要確保在該材料上沒有長期純直流電場(chǎng);如果存在這樣一個(gè)電場(chǎng)，將會(huì)使材料失去它所需要的電-光特性，或產(chǎn)生其它不需要的效果(諸如液晶材料的解離等等)。在平面顯示系統(tǒng)中，最好是通過改變用于象素?cái)?shù)據(jù)信號(hào)在瞬間接續(xù)圖象域中的極性來滿足上述需要。
為了形成在電光材料上不存在長期純直流電場(chǎng)的環(huán)境，列電極18(圖7)上的第一電信號(hào)或數(shù)據(jù)信號(hào)可形成斷開(OFF)存儲(chǔ)元件狀態(tài)(例如，相應(yīng)于平面顯示中最小亮度的象素)和預(yù)先選定的接通(ON)存儲(chǔ)元件狀態(tài)(例如，相應(yīng)于平面顯示中最大亮度的象素、已預(yù)定灰度值的象素或已預(yù)定彩色亮度的象素)之一。
第一電信號(hào)包括一個(gè)斷開(OFF)信號(hào)，一個(gè)較高電位的閉合(ON)信號(hào)，和一個(gè)較低電位的閉合(ON)信號(hào)。較高電位的ON信號(hào)可使第一電極處于高于標(biāo)定電位的電位上，而較低電位的ON信號(hào)可使第一電極處于低于標(biāo)定電位的電位上。相對(duì)于每一種預(yù)定的ON儲(chǔ)存元件狀態(tài)，較高和較低電位的ON信號(hào)最好具有同樣的信號(hào)波形(例如，如50伏的等幅值方波等等)，但相對(duì)于標(biāo)定電位來說其極性是其相反的。相應(yīng)于每一種預(yù)定的ON狀態(tài)，較高和較低電位的ON信號(hào)可使象素處于相同的預(yù)期顯示條件下(例如，比標(biāo)定參考電位高50伏或低50伏的數(shù)據(jù)信號(hào)，均相應(yīng)于一個(gè)象素的同等黑色顯示條件)，而另一對(duì)較高和較低電位的ON信號(hào)可使象素處于另一種預(yù)期的顯示條件下(例如，比標(biāo)定參考電位高25伏或低25伏的數(shù)據(jù)信號(hào)，均相對(duì)應(yīng)于一個(gè)象素的相同灰度顯示條件)。
以這樣一種方式將產(chǎn)生ON存儲(chǔ)元件狀態(tài)的數(shù)據(jù)信號(hào)送入依次的圖象域中，即，不將較高電位的ON信號(hào)送入兩個(gè)瞬間接續(xù)的圖象域中，而且不將較低電位的ON信號(hào)送入兩個(gè)瞬間接續(xù)圖象域中。例如，應(yīng)將數(shù)據(jù)信號(hào)以(a)較高電位的ON信號(hào)和OFF信號(hào)之一(b)較低電位的ON信號(hào)和OFF信號(hào)之一的一種信號(hào)送入相臨的圖象域中。
在一個(gè)圖象域中，即使是其從一個(gè)圖象域變到下一個(gè)圖象域期間，這兒也均認(rèn)為標(biāo)定電位是恒定的和處在零伏的。在一個(gè)實(shí)例中，為列電極18設(shè)置了更經(jīng)濟(jì)的輸出放大器22，其具有能提供一定幅值范圍(例如50伏)的數(shù)據(jù)信號(hào)的能力而不具有能提供在高于參考幅值范圍(例如0-+50伏)和低于參考幅值范圍(例如0--50伏)之間的數(shù)據(jù)信號(hào)的能力。為了在有上述類型的變極性的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中使用更經(jīng)濟(jì)的輸出放大器22，對(duì)于其中的列電極18被驅(qū)動(dòng)成比參考電極30′高的電位的圖象域來說，可使參考電極30′的電位是零，而對(duì)其中的列電極18被驅(qū)動(dòng)成比參考電極30′的電位是零，而對(duì)其中的列電極18被驅(qū)動(dòng)成比參考電極30′低的電位的圖象域來說，可使參考電極30′的電位是+50伏。在前面的圖象域中，零伏的數(shù)據(jù)信號(hào)形成OFF存儲(chǔ)元件狀態(tài)，而+50伏的數(shù)據(jù)信號(hào)形成ON存儲(chǔ)元件狀態(tài)。在后面的圖象域中，+50伏的數(shù)據(jù)信號(hào)形成OFF存儲(chǔ)元件狀態(tài)，而零伏的數(shù)據(jù)信號(hào)形成ON存儲(chǔ)元件狀態(tài)。為簡(jiǎn)便起見，本文所討論的僅僅是基于將每個(gè)圖象域中的參考電極30′的電位取為零伏時(shí)的情況。
當(dāng)通道20′具有一些加有ON信號(hào)的象素和一些加有OFF信號(hào)的象素時(shí)，與其上沉積有電荷的自由表面88(圖7)相對(duì)應(yīng)的象素在數(shù)據(jù)信號(hào)捕獲期間會(huì)作用于由參考電極30′和行電極62′控制的區(qū)域。沉積在自由表面88上的分布電荷常常會(huì)產(chǎn)生相對(duì)于參考電極30′和行電極62′的不規(guī)則、非對(duì)稱分布;不規(guī)則分布與向通道中的象素組施加較高或較低電位的ON信號(hào)同時(shí)產(chǎn)生。
圖9表示按照本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例所述的改進(jìn)電極結(jié)構(gòu)組件的電構(gòu)成。電阻102連接在參考電極30′和行電極62′之間。電阻102接通了帶有與這些電極相連的其它電子元件的電路，該電路因具有電阻102而具有以RC型衰變?yōu)樘攸c(diǎn)的衰變時(shí)間，且該RC型衰變的衰變時(shí)間短于處于一種或多種激勵(lì)狀態(tài)下的氣態(tài)介質(zhì)量減少到小于足以提供使電荷重新分布的臨時(shí)能力的時(shí)間。電阻102(例如，當(dāng)使用與上述圖8有關(guān)的平面顯示器時(shí)，一個(gè)47Kohm的電阻可產(chǎn)生短于1微秒的衰變時(shí)間)消除了自由表面88上電荷分布不對(duì)稱的問題。電阻102的合適阻值取決于通道20′的幾何形狀和氣態(tài)介質(zhì);若舉例說明，該阻值可以為等離子體在穩(wěn)態(tài)電壓和電流作用下放電期間的阻值的10倍。與等離子體阻值成這種倍數(shù)關(guān)系的阻值可以允許通過選通脈沖或電離信號(hào)或第二信號(hào)保持通道20′中的放電，且在放電時(shí)間消逝之后能極迅速地使參考電極30′和行電極62′的電位相等。
驅(qū)動(dòng)器104與引向參考電極30′的導(dǎo)線106相連。驅(qū)動(dòng)器104可將參考電極30′的電位保持在預(yù)定的電位(最好是標(biāo)定電位)上，至少如上所述在共同懸而未決的申請(qǐng)中所討論的那樣，在沒有向參考電極施加突跳脈沖的情況下應(yīng)是這樣。驅(qū)動(dòng)器104最好是能有效地將參考電極30′箝制在預(yù)定電位。此外，還可將參考電極30′連接到電系統(tǒng)的真實(shí)地電位上。作為另一個(gè)變換例，還可用放大器26箝制導(dǎo)線26′并由此使行電極62′達(dá)到與在放電時(shí)間消逝之后放大器104將參考電極30′箝制到的電位相同的電位上。任何一種變型都能減小或消除上述的任何一種或多種的特定失真。
圖10是向圖9所示的電結(jié)構(gòu)組件的參考電極(陽極)30′和行電極(陰極)62′之間提供選通脈沖之后，在兩電極之間預(yù)期存在的作為時(shí)間函數(shù)的示意性等效電位的曲線圖。適當(dāng)?shù)倪x擇電阻102的阻值可以使參考電極30′和行電極62′之間的電位降到零或降到某個(gè)很小的值，該值在數(shù)據(jù)捕捉時(shí)間消逝之后但在氣態(tài)介質(zhì)喪失重新分布電荷的臨時(shí)能力之前這段時(shí)間內(nèi)對(duì)本文所述類型的失真無實(shí)際意義。在假定離子或電子將具備重新分布電荷的臨時(shí)能力的平衡時(shí)間內(nèi)，假定亞穩(wěn)態(tài)體將具備該臨時(shí)能力，在氣態(tài)介質(zhì)中亞穩(wěn)態(tài)體的量降低到小于足以提供重新分布電荷的臨時(shí)能力的量的時(shí)間內(nèi)，或在假定電荷載體和亞穩(wěn)態(tài)體將具備該能力的其它時(shí)間內(nèi)，電阻102可以形成在參考電極30′和行電極62′之間基本相等的電位。
圖11表示本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例所述的改進(jìn)的電極結(jié)構(gòu)組件的電結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)中設(shè)有將導(dǎo)線106與導(dǎo)線26′連在一起的開關(guān)108。當(dāng)其閉合時(shí)，開關(guān)108可使參考電極30′與行電極62′間短路，由此可在非常短的時(shí)間(小于1微秒(圖12))內(nèi)使兩電極處于相同的電位。開關(guān)108受邏輯電路元件(未示出)控制以在合適的時(shí)間里閉合和斷開。如果電荷載體或亞穩(wěn)態(tài)體具備重新分布電荷的臨時(shí)能力，則在數(shù)據(jù)捕捉時(shí)間消失之后開關(guān)108最好馬上閉合。在圖11中，參考電極的電位可以與上述圖9所討論的類似方式達(dá)到預(yù)定值。
圖12是在向圖11所示電結(jié)構(gòu)的參考電極(陽極)30′和行電極(陰極)62′之間施加選通脈沖或電離信號(hào)或第二電信號(hào)之后在兩電極之間預(yù)期存在的作為時(shí)間函數(shù)的電位的等效曲線圖。圖12表示當(dāng)電極間短路連在一起后可非?？斓匦纬傻入娢?。
電阻102和開關(guān)108并不是在氣態(tài)介質(zhì)失去重新分布電荷的臨時(shí)能力之前能使參考電極30′和行電極62′達(dá)到相同電位的僅有的電路形式。其它類似的電路還包括可使電流在參考電極30′和行電極62′之間流過從而足以使這些電極達(dá)到相同電位的種種電路。電流也可以從這些電極和其它電路元件的一方或兩方之間流過以使這些電極達(dá)到相同的電位。
本發(fā)明還提供了一種尋址結(jié)構(gòu)，以便能夠通過形成用于顯示圖象的多個(gè)發(fā)光圖案數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件來產(chǎn)生顯示。該尋址結(jié)構(gòu)具有能使參考電極30′和行電極62′達(dá)到相同電位的合適電路，因此可減小由該尋址結(jié)構(gòu)形成的圖象中的失真。由于電路可使那些電極達(dá)到相同電位，所以可減小上述的一種或多種的特定失真。上述的種種電路均可以實(shí)現(xiàn)這些步驟。用于減少這些失真的電路也可以通過經(jīng)驗(yàn)觀察進(jìn)行選擇，而不必詳細(xì)的了解它的平衡時(shí)間、亞穩(wěn)態(tài)體的衰變時(shí)間或氣態(tài)介質(zhì)喪失重新分布電荷的能力的時(shí)間等等參數(shù)。然而，大概了解這些時(shí)間參數(shù)將有助于通過經(jīng)驗(yàn)觀察來更好地選擇這些電路。
本發(fā)明還包括下面的權(quán)利要求將要涉及的用于減少｀149專利所述的尋址結(jié)構(gòu)中存在的上述失真的種種方法。這些方法包括根據(jù)上述討論了解時(shí)間參數(shù)的方法以及在平面顯示中通過經(jīng)驗(yàn)觀察上述類型的失真的方法步驟進(jìn)行選擇的方法。
很明顯，對(duì)本領(lǐng)域的熟練人員來說，在不脫離本發(fā)明原則的情況下可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例的細(xì)節(jié)作出很多的改動(dòng)。因而，本發(fā)明的范圍僅由下面的權(quán)利要求進(jìn)行確定。
權(quán)利要求
1.一種操作可尋址的電光系統(tǒng)的方法，所述電光系統(tǒng)具有多個(gè)光圖象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件并包括多個(gè)在第一方向上延伸的非重疊的第一電極，一個(gè)具有在第二方向上沿其主表面延伸的多個(gè)非交叉的通道的襯底，每個(gè)通道中都含有可電離的氣態(tài)介質(zhì)并具有沿通道長度方向的有效部分延伸的多個(gè)第二電極中的一個(gè)和多個(gè)參考電極中的一個(gè)，第一電極和通道面對(duì)面設(shè)置并沿與第二方向交叉的第一方向形成有空隙，從而限定出第一電極和通道的重疊區(qū)域，將具有電光特性的材料層設(shè)置在第一電極和襯底之間，電光材料層和重疊區(qū)域限定了多個(gè)圖象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件，這些元件可選擇性地儲(chǔ)存由第一電極攜帶的代表典型非均勻光圖象信息構(gòu)成的圖象域，對(duì)圖象域中的每個(gè)通道而言，該方法包括以下步驟向第一電極施加第一電信號(hào)；在第二電極和參考電極之間施加有關(guān)放電時(shí)間的第二電信號(hào)，第二電信號(hào)在氣態(tài)介質(zhì)中引起放電并由此賦予氣態(tài)介質(zhì)一段能夠重新分布暴露于氣態(tài)介質(zhì)的表面中的電荷的放電時(shí)間，第一和第二信號(hào)在放電時(shí)間中相互作用以改變與存儲(chǔ)元件相結(jié)合的該層區(qū)域中的電光特性，第二電信號(hào)還以一種或多種激勵(lì)狀態(tài)進(jìn)一步提供一定量的受激勵(lì)氣態(tài)介質(zhì)，受激勵(lì)的氣態(tài)介質(zhì)的量足以在放電時(shí)間消逝之后提供具有重新分布電荷的臨時(shí)能力以便使通道的內(nèi)部形成自由電場(chǎng)；在放電時(shí)間已經(jīng)消逝之后但在氣態(tài)介質(zhì)喪失重新分布電荷的臨時(shí)能力之前，使第二電極和參考電極達(dá)到相同電位。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中受激勵(lì)的物質(zhì)包括一定量的亞穩(wěn)態(tài)體;亞穩(wěn)態(tài)體在放電時(shí)間消逝之后存在于通道中的條件下迅速形成電荷載體;亞穩(wěn)態(tài)體的量足以提供具備重新分布電荷的臨時(shí)能力的氣態(tài)介質(zhì)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中使第二電極和參考電極達(dá)到相同電位的步驟是在亞穩(wěn)態(tài)體的量下降到小于足以提供重新分布電荷的臨時(shí)能力的量之前完成的。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中受激勵(lì)的物質(zhì)進(jìn)一步包括一定量的電荷載體;電荷載體的量在放電時(shí)間消逝之后的平衡時(shí)間內(nèi)基本上被平衡;足夠數(shù)量的亞穩(wěn)態(tài)體具有超過平衡時(shí)間的衰變時(shí)間以使氣態(tài)介質(zhì)具備重新分布電荷的臨時(shí)能力。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中受激勵(lì)的物質(zhì)包括一定量的電荷載體;電荷載體的量足以提供具備重新分布電荷的臨時(shí)能力的氣態(tài)介質(zhì);使第二電極和參考電極達(dá)到相同電位的步驟應(yīng)該在電荷載體的量減小到少于足以提供重新分布電荷的臨時(shí)能力的量之前完成。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中使第二電極和參考電極達(dá)到相同的電位的步驟包括在第二電極和參考電極之間傳輸一定量的、足以使第二電極和參考電極的電位相同的電荷的步驟。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中使第二電極和參考電極達(dá)到相同電位的步驟包括在第二電極和參考電極之間連接一個(gè)電阻的步驟，該電阻構(gòu)成了一個(gè)具有下述衰變時(shí)間的電路，即由電阻造成的衰變時(shí)間短于受激量下降到小于足以提供重新分布電荷的臨時(shí)能力的量的時(shí)間。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中第二電極和參考電極達(dá)到相同電位的步驟包括在放電時(shí)間消逝之后但在受激量下降到小于足以提供重新分布電荷的臨時(shí)能力的量之前將第二電極和參考電極短路的步驟。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中可編址的電光系統(tǒng)形成了多個(gè)用于顯示圖象的發(fā)光圖象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件，而且進(jìn)一步包括使第二電極和參考電極之一在氣態(tài)介質(zhì)喪失重新分布電荷的臨時(shí)能力之前達(dá)到某一預(yù)定電位，由此減少圖象中的失真的步驟。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中參考電極具有標(biāo)定電位;預(yù)定電位是標(biāo)定電位。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中使第二電極和參考電極之一達(dá)到預(yù)定電位的步驟包括將參考電極箝制在標(biāo)定電位的步驟。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中可編址的電光系統(tǒng)構(gòu)成用于顯示圖象的多個(gè)發(fā)光的圖象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件，而且其中還包括有使第二電極和參考電極達(dá)到同一電位以便減少圖象失真的步驟。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中使第二電極和參考電極達(dá)到相同電位的步驟包括使可使第二電極和參考電極的電位相等的電流流過第二電極和參考電極之間的步驟。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中使第二電極和參考電極達(dá)到相同電位的步驟包括在第二電極和參考電極之間連接電阻的步驟，該電阻構(gòu)成了具有其衰變時(shí)間短到足以減小圖象中的失真的電路。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中使第二電極和參考電極達(dá)到相同電位的步驟包括在放電時(shí)間消逝后使第二電極和參考電極短路的步驟。
16.一種可編址的電-光系統(tǒng)，其具有多個(gè)用于形成圖象的光圖象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件，且包括支撐在沿第一方向延伸的多個(gè)非重疊的第一電極所在的主表面上的第一襯底;具有沿第二方向在主表面上延伸的多個(gè)非交叉的通道的第二襯底，每個(gè)通道中含有可電離的氣態(tài)介質(zhì)并具有沿通道長度方向的有效部分延伸的多個(gè)第二電極中的一個(gè)以及多個(gè)參考電極中的一個(gè);第一和第二襯底面對(duì)面配置并且借助在與第二方向交叉的第一方向留出的一定間隙從而確定第一電極和通道的重疊區(qū)域;具有電光特性的材料層位于第一和第二襯底之間，電光材料層和重疊區(qū)域限定了多個(gè)發(fā)光圖象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件，這些元件可選擇性地存儲(chǔ)代表第一電極攜帶的典型非均勻發(fā)光圖象信息的圖象域;向第一電極提供第一電信號(hào)的第一裝置;向圖象域每個(gè)通道中的第二電極和參考電極之間提供有關(guān)放電時(shí)間的第二電信號(hào)的第二裝置，第二電信號(hào)導(dǎo)致氣態(tài)介質(zhì)放電并由此賦予氣態(tài)介質(zhì)能重新分布暴露在氣態(tài)介質(zhì)中的表面上的電荷的放電時(shí)間，在放電期間第一和第二電信號(hào)共同作用以便改變與存儲(chǔ)元件相連的該層區(qū)域上的電光特性，第二電信號(hào)進(jìn)一步保持著在一種或多種受激狀態(tài)下的一定受激量的氣態(tài)介質(zhì)，在放電時(shí)間消逝之后，該受激量足以保證氣態(tài)介質(zhì)具有重新分布電荷以使通道內(nèi)有自由電場(chǎng)的臨時(shí)能力，用于在放電時(shí)間消逝之后但在可電離氣態(tài)介質(zhì)喪失重新分布電荷的臨時(shí)能力之前使每個(gè)通道中的第二電極和第三電極達(dá)到相同的電位的第三裝置。
17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中該受激物質(zhì)包括一定量的亞穩(wěn)態(tài)體;在放電時(shí)間消逝之后存在于通道中的條件下，亞穩(wěn)態(tài)體迅速形成電荷載體;亞穩(wěn)態(tài)體的量足以供給具有重新分布電荷的臨時(shí)能力的氣態(tài)介質(zhì)。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中第三裝置在亞穩(wěn)態(tài)體的量下降一小于足以提供重新分布電荷的臨時(shí)能力的量之前，使第二電極和參考電極達(dá)到相同電位。
19.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中受激勵(lì)的物質(zhì)進(jìn)一步包括有一定量的電荷載體;在放電時(shí)間消逝之后，電荷載體的量在平衡時(shí)間里基本上是均衡的;足夠數(shù)量的亞穩(wěn)態(tài)體具有超過使氣態(tài)介質(zhì)具有重新分布電荷的臨時(shí)能力的平衡時(shí)間的衰變時(shí)間。
20.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中受激勵(lì)的物質(zhì)包括一定量的電荷載體;電荷載體的量足以提供具有重新分布電荷的臨時(shí)能力的氣態(tài)介質(zhì)，在電荷載體的量下降到小于足以供給重新分布電荷的臨時(shí)能力的量之前，第三裝置使第二電極和參考電極達(dá)到相同電位。
21.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中多個(gè)光圖象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件可受控形成圖象;第三裝置包括有在放電時(shí)間消逝之后可使每一通路中的第二電極和第三電極達(dá)到相同電位以減少圖象失真的電路。
22.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括有在氣態(tài)介質(zhì)喪失重新分布電荷的臨時(shí)能力之前，使第二電極和參考電極之一的電位達(dá)到預(yù)定電位，由此減小圖象中的失真的第四裝置。
23.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中第四裝置包括將參考電極和行電極之一的電位有效箝制在預(yù)定電位的可控驅(qū)動(dòng)器。
24.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中第四裝置包括可將參考電極的電位有效箝制在預(yù)定電位上的可控驅(qū)動(dòng)器。
25.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中預(yù)定電位是參考電極在圖象域中的標(biāo)定電位。
全文摘要
一種用于減小美國專利4,896,149中所述類型的顯示系統(tǒng)中象素寬度范圍的交調(diào)失真、沿通道長度方向的交調(diào)失真、閃爍和/或圖象保留等的方法和裝置。本發(fā)明在′149專利所討論的裝置中添加了用于在通道中的氣態(tài)介質(zhì)喪失重新公布電荷的能力之前，使通道中的參考電極和行電極達(dá)到相同電位的電路，和使這些電極的一方或雙方達(dá)到或箝制在某一預(yù)定電位的電路。本發(fā)明還提供了一些相應(yīng)的方法。
文檔編號(hào)G09G3/36GK1107991SQ9410326
公開日1995年9月6日 申請(qǐng)日期1994年3月4日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月4日
發(fā)明者K·J·伊爾西辛, J·S·穆爾 申請(qǐng)人:特克特朗尼克公司