[发明专利]利用具有多种可电离成分的可电离气体混合物的寻址结构

说明书

本发明涉及一种由数据存储元件构成的系统，更具体地说，涉及一种利用降低衰变时间的可电离的气体混合物对这种存储元件的阵列进行寻址的装置和方法。

采用数据存储元件的系统例如包括摄像机和图像显示器。这种系统采用的寻址结构，能向存储元件提供数据或由存储元件取得数据。本发明的一个实施例具体针对的这样一种类型的系统是一种通用的平板式显示器，它的存储或显示元件存储发光图形数据。

平板式显示器包含分布遍及显示表面的观察区分布的多个显示元件。期望一种平板式显示系统是因为它不需要用阴极射线管来显示图像。阴极射线管并不理想是由于它尺寸大、易碎和需要高压驱动电路。

其中一种类型的平板式显示系统采用一种能够对按阵列分布的多个液晶元件或显示元件实现直接多路转换的寻址结构。每个液晶元件位于一对电导体之间，以便选择性地将选择的和未被选择的电压信号施加到液晶元件的两侧，以便改变它的光学特性，因此改变显示图像的亮度。利用包含在封闭容积内部的可电离气体将选择的和未被选择的电压信号施加到液晶显示器上，气体的作用好像一种电开关，在当其被电离时的导通状态和当其未被电离时的非导通状态之间进行变换。

按照数据准备时间、数据获取时间和可电离气体衰变时间的和来确定液晶显示板的寻址能力，即在一帧时间之内可以寻址的水平行的数目。衰变时间是按照可电离气体从被电离的导通状态变化到非电离的不导通状态所经历的时间定义的，衰变时间通常应小于水平行寻址周期的二分之一，这是考虑串扰补偿的需要。在最低值下，衰变时间应当小于一水平行的寻址时间。对于60赫的帧速，这意味着可电离气体的衰变时间接进8-32微秒。

平板式显示系统，例如在授予Buzak等人的序号为4895149的美国专利中和在授予Buzak等人的序号5077553的美国专利(这两个专利均转让给本申请的受让人)中所公开的那些，使用锂作为可电离气体，因为它具有众所周知的有益的特性。具体地说，纯锂在约16-24微秒内衰减，这取决于各种物理参数，例如温度和压力。

在这些现有技术的平板式显示系统中，利用由以与锂气体相关的电极以可控方式产生的电子形成的能量，纯锂气体被电离成为导电状态，即变为带电和中性粒子的混合物，成为一个电子开关。当电极通电时，所形成的电子被激励，因此引起锂气体粒子的电离。

在将地电位施加到电极上之后，由于锂离子与电子重新复合或由于锂离子与密封的容积的器壁碰撞，被电离的气体粒子由电离状态返回到非电离状态。随着离子和电子重新复合，锂粒子可以形成为被激发的中性锂粒子，该中性锂离子可以进一步地变成为被激发的亚稳态锂粒子，并且随后锂粒子处于基态。被激发的亚稳态锂粒子并不是通过双向的跃迁以辐射方式衰变的，而是通过或者彼此碰撞形成锂离子一电子对以及处于基态的中性锂原子，或者与显示板的器壁相碰撞或者通过更高能级的多极跃迁产生衰变。这些锂—电子对的形成导致二次电离，使气体导电，因此延长了衰变时间。电离气体衰变时间代表当由电极上消除电压时被电离的气体返回到非电离状态所需的时间。

因此，认为锂气体的衰变时间主要是由在超始电离过程中二次电离或余辉中的这些被激发的亚稳态锂粒子的和时间有关的密度特性控制的。

这一衰变时间对于一些应用场合例如NTSC电视和VGA高分辩率计算机监视器是足够的。然而，纯锂的衰变时间对于需要较快寻址能力的应用场合例如高清晰度电视(HDTV)和计算机站监视器(在16毫秒内寻址1024行)是不够的。

在现有技术中已经采用几种用于降低纯锂衰变时间的方法。按照一种方法，通过增加扩散速率因而加速亚稳态粒子的碰撞速度来实现衰变时间的缩短。然而，增加扩散的速率必然引起液晶显示器的运行温度的明显提高，因而损害显示板的工作性能。因而，这种技术不是一种适宜的替换方案。

另一种用于降低亚稳态锂粒子的衰变时间的已知方法需要将一种惰性气体例如氦或氖添加到形成板式显示系统的电开关的锂气体的封闭容积中，与被称为潘宁或称猝灭混合物相结合使用。惰性气体的添加降低了处于亚稳态下的锂粒子的密度，因而降低了可电离气体混合物的总的衰变时间，这是因为与具有相同数量粒子的纯锂电离气体相比，所包含的必须衰变的亚稳态粒子较少。

将构成这种潘宁或猝灭混合物的惰性气体加到电离气体中的方法存在很多缺点。首先，在封闭的容积中的可电离气体密度的降低，降低了可电离气体用作电开关的效能。

其次，所有的惰性气体有其自身的亚稳态。所添加的惰性气体的两个亚稳态粒子之间的碰撞也可以导致形成离子电子对。因此，在通道内的二次电离持续进行。