RU2117335C1

RU2117335C1 - Method for control of alternating current plasma display

Info

Publication number: RU2117335C1
Application number: RU97102660A
Authority: RU
Inventors: Николай Анатолиевич Богатов; Юрий Яковлевич Бродский; Сергей Владимирович Голубев
Original assignee: Николай Анатолиевич Богатов; Юрий Яковлевич Бродский; Сергей Владимирович Голубев
Priority date: 1997-02-21
Filing date: 1997-02-21
Publication date: 1998-08-10
Also published as: WO1998037539A1

Abstract

FIELD: computer engineering. SUBSTANCE: method involves application of high-frequency feed voltage which provides electron oscillation amplitude in discharge less than discharge gap. This results in possibility to keep high- frequency discharge with low loss and quasi-stationary state. Amplitude of blanking pulses depends on condition of plasma decay in gas. EFFECT: increased efficiency, increased brightness of display, possibility to use low-amplitude blanking pulses, simplified design. 12 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технической физике, в частности к способам управления визуальными индикаторами, выполненными в виде газоразрядного прибора со скрещенными электродами, и может быть использовано, например, в информационных дисплеях, используемых в летательных аппаратах, телевидении, персональных компьютерах, рекламном деле и т.д. The invention relates to technical physics, in particular to methods for controlling visual indicators made in the form of a gas discharge device with crossed electrodes, and can be used, for example, in information displays used in aircraft, television, personal computers, advertising, etc. .

В последние годы резко возрос интерес исследователей и разработчиков информационных дисплеев к плазменным дисплеям как к наиболее перспективному направлению в области производства дисплеев большого размера. Конструктивно плазменный дисплей, как правило, представляет собой две подложки, на которых размещены ряды электродов, при этом подложки ориентированы друг относительно друга таким образом, что ряды электродов, размещенных на подложках, взаимно ортогональны. Области пересечения ортогональных электродов образуют ячейки, которые заполнены газом или смесью газов. Возбуждение разряда в газе, заполняющем ячейки, в определенной последовательности позволяет осуществлять отображение информации. По виду электрического напряжения (постоянного или переменного), прикладываемого к электродам ячеек, плазменные дисплеи подразделяются на два больших класса: дисплеи постоянного тока и дисплеи переменного тока (в первом случае имеется в виду лишь однополярность напряжения, форма же может быть различной). In recent years, the interest of researchers and developers of information displays in plasma displays as the most promising direction in the production of large-size displays has sharply increased. Structurally, the plasma display, as a rule, consists of two substrates on which the rows of electrodes are placed, while the substrates are oriented relative to each other so that the rows of electrodes placed on the substrates are mutually orthogonal. The intersection areas of the orthogonal electrodes form cells that are filled with a gas or mixture of gases. Excitation of the discharge in the gas filling the cells in a certain sequence allows the display of information. By the type of electric voltage (constant or variable) applied to the electrodes of the cells, plasma displays are divided into two large classes: DC displays and alternating current displays (in the first case, it refers only to unipolarity of the voltage, but the shape can be different).

Широко известны дисплеи постоянного тока, в которых возбуждение разряда осуществляется постоянным напряжением, прикладываемым к неизолированным электродам [1-3]. Widely known DC displays, in which the discharge is excited by a constant voltage applied to uninsulated electrodes [1-3].

Общей конструктивной особенностью дисплеев этого класса является то, что электроды находятся в электрическом контакте с газоразрядной плазмой, что само по себе является недостатком, поскольку под действием плазмы электроды распыляются, что приводит к изменению состава и давления газа в газоразрядной ячейке и, как следствие, к изменению ее электрических параметров. Другим недостатком дисплеев постоянного тока является трудность реализации свойства памяти - поддержание разряда в ячейке после зажигания - из-за отрицательной вольт-амперной характеристики тлеющего разряда. Для устранения этого недостатка применяют балластные сопротивления в ячейках, которые уменьшают КПД [4], либо используют в качестве поддерживающего напряжения последовательность однополярных импульсов [3], что не обеспечивает достаточной стабильности поддержания разряда в ячейках. A common design feature of this class of displays is that the electrodes are in electrical contact with the gas discharge plasma, which in itself is a drawback, since the electrodes are sprayed under the influence of the plasma, which leads to a change in the composition and pressure of the gas in the gas discharge cell and, as a result, changing its electrical parameters. Another disadvantage of DC displays is the difficulty of realizing the memory property — maintaining the discharge in the cell after ignition — due to the negative current – voltage characteristics of the glow discharge. To eliminate this drawback, ballast resistances in the cells are used that reduce the efficiency [4], or a sequence of unipolar pulses [3] is used as the supporting voltage, which does not provide sufficient stability to maintain the discharge in the cells.

В классе дисплеев постоянного тока известно создание конструкций и способов управления ими, основанных на использовании положительного столба разряда в качестве источника ультрафиолетового излучения, который намного эффективнее отрицательного свечения (IEEЕ Trans, on Plasma Science, V. 19 (1991), N 6, p. 1042 - 1043). In the class of DC displays, it is known to create designs and methods for controlling them based on the use of a positive discharge column as a source of ultraviolet radiation, which is much more effective than a negative glow (IEEE Trans, on Plasma Science, V. 19 (1991), N 6, p. 1042-1043).

Однако неизбежное при этом увеличение длины разряда приводит либо к увеличению рабочего напряжения, поскольку к катодному падению напряжения добавляется падение на положительном столбе разряда, либо к усложнению конструкции - введению дополнительных электродов и усложнению конфигурации ячейки. However, the inevitable increase in the length of the discharge leads either to an increase in the operating voltage, since a drop on the positive column of the discharge is added to the cathodic voltage drop, or to the complexity of the design — the introduction of additional electrodes and the complexity of the cell configuration.

Наилучшие параметры были достигнуты в дисплеях переменного тока, использующих для возбуждения разряда в ячейках импульсное напряжение переменной полярности с характерной частотой следования импульсов 10 - 100 кГц, которое подают на электроды, изолированные от плазмы слоем диэлектрика. При этом, как правило, наряду с защитой электродов от распыления решается задача повышения коэффициента вторичной эмиссии электронов [8, 5 и 6]. В этих дисплеях свойство памяти обеспечивается накоплением заряда на диэлектрической стенке в течение разряда при напряжении одной полярности и добавлении напряжения, создаваемого этим зарядом, к напряжению следующего импульса обратной полярности так, что суммарное напряжение оказывается выше пробойного в то время, как одного только напряжения поддерживающих импульсов недостаточно для пробоя ячейки. Таким образом, однажды зажженная ячейка будет пробиваться в каждом следующем импульсе поддерживающего напряжения, пока не будет погашена специальным гасящим импульсом. The best parameters were achieved in alternating current displays using a pulsed voltage of variable polarity with a characteristic pulse repetition rate of 10-100 kHz to excite a discharge in the cells, which is applied to electrodes isolated from the plasma by a dielectric layer. In this case, as a rule, along with the protection of electrodes from sputtering, the problem of increasing the secondary electron emission coefficient is solved [8, 5 and 6]. In these displays, the memory property is ensured by the accumulation of charge on the dielectric wall during the discharge at a voltage of one polarity and by adding the voltage created by this charge to the voltage of the next pulse of reverse polarity so that the total voltage is higher than the breakdown voltage, while the voltage of the supporting pulses alone not enough for the breakdown of the cell. Thus, once a lit cell will break through in each subsequent pulse of the supporting voltage, until it is extinguished by a special quenching pulse.

Специфическим недостатком дисплеев такого типа является недостаточная яркость, обусловленная малой длительностью разряда (десятки наносекунд), по сравнению с периодом повторения импульсов, вследствие чего подавляющую часть времени разряд в ячейках отсутствует. A specific disadvantage of this type of display is the insufficient brightness due to the short duration of the discharge (tens of nanoseconds), compared with the pulse repetition period, as a result of which the discharge is not overwhelming most of the time in the cells.

Известен способ управления дисплеем переменного тока [7], по которому в целях увеличения яркости, а также упрощения управления, используют сравнительно высокую частоту следования импульсов (до 8 МГц), отказываясь при этом от свойства памяти, поскольку при такой частоте следования импульсов заряд на стенке не успевает формироваться. Последнее обстоятельство, однако, существенно уменьшая максимальное время пребывания ячейки во включенном состоянии, практически ликвидирует выигрыш в яркости за счет увеличения частоты следования. A known method of controlling an AC display [7], in which, in order to increase brightness, as well as simplify control, a relatively high pulse repetition rate (up to 8 MHz) is used, while refusing the memory property, since at such a pulse repetition rate the charge on the wall does not have time to form. The latter circumstance, however, significantly reducing the maximum time the cell is in the on state, practically eliminates the gain in brightness by increasing the repetition rate.

Ближайшим аналогом разработанного способа по совокупности сходных существенных признаков является способ управления плазменным дисплеем переменного тока [8]. По этому способу на изолированные электроды ячеек подают поддерживающее напряжение в виде последовательности импульсов переменной полярности с частотой следования 10 - 100 кГц. Избирательное управление состоянием ячеек - возбуждение и гашение разряда в них - осуществляется подачей на соответствующие электроды - ряды и колонны - поджигающих импульсов напряжения и гасящих импульсов напряжения. The closest analogue to the developed method for the combination of similar essential features is a method for controlling an alternating current plasma display [8]. According to this method, the supporting voltage is applied to the isolated electrodes of the cells in the form of a sequence of pulses of variable polarity with a repetition rate of 10 - 100 kHz. Selective control of the state of the cells — excitation and quenching of the discharge in them — is carried out by applying to the corresponding electrodes — rows and columns — igniting voltage pulses and quenching voltage pulses.

Недостатками этого способа управления дисплеем так же, как и других известных, независимо от вида используемого напряжения (постоянного, либо переменного), являются низкий КПД, низкая интегральная яркость свечения дисплея и высокое рабочее напряжение, определяемое большой амплитудой импульсов, осуществляющих избирательное гашение ячеек. Одной из основных причин низкого КПД существующих способов управления дисплеем является низкая эффективность преобразования электрической энергии, поглощаемой в ячейке, в световое излучение разряда, не превышающая, как правило, 10%. Это обусловлено тем, что подавляющая часть электрической энергии расходуется на нагрев ионов в катодной области и ионизацию газа, необходимую для компенсации быстрого дрейфового выноса электронов из разряда. Причина низкой яркости свечения заключена, как указывалось выше, в большой скважности импульсов тока в ячейках или в низкой частоте следования импульсов поддерживающего напряжения. Необходимость использования импульсов большой амплитуды для избирательного гашения ячеек в известных способах связана с тем, что подача гасящих импульсов должна обеспечить пробой соответствующих ячеек, а минимальное пробойное напряжение, определяемое сортом газа и материалом электродов, для используемых в дисплеях газовых смесей составляет около 200 В. The disadvantages of this display control method as well as other known ones, regardless of the type of voltage used (constant or variable), are low efficiency, low integrated brightness of the display luminescence and high operating voltage, determined by the large amplitude of the pulses performing selective blanking of the cells. One of the main reasons for the low efficiency of the existing display control methods is the low efficiency of converting the electric energy absorbed in the cell into light radiation of the discharge, usually not exceeding 10%. This is due to the fact that the overwhelming majority of electrical energy is spent on heating the ions in the cathode region and ionizing the gas, which is necessary to compensate for the fast drift transfer of electrons from the discharge. The reason for the low brightness of the luminescence is concluded, as indicated above, in the high duty cycle of the current pulses in the cells or in the low pulse repetition rate of the supporting voltage. The need to use large-amplitude pulses for selective blanking of cells in known methods is connected with the fact that the supply of quenching pulses should ensure the breakdown of the respective cells, and the minimum breakdown voltage, determined by the type of gas and electrode material, for gas mixtures used in displays is about 200 V.

Таким образом, задачей изобретения является разработка способа управления плазменным дисплеем переменного тока, обеспечивающего улучшенные эксплуатационные характеристики плазменного дисплея переменного тока, а именно высокий КПД, повышенную яркость свечения и низкое рабочее напряжение, и не требующего для своей реализации сложных, громоздких и дорогостоящих конструктивных решений. Thus, the object of the invention is to develop a method for controlling an alternating current plasma display that provides improved operational characteristics of an alternating current plasma display, namely, high efficiency, increased brightness and low operating voltage, and which does not require complex, bulky and expensive structural solutions for its implementation.

Сущность разработанного способа управления плазменным дисплеем переменного тока заключается в том, что он так же, как и способ управления, являющийся ближайшим аналогом, включает подачу на электроды ячеек плазменного дисплея поддерживающего напряжения и поджигающих импульсов напряжения, возбуждая тем самым разряд в газе, заполняющем ячейки, с последующей подачей на электроды ячеек гасящих импульсов напряжения. The essence of the developed method for controlling an AC plasma display is that it, like the control method, which is the closest analogue, includes supplying voltage and ignition voltage pulses to the electrodes of the plasma display cells, thereby exciting a discharge in the gas filling the cells, with the subsequent supply of quenching voltage pulses to the electrodes of the cells.

Новым в разработанном способе является то, что поддерживающее напряжение формируют высокочастотным и разряд в газе поддерживают высокочастотным, при этом амплитуда колебаний электронов в разряде меньше разрядного промежутка, а параметры гасящих импульсов напряжения выбирают из условия распада плазмы в газе. New in the developed method is that the supporting voltage is formed high-frequency and the discharge in the gas is maintained high-frequency, while the amplitude of the electron vibrations in the discharge is less than the discharge gap, and the parameters of the quenching voltage pulses are selected from the condition of plasma decay in the gas.

В частном случае поджигающие импульсы напряжения подают на основные электроды. In a particular case, firing voltage pulses are fed to the main electrodes.

В конкретной реализации этого частного случая поджигающие импульсы напряжения формируют в виде видеоимпульсов, амплитуда которых превышает критическое напряжение на электродах ячейки, при котором частота ν_i ионизации газа в ячейке определяется соотношением
ν_i ≥ (2V_e/L)lnN_e/N_o,
где
V_e - скорость дрейфа электронов;
L - расстояние между электродами;
N_e - заданная концентрация электронов в ячейке в рабочем режиме;
N₀ - начальная концентрация электронов в ячейке, при этом длительность τ₁ видеоимпульсов определяется соотношением
τ₁≅ 10/ν_i.
В другой конкретной реализации поджигающие импульсы напряжения формируют в виде радиоимпульсов, амплитуда которых превышает пробойное напряжение ячейки, частота заполнения радиоимпульсов определяется условием поддержания амплитуды колебаний электронов в разряде меньшей разрядного промежутка, а их длительность τ₂ определяется соотношением
τ₂>{1/(ν_i-ν_d)}lnN_e/N_o,
где
ν_d - частота диффузионных потерь.In a specific implementation of this particular case, ignition voltage pulses are generated in the form of video pulses whose amplitude exceeds the critical voltage at the cell electrodes at which the gas ionization frequency ν _i in the cell is determined by the ratio
ν _i ≥ (2V _e / L) lnN _e / N _o ,
Where
V _e is the electron drift velocity;
L is the distance between the electrodes;
N _e is the given concentration of electrons in the cell in the operating mode;
N ₀ - the initial concentration of electrons in the cell, while the duration τ ₁ video pulses is determined by the ratio
τ ₁ ≅ 10 / ν _i .
In another specific implementation, firing voltage pulses are generated in the form of radio pulses, the amplitude of which exceeds the breakdown voltage of the cell, the filling frequency of the radio pulses is determined by the condition for maintaining the amplitude of the electron vibrations in the discharge less than the discharge gap, and their duration τ ₂ is determined by the ratio
τ ₂ > {1 / (ν _i -ν _d )} lnN _e / N _o ,
Where
ν _d is the frequency of diffusion losses.

В другом частном случае поджигающие импульсы напряжения подают на дополнительные электроды, при этом амплитуда поджигающих импульсов напряжения превышает пробойное напряжение ячейки. In another particular case, the ignition voltage pulses are supplied to additional electrodes, while the amplitude of the ignition voltage pulses exceeds the breakdown voltage of the cell.

В другом частном случае поджигающие импульсы напряжения подают на ячейки дисплея избирательно. In another particular case, firing voltage pulses are applied to the display cells selectively.

В другом частном случае поджигающие импульсы напряжения подают на все ячейки дисплея одновременно. In another particular case, firing voltage pulses are applied to all display cells simultaneously.

Целесообразно подавать гасящие импульсы напряжения на ячейки дисплея избирательно. It is advisable to apply damping voltage pulses to the display cells selectively.

В конкретной реализации гасящие импульсы напряжения подают на основные электроды. В другой конкретной реализации гасящие импульсы напряжения подают на дополнительные электроды. При этом при выполнении электродов изолированными амплитуда U₁ и длительность t₁ гасящих импульсов определяются соотношением U₁ = L²/b_et₁, где b_e - подвижность электронов, а при выполнении электродов неизолированными амплитуда U₂ и длительность t₂ гасящих импульсов определяются соотношением U₂=L²/b_it₂, где b_i - подвижность ионов.In a particular implementation, quenching voltage pulses are applied to the main electrodes. In another specific implementation, quenching voltage pulses are applied to additional electrodes. In this case, when the electrodes are isolated, the amplitude U ₁ and the duration t _{1 of the} quenching pulses are determined by the relation U ₁ = L ² / b _e t ₁ , where b _e is the electron mobility, and when the electrodes are made non-insulated, the amplitude U ₂ and the duration t _{2 of the} quenching pulses are determined the ratio U ₂ = L ² / b _i t ₂ , where b _i is the mobility of ions.

В разработанном способе управления плазменным дисплеем переменного тока подача на электроды ячеек высокочастотного поддерживающего напряжения, при котором амплитуда колебаний электронов в разряде меньше разрядного промежутка, позволяют реализовать в ячейках дисплея высокочастотный разряд, характеризующийся малыми потерями и квазистационарностью. Это обеспечивает высокий КПД и повышенную яркость свечения дисплея и позволяет использовать для избирательного гашения ячеек гасящие импульсы малой амплитуды, величина которой определяется условием распада плазмы в газе, и позволяет тем самым решить задачу, на решение которой направлено изобретение, а именно разработать способ управления, обеспечивающий улучшенные эксплуатационные характеристики плазменного дисплея переменного тока и не требующий для своей реализации сложных, громоздких и дорогостоящих конструктивных решений. In the developed method for controlling an alternating current plasma display, applying to the electrodes of the cells a high-frequency supporting voltage at which the amplitude of the electron oscillations in the discharge is less than the discharge gap, it is possible to realize a high-frequency discharge in the display cells, which is characterized by low losses and quasi-stationarity. This ensures high efficiency and increased brightness of the display luminescence and makes it possible to use damping pulses of small amplitude for selective blanking of cells, the magnitude of which is determined by the decay condition of the plasma in the gas, and thereby allows to solve the problem that the invention is directed to, namely, to develop a control method that provides improved operational characteristics of an AC plasma display and not requiring complex, bulky and expensive structural solutions for its implementation.

На чертеже приведен вариант структурной схемы устройства, с помощью которого может быть реализован предложенный способ управления плазменным дисплеем переменного тока. The drawing shows a variant of the structural diagram of the device with which the proposed method for controlling an alternating current plasma display can be implemented.

Устройство содержит источник 1 поддерживающего напряжения, источник 2 поджигающих импульсов напряжения и источник 3 гасящих импульсов напряжения. Выходы источников 1, 2 и 3 соединены с электродами ячеек плазменного дисплея 4. The device comprises a support voltage source 1, a source of 2 ignition voltage pulses, and a source of 3 quenching voltage pulses. The outputs of sources 1, 2 and 3 are connected to the electrodes of the cells of the plasma display 4.

Источник 1 предназначен для формирования высокочастотного поддерживающего напряжения. В конкретной реализации в качестве источника 1 может быть использован стандартный ВЧ генератор, работающий в мегагерцевом частотном диапазоне. В общем случае параметры поддерживающего напряжения определяются условием поддержания амплитуды колебаний электронов в разряде меньшей разрядного промежутка и зависят от размеров ячеек дисплея, состава и давления газа, заполняющего ячейки, и др. Эти параметры могут быть вычислены, например, по методике (Райзер Ю.П. и др. Высокочастотный емкостной разряд. - М.: Наука-Физматлит, 1995, с. 30-37). Для типичных параметров ячеек целесообразно использовать поддерживающее напряжение с частотой более 20 МГц. Source 1 is designed to form a high-frequency supporting voltage. In a specific implementation, a standard RF generator operating in the megahertz frequency range can be used as source 1. In the general case, the parameters of the supporting voltage are determined by the condition of maintaining the amplitude of the oscillations of the electrons in the discharge of a smaller discharge gap and depend on the size of the display cells, the composition and pressure of the gas filling the cells, etc. These parameters can be calculated, for example, by the method (Yu.P. Raizer . and other High-frequency capacitive discharge. - M.: Nauka-Fizmatlit, 1995, S. 30-37). For typical cell parameters, it is advisable to use a supporting voltage with a frequency of more than 20 MHz.

Источник 2 предназначен для формирования поджигающих импульсов напряжения. В одном частном случае источник 2 обеспечивает формирование видеоимпульсов, амплитуда которых превышает критическое напряжение на электродах ячейки, при котором частота ν_i ионизации газа в ячейке определяется соотношением
ν_i ≥(2N_e/L)lnN_у/N_o,
где
V_e - скорость дрейфа электронов;
L - расстояние между электродами;
N_e - заданная концентрация электронов в ячейке в рабочем режиме;
N₀ - начальная концентрация электронов в ячейке.Source 2 is designed to form ignition voltage pulses. In one particular case, source 2 provides the formation of video pulses, the amplitude of which exceeds the critical voltage at the cell electrodes, at which the gas ionization frequency ν _i in the cell is determined by the ratio
ν _i ≥ (2N _e / L) lnN _у / N _o ,
Where
V _e is the electron drift velocity;
L is the distance between the electrodes;
N _e is the given concentration of electrons in the cell in the operating mode;
N ₀ is the initial concentration of electrons in the cell.

При этом длительность τ₁ видеоимпульсов определяется соотношением
τ₁≅ 10/ν_i.
В другом частном случае источник 2 обеспечивает формирование радиоимпульсов, амплитуда которых превышает пробойное напряжение ячейки. При этом частота заполнения радиоимпульсов определяется условием поддержания амплитуды колебаний электронов в разряде меньшей разрядного промежутка, а их длительность τ₂ определяется соотношением
τ₂>{1/(ν_i-ν_d)}lnN_e/N_o,
где
ν_d - частота диффузионных потерь.The duration τ ₁ video pulses is determined by the ratio
τ ₁ ≅ 10 / ν _i .
In another particular case, the source 2 provides the formation of radio pulses, the amplitude of which exceeds the breakdown voltage of the cell. The filling frequency of the radio pulses is determined by the condition of maintaining the amplitude of the oscillations of the electrons in the discharge less than the discharge gap, and their duration τ ₂ is determined by
τ ₂ > {1 / (ν _i -ν _d )} lnN _e / N _o ,
Where
ν _d is the frequency of diffusion losses.

Источник 3 предназначен для формирования гасящих импульсов напряжения в виде одиночных видеоимпульсов заданной длительности и амплитуды. Source 3 is intended for the formation of quenching voltage pulses in the form of single video pulses of a given duration and amplitude.

В качестве плазменного дисплея 4 может быть использован, например, плазменный дисплей переменного тока [8] или дисплей [6], или другой аналогичный. As the plasma display 4, for example, an AC plasma display [8] or a display [6], or another similar one, can be used.

Разработанный способ управления плазменным дисплеем переменного тока с помощью устройства, структурная схема которого приведена на чертеже, реализуется следующим образом. The developed method for controlling an alternating current plasma display using a device, the structural diagram of which is shown in the drawing, is implemented as follows.

На основные электроды ячеек плазменного дисплея 4 подают высокочастотное поддерживающее напряжение с помощью источника 1. Амплитуда этого напряжения меньше пробойного значения, поэтому разряд в газе, заполняющем ячейки, не возбуждается. Затем на основные либо на дополнительные электроды ячеек подают поджигающие импульсы напряженны с помощью источника 2. A high-frequency supporting voltage is supplied to the main electrodes of the cells of the plasma display 4 using a source 1. The amplitude of this voltage is less than the breakdown value, therefore, the discharge in the gas filling the cells is not excited. Then, ignition pulses are energized using the source 2 to the main or additional electrodes of the cells.

При подаче поджигающих импульсов напряжения на основные электроды в одном частном случае эти импульсы формируют в виде видеоимпульсов, а в другом частном случае - в виде радиоимпульсов. В общем случае амплитуда этих импульсов превышает пробойное напряжение ячейки. Кроме того, при формировании поджигающих импульсов напряжения в виде видеоимпульсов в случае, когда электроды выполнены изолированными, амплитуду и длительность этих импульсов выбирают так, чтобы, с одной стороны, концентрация возникающей плазмы в течение импульса достигла величины, при которой диффузия заряженных частиц становится амбиполярной, а с другой стороны, на диэлектрическом покрытии катода не успел накопиться электрический заряд, который может помешать поддержанию высокочастотного разряда в ячейке. При этом в одном из вариантов способа поджигающие импульсы напряжения подают на все ячейки одновременно, а в другом - избирательно. В результате в газе, заполняющем ячейки, на которые поданы поджигающие импульсы напряжения, возбуждается разряд. После окончания поджигающего импульса разряд поддерживают высокочастотным с помощью высокочастотного поддерживающего напряжения, при этом амплитуда колебаний электронов в разряде поддерживается меньшей разрядного промежутка. Поддержание амплитуды колебаний электронов в ВЧ поле меньшей разрядного промежутка приводит к тому, что электроны остаются в плазме - их потери обусловлены в этом случае амбиполярной диффузией, которая намного меньше дрейфового выноса, имеющего место в низкочастотных разрядах. Поэтому затраты электрической энергии на ионизацию газа, призванную компенсировать потери заряженных частиц, в ВЧ разряде меньше, чем в НЧ разряде. Кроме того, падение напряжения на приэлектродных слоях меньше, поскольку в них ток в основном переносится током смещения, что уменьшает и потери энергии на нагрев ионов. Результатом является высокий КПД плазменного дисплея. Высокочастотный разряд квазистационарен, т. е. излучает непрерывно в течение всего времени, пока приложено поддерживающее напряжение. Поэтому максимальная яркость свечения ВЧ дисплея выше, чем в дисплеях переменного тока, когда излучение ячеек состоит из коротких импульсов, разделенных большими паузами. When applying firing voltage pulses to the main electrodes in one particular case, these pulses are formed in the form of video pulses, and in another particular case in the form of radio pulses. In the general case, the amplitude of these pulses exceeds the breakdown voltage of the cell. In addition, when generating ignition voltage pulses in the form of video pulses in the case when the electrodes are insulated, the amplitude and duration of these pulses are chosen so that, on the one hand, the concentration of the emerging plasma during the pulse reaches a value at which the diffusion of charged particles becomes ambipolar, and on the other hand, an electric charge did not have time to accumulate on the dielectric coating of the cathode, which may interfere with the maintenance of a high-frequency discharge in the cell. Moreover, in one embodiment of the method, firing voltage pulses are applied to all cells simultaneously, and in another, selectively. As a result, a discharge is excited in the gas filling the cells to which the firing voltage pulses are applied. After the end of the ignition pulse, the discharge is maintained high-frequency using a high-frequency supporting voltage, while the amplitude of the electron oscillations in the discharge is maintained smaller than the discharge gap. Maintaining the amplitude of electron oscillations in the rf field of a smaller discharge gap leads to the fact that the electrons remain in the plasma - their losses are due in this case to ambipolar diffusion, which is much less than the drift drift that occurs in low-frequency discharges. Therefore, the cost of electric energy for gas ionization, designed to compensate for the loss of charged particles, in an RF discharge is less than in an RF discharge. In addition, the voltage drop across the electrode layers is less, since the current in them is mainly transferred by the bias current, which reduces the energy loss due to heating of the ions. The result is a high plasma display efficiency. The high-frequency discharge is quasistationary, i.e., it emits continuously throughout the entire time while the supporting voltage is applied. Therefore, the maximum brightness of the RF display is higher than in alternating current displays, when the radiation of the cells consists of short pulses separated by large pauses.

Состояние разряда сохраняется в ячейках до подачи гасящих импульсов напряжения. Гасящие импульсы напряжения в одном частном случае подают на основные электроды, в другом - на дополнительные электроды, которые могут быть выполнены изолированными либо неизолированными. При подаче гасящих импульсов напряжения скорость дрейфовых потерь электронов в поле гасящего импульса превышает скорость ионизации газа в ВЧ поле, поскольку параметры импульсов, в частности амплитуда, выбраны из условия распада плазмы в газе. Для обеспечения указанного условия для типичных параметров ячейки амплитуда гасящих импульсов составляет несколько вольт, что намного меньше рабочего напряжения в известных способах. При избирательной подаче гасящих импульсов напряжения на ячейки дисплея при выполнении электродов изолированными амплитуда U₁ и длительность t₁ гасящих импульсов определяются соотношением U₁ = L²/b_et₁, где b_e - подвижность электронов, а при выполнении электродов неизолированными амплитуда U₂ и длительность t₂ гасящих импульсов определяются соотношением U₂ = L²/b_it₂, где b_i - подвижность ионов. Указанные соотношения параметров гасящих импульсов обеспечивают гашение выбранных ячеек, не изменяя состояния остальных ячеек.The discharge state is maintained in the cells until the quenching voltage pulses are supplied. In one particular case, quenching voltage pulses are supplied to the main electrodes, and in the other to additional electrodes, which can be insulated or non-insulated. When applying quenching voltage pulses, the drift loss rate of electrons in the quenching pulse field exceeds the rate of gas ionization in the rf field, since the parameters of the pulses, in particular the amplitude, are selected from the condition of plasma decay in the gas. To ensure this condition for typical cell parameters, the amplitude of the quenching pulses is several volts, which is much less than the operating voltage in the known methods. When the quenching voltage pulses are selectively applied to the display cells when the electrodes are insulated, the amplitude U ₁ and the duration t _{1 of the} quenching pulses are determined by the ratio U ₁ = L ² / b _e t ₁ , where b _e is the electron mobility, and when the electrodes are made, the amplitude U _{2 is} non-insulated and the duration t _{2 of the} quenching pulses are determined by the relation U ₂ = L ² / b _i t ₂ , where b _i is the mobility of the ions. The indicated ratios of the parameters of the quenching pulses suppress the selected cells without changing the state of the remaining cells.

Claims

1. A method for controlling an alternating current plasma display, by which a supporting voltage is supplied to the main electrodes of the plasma display cells and igniting voltage pulses are supplied, thereby exciting a discharge in the gas filling the cells, followed by supply of quenching voltage pulses to the cell electrodes, characterized in that the supporting voltage is formed high-frequency and the discharge in the gas is maintained high-frequency, while the amplitude of the electron vibrations in the discharge is less than the discharge gap, and the parameters are quenched x pulse voltage is selected from the condition in a gas plasma decay.

2. The method according to claim 1, characterized in that the ignition voltage pulses are fed to the main electrodes.

3. The method according to claim 2, characterized in that the ignition voltage pulses are formed in the form of video pulses, the amplitude of which exceeds the critical voltage at the cell electrodes, at which the gas ionization frequency ν _i in the cell is determined by the ratio:
ν _i ≥ (2v _e / L) lnN _e / N _o ,
where V _e is the electron drift velocity;
L is the distance between the electrodes;
N _e is the given concentration of electrons in the cell in the operating mode;
N ₀ is the initial concentration of electrons in the cell,
the duration τ _{1 of the} video pulses is determined by the ratio τ ₁ ≅ 10 / ν _i .
4. The method according to claim 2, characterized in that the ignition voltage pulses are formed in the form of radio pulses, the amplitude of which exceeds the breakdown voltage of the cell, the frequency of filling of the radio pulses is determined by the condition of maintaining the amplitude of the oscillations of the electrons in the discharge less than the discharge gap, and their duration τ ₂ is determined by the ratio
τ ₂ > {1 / ν _i -ν _d )} lnN _e / N _o ,
where ν _d is the frequency of diffusion losses.

5. The method according to claim 1, characterized in that the ignition voltage pulses are supplied to additional electrodes, while the amplitude of the ignition voltage pulses exceeds the breakdown voltage of the cell.

6. The method according to claim 1, or 2, or 3, or 5, characterized in that the ignition voltage pulses are applied to the display cells selectively.

7. The method according to claim 1, or 2, or 3, or 4, or 5, characterized in that the ignition voltage pulses are supplied to all cells of the display at the same time.

8. The method according to claim 1, or 2, or 3, or 4, or 5, or 6, or 7, characterized in that the quenching voltage pulses are applied to the display cells selectively.

9. The method according to claim 1, or 2, or 3, or 4, or 5, or 6, or 7, or 8, characterized in that the quenching voltage pulses are supplied to the main electrodes.

10. The method according to claim 1, or 2, or 3, or 4, or 5, or 6, or 7, or 8, or 9, characterized in that the quenching voltage pulses are supplied to additional electrodes.

11. The method according to claim 9, or 10, characterized in that when the electrodes are insulated, the amplitude U ₁ and the duration t _{1 of the} quenching pulses are determined by the ratio
U ₁ = L ² / b _e t ₁ ,
where b _e is the electron mobility.

12. The method according to claim 9 or 10, characterized in that when the electrodes are not insulated, the amplitude U ₂ and the duration t _{2 of the} quenching pulses are determined by the ratio
U ₂ = L ² / b _i t ₂ ,
where b _i is the mobility of ions.