"Плазматрон" представляет собой дальнейшее развитие жидкокристаллической матрицы. В основе конструкции "плазматрона" лежат две функциональные платы - одна с адресующей плазмой, а другая с ЖК. Конструктивные особенности "плазматрона" схематически поясняются рисунком 6.10.

На стеклянную подложку 2 толщиной 1,9 мм посредством печати наносят металлические переключающие электроды - аноды и катоды, образующие плазменные каналы. Способом многослойной печати получают боковые стенки 4 плазменных каналов, которые имеют толщину 0,1 мм и высоту 0,2 мм. Черный материал стенок в дальнейшем исключает внутреннее и внешнее светоотражение. После вжигания электродов поверхности боковых стенок подвергают полировке. Равномерная высота и чистота поверхностей ребер обеспечивают прецизионные качество жидкокристаллической зоны и светопропускание панели. На подготовленные вышеуказанным образом боковые стенки наклеивают тонкую стеклянную пластинку (диэлектрическую пленку 8) толщиной 50 мкм. Образующиеся при этом каналы продувают воздухом и наполняют инертным газом под низким давлением. За изготовлением платы с адресующей плазмой следует изготовление платы с ЖК. Слой ЖК располагается между двумя стеклянными пластинами 8 и 12. На внутренней поверхности стеклянной пластины 12 укреплены вертикальные штрихи цветного светофильтра с расположенными за ними штриховыми электродами. Элементарные штрихи цветного светофильтра и штриховые электроды чередуются с разделителями диэлектрического типа 14. Пространство между стеклянной пластиной 8 и вертикально расположенными электродами заполняется ЖК и герметизируется.

Высокое электрическое сопротивление неактивированного газа и высокая электрическая проводимость газа в ионизированном состоянии делают плазму идеальной переключающей средой. Действие плазменного переключателя можно сравнить с работой полевого транзистора. Потенциал затвора полевого транзистора соответствует катодному потенциалу плазменного элемента, а электрод истока - анодному вводу плазменного элемента. Плазменные каналы и штриховые электроды образуют совокупность эквивалентных накопительных конденсаторов.

Если плазменный канал находится во включенном состоянии, то любой из накопительных конденсаторов заряжается в соответствии с величиной видеосигнала, прикладываемого к аноду данного плазменного канала и к соответствующему штриховому электроду. Каждому значению видеосигнала будет соответствовать определенная ориентация ЖК, расположенных

1 — источник света; 2 — поляризатор; 3 — стеклянная пластина; 4 — ребро (боковая стенка) плазменного канала; 5 — катод; 6 — анод; 7 — газовое наполнение; 8 — диэлектрическая пленка; 9 — жидкокристаллический слой; 10 — вертикально расположенные электроды штрихового типа; 11 — цветной светофильтр, состоящий из совокупности вертикальных штрихов R, G, B типа; 12 - стеклянная пластина; 13 - поляризатор; 14 — разделители цветного светофильтра и электродов

Рисунок 6.10. Конструкция "плазматрона"

в области данного эквивалентного конденсатора. В неактивированном состоянии плазменный канал приобретает высокое электрическое сопротивление, при котором ориентация ЖК сохраняется, а ее изменение может осуществить только новый цикл переключения. Переключение плазменных каналов осуществляется с помощью специальных управляющих импульсов, одновременно подаваемых к аноду и катоду выбранного канала. Если в обычных жидкокристаллических устройствах воспроизведения изображений каждый элементарный конденсатор соответствует одному элементу ТВ изображения и переключается собственным транзистором, то в "плазматроне" процесс переключения происходит не поэлементно, а построчно. Плазменный канал здесь берет на себя функцию общего переключателя - все элементы одной строки переключаются одновременно. Следовательно, изображение в "плазматроне" формируется не последовательностью элементов, а последовательностью строк. Поэтому число плазменных каналов равно стандартному числу активных строк ТВ изображения. При работе "плазматрона" видеоимпульсы соответствующие всем R, G, B элементам любой строки, одновременно подаются на все вертикально расположенные штриховые электроды. При этом в зависимости от местоположения плазменного канала будет воспроизводиться та или иная строка ТВ изображения.

Скорость срабатывания представляет собой важную характеристику плазменного переключателя. Ограничение скорости здесь вызвано тем, что масса ионов больше массы электронов. Скорость переключения существенно зависит от природы применяемого газа, его давления и от анодно-катодного тока переключения (напряжения разряда плазмы). Реализуемое время смены информации в любой из ячеек жидкокристаллической панели составляет примерно 1 мкс. Если учесть, что время разрушения плазмы составляет практически 4 мкс, то для воспроизведения одной строки изображения достаточно 5 мкс. Полагая, что за 1 секунду передается 25 полных кадров (что соответствует чересстрочной развертке по стандарту SЕСАМ), легко определить, сколько строк способен воспроизводить "плазматрон" с точки зрения его временных параметров. Расчеты показывают, что z = 8000, т.е. с помощью подобного воспроизводящего устройства в принципе можно получать изображения высокой четкости.

Основные технические характеристики "плазматрона", выпускаемого фирмой Sony, следующие. При напряжении разряда плазмы 350 В и анодно-катодном токе в 50 мА потребляемая мощность без источника света составляет 7 Вт. В качестве источника света служит комбинация, состоящая из 12 люминесцентных ламп со сроком службы 15000 часов. "Плазматрон" обеспечивает яркость воспроизводимого изображения, равную 250 кд/м², при контрастности 70:1.