Газоразрядная индикаторная панель переменного тока с реверсивным поверхностным разрядом

 

Использование: изобретение относится к области газоразрядной техники и может быть использовано в средствах отображения видеоинформации. Сущность изобретения: в газоразрядной индикаторной панели с поверхностным разрядом количество индикаторных разрядных промежутков, образованных адресным и общим индикаторными электродами, в каждом элементе отображения составляет n-1 при количестве индикаторных электродов n≥3, и каждый элемент отображения содержит управляющий разрядный промежуток, образованный управляющим и адресным индикаторным электродами, а геометрические параметры всех вышеуказанных промежутков и газовое наполнение установлены из условия осуществления в элементе отображения реверсивного поверхностного разряда. Наличие в элементе отображения нескольких, в частности двух, индикаторных разрядных промежутков при обеспечении условий для осуществления реверсивного изменения направления перемещения поверхностного разряда от одного крайнего индикаторного электрода к другому и обратно позволяет последовательно обеспечить возбуждение фотолюминофора по всей площади элемента отображения и тем самым увеличить яркость свечения. Газоразрядная индикаторная панель позволила обеспечить увеличение яркости в 1,5 раза по сравнению с известной газоразрядной индикаторной панелью при сопоставимом значении потребляемой мощности. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области газоразрядной техники и может быть использовано в средствах отображения видеоинформации.

Известна газоразрядная индикаторная панель, каждый элемент отображения которой содержит индикаторный разрядный промежуток, образованный адресным и общим индикаторными электродами, расположенными на одной стеклянной пластине, и управляющий разрядный промежуток, образованный адресным индикаторным электродом и управляющим электродом, расположенным на другой стеклянной пластине ортогонально к индикаторным электродам, при этом элементы отображения вдоль индикаторных электродов отделены друг от друга диэлектрическими барьерами, между которыми располагаются управляющие электроды (статья Dick G. W. "Tree Electrode Per Pel AC Plasma Displey Panel", IEEE Transactions on Electron Devices, vol. ED-33, 1986, pp. 1169-1173).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относится то, что в известном устройстве отсутствуют условия для повышения светоотдачи.

Известна газоразрядная индикаторная панель переменного тока, каждый элемент отображения которой содержит индикаторный разрядный промежуток, образованный выступами на адресном и общем индикаторных электродах, расположенных на одной стеклянной пластине, и управляющий разрядный промежуток, образованный адресным индикаторным электродом и управляющим электродом, расположенным на другой стеклянной пластине ортогонально индикаторным электродам над выступами на них [1] К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относится то, что в известном устройстве: отсутствуют условия для повышения светоотдачи; низкая технологичность конструкции из-за необходимости создания выступов на индикаторных электродах и точного совмещения с ними управляющих электродов, расположенных на другой стеклянной пластине; низкий цветовой контраст при отображении цветной видеоинформации из-за отсутствия разделительных барьеров между элементами отображения с фотолюминофорами разных цветов.

Известна газоразрядная индикаторная панель переменного тока, каждый элемент отображения которой содержит индикаторный разрядный промежуток, образованный выступами на адресном и общем индикаторных электродах, расположенных на стеклянной пластине, и управляющий разрядный промежуток, образованный адресным индикаторным электродом и управляющим электродом, расположенным на той же пластине над индикаторными электродами и ортогонально к ним, при этом индикаторные электроды и управляющий электрод отделены друг от друга слоем диэлектрика, а управляющие электроды также покрыты слоем диэлектрика [2] К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относится то, что в известном устройстве: отсутствуют условия для повышения светоотдачи; низкая технологичность конструкции из-за необходимости создания выступов на индикаторных электродах; повышенная амплитуда импульсов напряжения поддержания разряда и управления из-за наличия двух слоев диэлектрика над индикаторными электродами.

Известна газоразрядная индикаторная панель переменного тока, каждый элемент отображения которой содержит индикаторный разрядный промежуток, образованный адресным и общим индикаторными электродами, расположенными на одной стеклянной пластине, и управляющий разрядный промежуток, образованный адресным индикаторным электродом и управляющим электродом, расположенным на другой стеклянной пластине ортогонально к индикаторным электродам, при этом управляющие электроды расположены между диэлектрическими барьерами, высота которых определяет расстояние между стеклянными пластинами, а в элементах отображения расположены фотолюминофоры, нанесенные на управляющие электроды и стенки диэлектрических барьеров [3] К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что в известном устройстве отсутствуют условия для повышения светоотдачи.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи улучшения эксплуатационных характеристик, в частности увеличения яркости изображения и снижения потребляемой мощности плоского экрана на газоразрядной индикаторной панели, и обеспечение его конкурентоспособности с кинескопами при отображении видеоинформации.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении светоотдачи газоразрядной индикаторной панели.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной газоразрядной индикаторной панели с поверхностным разрядом, каждый элемент отображения которой содержит по крайней мере один индикаторный разрядный промежуток, образованный адресным и общим индикаторными электродами, и управляющий разрядный промежуток, образованный управляющим и адресным индикаторным электродами, отличающейся тем, что количество индикаторных разрядных промежутков в каждом элементе отображения составляет n-1 при количестве индикаторных электродов n≥3, а геометрические параметры всех вышеуказанных промежутков и газовое наполнение установлены из условия осуществления в элементе отображения реверсивного поверхностного разряда, при общем числе индикаторных электродов в элементе отображения равном трем, средний электрод используют в качестве адресного, а боковые в качестве общих индикаторных электродов, при этом общие индикаторные электроды газоразрядной индикаторной панели объединены в две группы таким образом, что общие индикаторные электроды одного и того же элемента отображения принадлежат к разным группам, все индикаторные электроды имеют вводы для подсоединения к многофазному источнику импульсов напряжения поддержания разряда, выполненному с возможностью обеспечения временного сдвига импульсов для реверсивного изменения направления перемещения поверхностного разряда по всем индикаторным промежуткам элемента отображения, а управляющие и адресные индикаторные электроды имеют вводы для подсоединения к источнику импульсов управления, каждый элемент отображения содержит фотолюминофор, расположенный вне непосредственной зоны разрядов в индикаторных разрядных промежутках, расстояния между любыми соседними индикаторными электродами в элементе отображения равны между собой, расстояния между любыми соседними индикаторными электродами газоразрядной индикаторной панели равны между собой, ширина общих индикаторных электродов равна ширине адресных индикаторных электродов, ширина управляющих электродов равна ширине адресных индикаторных электродов.

Наличие в элементе отображения нескольких, в частности двух, индикаторных разрядных промежутков, количество которых на единицу меньше общего числа индикаторных электродов, при обеспечении условий для осуществления реверсивного изменения направления перемещения поверхностного разряда от одного крайнего индикаторного электрода к другому и обратно позволяет последовательно обеспечить возбуждение фотолюминофора по всей площади элемента отображения и тем самым увеличить яркость свечения. При этом не происходит увеличения амплитуды импульсов напряжения поддержания разряда за счет дополнительных потерь заряженных частиц на стенки элемента отображения по сравнению со случаем, если увеличивать расстояние между индикаторными электродами в известных газоразрядных индикаторных панелях с одним разрядным индикаторным промежутком в элементе отображения. Увеличение яркости свечения в газоразрядной индикаторной панели по заявленному изобретению происходит также за счет возбуждения фотолюминофора в соседних индикаторных разрядных промежутках элемента при перемещении по нему поверхностного разряда, реверсивное изменение направления которого способствует снижению потребляемой мощности. Выбор равных расстояний между любыми соседними индикаторными электродами в элементе отображения и между любыми соседними индикаторными электродами газоразрядной индикаторной панели, одинаковой ширины общих и адресных индикаторных электродов, а также управляющих и адресных индикаторных электродов обеспечивает оптимальные условия для возникновения и поддержания разряда во всех разрядных промежутках газоразрядной индикаторной панели без увеличения амплитуд импульсов разрядных токов и напряжений и высокую технологичность конструкции. Таким образом, совокупность существенных признаков заявляемого изобретения обеспечивает увеличение габаритной яркости и снижение потребляемой мощности, т.е. обеспечивает повышение светоотдачи.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата, в частности заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования:
дополнение известного средства какой-либо известной частью, для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений;
замена какой-либо части известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;
исключение какой-либо части средства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата;
увеличение количества однотипных элементов для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов;
выполнение известного средства или его части из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами материала;
создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между ними осуществлены на основании известных правил, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого объекта и связей между ними.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

На фиг.1 изображена конструкция предлагаемой газоразрядной индикаторной панели с n индикаторными электродами в элементе отображения; на фиг.2 - конструкция газоразрядной индикаторной панели с 3 индикаторными электродами в элементе отображения; на фиг.3 временные диаграммы импульсов напряжений; на фиг.4 диаграммы состояний электрических зарядов для элемента отображения с 3 индикаторными электродами; на фиг.5 временные диаграммы импульсов напряжений поддержания разряда; на фиг.6 диаграммы состояний электрических зарядов для элемента отображения с n индикаторными электродами.

В конструкции газоразрядной индикаторной панели, представленной на фиг. 1, каждый элемент отображения 1 содержит n-1 индикаторных разрядных промежутков, образованных адресным индикаторным электродом 2 и общими индикаторными электродами 3, которые расположены на стеклянной пластине 4 и покрыты слоем прозрачного диэлектрика 5. Управляющий разрядный промежуток образован адресным индикаторным электродом и управляющим электродом 6, расположенным на стеклянной пластине 7 между диэлектрическими барьерами 8. На стенки диэлектрических барьеров и на управляющий электрод нанесен фотолюминофор 9, например красного R, зеленого G или синего B цвета свечения. Все индикаторные электроды газоразрядной индикаторной панели имеют вводы 10 для подсоединения к многофазному источнику импульсов напряжения поддержания разряда 11, а адресные индикаторные электроды и управляющие электроды к источнику импульсов управления 12.

В конструкции газоразрядной индикаторной панели, представленной на фиг. 2, каждый элемент отображения 1 содержит два индикаторных разрядных промежутка, образованных адресным индикаторным электродом 2 и двумя общими индикаторными электродами 3. Адресный индикаторный электрод расположен в середине элемента отображения. Общие индикаторные электроды газоразрядной индикаторной панели, расположенные по краям элементов отображения, объединены в две группы таким образом, что общие индикаторные электроды одного и того же элемента отображения принадлежат к разным группам. В остальном конструкции газоразрядных индикаторных панелей, представленные на фиг. 1 и 2, аналогичны.

Работа газоразрядной индикаторной панели, представленной на фиг. 2, происходит следующим образом.

В исходном положении во временном интервале Т₁ (фиг.3) на индикаторных и управляющем электродах напряжения равны нулю, а электрические заряды в элементе отображения также нулевые (фиг.4). Во временном интервале Т₂ на управляющий электрод подают импульс управления положительной полярности 14 с амплитудой U1, а на адресный индикаторный электрод импульс управления отрицательной полярности 15 с амплитудой U2, которые вызывают появление разрядного тока в управляющем разрядном промежутке i_p и создание положительного электрического заряда на диэлектрике над адресным индикаторным электродом. Во временном интервале Т₃ напряжение на управляющем электроде устанавливают равным нулю, а на адресный индикаторный электрод подают импульс напряжения поддержания разряда 16 с амплитудой U3, который вызывает разряд в управляющем индикаторном промежутке и изменение зарядов в элементе отображения так, что заряд на люминофоре становится равным нулю, а на диэлектрике принимает отрицательное значение, большее по абсолютной величине, чем в интервале Т₂.

В интервале Т₄ импульс напряжения поддержания разряда 17 с амплитудой U3 подают на общий электрод S1, что вызывает разряд в индикаторном разрядном промежутке между адресным индикаторным электродом и общим индикаторным электродом S1 и, соответственно, создание электрических зарядов с полярностью, указанной на фиг. 4.

В интервале Т₅ импульс напряжения поддержания разряда вновь подают на адресный индикаторный электрод, при этом происходит изменение полярности зарядов на диэлектрике.

В интервале Т₆ импульс напряжения поддержания разряда 18 с амплитудой U3 подают на общий индикаторный электрод S2, что приводит к созданию заряда отрицательной полярности на диэлектрике над этим электродом и положительной полярности над адресным индикаторным электродом.

В интервале Т₇ за счет импульса напряжения поддержания разряда на адресном индикаторном электроде происходит смена полярности зарядов над электродами в разрядном промежутке, образованном адресным индикаторным электродом и общим индикаторным электродом S2.

В интервале Т₈ вызывают разряд в индикаторном разрядном промежутке между адресным индикаторным электродом и общим индикаторным электродом S1 с изменением полярности зарядов в этом промежутке и затем циклы изменения полярностей зарядов над индикаторными электродами повторяются за счет подачи на них сдвинутых во времени импульсов напряжения поддержания разряда, при этом во время прохождения разрядных токов ультрафиолетовое излучение газового разряда возбуждает фотолюминофор, расположенный в адресуемом элементе отображения и, соответственно, его свечение. Прекращение свечения элемента отображения происходит после последовательной подачи на индикаторные электроды импульсов стирания 19 и 20 с амплитудой U4 < U3 во временных интервалах T₉ и Т₁₀ и снятия с их помощью электрических зарядов с диэлектрика, при этом элемент отображения возвращается в исходное состояние с нулевыми электрическими зарядами.

Таким образом, после подачи импульсов управления до снятия электрических зарядов с диэлектрика в элементе отображения под воздействием импульсов напряжения поддержания разряда происходит реверсивное изменение направления перемещения поверхностного разряда по всем индикаторным разрядным промежуткам элемента отображения.

Процесс изменения полярности электрических зарядов на диэлектрике над индикаторными электродами при подаче на них импульсов напряжения поддержания разряда 17, 16, 18, 21, 22 (фиг.5) для элемента отображения с n-1 индикаторными промежутками представлен на фиг.6 и он сходен с аналогичным процессом на фиг.4. При этом первоначальное создание электрических зарядов в управляющем разрядном промежутке и снятие зарядов с диэлектрика происходит аналогично тому, как это рассмотрено для элемента отображения с двумя разрядными промежутками.

В качестве примера, подтверждающего реализацию изобретения, была изготовлена и обследована газоразрядная индикаторная панель, конструктивно аналогичная представленной на фиг. 2.

Адресные индикаторные электроды 2 и общие индикаторные электроды 3 выполнены с шагом 280 мкм на стеклянной подложке 4 в виде проводящих линий шириной 100 мкм, на которые нанесено диэлектрическое покрытие 5 толщиной 40 мкм. Для защиты диэлектрика от воздействия ионной бомбардировки нанесен слой окиси магния толщиной 0,4 мкм. Общее количество адресных и индикаторных электродов составляет 1050, что позволяет сформировать 350 строк.

Управляющие электроды 6 выполнены с шагом 280 мкм на стеклянной подложке 7 в виде проводящих линий шириной 100 мкм, между которыми сформированы диэлектрические барьеры 8 шириной 100 мкм и высотой 150 мкм. На поверхности управляющих электродов и стенки диэлектрических барьеров нанесены фотолюминофоры 9 трех основных цветов. Общее количество управляющих электродов составляет 1440 штук, что позволяет сформировать 480 трехцветных столбцов.

Обе стеклянные пластины собраны в пакет и загерметизированы по периметру, а разрядный промежуток между пластинами наполнен смесью инертных газов Не+1% Хе до давления 500 мм рт.ст.

Яркость свечения указанной газоразрядной индикаторной панели по белому цвету составляет не менее 300 кд/м² при частоте импульсов напряжения поддержания разряда 30 кГц. Яркость газоразрядной индикаторной панели, принятой за прототип, при прочих равных условиях составляет 200 кд/м² при сопоставимом значении потребляемой мощности (статья Т. Shinoda a.o. "Invited Address: Development of Technologies for Large-Area Color ac Plasma Displays", SID 93 DIGEST, pp. 161-164).

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, именно в средствах отображения видеоинформации;
для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте ниже изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеизложенных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применяемость" по действующему законодательству.

Формула изобретения

1. Газоразрядная индикаторная панель переменного тока с поверхностным разрядом, каждый элемент отображения которой содержит по крайней мере один индикаторный разрядный промежуток, образованный адресным и общим индикаторным электродами, и управляющий разрядный промежуток, образованный управляющим и адресным индикаторным электродами, отличающаяся тем, что количество индикаторных разрядных промежутков в каждом элементе отображения составляет n 1 при количестве индикаторных электродов n ≥ 3, а геометрические параметры всех указанных промежутков и газовое наполнение установлены из условия осуществления в элементе отображения реверсивного поверхностного разряда.

2. Панель по п. 1, отличающаяся тем, что при общем числе индикаторных электродов в элементе отображения, равном трем, средний электрод использован в качестве адресного, а боковые в качестве общих индикаторных электродов, при этом общие индикаторные электроды газоразрядной индикаторной панели объединены в две группы так, что общие индикаторные электроды одного и того же элемента отображения принадлежат к разным группам.

3. Панель по п. 1, отличающаяся тем, что все индикаторные электроды имеют вводы для подсоединения к многофазному источнику импульсов напряжения поддержания разряда, выполненному с возможностью обеспечения временного сдвига импульсов для реверсивного изменения направления перемещения поверхностного разряда по всем индикаторным промежуткам элемента отображения, а управляющие и адресные электроды имеют вводы для подсоединения к источнику импульсов управления.

4. Панель по п. 1, отличающаяся тем, что каждый элемент отображения содержит фотолюминофор, расположенный вне непосредственной зоны разрядов в индикаторных разрядных промежутках.

5. Панель по пп. 1 4, отличающаяся тем, что расстояния между любыми соседними индикаторными электродами в элементе отображения равны между собой.

6. Панель по пп. 1 4, отличающаяся тем, что расстояния между любыми соседними индикаторными электродами газоразрядной индикаторной панели равны между собой.

7. Панель по пп. 1 6, отличающаяся тем, что ширина общих индикаторных электродов равна ширине адресных индикаторных электродов.

8. Панель по пп. 1 7, отличающаяся тем, что ширина управляющих электродов равна ширине адресных индикаторных электродов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6