Газоразрядная индикаторная панель переменного тока с поверхностным разрядом и способ управления ею

 

Группа изобретений относится к газоразрядной технике и может быть использована в системах индикации, содержащих газоразрядные индикаторные панели (ГИП) переменного тока, в частности в цветных телевизионных газоразрядных видеомодулях. Известная ГИП переменного тока с поверхностным разрядом, принятая за прототип, содержит в каждом элементе отображения по три параллельных электрода и перпендикулярные к ним управляющие электроды, разделенные диэлектрическими барьерами. Известный способ управления такой ГИП, принятый за прототип, заключается в формировании на электродах импульсов подготовки, адресации и поддержания разряда. В известной ГИП и способе управления ею отсутствуют условия для повышения эффективности. Технический результат - повышение эффективности в объекте-устройстве - достигается за счет того, что геометрические параметры электродов, разрядных промежутков и газовое наполнение установлены из условия осуществления поверхностного разряда в элементе отображения между двумя крайними параллельными электродами над расположенным между ними адресным электродом, а в заявленном объекте-способе - за счет того, что импульсы поддержания разряда формируют только на крайних параллельных электродах элемента отображения и при этом внешние цепи адресных и управляющих электродов устанавливают в высокоимпедансное состояние. 2 с. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к газоразрядной технике и может быть использована в системах индикации, содержащих газоразрядные индикаторные панели переменного тока, в частности в цветных телевизионных газоразрядных видеомодулях.

Известна газоразрядная индикаторная панель переменного тока с поверхностным разрядом, содержащая в каждом элементе отображения по два параллельных электрода, расположенных на одной стеклянной пластине, и перпендикулярные им управляющие электроды, расположенные на другой пластине и разделенные диэлектрическими барьерами (см. патент ЕР 0554172 A1, H 01 J 17/49 от 27.01.93 г.).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известной газоразрядной индикаторной панели, относится то, что в этой газоразрядной индикаторной панели отсутствуют условия для повышения эффективности.

Известен способ управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока с поверхностным разрядом, заключающийся в формировании импульсов адресации на одном из параллельных и управляющем электродах элемента отображения и затем импульсов поддержания разряда на параллельных электродах, причем до подачи импульсов адресации во всех элементах отображения газоразрядной индикаторной панели формируют подготовительные разряды (см. патент EP 0549275 A1, кл. G 09 G 3/28 от 18.12.92 г.).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа, относится то, что в этом способе отсутствуют условия для повышения эффективности.

Известна газоразрядная индикаторная панель переменного тока с поверхностным разрядом, содержащая в каждом элементе отображения по два параллельных электрода, расположенных на одной стеклянной пластине, и перпендикулярные им управляющие электроды, расположенные на другой пластине и разделенные диэлектрическими барьерами, при этом смежные элементы отображения также разделены диэлектрическими барьерами, расположенными вдоль параллельных электродов (см. статью T. Nakamura a.o."Drive for 40-ii Diagonal Full-Color AC Plasma Display", SID 95 DIGEST, p.807-810).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известной газоразрядной индикаторной панели, относится то, что в этой газоразрядной индикаторной панели отсутствуют условия для повышения эффективности.

Известен способ управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока с поверхностным разрядом, заключающийся в формировании импульсов адресации на одном из параллельных и управляющем электродах элемента отображения и затем импульсов поддержания разряда, причем до подачи импульсов адресации в части элементов отображения газоразрядной индикаторной панели формируют подготовительные разряды (см. статью T/Nakamura a.o."Drive for 40-in Diagonal Full-Color AC Plasma Display", SID 95 DIGEST, p. 807-810).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа, относится то, что в этом способе отсутствуют условия для повышения эффективности.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному устройству в группе изобретений по совокупности признаков является газоразрядная индикаторная панель переменного тока с поверхностным разрядом, содержащая в каждом элементе отображения по три параллельных электрода, один из которых адресный, и перпендикулярные им управляющие электроды, разделенные диэлектрическими барьерами (см. патент US 4914352, кл. G 09 G 3/10 от 3.04.90 г., принято за прототип).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известной газоразрядной индикаторной панели, принятой за прототип, относится то, что в этой газоразрядной индикаторной панели отсутствуют условия для повышения эффективности.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному способу в группе изобретений по совокупности признаков является способ управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока с поверхностным разрядом, заключающийся в формировании на электродах импульсов подготовки, адресации и поддержания разряда (см. патент US 4914352, кл. G 09 G 3/10 от 3.04.90 г., принят за прототипа).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в этом способе отсутствуют условия для повышения эффективности.

Сущность изобретения заключается в следующем. Заявленная группа изобретений решает задачу улучшения эксплуатационных параметров систем индикации, содержащих газоразрядные индикаторные панели переменного тока.

При осуществлении группы изобретений может быть получен единый технический результат, а именно повышена эффективность, которая определяется отношением излучаемого газоразрядной индикаторной панелью светового потока в направлении к наблюдателю к потребляемой газоразрядной индикаторной панелью мощности.

Указанный технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту-устройству достигается тем, что в известном устройстве газоразрядная индикаторная панель переменного тока с поверхностным разрядом содержит в каждом элементе отображения три параллельных электрода, один из которых адресный, и перпендикулярные им управляющие электроды, разделенные диэлектрическими барьерами; геометрические параметры электродов, разрядных промежутков и газовое наполнение установлены из условия осуществления поверхностного разряда в элементе отображения между двумя крайними параллельными электродами над расположенным между ними адресным электродом; ширина параллельных электродов установлена из соотношения d_m=(0,5-1)d_e, где d_m- ширина адресного электрода элемента отображения, d_e - ширина крайних параллельных электродов элемента отображения; расстояния между смежными краями параллельных электродов установлены из соотношения a=(0,5-1,5)b, где a - расстояние между краями адресного одного из крайних параллельных электродов элемента отображения, b - расстояние между краями адресного и другого крайнего параллельного электрода элемента отображения; давление газового наполнения установлено из условия обеспечения соотношения напряжений U_fe=(1,1-1,5)U_fm, где U_fm- напряжение возникновения разряда в разрядном промежутке между адресным и любым из крайних параллельных электродов элемента отображения, U_fe - напряжение возникновения разряда в разрядном промежутке между крайними параллельными электродами элемента отображения.

Условие осуществления поверхностного разряда в элементе отображения между двумя параллельными электродами над расположенным между ними адресным электродом для установленных геометрических параметров электродов, разрядных промежутков и газового наполнения позволяет обеспечить существенное увеличение яркости (и соответственно - светового потока) газоразрядной индикаторной панели за счет максимально возможного увеличения длины разрядного промежутка, а увеличение напряжения поддержания разряда происходит при этом в меньшей мере за счет осуществления разряда на пологом участке правой ветви кривой зависимости напряжения возникновения газового разряда от произведения давления газового наполнения на величину разрядного промежутка (кривая Пашена), совокупность указанных факторов обеспечивает повышение эффективности, при этом наличие адресного электрода позволяет сохранить низкий уровень импульсов адресации при управлении газоразрядной индикаторной панелью; установление ширины адресного электрода из соотношения d_m=(0,5-1)D_e позволяет оптимизировать этот параметр и снизить экранирующее действие адресного электрода на излучаемый элементом отображения световой поток и тем самым повысить эффективность; установление расстояний между смежными краями параллельных электродов из соотношения a= (0,5-1,5)b и установление давления газового наполнения из условия обеспечения соотношения напряжений U_fe=(1,1-1,5)U_fm позволяет оптимизировать указанные взаимосвязанные величины и максимально повысить эффективность с сохранением низкого уровня импульсов адресации при управлении газоразрядной индикаторной панелью Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту-способу достигается тем, что в известном способе способ управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока с поверхностным разрядом, содержащей в каждом элементе отображения три параллельных электрода, один из которых адресный, и перпендикулярные им управляющие электроды, разделенные диэлектрическими барьерами, заключается в формировании на электродах импульсов подготовки, адресации и поддержания разряда; импульсы поддержания разряда формируют только на крайних параллельных электродах элемента отображения и при этом внешние цепи адресных и управляющих электродов устанавливают в высокоимпедансное состояние; амплитуды импульсов подготовки на адресном электроде и импульсов поддержания разряда на крайних параллельных электродах устанавливают из соотношения U_m= (0,8-1,2)U_s, где U_m - амплитуда импульсов подготовки на адресном электроде, U_s- амплитуда импульсов поддержания разряда; амплитуды импульсов подготовки на крайнем параллельном электроде и импульсов адресации на адресном электроде устанавливают из соотношения U_e=(0,8-1,2)U_y, где U_e- амплитуда импульсов подготовки на крайнем параллельном электроде, U_y- амплитуда импульсов адресации.

Формирование импульсов поддержания разряда только на крайних параллельных электродах элементов позволяет обеспечить оптимальный режим работы элемента отображения при максимальной длине разрядного промежутка и, соответственно, максимальной эффективности, кроме того, при этом разрядные токи не проходят через электрорадиоэлементы, которые формируют импульсы адресации, тем самым потери электрической мощности в этих элеткрорадиоэлементах сводятся к минимуму, что также повышает эффективность; установка внешних цепей адресных и управляющих электродов в высокоимпедансное состояние также сводит к минимуму потери мощности при прохождении емкостных токов через электрорадиоэлементы, которые формируют импульсы адресации; установление амплитуд импульсов подготовки на адресном и крайнем параллельном электроде, импульсов поддержания разряда на крайних параллельных электродах и импульсов адресации на адресном электроде из соотношений U_m =(0,8-1,2)U_s и U_e=(0,8-1,2)U_y позволяет оптимизировать параметры указанных импульсов при управлении газоразрядной индикаторной панелью с максимальным повышением эффективности.

Заявленная группа изобретений соответствует требованию единства изобретения, поскольку группа равнообъектных изобретений образует единый изобретательский замысел, причем один из заявленных объектов группы - способ управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока с поверхностным разрядом - предназначен для использования в другом объекте группы - устройстве, при этом оба объекта заявленной группы изобретений направлены на решение одной и той же задачи с получением единого технического результата.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной группы изобретений как для объекта-устройства, так и для объекта-способа, позволил установить, что заявителем не обнаружены аналоги, как для устройства, так и для способа заявленной группы, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам как устройства, так и способа заявленной группы изобретений, а определение из перечня выявленных аналогов прототипов как для способа, так и для устройства - как наиболее близких по совокупности признаков аналогов, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков для каждого из заявленных объектов группы, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, каждый из объектов заявленной группы изобретений соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия каждого из объектов из заявленной группы изобретений требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от выбранных прототипов признаками для каждого из объектов заявленной группы изобретений, результаты которого показывают, что каждый из объектов заявленной группы изобретений не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками каждого из объектов заявленной группы изобретений преобразований на достижение технического результата, в частности, в каждом из объектов заявленной группы изобретений не предусматриваются следующие преобразования: дополнение известного средства какой-либо известной частью, присоединяемой к нему по известным правилам, 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, каждый из объектов заявленной группы изобретений соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

На чертежах представлены поясняющие заявленную группу изобретений материалы, где на фиг. 1 схематически изображена газоразрядная индикаторная панель переменного тока с поверхностным разрядом, на фиг. 2 - временные диаграммы импульсов напряжений на электродах газоразрядной индикаторной панели, а на фиг. 3 - диаграммы состояний электрических зарядов в элементе отображения.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления каждого из объектов заявленной группы изобретений с получением вышеуказанного технического результата заключаются в следующем.

По объекту-устройству представленная схематически на фиг. 1 газоразрядная индикаторная панель переменного тока с поверхностным разрядом состоит из элементов отображения 1, каждый из которых содержит три параллельных электрода - крайние 2 и 3 и адресный 4, расположенные на верхней стеклянной пластине 5 под прозрачным диэлектрическим покрытием 6, и управляющие электроды 7, расположенные на нижней стеклянной пластине 8 между разделительными диэлектрическими барьерами 9, на которые нанесено люминофорное покрытие 10, например, красного R, зеленого G или синего B цвета свечения. Управляющие электроды имеют вводы для подсоединения к источнику 11 импульсов адресации по координате Х, адресные электроды имеют вводы для подсоединения к источнику 12 импульсов адресации по координате Y, а крайние параллельные электроды элементов отображения объединены в две группы S1 и S2 и имеют вводы для подсоединения к источнику 13 импульсов поддержания разряда.

На параллельных (в том числе, адресных) электродах газоразрядной индикаторной панели формируют импульсы напряжений, представленные на фиг. 2, под воздействием которых в элементах отображения возникают разряды и происходит накопление электрических зарядов на диэлектрическом и люминофорном покрытии электродов, временные диаграммы состояний которых представлены на фиг. 3.

Во временном интервале T₁ на крайние параллельные электроды элементов отображения, объединенные в группу S1, подают импульс 14 отрицательной полярности с амплитудой U_e, а на адресные электроды всех элементов отображения подают импульс подготовки 15 положительной полярности с амплитудой U_m. Под воздействием этих импульсов в разрядном промежутке между указанными электродами возникают разряды и происходит накопление электрических зарядов, как это представлено на фиг. 3.

Во временном интервале T₂ на адресный электрод выбранной строки элементов отображения подают импульс адресации 16 отрицательной полярности с амплитудой U_y, а на управляющие электроды элементов отображения выбранной строки, которые не должны светиться, подают импульс адресации 17 положительной полярности с амплитудой U_x. При этом в разрядном промежутке между адресным и управляющим электродами таких элементов отображения возникает разряд, который изменяет полярность электрического заряда на диэлектрическом покрытии адресного электрода. В элементах отображения, которые должны светиться, такой смены полярности электрического заряда не происходит.

Во временном интервале T₃ на крайние параллельные электроды элементов отображения, объединенные в группу S2, подают импульс поддержания разряда 18 положительной полярности с амплитудой U_s, который вызывает разряды в разрядных промежутках между этими электродами и адресными электродами в элементах отображения, которые должны светиться. При этом на диэлектрическом покрытии крайних параллельных электродов, объединенных в группу S2, полярность электрических зарядов изменяется. В элементах отображения, которые не должны светиться, такой смены полярности не происходит.

Далее во временных интервалах T₄, T₅, T₆,...на крайние параллельные электроды поочередно подают импульсы поддержания разряда 19, 10, 21,... с амплитудой U_s, которые обеспечивают существование периодической последовательности разрядов в светящихся элементах отображения с соответствующим изменением полярности электрических зарядов.

Поверхностный разряд осуществляется в элементе отображения в разрядном промежутке между крайними параллельными электродами над расположенным между ними адресным электродом, у которого внешняя цепь так же, как и для управляющего электрода, находится в высокоимпедансном состоянии. По окончанию данного режима на электроды вновь подают импульсы подготовки.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленной группы изобретений следующей совокупности условий:
средство, воплощающее заявленную группу изобретений при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, именно в системах индикации, содержащих газоразрядные индикаторные панели переменного тока в частности в цветных телевизионных газоразрядных видеомодулях;
для заявленной группы изобретений в том виде, как оно охарактеризовано в независимых пунктах нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеизложенных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
средство, воплощающее заявленную группу изобретений при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленная группа изобретений соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Формула изобретения

1. Газоразрядная индикаторная панель переменного тока с поверхностным разрядом, содержащая в каждом элементе отображения три параллельных электрода, один из которых адресный, и перпендикулярные к ним управляющие электроды, разделенные диэлектрическими барьерами, отличающаяся тем, что геометрические параметры электродов, разрядных промежутков и газовое наполнение установлены из условия осуществления поверхностного разряда в элементе отображения между двумя крайними параллельными электродами над расположенным между ними адресным электродом.

2. Панель по п. 1, отличающаяся тем, что ширина параллельных электродов установлена из соотношения
d_m = (0,5^oC1)d_e,
где d_m - ширина адресного электрода элемента отображения;
d_e - ширина крайних параллельных электродов элемента отображения.

3. Панель по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что расстояния между смежными краями параллельных электродов установлены из соотношения
a = (0,5 ^oC 1,5)b,
где a - расстояние между краями адресного и одного из крайних параллельных электродов элемента отображения;
b - расстояние между краями адресного и другого крайнего параллельного электрода элемента отображения.

4. Панель по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что давление газового наполнения установлено из условия обеспечения соотношения напряжений
U_fe = (1,1 ^oC 1,5) U_fm,
где U_fm - напряжение возникновения разряда в разрядном промежутке между адресным и любым из крайних параллельных электродов элемента отображения;
U_fe - напряжение возникновения разряда в разрядном промежутке между крайними параллельными электродами элемента отображения.

5. Способ управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока с поверхностным разрядом, содержащей в каждом элементе отображения три параллельных электрода, один из которых адресный, и перпендикулярные к ним управляющие электроды, разделенные диэлектрическими барьерами, заключающийся в формировании на электродах импульсов подготовки, адресации и поддержания разряда, отличающийся тем, что импульсы поддержания разряда формируют только на крайних параллельных электродах элемента отображения и при этом внешние цепи адресных и управляющих электродов устанавливают в высокоимпедансное состояние.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что амплитуды импульсов подготовки на адресном электроде и импульсов поддержания разряда на крайних параллельных электродах устанавливают из соотношения
U_m = (0,8 ^oC 1,2) U_s,
где U_m - амплитуда импульсов подготовки на адресном электроде;
U_s - амплитуда импульсов поддержания разряда.

7. Способ по п. 5 или 6, отличающийся тем, что амплитуды импульсов подготовки на крайнем параллельном электроде и импульсов адресации на адресном электроде устанавливают из соотношения
U_e = (0,8 ^oC 1,2) U_y,
где U_e - амплитуда импульсов подготовки на крайнем параллельном электроде;
U_y - амплитуда импульсов адресации.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3