Газоразрядная индикаторная панель переменного тока и способ управления ею

 

Группа изобретений относится к газоразрядной технике и может быть использована при разработке средств отображения информации на газоразрядных индикаторных панелях (ГИП) переменного тока. Технический результат - создание ГИП переменного тока и способа управления ею с высокой надежностью управления за счет снижения управляющих напряжений. Высокая надежность управления обеспечивается в ГИП за счет того, что в элементе отображения ГИП, включающем n ≥ 3 электродов индикации, по крайней мере, один и не более n - 1 электродов индикации разделены на m ≥ 2 проводников, а ширина d одного из крайних электродов индикации больше ширины d₁ каждого из проводников в разделенных электродах индикации, при этом наилучшие результаты получены в случае, если d и d₁ связаны соотношением 1,05 d₁≅d≅d₁, а в способе управления за счет формирования в режиме подготовки импульсов общей записи на крайнем электроде индикации шириной d и на соседнем с ним электроде индикации, в режиме адресации импульсов сканирования на крайнем электроде индикации, используемом в режиме подготовки, а в режиме индикации импульсов поддержания разряда на электродах индикации, не используемых в режиме адресации. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

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

Известна ГИП переменного тока, содержащая две диэлектрические пластины, на одной из которых расположены покрытые диэлектриком пары параллельных электродов индикации, имеющие выступы, направленные навстречу друг другу, а на другой расположены управляющие электроды, ортогональные электродам индикации [заявка Франции N 2629265, кл. H 01 J 17/49, 1989 г.].

Недостатком данной конструкции является низкая надежность управления из-за неравномерности электрического поля в области перекрещивания управляющего и индикаторного электродов.

Известен способ управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока с поверхностным разрядом, каждый элемент отображения которой содержит электрод управления и два электрода индикации, включающий режим индикации и одновременное управление несколькими элементами отображения в режиме подготовки и несколькими элементами отображения в режиме адресации [заявка ЕПВ N 0356313, кл. G 09 C 3/28, 1989 г.].

Недостатком данного способа управления является то, что в способе отсутствуют условия повышения надежности управления, поскольку в режиме подготовки необходимо формирование импульса подготовки с повышенной амплитудой.

Известна газоразрядная индикаторная панель переменного тока, содержащая в каждом элементе отображения по два параллельных электрода, расположенных на одной стеклянной пластине, и перпендикулярные им электроды управления, расположенные на другой пластине и разделенные диэлектрическими барьерами, при этом смежные элементы отображения тоже разделены диэлектрическими барьерами, расположенными вдоль параллельных электродов [патент США N 5701056, кл. H 01 J 17/49, 1997 г.].

Недостатком данной конструкции ГИП является то, что из-за наличия взаимно ортогональных диэлектрических барьеров (матрицы) усиливается изоляция отдельных элементов отображения друг от друга и в результате увеличиваются управляющие напряжения, что снижает надежность управления.

Известен способ управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока, содержащей электроды индикации, сгруппированные в пары, и перпендикулярные им электроды управления, заключающийся в формировании на электродах в режиме подготовки, адресации и индикации импульсов подготовки, стирания, адресации и поддержания разряда, причем, во время подготовки импульсы стирания формируются последовательно во времени на разных группах индикаторных электродов [T. Nakamure a.o "Drive vor 40-in Diagonal Full-Color ac Plasma Display", SID 95 DIGEST, p.p. 807-810].

К недостатку данного способа управления относится то, что в нем отсутствуют условия для повышения надежности управления, поскольку для создания режима подготовки на электродах индикации необходимо формировать импульсы подготовки с повышенной амплитудой.

Наиболее близкой к предлагаемой конструкции ГИП в группе изобретений является газоразрядная индикаторная панель переменного тока, содержащая первую диэлектрическую пластину с расположенной на ее внутренней поверхности системой параллельных электродов индикации, покрытых диэлектриком, вторую диэлектрическую пластину, на внутренней поверхности которой размещены электроды управления, ортогональные электродам индикации и образующие с ними элементы отображения, в каждом из которых расположено n ≥ 3 электродов индикации, диэлектрические барьеры, выполненные, по крайней мере, на одной из диэлектрических пластин между электродами управления [патент РФ N 2094895, кл. H 01 J 17/49, 1997 г. - прототип].

Недостатком данной ГИП является низкая надежность управления из-за высокого уровня управляющих напряжений.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному способу в группе изобретений является способ управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока, заключающийся в формировании в элементе отображения в режиме подготовки на двух соседних электродах индикации импульсов общей записи, формировании в режиме адресации на одном из электродов индикации импульсов сканирования, а на электродах управления импульсов управления и формировании в режиме индикации на электродах индикации импульсов поддержания разряда [патент РФ N 2089966, кл. H 01 J 17/49, 1997 г. - прототип].

Недостаток данного способа управления - низкая надежность управления, вызванная необходимостью формирования в режиме подготовки импульсов управления с большой амплитудой.

Задачей заявленной группы изобретений является создание ГИП переменного тока и способа управления ею с высокой надежностью управления за счет снижения управляющих напряжений.

Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту-устройству достигается тем, что в известной газоразрядной индикаторной панели переменного тока, содержащей первую диэлектрическую пластину с расположенной на ее внутренней поверхности системой параллельных электродов индикации, покрытых диэлектриком, вторую диэлектрическую пластину, на внутренней поверхности которой размещены электроды управления, ортогональные электродам индикации и образующие с ними элементы отображения, в каждом из которых расположено n ≥ 3 электродов индикации, диэлектрические барьеры, выполненные, по крайней мере, на одной из диэлектрических пластин между электродами управления, в элементе отображения, по крайней мере, один и не более n-1 электродов индикации разделены на m ≥ 2 проводников, а ширина d одного из крайних электродов индикации больше d₁ ширины каждого из проводников в разделенном электроде индикации.

Выполнение в элементе отображения ГИП, включающего n ≥ 3 электродов индикации, по крайней мере, одного и не более n-1 электродов индикации из m ≥ 2 проводников и выбор ширины одного из крайних электродов индикации шириной d, большей, чем ширина d₁ каждого из проводников разделенных электродов индикации позволяет снизить управляющие напряжения и повысить надежность управления.

Надежность управления еще более повышается, если ширина d крайнего электрода индикации и ширина d₁ каждого из проводников в разделенном электроде индикации будут выбраны согласно соотношения 1,05 d₁ ≅ d ≅ 3 d₁ Выполнение этого условия позволяет еще более повысить надежность управления за счет создания в элементе отображения оптимальных условий для накопления зарядов на электродах индикации элемента отображения.

Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту-способу достигается тем, что в известном способе управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока, заключающемся в формировании в элементе отображения в режиме подготовки на двух соседних электродах индикации импульсов общей записи, формировании в режиме адресации на одном из электродов индикации импульсов сканирования, а на электроде управления импульсов управления и формирование в режиме индикации на электродах индикации импульсов поддержания разряда, в режиме подготовки импульсы общей записи формируют на крайнем электроде индикации с шириной d и на соседнем с ним электроде индикации, в режиме адресации импульсы сканирования формируют на крайнем электроде индикации, используемом в режиме подготовки, а затем в режиме индикации импульсы поддержания разряда формируют на электродах индикации, не используемых в режиме адресации.

Предлагаемая последовательность формирования импульсов управления ГИП создает оптимальные условия возбуждения разряда в элементе отображения, что позволяет снизить управляющие напряжения.

Заявленная группа изобретений соответствует требованию единства изобретения, поскольку группа разнообъектных изобретений образует единый изобретательский замысел, причем один из заявленных объектов группы - способ управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока предназначен для использования в другом объекте группы - ГИП, 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 заявленного изобретения, позволяет установить, что заявителем не обнаружены аналоги, характеризующиеся признаками, идентичными признакам как ГИП, так и способа заявленной группы изобретений, а определение из перечня выявленных аналогов - 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".

Для проверки соответствия каждого из объектов заявленной группы изобретений требованию изобретательского уровня был проведен дополнительный поиск известных решений, с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными из выбранных прототипов признаками для ГИП и способа управления заявленной группы изобретений, результаты которого показывают, что каждый из объектов заявленной группы изобретений не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, так как не выявлены технические решения ГИП, в которых надежность управления ГИП достигалось бы за счет того, что в элементе отображения, состоящем из n ≥ 3 электродов индикации, по крайней мере, один и не более n-1 электродов индикации выполнены из m ≥ 2 проводников, а ширина одного из крайних электродов индикации d больше ширины d₁ каждого из проводников в разделенном электроде индикации, а при управлении ГИП переменного тока за счет формирования импульсов общей записи на крайнем электроде индикации с шириной d и соседнем с ним электроде индикации, формирования в режиме адресации импульсов сканирования на крайнем электроде индикации, используемом в режиме подготовки, а в режиме индикации формирования импульсов поддержания разряда на электродах индикации, не используемых в режиме адресации.

Также не выявлены технические решения, в которых бы надежность управления повышалась за счет того, что в элементе отображения с n ≥ 3 электродами индикации ширина d крайнего электрода индикации и ширина d₁ каждого из проводников в разделенном электроде индикации выбраны из соотношения 1,05 d₁ ≅ d ≅ 3 d₁.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень".

Предлагаемая конструкция ГИП и способ управления ею поясняются чертежами.

На фиг. 1 представлен вариант предлагаемой конструкции ГИП, элемент отображения которой состоит из трех электродов индикации, один из которых состоит из двух проводников.

На фиг. 2 представлен вариант конструкции ГИП, элемент отображения которой состоит из четырех электродов индикации, один из которых состоит из трех проводников.

На фиг. 3 представлен вариант конструкции ГИП, элемент отображения которой содержит три электрода индикации, два из которых состоят из двух проводников.

На фиг. 4 представлен вариант конструкции ГИП, элемент отображения которой содержит четыре электрода индикации, два из которых состоят из двух проводников.

На фиг. 5 представлены эпюры напряжений способа управления ГИП.

ГИП согласно фиг. 1, 2, 3, 4 содержит первую диэлектрическую пластину 1, на которой расположены электроды индикации 2, с диэлектрическим покрытием 3, вторую диэлектрическую пластину 4, с расположенными на ней электродами управления 5, ортогональными электродами индикации и покрытыми диэлектриком 6 и люминофором 7, диэлектрические барьеры 8, ограничивающие элемент отображения 9.

В предлагаемой ГИП переменного тока, в элементе отображения которой расположены n ≥ 3 электродов индикации, как показано на фиг. 1, 2, 3, 4, по крайней мере, один и не более n-1 электродов индикации разделены на m ≥ 2 проводников, а ширина d одного из крайних электродов индикации больше ширины d₁ каждого из проводников.

На фиг. 1 показан вариант конструкции ГИП с элементом отображения, включающем три электрода индикации 2^I (Y), 2^II-(S₂), 2^III (S₁), один из которых 2^III (S₁) разделен на два проводника, имеющих ширину, меньшую ширины крайнего электрода индикации 2^I (Y).

В варианте на фиг. 2 показана конструкция с элементом отображения, включающем четыре электрода индикации 2^I (Y), 2^II (S₂), 2^IV (S₀), 2^III (S₁), один из которых 2^III (S₁) разделен на три проводника с шириной каждого меньшей ширины крайнего электрода индикации 2^I (Y).

На фиг. 3 представлен вариант конструкции с элементом отображения, включающем три электрода индикации 2^I (Y), 2^II(S₂), 2^III(S₁), два из которых 2^II (S₂) и 2^III(S₁) состоят из двух проводников, а ширина крайнего электрода индикации 2^I (Y) больше ширины каждого из проводников электродов индикации 2^II (S₂), 2^III (S₁).

В варианте конструкции на фиг. 4 представлена ГИП с элементом отображения, содержащем четыре электрода индикации 2^I (Y), 2^II (S₂), 2^IV (S₀), 2^III (S₁), два из которых 2^IV (S₀), 2^III (S₁) разделены на два проводника, а ширина крайнего электрода индикации 2^I (Y) больше ширины каждого из проводников электродов индикации 2^IV (S₀), 2^III (S₁) Управление предлагаемой ГИП переменного тока проводится следующим образом.

В режиме подготовки импульсы общей записи 10, 11 и импульсы стирания 12 формируют на крайнем электроде индикации (Y), ширина которого больше ширины других электродов индикации и проводников электродов индикации и соседнем с ним электроде индикации (S₂).

Использование для подготовки элемента отображения к адресации крайнего электрода индикации, ширина которого больше ширины других электродов индикации и проводников электродов индикации, позволяет использовать низкие уровни амплитуд импульсов общей записи и обеспечить оптимальное накопление заряда на диэлектрическом покрытии электрода индикации, используемого в адресации.

В режиме адресации в выбранных элементах отображения ГИП формируются импульсы сканирования 13 на крайнем электроде индикации (Y), используемом в режиме подготовки, и импульсы управления - 14 на электроде управления (x), что позволяет использовать при адресации накопленные заряды на диэлектрике в режиме подготовки и снизить уровень управляющих напряжений.

К снижению уровня управляющих напряжений при адресации приводит и использование для сканирования электрода индикации, ширина d которого больше ширины d₁ каждого из проводников разделенных электродов индикации.

В режиме индикации импульсы поддержания разряда 15, 16, 17 формируют на электродах индикации (S₁, S₂, S₀), не используемых при адресации.

В результате в выбранных элементах отображения возбуждается разряд, отображающий информацию.

Использование для индикации электродов индикации, состоящих из m ≥ 2 проводников позволяет снизить уровень поддерживающего напряжения за счет создания оптимальных условий для зажигания разряда.

Способ управления ГИП позволяет создать в режимах подготовки, адресации и индикации оптимальные условия для накопления зарядов на диэлектрическом покрытии в процессе управления при низких уровнях напряжений, что позволяет повысить надежность управления ГИП.

Наилучшие результаты по надежности управления обеспечиваются в случае выбора ширины d крайнего электрода индикации и ширины d₁ каждого из проводников разделенных электродов индикации согласно соотношения 1,05 d₁ ≥ d ≥ 3 d₁.

Если ширина d крайнего электрода индикации выходит за пределы указанного соотношения, то в процессе управления ГИП наблюдаются ложные зажигания отдельных элементов отображения, вызванные неоптимальным накоплением зарядов.

Пример конкретного выполнения.

ГИП переменного тока состоит из двух диэлектрических пластин. На верхней диэлектрической пластине сформированы электроды индикации из золотосодержащей пасты.

Каждый элемент отображения содержит n = 3 электрода индикации, один из которых состоит из m = 2 проводников шириной d₁ = 70 мкм с расстоянием между проводниками 100 мкм. Крайний электрод индикации имеет ширину d = 110 мкм. Электроды индикации покрыты диэлектриком из легкоплавкого стекла (ЛПС) толщиной 30 мкм и защитным слоем из окиси магния.

На нижней диэлектрической пластине расположены электроды управления из серебросодержащей пасты шириной 100 мкм с шагом 0,35 мм, покрытые ЛПС толщиной 15 мкм. Между электродами управления и параллельно им сформированы разделительные барьеры высотой 170 мкм. На электрод управления и боковые поверхности разделительных барьеров нанесен люминофор трех основных цветов. ГИП загерметизирована и наполнена смесью Ne+50% Xe, p = 450 мм рт.ст.

Для управления ГИП, описанной выше в примере конкретного выполнения, согласно предлагаемого способа управления, в режиме подготовки на крайний электрод индикации шириной 110 мкм и соседний с ним электрод индикации поданы импульсы общей записи 10, 11 длительностью 5 мксек и амплитудой 215 В. Затем на электродах индикации S₂ формируют импульсы стирания - 12. В режиме адресации на крайние электроды индикации X селективно подают импульсы сканирования длительностью 4 мксек и амплитудой 155 В, а на электроды управления (Х) - импульсы управления -14 амплитудой от 40 до 60 В.

Для режима индикации амплитуду импульсов поддержания разряда (15,16) устанавливают в диапазоне 190 - 220 В при длительности импульсов поддержания разряда 3,0 мксек.

ГИП, выполненная согласно предлагаемого изобретения, при управлении ею предложенным способом, имеет низкие управляющие напряжения на электроде управления -40 - 60 В и динамический диапазон управления не менее 20 В.

Таким образом, преложенная группа изобретений позволяет создать конструкцию ГИП переменного тока и способ управления ею с высокой надежностью управления, повышая тем самым надежность системы индикации в целом.

Формула изобретения

1. Газоразрядная индикаторная панель переменного тока, содержащая первую диэлектрическую пластину с расположенной на ее внутренней поверхности системой параллельных электродов индикации, покрытых диэлектриком, вторую диэлектрическую пластину, на внутренней поверхности которой размещены электроды управления, ортогональные электродам индикации и образующие с ними элементы отображения, в каждом из которых расположено n≥3 электродов индикации, диэлектрические барьеры, выполненные, по крайней мере, на одной из диэлектрических пластин между электродами управления, отличающаяся тем, что в элементе отображения, по крайней мере, один и не более n-1 электродов индикации разделены на m≥2 проводников, а ширина d одного из крайних электродов индикации больше ширины d₁ каждого из проводников в разделенном электроде индикации.

2. Газоразрядная индикаторная панель переменного тока по п.1, отличающаяся тем, что ширина d крайнего электрода индикации и ширина d₁ каждого из проводников в разделенном электроде индикации связаны соотношением 1,05 d₁≅d≅3d₁.

3. Способ управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока, заключающийся в формировании в элементе отображения в режиме подготовки на двух соседних электродах индикации импульсов общей записи, формировании в режиме адресации на одном из электродов индикации импульсов сканирования, а на электроде управления импульсов управления и формировании в режиме индикации на электродах индикации поддержания разряда, отличающийся тем, что в режиме подготовки импульсы общей записи формируют на крайнем электроде индикации с шириной d и на соседнем с ним электроде индикации, в режиме адресации импульсы сканирования формируют на крайнем электроде индикации, используемом в режиме подготовки, а затем в режиме индикации импульсы поддержания разряда формируют на электродах индикации, не используемых в режиме адресации.

РИСУНКИ

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