ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ИНДИКАТОРНАЯ ПАНЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Российский патент 1997 года по МПК H01J17/49 

Изобретение относится к газоразрядной технике и может быть использовано при разработке средств отображения информации на газоразрядных индикаторных панелях (ГИП) переменного тока.

Известна ГИП переменного тока, содержащая две диэлектрические пластины, на одной из которых расположены пары параллельных электродов индикации, покрытых диэлектрическим покрытием, на другой -упругие электроды. На электродах индикации выполнены выступы, направленные друг к другу [1] Наличие выступов снижает уровень управляющих напряжений и увеличивает яркость.

Недостатком данной конструкции являются большие токовые нагрузки вследствие увеличения рабочей площади электродов и снижение надежности управления из-за неравномерного накопления зарядов в области пересечения управляющего и индикаторного электродов.

Известна ГИП переменного тока, которая содержит две диэлектрические пластины, на внутренней поверхности одной из которых расположена покрытая диэлектриком система пар разнополярных электродов индикации, а на другой - система управляющих электродов, перекрещивающихся с электродами индикации, выступы, выполненные на электродах индикации, смещенные относительно один другого [2]
Выполнение на индикаторных электродах выступов, смещенных относительно один другого, приводит к увеличению разрядной зоны и, следовательно, увеличению яркости. Однако это увеличивает также токовые нагрузки и неравномерность поля в области пересечения индикаторных и управляющих электродов, что снижает надежность управления ГИП.

Наиболее близкой и предлагаемой конструкции ГИП переменного тока является конструкция ГИП, содержащая первую диэлектрическую пластину с расположенными на ней порытыми диэлектриком парами разнополярных электродов индикации, состоящих из нижней широкой части, выполненной из прозрачного материала и расположенной на ней верхней узкой части, выполненной из непрозрачного материала, вторую диэлектрическую пластину с электродами управления, перекрещивающихся с электродами индикации, образуя газоразрядную ячейки, разделительные элементы, ограничивающие ячейки [3]
Недостатком данной конструкции являются большие токовые нагрузки из-за увеличения площади электродов, что снижает надежность управления.

Задача изобретения состоит в создании ГИП переменного тока с высокой надежностью управления за счет снижения токовых нагрузок ГИП.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в ГИП, содержащей первую диэлектрическую пластину с расположенными на ней покрытыми диэлектриком парами разнополярных электродов индикации, состоящих из нижней широкой части, выполненной из прозрачного материала и расположенной на ней верхней части, выполненной из непрозрачного материала, вторую диэлектрическую пластину с электродами управления, перекрещивающихся с электродами индикации, образуя газоразрядные ячейки, разделительные элементы, ограничивающие ячейки, толщина диэлектрического покрытия над непрозрачными (d₁) и прозрачными (d₂) частями электродов индикации выбираются согласно

Выполнение данного соотношения позволяет повысить надежность управления с обеспечением высоких долговечности и яркости ГИП за счет того, что создаваемая в данном случае конфигурация электрических и магнитных полей ячейки приводят к увеличению площади, занятой разрядом, практически без увеличения токовой нагрузки и равномерному накоплению зарядов. Если в предлагаемой ГИП в каждой паре электродов индикации узкая непрозрачная часть электродов индикации расположена на широкой прозрачной части так, что внешние края непрозрачной и прозрачной частей совпадают, а внутренние края смещены относительно один другого на расстояние, то для обеспечения высокой надежности управления и повышения эффективности работы ячейки необходимо выполнять соотношение

где l₁ ширина прозрачной части электрода, не совмещенной с непрозрачной частью электрода;
l₂ ширина непрозрачной части электрода.

Если в предлагаемой ГИП переменного тока в каждой паре электродов индикации узкая непрозрачная часть электрода индикации расположена на широкой прозрачной части так, что внутренние края непрозрачной и прозрачной частей совпадают, а внешние края смещены относительно один другого на расстояние, то для обеспечения высокой надежности управления и повышения эффективности работы ячейки необходимо выполнение следующего соотношения:

где L₁ расстояние между парами непрозрачных электродов;
l₂ ширина непрозрачной части электродов;
l₃ ширина прозрачной части электродов, не совмещенной с непрозрачной частью индикаторного электрода.

Если в предлагаемой ГИП в каждой паре электродов индикации узкая непрозрачная часть электрода индикации расположена на широкой прозрачной части так, что боковые края узкой непрозрачной части электрода смещены от близлежащих боковых краев широкой части, то для обеспечения высокой надежности управления и повышения эффективности работы ячейки необходимо выполнение соотношений

где L₁ расстояние между парами непрозрачных электродов;
l₁ ширина внутренней прозрачной части электрода, не совмещенной с непрозрачной частью;
l₂ ширина непрозрачной части электрода;
l₃ ширина внешней прозрачной части, не совмещенной с непрозрачной частью электрода.

Проведенный заявителем анализ техники, включающий поиск по патентным и научно-техническими источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах изобретения позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками идентичности признакам изобретения, а определение их 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, изобретение соответствует требованию "новизна". Для проверки соответствия изобретения требованию изобретательского уровня был проведен дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками изобретения, результаты которого показывают, что изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, так как не выявлены технические решения, в которых повышение надежности управления с обеспечением высоких долговечности и яркости достигалось бы за счет предлагаемых соотношений толщин диэлектрического покрытия над непрозрачными (d₁) и прозрачными (d₂) частями электродов индикации.

Кроме того, не выявлены технические решения, в которых бы повышение надежности управления и обеспечение высокой эффективности ячейки достигалось бы за счет выбора ширины прозрачной и непрозрачной частей электродов индикации в предлагаемых конструкциях ГИП из предлагаемых соотношений. Следовательно, изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень".

На фиг.1 5 представлены возможные варианты предлагаемой конструкции ГИП. Конструкция ГИП содержит нижнюю подложку 1, электроды управления 2 с нанесенными на них люминофорным покрытием и верхнюю подложку 4 с расположенными на ней прозрачными 5 и непрозрачными электродами 6 индикации, покрытыми диэлектриком 7. Газоразрядные ячейки разделены диэлектрическими барьерами 8.

Непрозрачные части электродов индикации могут быть расположены как по краям прозрачных частей электрода (фиг.1,2), так и в центральной части прозрачного электрода (фиг.3), или могут быть смещены относительно краев прозрачного электрода (фиг.4,5).

Работает ГИП следующим образом. На все электроды индикации подается опорное напряжение, не изменяющее состояние индикаторных ячеек. Для выборочного зажигания индикаторных ячеек необходимо подать часть напряжения записи на выбранные электроды индикации. В точках пересечения выбранных электродов управления и электродов индикации загорится разряд, подхваченный затем последующими импульсами опорного напряжения индикации.

Для смены информации на управляющие и индикаторные электроды необходимо подать импульсы гашения.

В предложенной ГИП выполнение соотношений толщин диэлектрического покрытия над непрозрачной (d₁) и прозрачной (d₂) частями электродов, соотношения между шириной прозрачных и непрозрачных частей электродов в предложенных вариантах ГИП позволяет создать в ячейке определенную конфигурацию электрических и магнитных полей, приводящую к увеличению площади, занятой разрядом, практически без увеличения токовой нагрузки, так как увеличение заряженных частиц за счет прозрачных электродов минимально.

Расширение зоны, занятой разрядом, приводит к увеличению площади взаимодействия выбранных электродов управления и индикации с малыми токовыми нагрузками, обеспечивая надежную запись и погасание ячеек в течение длительной работы.

Расширение зоны, занятой разрядом, приводит также к увеличению габаритной яркости, учитывая, что при этом не увеличиваются практически токовые нагрузки, повышается эффективность работы ячейки.

Уменьшение соотношения d₂/d₁ менее 1,1 приводит к тому, что резко увеличивается количество заряженных частиц за счет прозрачной части электрода, увеличиваются токовые нагрузки, что снижает надежность управления и эффективность работы ячейки. Увеличение соотношения d₂/d₁ более 1,5 приводит к уменьшению площади, занятой разрядом до площади занятой непрозрачной частью электрода и, как следствие, уменьшение яркости.

Уменьшение соотношения l₁/l₂ менее чем 0,5 приводит к уменьшению площади, занятой разрядом и, следовательно, уменьшению яркости, а увеличение l₁/l₂ более 1,1 приводит к конфигурации электрического и магнитных полей, снижающих эффективность работы прозрачной части электрода. При l₃<0,1l₂ не наблюдается увеличение яркости, так как практически нет увеличения площади прозрачного электрода за счет его внешней части. Максимум ширины внешней прозрачной части, не совмещенной с непрозрачной частью электрода, ограничен для выбранных электродов снижением эффективности работы ячейки и снижением надежности управления из-за увеличения связи между работающими ячейками l₃ для выбранных ячеек L₁/2, а для общего индикаторного электрода может быть равен половине расстояния между непрозрачными индикаторными электродами l₃≅L₁/2.

Пример конкретного выполнения ГИП переменного тока планарной конструкции состоит из 2-х обкладочных пластин. На верхней обкладочной пластине формируется 20 пар прозрачных и непрозрачных электродов с расстоянием между парами непрозрачных электродов L₁=360 μ Прозрачные электроды сформированы методом вакуумного напыления так, что ширина внутренней прозрачной части, не совмещенной с непрозрачной частью, составляет l₁=50 m, ширина внешней прозрачной части, не совмещенной с непрозрачной частью, l₃=35 m. Непрозрачные электроды шириной l₂=60 m сформированы методом трафаретной печати. Затем на электроды трафаретной печатью наносят слой легкоплавкого стекла, который оплавляют при высокой температуре и закрывают защитным слоем окиси магния. После оплавления толщина диэлектрического покрытия над прозрачными электродами 45 m, над непрозрачными электродами 35 m Таким образом

Выполняются также и соотношения
так как

На нижней диэлектрической пластине сформированы трафаретной печатью 320 электродов управления с шагом 0,22 мм, параллельно им барьеров, покрытых люминофором.

При сборке верхняя диэлектрическая пластина накладывается на нижнюю диэлектрическую пластину, по контуру наносят слой герметика. Пайка прибора проводится при 400 450^oC. После откачки и наполнения инертной смесью проводится тренировка и измерение электрических параметров.

ГИП, выполненная таким образом, имеет опорное напряжение индикации 180 - 220 В, динамический диапазон памяти 20 30 В, яркость 280 -300 кд/м², управляющие напряжения 100 150 В, за счет чего надежно "стирается" и записывается информация во всем диапазоне опорного напряжения, что позволяет использовать маломощные менее стабильные источники питания и значительно снизить стоимость схемы управления и потребляемую мощность.

Таким образом, заявленное техническое решение позволяет создавать ГИП с высокой яркостью и высокой надежностью управления.

Использование: изобретение относится к области газоразрядной техники и может быть использовано при разработке средств отображения информации на газоразрядных индикаторных панелях (ГИП) переменного тока. Сущность изобретения: в ГИП переменного тока, содержащей первую диэлектрическую пластину с расположенными на ней покрытыми диэлектрическими парами разнополярных электродов индикации, состоящих из нижней широкой части, выполненной из прозрачного материала, и расположенной на ней верхней узкой части, выполненной из непрозрачного материала, вторую диэлектрическую пластину с электродами управления, перекрещивающихся с электродами индикации, образуя газоразрядные ячейки, разделительные элементы, ограничивающие ячейки, толщины диэлектрического покрытия в которой над непрозрачными (d₁) и прозрачными (d₂) частями электродов индикации выбираются согласно соотношения

В зависимых пунктах формулы уточнены соотношения других конструктивных размеров. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Газоразрядная индикаторная панель переменного тока, содержащая первую диэлектрическую пластину с расположенными на ней покрытыми диэлектриком парами разнополярных электродов индикации, состоящих из нижней широкой части, выполненной из прозрачного материала, и расположенной на ней верхней узкой части, выполненной из непрозрачного материала, вторую диэлектрическую пластину с электродами управления, перекрещивающимися с электродами индикации, образуя газоразрядные ячейки, разделительные элементы, ограничивающие ячейки, отличающаяся тем, что толщина диэлектрического покрытия над непрозрачными (d₁) и прозрачными (d₂) частями электродов индикации выбрана согласно соотношению 1,5 ≥(d₂/d₁) ≥ 1,1. 2. Панель по п.1, отличающаяся тем, что в каждой паре электродов индикации узкая непрозрачная часть электрода индикации расположена на широкой прозрачной части так, что внешние края непрозрачной и прозрачной частей совпадают, а внутренние края смещены относительно друг друга на расстояние, определяемое соотношением
0,5 ≅ l₁/l₂ ≅ 1,1,
где l₁ ширина прозрачной части электрода, не совмещенной с непрозрачной частью электрода;
l₂ ширина непрозрачной части электрода. 3. Панель по п.1, отличающаяся тем, что в каждой паре электродов индикации узкая непрозрачная часть электрода индикации расположена на широкой прозрачной части так, что внутренние края непрозрачной и прозрачной частей совпадают, а внешние края смещены относительно друг друга на расстояние, определяемое соотношением
0,1 l₂ ≅ l₃ ≅ L₁/2,
где L₁ расстояние между парами непрозрачных электродов;
l₂ ширина непрозрачной части электрода;
l₃ ширина прозрачной части электрода, не совмещенной с непрозрачной частью индикаторного электрода. 4. Панель по п.1, отличающаяся тем, что в каждой паре электродов индикации узкая непрозрачная часть электрода индикации расположена на широкой прозрачной части так, что боковые края узкой непрозрачной части электрода смещены от близлежащих боковых краев широкой части на расстояния, определяемые соотношениями
0,5 ≅(l₁/l₂) ≅ 1,1;
0,1 l₂ ≅ l₃ ≅ L₁/2.