ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ИНДИКАТОРНАЯ ПАНЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ПОВЕРХНОСТНЫМ РАЗРЯДОМ Российский патент 1999 года по МПК H01J17/49 G09G3/28 

Изобретение относится к газоразрядной технике и может быть использовано в средствах отображения видеоинформации на газоразрядных индикаторных панелях (ГИП) переменного тока индивидуального и коллективного пользования.

Известна газоразрядная индикаторная панель переменного тока с поверхностным разрядом, каждый элемент отображения которой содержит три прямолинейных электрода, расположенных на одной стеклянной пластине, и перекрещивающиеся с ними криволинейные электроды, расположенные на другой стеклянной пластине, при этом в углах равносторонних треугольников, соответствующих местам перекрещивания электродов, расположены люминофорные элементы различных цветов, см. DE, патент, 2252256, кл. 74С-12/01, 1974.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относится то, что в известной панели:
- отсутствуют условия для снижения питающих напряжений;
- низкий цветовой контраст при отображении цветной видеоинформации из-за отсутствия разделительных барьеров между элементами отображения с люминофорами разных цветов;
- низкая долговечность панели из-за расположения люминофорных элементов непосредственно в зоне газового разряда.

Известна газоразрядная индикаторная панель переменного тока с поверхностным разрядом, каждый элемент отображения которой содержит расположенные на одной стеклянной пластине два широких прозрачных индикаторных электрода, армированных узкими проводящими шинами, и перекрещивающиеся с ними расположенные на другой стеклянной пластине ортогонально к индикаторным электродам управляющие электроды, разделенные диэлектрическими барьерами и покрытые люминофорами различных цветов, см. ЕР, патент, 0554172, кл. H 01 J 17/49, 1993.

В известной газоразрядной индикаторной панели для одновременного снижения питающих напряжений и повышения световой эффективности использованы прозрачные электроды с небольшим разрядным промежутком между ними, позволяющие увеличить площадь свечения. Применение прозрачных электродов предполагает использование тонкопленочной технологии (напыление, фотолитография), что значительно усложняет изготовление панели и увеличивает ее стоимость.

Известна газоразрядная индикаторная панель переменного тока с поверхностным разрядом, 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, см. ЕР, патент, 0356313, кл. G 09 G 3/28, 1990.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относится то, что в известном устройстве:
- отсутствуют условия для повышения световой эффективности;
- 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.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному устройству по совокупности признаков является газоразрядная индикаторная панель переменного тока с поверхностным разрядом, каждый элемент отображения которой содержит группу по крайней мере из двух индикаторных электродов и перекрещивающиеся с ними управляющие электроды, разделенные диэлектрическими барьерами и покрытые люминофорами различных цветов, см. RU, патент, 2089966, кл. H 01 J 17/49, 1995, принято за прототип.

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

Сущность изобретения заключается в следующем.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи улучшения эксплуатационных характеристик, в частности, уменьшения рабочих питающих напряжений при одновременном увеличении яркости изображения и снижении потребляемой мощности плоского экрана на газоразрядной индикаторной панели и обеспечение его конкурентоспособности с кинескопами при отображении видеоинформации.

При осуществлении изобретения может быть получен следующий единый технический результат:
- повышена надежность работы системы индикации в целом за счет уменьшения рабочих питающих напряжений панели;
- повышены яркость и световая эффективность газоразрядной индикаторной панели;
- снижена стоимость панели за счет исключения из технологии ее изготовления тонкопленочных процессов.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной
газоразрядной индикаторной панели переменного тока с поверхностным разрядом, каждый элемент отображения которой содержит группу по крайней мере из двух индикаторных электродов и перекрещивающиеся с ними управляющие электроды, разделенные диэлектрическими барьерами и покрытые люминофорами различных цветов,
индикаторные электроды каждого элемента отображения имеют вид непрерывных периодических функций с периодом повторения, равным или кратным шагу диэлектрических барьеров, которым перпендикулярна ось абсцисс этих функций, а два любых соседних индикаторных электрода каждого элемента отображения образуют вдоль оси ординат разрядный промежуток с величиной, изменяющейся от минимального значения d₁ до максимального значения d₂, установленными из соотношения

где D - шаг групп индикаторных электродов, N - количество индикаторных электродов в группе одного элемента отображения,
по крайней мере один из индикаторных электродов в каждой группе выполнен в виде прямой линии; все четные или нечетные индикаторные электроды в каждой группе выполнены в виде прямых параллельных линий.

Выполнение всех или части индикаторных электродов группы в каждом элементе отображения в виде непрерывных периодических функций, ось абсцисс которых перпендикулярна диэлектрическим барьерам, с определенным периодом повторения, равным или кратным шагу барьеров, позволяет обеспечить изменение расстояния между двумя близлежащими индикаторными электродами каждого элемента отображения (величины разрядного промежутка) от приведенных минимального до максимального значения. Это, в свою очередь, ведет к зажиганию газового разряда на участке разрядного промежутка с минимальной величиной (d₁), обеспечивая снижение рабочих питающих напряжений, так как давление газового наполнения панели выбирается на правой ветви зависимости напряжения зажигания газового разряда от произведения давления газового наполнения на величину разрядного промежутка (кривой Пашена). За счет того, что величина разрядного промежутка увеличивается до максимального значения (d₂), площадь одного элемента отображения увеличивается по сравнению с прототипом, где величина разрядного промежутка постоянна. Это приводит к возрастанию излучаемого элементом отображения светового потока и, соответственно, яркости и световой эффективности панели.

Установленное соотношение минимального и максимального значений величины разрядного промежутка позволяет оптимизировать условия зажигания и поддержания газового разряда по всей площади элемента отображения для достижения максимального технического результата. Так, при значении d₂<1,2d₁ площадь элемента отображения и его яркость возрастают несущественно, а при d₂>1,6d₁ разброс рабочих питающих напряжений на участках разрядного промежутка с различной величиной выходит за пределы допустимого для надежной работы панели значения.

Соотношение, устанавливающее взаимосвязь максимального значения величины разрядного промежутка с шагом групп индикаторных электродов и их количеством в одной группе, позволяет выбрать оптимальное для надежного управления (записи/стирания) соседними элементами отображения расстояние между ними, которое составляет 20-40% от шага групп индикаторных электродов, а также определить оптимальные предельные значения величины разрядного промежутка между любыми двумя соседними индикаторными электродами в зависимости от их количества в группе одного элемента отображения.

Изменение величины разрядного промежутка в установленных пределах можно обеспечить при выполнении части (но не двух соседних) индикаторных электродов в одной группе каждого элемента отображения в виде прямых линий, при этом возможны следующие различные варианты исполнения: один электрод является прямолинейным; все четные (или нечетные) электроды являются прямолинейными и параллельными друг другу.

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.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления заявленного изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.

На фиг. 1 изображена конструкция газоразрядной индикаторной панели с поверхностным разрядом; на фиг. 2 - конструкция одного элемента отображения панели, принятой за прототип; на фиг. 3 - конструкция элемента отображения панели согласно заявленного изобретения; на фиг. 4-7 - различные возможные варианты конструкции элемента отображения панели согласно заявленного изобретения.

Газоразрядная индикаторная панель переменного тока с поверхностным разрядом, представленная на фиг. 1, содержит первую стеклянную пластину 1, на внутренней поверхности которой расположены группы индикаторных электродов 2, покрытые слоями прозрачного диэлектрика 3 и окиси магния 4, на второй стеклянной пластине 5 сформированы покрытые люминофорами 6, например красного R, зеленого G или синего В цветов свечения, управляющие электроды 7 и диэлектрические барьеры 8.

На фиг. 2 представлена упрощенная конструкция элемента отображения (при этом одна из пластин условно повернута относительно другой на 90^o) газоразрядной индикаторной панели с поверхностным разрядом, принятой за прототип, с тремя параллельными прямолинейными индикаторными электродами в группе каждого элемента отображения, а также схема взаимного расположения двух групп индикаторных электродов и диэлектрических барьеров.

На фиг. 3 представлена схема взаимного расположения двух групп индикаторных электродов соседних элементов отображения и диэлектрических барьеров газоразрядной индикаторной панели согласно заявленного изобретения. В одной группе содержится по два индикаторных электрода, один из которых является прямолинейным, а другой выполнен в виде периодической функции из прямолинейных отрезков, при этом период функции равен шагу диэлектрических барьеров, а величина разрядного промежутка между индикаторными электродами в каждой группе изменяется от минимального до максимального значения.

На фиг. 4 и 5 представлены некоторые из возможных схем взаимного расположения индикаторных электродов одной группы и диэлектрических барьеров для случаев с двумя и тремя электродами в группе соответственно, в том числе с периодом повторения, равным одному и двум шагам барьеров.

На фиг. 6 и 7 представлены некоторые из возможных схем взаимного расположения индикаторных электродов двух соседних групп и диэлектрических барьеров для случаев с четырьмя и пятью электродами в группе соответственно с периодом повторения, равным шагу барьеров.

Функции, вид которых имеют индикаторные электроды для любого из вышеприведенных вариантов, могут быть и любыми другими, но при этом для достижения технического результата обязательным является соотношение геометрических размеров, приведенных в формуле изобретения.

Предложенная газоразрядная индикаторная панель переменного тока с поверхностным разрядом работает следующим образом.

Возбуждение газового разряда в выбранном элементе отображения осуществляют при подаче импульсов адресации на один из его индикаторных электродов (адресный электрод) и управляющих импульсов на соответствующий управляющий электрод. Это приводит к накоплению электрических зарядов на диэлектрическом покрытии индикаторных электродов этого элемента отображения. В дальнейшем между любыми двумя соседними индикаторными электродами подают знакопеременное импульсное напряжение поддержки, обеспечивающее за счет электрического поля накопленных электрических зарядов возникновение газового разряда в любом разрядном промежутке выбранного элемента отображения панели, при этом первоначально газовый разряд возникает на участке разрядного промежутка с минимальной величиной, что обеспечивает снижение рабочих питающих напряжении. За счет аномальности газовый разряд распространяется по всей площади разрядного промежутка, приводя к соответствующему возбуждению люминофора, обеспечивая повышение яркости и световой эффективности. В невыбранных элементах отображения накопления электрических зарядов, самостоятельного возникновения и поддержания газового разряда не происходит. Ультрафиолетовое излучение разряда возбуждает фотолюминофор соответствующего цвета, при этом за счет выбора комбинации возбуждаемых люминофоров и соответствующих элементов отображения обеспечивается синтезирование цветного изображения на панели. Для повышения световой эффективности в многоэлектродной конструкции панели используется реверсивное перемещение разряда за счет определенной фазировки импульсов напряжения поддержки (см. RU, патент, 2099800, кл. G 09 G 3/28, 1996).

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 нижеизложенной 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.

Использование: в средствах отображения видеоинформации на газоразрядных индикаторных панелях переменного тока индивидуального и коллективного пользования. В газоразрядной индикаторной панели переменного тока с поверхностным разрядом каждый элемент отображения содержит группу по крайней мере из двух индикаторных электродов и перекрещивающиеся с ними управляющие электроды, разделенные диэлектрическими барьерами и покрытые люминофорами различных цветов. По меньшей мере один индикаторный электрод каждого элемента отображения имеет вид непрерывной периодической функции с периодом повторения, равным или кратным шагу диэлектрических барьеров, которым перпендикулярна ось абсцисс этих функций. Два любых соседних индикаторных электрода каждого элемента отображения образуют вдоль оси ординат разрядный промежуток с величиной, изменяющейся от минимального до максимального значения, установленными из определенного соотношения. Технический результат заключается в повышении надежности за счет уменьшения рабочих питающих напряжений, яркости и световой эффективности, снижении стоимости за счет исключения из технологии ее изготовления тонкопленочных процессов. 3 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. Газоразрядная индикаторная панель переменного тока с поверхностным разрядом, каждый элемент отображения которой содержит группу по крайней мере из двух индикаторных электродов и перекрещивающиеся с ними управляющие электроды, разделенные диэлектрическими барьерами и покрытые люминофорами различных цветов, отличающаяся тем, что хотя бы один индикаторный электрод каждого элемента отображения имеет вид непрерывной периодической функции с периодом повторения, равным или кратным шагу диэлектрических барьеров, которым перпендикулярна ось абсцисс этих функций, а два любых соседних индикаторных электрода каждого элемента отображения образуют вдоль оси ординат разрядный промежуток с величиной, изменяющейся от минимального значения d₁ до максимального значния d₂, установленными из соотношения

где D - шаг групп индикаторных электродов;
N - количество индикаторных электродов в группе одного элемента отображения. 2. Газоразрядная индикаторная панель по п.1, отличающаяся тем, что, по крайней мере, один из индикаторных электродов в каждой группе выполнен в виде прямой линии. 3. Газоразрядная индикаторная панель по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что все четные индикаторные электроды в каждой группе выполнены в виде прямых параллельных линий. 4. Газоразрядная индикаторная панель по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что все нечетные индикаторные электроды в каждой группе выполнены в виде прямых параллельных линий.