ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ИНДИКАТОРНАЯ ПАНЕЛЬ Российский патент 2002 года по МПК G09F9/313 H01J17/49 H01J1/88 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при создании индикаторных устройств для отображения телевизионной информации.

Известна газоразрядная индикаторная панель (ГИП), содержащая аноды и катоды, нижнюю и верхнюю диэлектрические пластины, при этом размеры светящегося элемента определяются размером пространства, ограниченного ребрами и выступами, сформированными на верхней и нижней диэлектрических пластинах [авт. свид. СССР 533996, кл. Н 01 J 17/49, 1976 г.].

Недостатком данной конструкции ГИП является большой разброс яркости между ячейками, что не позволяет использовать ее для отображения телевизионной информации.

Известна ГИП, содержащая верхнюю и нижнюю диэлектрические пластины, ячейки индикации, образованные в перекрестьях анодов и перфорированных катодов, разделительные элементы на внутренней поверхности диэлектрических пластин между катодами и анодами [авт. свид. СССР 1074301, кл. H 01 J 17/49, 1987 г. ].

Недостатком этой панели является низкая яркость свечения ячеек индикации и большая неравномерность их свечения.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является ГИП, содержащая верхнюю диэлектрическую пластину и нижнюю диэлектрическую пластину, на внутренней поверхности которой расположены люминофор и разделительные элементы, выполненные в виде взаимно перпендикулярных систем первых диэлектрических барьеров и вторых диэлектрических барьеров, диэлектрические выступы, сформированные на верхних основаниях вторых диэлектрических барьеров со смещением относительно первых диэлектрических барьеров, ячейки индикации, образованные в перекрестьях анодов, расположенных между вторыми диэлектрическими барьерами, и сгруппированных по ячейкам проволочных катодов, размещенных между первыми диэлектрическими барьерами [пат. РФ 2084040, H 01 J 17/49, 1997 г. - прототип].

Недостатком данной ГИП является то, что ее конструкция не обеспечивает стабильную работу ячеек индикации при малых яркостях свечения. Кроме того, в ГИП наблюдается сильная подсветка ячеек, имеющих малую яркость, соседними ячейками с высокой яркостью свечения.

Задачей данного изобретения является создание ГИП с высокой надежностью работы ячеек при малых яркостях свечения с одновременным исключением подсветки этих ячеек соседними ячейками, имеющими высокую яркость свечения, за счет исключения проникновения разряда из ячеек с высокой яркостью в ячейки с низкой яркостью, расположенных вдоль катода, при одновременном обеспечении высокоэффективной подготовки ячеек.

Указанный технический эффект при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной конструкции ГИП, содержащей верхнюю диэлектрическую пластину и нижнюю диэлектрическую пластину, на внутренней поверхности которой расположены люминофор и разделительные элементы, выполненные в виде взаимно перпендикулярных систем первых диэлектрических барьеров и вторых диэлектрических барьеров, диэлектрические выступы, сформированные на верхних основаниях вторых диэлектрических барьеров со смещением относительно первых диэлектрических барьеров, ячейки индикации, образованные в перекрестьях анодов, расположенных между вторыми диэлектрическими барьерами, и сгруппированных по ячейкам индикации проволочных катодов, размещенных между первыми диэлектрическими барьерами, диэлектрические выступы в направлении, перпендикулярном первым диэлектрическим барьерам, выполнены с сечением трапециевидной формы и расположены, соприкасаясь верхними основаниями с внутренней поверхностью верхней диэлектрической пластины, при этом проволочные катоды размещены под диэлектрическими выступами во вторых диэлектрических барьерах, а размеры диэлектрических выступов выбраны согласно выражений
1,08 l₁≤l_H≤0,96 l,
l₁-2n≤l_В≤0,95 l_н,
где l - размер ячейки индикации в направлении, перпендикулярном катодам, мм;
l₁ - расстояние между наиболее удаленными поверхностями крайних проволочных катодов в ячейке индикации, мм;
l_н - длина нижнего основания диэлектрических выступов, мм;
l_в - длина верхнего основания диэлектрических выступов, мм;
n - расстояние между центрами катодов в ячейке, мм.

В ГИП, выполненной согласно изобретения, обеспечивается высокоэффективная подготовка ячеек работающими соседними ячейками за счет создания между ними канала связи, создающего оптимальные условия для подготовки ячеек. В то же время взаимное расположение каналов связи и катодов исключает проникновение разряда из ячеек с высокой яркостью в соседние ячейки с низкой яркостью, расположенных вдоль катода.

Для усиления эффекта подготовки ячеек вдоль катодов первые диэлектрические барьеры выполняют с высотой, большей высоты вторых диэлектрических барьеров, при этом размеры барьеров выбирают согласно соотношений
0,05 l_к≤h₁-h₂≤0,8 l_к
0,08 d_б≤h₃-h₁≤0,2 d_б,
где h₁ - высота первых диэлектрических барьеров, мм;
h₂ - высота вторых диэлектрических барьеров, мм;
h₃ - суммарная высота диэлектрических выступов и вторых диэлектрических барьеров, мм;
l_к- диаметр проволочного катода, мм;
d_б - ширина первых диэлектрических барьеров, мм.

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 обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными 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".

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня был проведен 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, так как не выявлены технические решения, в которых высокая надежность работы ГИП в режиме с низкой яркостью свечения ячеек, а также в режиме, когда одна ячейка имеет высокую яркость свечения, а соседняя с ней в направлении катода имеет низкую яркость, достигалась бы за счет создания каналов связи, форма, размеры и расположение которых обеспечивали бы оптимальную подготовку ячеек.

Таким образом, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень".

Изобретение поясняется чертежом.

На чертеже представлен один из вариантов ГИП.

ГИП содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 диэлектрические пластины, ячейки индикации, образованные в перекрестьях анодов 3 и сгруппированных по ячейкам проволочных катодов 4, разделительные элементы, выполненные в виде взаимно перпендикулярных систем первых диэлектрических барьеров 5 и вторых диэлектрических барьеров 6, в которые вмонтированы проволочные катоды, диэлектрические выступы 7, выполненные на верхнем основании вторых диэлектрических барьеров над группой катодов, причем диэлектрические выступы имеют сечение трапециевидной формы, и люминофор 8, нанесенный на внутреннюю поверхность нижней диэлектрической пластины под анодами.

Панель работает следующим образом. При подаче импульсов напряжения на соответствующие аноды 3 и катоды 4 в ячейке индикации возникает газовый разряд, ультрафиолетовое излучение которого возбуждает свечение люминофора 8. Для получения свечения ячейки индикации с различной яркостью вводится широтно-импульсная модуляция.

Для обеспечения надежной работы ГИП выступы на верхнем основании вторых диэлектрических барьеров формируют над сгруппированными по ячейкам проволочными катодами, вмонтированными во вторые диэлектрические барьеры, причем сечение выступов в направлении, перпендикулярном первым диэлектрическим барьерам, выполнено трапециевидной формы, а размеры выступов выбраны согласно выражений
1,08 l₁≤l_н≤0,96 l,
l₁-2n≤l_в≤0,95 l_н.

Если l_н будет меньше, чем 1,08 l₁, то в случае, если одна из ячеек работает в режиме с высокой яркостью свечения, а вторая, соседняя с ней, с низкой, части второй ячейки, расположенные около барьера, из-за проникновения туда разряда из первой ячейки будут иметь более яркое свечение, приводящее к искажению информации.

Если l_н будет больше, чем 0,96 l, то из-за слабой связи между ячейками наблюдается нестабильность работы ячейки в режимах с низкой яркостью свечения, т.к. в этом случае будет сказываться статистическое запаздывание возникновения разряда.

В случае, если l_в меньше l₁-2n, в процессе работы ГИП появляется "звон", величина которого составляет 40 и более децибел.

При l_в больше 0,95 l_н сказывается статистическое время запаздывания возникновения разряда, т.е. ячейки работают нестабильно, особенно в режимах с низкой яркостью свечения.

Для усиления подготовки ячеек первые диэлектрические барьеры выполнены с высотой, большей чем высота вторых диэлектрических барьеров, причем размеры барьеров выбраны согласно соотношений
0,05 l_к≤h₁-h₂≤0,8 l_к,
0,08 d_б≤h₃-h₁≤0,2 d_б.

Если h₁-h₂ будет больше 0,8 l_к, то разряд из ячейки с высокой яркостью будет проникать в соседние ячейки, работающие в режиме с малыми яркостями.

Если h₁-h₂ будет меньше 0,05 l_к, то в этом случае ячейки, работающие на малых яркостях, будут "мерцать", т.к. из-за слабой связи между ячейками эффективность подготовки будет мала и в результате будет сказываться статистическое время запаздывания возникновения разряда.

При h₃-h₁ больше 0,2 d_б панель в процессе работы "звенит", что подтверждено экспериментально.

Если h₃-h₁ будет меньше 0,08 d_б, то из-за слабой связи между ячейками вдоль анода наблюдается мерцание ячеек, работающих в режиме с малыми яркостями.

Пример конкретного выполнения.

ГИП постоянного тока содержит верхнюю и нижнюю диэлектрические пластины размером 193х193х2,5 мм. На нижней диэлектрической пластине сформированы взаимно перпендикулярные первые и вторые диэлектрические барьеры высотой h₁= 0,28 мм и h₂=0,22 мм. Ширина барьеров d_б=0,5 мм.

На верхнем основании вторых диэлектрических барьеров выполнены диэлектрические выступы, имеющие в направлении, перпендикулярном первым диэлектрическим барьерам, сечение в виде трапеции с верхним и нижним основаниями, равными, соответственно, l_в=3,2 мм и l_н=4,6 мм. Суммарная высота выступов и вторых барьеров равна h₃=0,35 мм. Ограниченные диэлектрическими барьерами ячейки индикации образованы в перекрестьях проволочных анодов и катодов. Аноды, выполненные из проволоки 47 НД диаметром 0,12 мм, расположены над люминофорными покрытиями площадью с 1,5х5,5 мм и толщиной 0,07 мм, нанесенными в ячейках на внутреннюю поверхность нижней диэлектрической пластины. На расстоянии от анодов и ортогонально им под выступами расположены проволочные катоды из материала 47 НД, диаметром l_к=0,12 мм. Катоды сгруппированы по ячейкам по 6. Расстояние между центрами проволочных катодов в ячейке n= 0,6 мм, а расстояние между наиболее удаленными поверхностями крайних катодов в ячейке l₁=3,7 мм. Катоды запечатывают во вторые диэлектрические барьеры методом трафаретной печати, обеспечивая расстояние между катодами и анодами 0,28 мм. В ГИП размер ячейки в направлении, перпендикулярном катодам 1=5,5 мм.

ГИП наполнена смесью инертных газов Ne+30% Хе до давления 110 мм рт.ст.

Данная ГИП надежно работает в режиме малых яркостей свечения ячеек. В процессе работы ГИП отсутствуют яркие "паразитные" подсветки ячеек с малой яркостью соседними ячейками с высокой яркостью.

Таким образом, предложенное изобретение позволяет получить ГИП, обеспечивающую надежное отображение информации в телевизионном режиме.

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при создании индикаторных устройств для отображения телевизионной информации. Технический результат - обеспечение высокой надежности работы ячеек индикации при малых яркостях свечения в ГИП. Достигается тем, что в газоразрядной индикаторной панели, содержащей взаимно перпендикулярные первые и вторые диэлектрические барьеры, ограничивающие ячейки, образованные в перекрестьях анодов, размещенных между вторыми барьерами, и сгруппированных по ячейкам проволочных катодов, расположенных между первыми барьерами, на верхнем основании вторых барьеров выполнены диэлектрические выступы с трапециевидным сечением, при этом размеры выступов и барьеров определены согласно заданным соотношениям. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Газоразрядная индикаторная панель, содержащая верхнюю диэлектрическую пластину и нижнюю диэлектрическую пластину, на внутренней поверхности которой расположены люминофор и разделительные элементы, выполненные в виде взаимно перпендикулярных систем первых диэлектрических барьеров и вторых диэлектрических барьеров, диэлектрические выступы, сформированные на верхних основаниях вторых диэлектрических барьеров со смещением относительно первых диэлектрических барьеров, ячейки индикации, образованные в перекрестьях анодов, расположенных между вторыми диэлектрическими барьерами, и сгруппированных по ячейкам индикации проволочных катодов, размещенных между первыми диэлектрическими барьерами, отличающаяся тем, что диэлектрические выступы в направлении, перпендикулярном первым диэлектрическим барьерам, выполнены с сечением трапециевидной формы и расположены, соприкасаясь верхними основаниями с внутренней поверхностью верхней диэлектрической пластины, при этом проволочные катоды размещены под диэлектрическими выступами во вторых диэлектрических барьерах, а размеры диэлектрических выступов выбраны согласно выражениям
1,08 l₁≤1_н≤0,96 l,
l₁-2n≤l_в≤0,95 l_н,
где l - размер ячейки индикации в направлении, перпендикулярном катодам, мм;
l₁ - расстояние между наиболее удаленными поверхностями крайних проволочных катодов в ячейке индикации, мм;
l_н - длина нижнего основания диэлектрических выступов, мм;
l_в - длина верхнего основания диэлектрических выступов, мм;
n - расстояние между центрами катодов в ячейке индикации, мм. 2. Газоразрядная индикаторная панель по п.1, отличающаяся тем, что высота первых диэлектрических барьеров больше высоты вторых диэлектрических барьеров, при этом размеры диэлектрических барьеров выбраны согласно соотношениям
0,05 l_к≤h₁-h₂≤0,8 l_к,
0,08 d_Б≤h₃-h₁≤0,2 d_б,
где h₁ - высота первых диэлектрических барьеров, мм;
h₂ - высота вторых диэлектрических барьеров, мм;
h₃ - суммарная высота диэлектрических выступов и вторых диэлектрических барьеров, мм;
l_к - диаметр проволочного катода, мм;
d_б - ширина первых диэлектрических барьеров, мм.