ЦВЕТНАЯ ПЛАЗМЕННАЯ ПАНЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Российский патент 2003 года по МПК G09F9/313 H01J31/20 H01J17/49 H01J21/02 H01J21/10 H01J21/20 

Изобретение относится к области техники индикации и может быть использовано при разработке средств отображения, созданных на цветных плазменных панелях (ПП) переменного тока.

Известна панель переменного тока; содержащая две стеклянных пластины, и на поверхности тыльной стороны пластины находятся электроды строк, покрытые прозрачным диэлектриком, а на лицевой стороне пластины расположены электроды столбцов, пространственное пересечение этих электродов образует ячейки индикации; и каждый увеличенный в размерах элемент отображения состоит из группы ячеек индикации (патент Франции 2641413, кл. H 01 J 17/49 от 08.06.1990). Основной недостаток данной ПП в том, что конструкция ячеек индикации не позволяет использовать люминофоры для получения цвета из-за бомбардировки ионами люминофора, что приводит к деградации люминофора, а в панели отсутствуют условия повышения контраста отображаемой информации.

Известна ПП переменного тока с поверхностным разрядом, каждый элемент отображения которой содержит два индикаторных разрядных промежутка, образованных петлеобразными электродами индикации, управляющий электрод с диэлектрическими барьерами и люминофор (патент US 5852347, кл. G 09 F 9/00 от 22.12.1998).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известной конструкции панели относится то, что в известной панели отсутствуют условия повышения контраста, поскольку разряд в режиме подготовки происходит между электродами индикации, а фоновая подсветка охватывает всю площадь элемента отображения и соответственно всю площадь пикселя. Наиболее близкой к предлагаемой конструкции ПП является ПП переменного тока с поверхностным разрядом, содержащая в каждом пикселе три элемента отображения с разным цветом свечения люминофора, которые располагаются вдоль управляющих электродов. Элементы отображения отделяются друг от друга барьерами матрицы диэлектрической решетки, и в каждом элементе отображения индикаторный разрядный промежуток образован двумя параллельными электродами индикации, один из которых сканирующий электрод, который вместе с перпендикулярным им управляющим электродом, образуют управляющий разрядный промежуток (патент US 6088010, кл. G 09 G 3/28 от 11.07.2000). К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известной плазменной панели, относится то, что увеличение размера ячейки индикации за счет простого увеличения длины электродов индикации приводит к неполному охвату свечения разряда вдоль электродов индикации из-за ограниченной скорости распространения разряда по катоду во время ввода информации и индикации. Внешне это проявляется как мерцание отдельных пикселей, которые ухудшают качество отображаемой информации, и отсутствуют условия повышения контраста отображаемой информации.

Задача изобретения состоит в создании цветной плазменной панели переменного тока с элементами отображения увеличенных размеров с повышенной надежностью работы и управления и высоким контрастом отображаемой информации. Технический результат - повышение надежности работы и управления - достигается за счет деления электродов индикации на отдельные индикаторные разрядные промежутки в каждом элементе отображения. Выполнение сканирующего электрода индикации в виде двух проводников, что в совокупности позволяет стабилизировать процесс возникновения разряда во время ввода информации и индикации ее. Увеличенный контраст отображаемой информации получается за счет дополнительного разрядного промежутка между проводниками сканирующего электрода индикации, в котором осуществляется режим подготовки разряда. Свечение фона этого режима охватывает небольшую часть площади элемента отображения и соответственно площадь пикселя. Дополнительное увеличение контраста происходит, когда в каждом элементе отображения дополнительные разрядные промежутки закрыты светонепроницаемым материалом. Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной цветной плазменной панели переменного тока с поверхностным разрядом, содержащей в каждом пикселе три элемента отображения с разным цветом свечения люминофора, располагаются вдоль управляющих электродов, и элементы отображения отделяются друг от друга барьерами матрицы диэлектрической решетки, и в каждом элементе отображения индикаторный разрядный промежуток образован двумя параллельными электродами индикации. Один из них - сканирующий электрод, который вместе с перпендикулярным им управляющим электродом образуют управляющий разрядный промежуток, в каждом элементе отображения электроды индикации разделены на отдельные индикаторные промежутки перпендикулярными к электродам индикации диэлектрическими барьерами, высота которых выбрана из соотношения h = (0,1-0,9)d, где h - высота диэлектрического барьера, d - толщина барьеров матрицы диэлектрической решетки. В каждом отдельном индикаторном разрядном промежутке сканирующий электрод выполнен из двух проводников, между проводниками образован дополнительный разрядный промежуток, в котором разрядный промежуток управления сформирован параллельными проводниками управляющего электрода и крайним проводником сканирующего электрода элемента отображения. При этом проводник управляющего электрода соединен с шиной и расположен пространственно-перпендикулярно относительно электродов индикации и проходит через один из отдельных индикаторных разрядных промежутков. Разделительные диэлектрические барьеры выполнены из прозрачного материала, шины проводников управляющего электрода проходят между пикселями под барьерами диэлектрической матрицы, промежуток между проводниками сканирующего электрода закрыт светонепроницаемым материалом. Разделение элемента отображения на отдельные индикаторные разрядные промежутки позволяет обеспечить оптимальную длину электродов индикации в соответствии со временем распространения разряда вдоль катода и процесса накопления зарядов на поверхности электродов индикации. Это стабилизирует возникновение поверхностных разрядов между электродами индикации во время ввода информации и индикации, что повышает надежность управления и работы ПП. Выбранная высота диэлектрических барьеров создает оптимальные условия облучения люминофора ультрафиолетовым излучением (УФИ) по всей поверхности элемента отображения от всех отдельных индикаторных разрядных промежутков. Применение сканирующего электрода индикации в виде двух проводников дает возможность создать дополнительный разрядный промежуток в каждом отдельном индикаторном разрядном промежутке элемента отображения с образованием разрядного промежутка управления газа между сканирующим и управляющим проводниками этих электродов, с увеличенным объемом ионизации газа. Увеличенный объем ионизации газа уменьшает время статистического запаздывания возникновения разряда во время адресации выбранного элемента отображения, что повышает надежность управления элементов отображения ПП при вводе информации. Использование прозрачных разделительных диэлектрических барьеров повышает яркость свечения элементов отображения и вместе с закрытием промежутка между проводниками сканирующего электрода светонепроницаемым материалом увеличивает контраст отображаемой информации. Расположение шин управляющих электродов между пикселями под барьерами диэлектрической матрицы устраняет электрическую связь этих электродов с электродами индикации, которая приводит к дестабилизации процесса накопления зарядов на поверхности этих электродов во время перехода от режима адресации к режиму индикации. Это повышает надежность работы ПП. Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволяет установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными признакам заявленного изобретения, и определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения. Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня был проведен дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, так как не известны технические решения, в которых надежность работы и управления ПП достигается за счет образования отдельных индикаторных разрядных промежутков. Вместе с дополнительным разрядным промежутком и разрядным промежутком управления, который сформирован параллельными проводниками электрода, обеспечивая стабильный процесс возникновения разрядов во время ввода информации и индикации, расположение шин управляющих электродов под барьерами диэлектрической матрицы устраняло электрическую связь между управляющим электродом и электродом индикации. Кроме того, не выявлены технические решения, в которых повышение контраста осуществлялось за счет дополнительного разрядного промежутка в каждом отдельном индикаторном разрядном элементе отображения, с использованием прозрачных разделительных диэлектрических барьеров.

Предлагаемая конструкция ПП поясняется чертежами.

На фиг.1 схематически представлен разрез конструкции элемента отображения ПП с поверхностным разрядом, в котором электроды индикации разделены диэлектрическими барьерами на отдельные индикаторные разрядные промежутки.

На фиг.2а схематически представлен разрез конструкции элемента отображения, в котором сканирующий электрод состоит из двух проводников, образующих дополнительный разрядный промежуток, на фиг.2б представлен разрез, в котором дополнительный разрядный промежуток закрыт непрозрачным материалом.

На фиг. 3а схематически представлен цветной пиксель ПП, у которого шина управляющего электрода проходит в середине элемента отображения через отдельный индикаторный разрядный промежуток, а на фиг.3б - шина управляющего электрода проходит через крайний отдельный индикаторный разрядный промежуток элемента отображения.

На фиг.4 схематически представлена конструкция ПП с цветными пикселами, между которыми проходит шина управляющих электродов.

ПП (фиг.1-4) содержит лицевую стеклянную пластину 1 с электродами индикации 2, покрытые прозрачным диэлектриком 3, электроды индикации разделены диэлектрическими барьерами 4 на отдельные индикаторные разрядные промежутки 5, и в каждом отдельном индикаторном разрядном промежутке на поверхность прозрачного диэлектрика 3 нанесен стабилизирующий материал 6, тыльную стеклянную пластину 7 с управляющими электродами 8, состоящую из шины 8(ш.) и проводников 8(пр.), на которые нанесен диэлектрик 9 и люминофор 10. Зазор 11 между стеклянными пластинами 1 и 7 определяется толщиной матрицы диэлектрической решетки 12, элементы отображения 13 имеют в отдельных индикаторных разрядных промежутках 5 промежуток индикации 14 и дополнительный разрядный промежуток 15, закрытый непрозрачным материалом 16. Три элемента отображения красного цвета - 13R, зеленного цвета - 13G, синего цвета - 13В образуют цветной пиксель 17 ПП, в которой каждый элемент отображения 13 ограничен со всех сторон барьерами 18 матрицы диэлектрической решетки 12. ПП может иметь три варианта расположения шины 8(ш.) управляющего электрода 8, как это видно на фиг.1, 3, 4.

Плазменная панель переменного тока с поверхностным разрядом работает следующим образом. На электроды индикации постоянно подаются импульсы напряжения поддержания разряда. Амплитуда напряжения этих импульсов не изменяет состояние элементов отображения. При адресации амплитуду импульсов напряжения поддержания разряда уменьшают; и для выборочного зажигания элементов отображения подают часть напряжения записи на выбранные управляющие электроды, а другую часть напряжения - на сканирующий электрод. В местах пересечения электродов (в зазоре) в дополнительном разрядном промежутке возникает разряд, подхватываемый затем в разрядном промежутке индикации между параллельными электродами при подаче импульсов напряжения поддержания разряда. При изменении информации в элементах отображения, в которых был разряд, после индикации осуществляют гашение разряда, а затем повторно проводят адресацию выбранных элементов отображения.

Пример конкретного расчета элемента отображения для ПП с размером цветного пикселя 9 мм х 9 мм. Для этого пикселя размер элемента отображения будет 9 мм х 3 мм. При наполнении ПП газовой смесью Ne-Xe (4%) с давлением 500 тор для этой газовой смеси экспериментально определена скорость распространения разряда по катоду. Диапазон этой скорости находится в пределах (0,5-1,5) мм/мкс. Если не использовать разделение, то для длины электрода 9 мм при среднем значении скорости распространения разряда 1 мм/мкс величина длительности импульсов напряжения записи и импульса напряжения поддержания разряда будет около Т = 9 мкс. При такой длительности импульсов напряжения поддержания разряда нельзя получить в режиме индикации необходимую яркость изображения с градациями. Если элемент отображения разделить, например, на 3 отдельных индикаторных разрядных промежутка, то получим длину электродов около 3 мм, тогда длительность импульса напряжения будет 3 мкс. При индикации это позволяет получить необходимую яркость изображения, а при данном количестве индикаторных разрядных промежутков, при полученной длине электродов индикации с вышеуказанной скоростью распространения разряда будет обеспечена стабилизация процесса возникновения разрядов во время ввода информации и индикации. Это повысит надежность управления элементами отображения и работу панели в целом. На панели во время индикации элементы отображения будут гореть без мерцаний, что резко повышает качество отображаемой информации с градациями.

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 на базе цветной плазменной панели с элементами отображения увеличенных размеров возможно создание видеомодуля, из набора которых собирается экран коллективного пользования для отображения видеоинформации;
- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте 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.

Изобретение относится к технике индикации и может быть использовано при разработке средств отображения информации, например видеомодулей для наборных экранов коллективного пользования. Технический результат: повышение надежности работы и управления, увеличенный контраст изображения достигается в плазменной панели за счет разделения индикаторного промежутка элемента отображения на отдельные индикаторные промежутки с уменьшенной длиной электродов индикации, при которой более стабилен процесс возникновения разряда во время ввода информации и индикации. Дополнительный разрядный промежуток уменьшает площадь свечения во время режима подготовки и соответственно уровень фона. Выбранная высота разделительных диэлектрических барьеров позволяет более эффективно использовать излучение ультрафиолета отдельных индикаторных промежутков для облучения люминофора всего элемента отображения. 3 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Цветная плазменная панель переменного тока, содержащая в каждом пикселе три элемента отображения с разным цветом свечения люминофора, располагающиеся вдоль управляющих электродов, и элементы отображения, отдаленные друг от друга барьерами матрицы диэлектрической решетки, в каждом элементе отображения индикаторный разрядный промежуток образован двумя параллельными электродами индикации, один из которых сканирующий электрод, который вместе с перпендикулярным им управляющим электродом образуют управляющий разрядный промежуток, отличающаяся тем, что в каждом элементе отображения электроды индикации разделены на отдельные индикаторные разрядные промежутки перпендикулярными к электродам индикации диэлектрическими барьерами, высота которых выбрана из соотношения h = (0,1÷0,9) d, где h - высота диэлектрического барьера, d - толщина барьеров матрицы диэлектрической решетки, и в каждом отдельном индикаторном разрядном промежутке сканирующий электрод выполнен из двух проводников, между проводниками образован дополнительный разрядный промежуток, в котором разрядный промежуток управления сформирован параллельными проводниками управляющего электрода и крайним проводником сканирующего электрода элемента отображения, при этом проводник управляющего электрода соединен шиной, расположен пространственно перпендикулярно относительно электродов индикации и проходит через один из отдельных индикаторных разрядных промежутков. 2. Цветная плазменная панель по п.1, отличающаяся тем, что разделительные диэлектрические барьеры выполнены из прозрачного материала
3. Цветная плазменная панель по п.1, отличающаяся тем, что шины проводников управляющего электрода выполнены между пикселями под барьерами диэлектрической матрицы. 4. Цветная плазменная панель по п.1, отличающаяся тем, что промежуток между проводниками сканирующего электрода закрывают светонепроницаемым материалом.