ПЛАЗМЕННАЯ ЦВЕТНАЯ ПАНЕЛЬ С ПОВЕРХНОСТНЫМ РАЗРЯДОМ ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ВИДЕОИНФОРМАЦИИ Российский патент 2003 года по МПК G09F9/313 H01J31/20 H01J17/49 H01J21/02 H01J21/10 H01J21/20 H01J19/42 

Изобретение относится к технике индикации и может быть использовано в системах отображения информации, в частности в цветных телевизорах с плазменными цветными панелями (ПЦП) переменного тока.

Известна ПЦП с поверхностным разрядом, в которой пиксел имеет площадь свечения в виде квадрата, а элементы отображения - прямоугольник, каждый элемент отображения содержит два параллельных электрода индикации, покрытых прозрачным диэлектриком, и пространственно перпендикулярно им управляющий электрод с люминофором, которые по цвету разделяются диэлектрическими барьерами [1] . К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относится то, что в известной ПЦП отсутствуют условия повышения контраста по вертикали, поскольку между элементами отображения вдоль управляющих электродов нет разделительных барьеров.

Известна ПЦП с поверхностным разрядом, содержащая в каждом элементе отображения один разрядный промежуток индикации, образованный двумя параллельными электродами индикации, перпендикулярно которым управляющий электрод образует управляющий разрядный промежуток, и пиксел имеет площадь свечения квадрат, а элементы отображения - прямоугольник, при этом люминофор в элементах отображения расположен вдоль электродов индикации, а не вдоль управляющих электродов, при этом площадь свечения - прямоугольник элемента отображения со всех сторон ограничена разделительными барьерами [2]. К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата, при использовании известной плазменной панели переменного тока, принятой за прототип, относится то, что такое расположение элементов отображения в несколько раз снижает скорость ввода информации, что делает невозможным использовать эту конструкцию панели с большой информационной емкостью элементов отображения для отображения телевизионной информации.

Известна другая ПЦП с поверхностным разрядом, содержащая для отображения видеоинформации в каждой строке пикселы, состоящие из трех элементов отображения с цветом люминофора R, G, B, каждый элемент отображения имеет площадь свечения в виде прямоугольника, а пиксел имеет общую площадь свечения в виде квадрата, в каждом элементе отображения разделительные диэлектрические барьеры для разделения элементов отображения по цвету люминофора расположены параллельно управляющим электродам и перпендикулярно электродам индикации, выполненным в виде петель [3]. К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известной плазменной панели переменного тока, принятой за прототип, относится то, что при отображении видеоинформации нет контраста по вертикали.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному устройству является плазменная цветная панель с поверхностным разрядом для отображения видеоинформации в каждой строке, в которой содержатся пикселы, каждый из которых состоит их трех цветных элементов отображения R, G, B с площадью свечения в форме прямоугольника, которые по цвету разделяются на тыльной стеклянной пластине параллельными диэлектрическими барьерами, между которыми располагаются управляющие электроды, поверхность которых вместе с диэлектрическими барьерами покрывается люминофором, и в каждом элементе отображения на лицевой стеклянной пластине индикаторный разрядный промежуток с поверхностным разрядом формируется между тремя параллельными электродами индикации, один из которых сканирующий электрод, электроды индикации располагаются перпендикулярно управляющим электродам, геометрические параметры индикаторных разрядных промежутков и газовое наполнение устанавливаются из условия работы в элементе отображения реверсивного поверхностного разряда [4]. К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата, при использовании известной плазменной панели переменного тока, принятой за прототип, относится то, что отсутствуют условия создания контраста по вертикали при отображении видеоинформации, а сильная электрическая связь между соседними элементами отображения вдоль управляющего электрода приводит к "зернистости" изображения.

Задачей изобретения является создание цветной плазменной панели переменного тока для отображения видеоинформации с повышенным качеством отображаемой видеоинформации и повышенной яркостью свечения.

Технический результат - высокий контраст изображения по вертикали с надежным управлением работы элементов отображения получается за счет выполнения площади свечения каждого элемента отображения в виде двух смежных и равных между собой параллелограммов с расположением их в элементе отображения с зеркальной симметрией относительно друг друга по вертикали, а перпендикулярное расположение управляющих электродов относительно электродов индикации уменьшает электрическую связь между элементами отображения по вертикали, стабилизирует процесс возникновения и горения разряда во время ввода информации и индикации ее. В основном повышенная яркость свечения достигается за счет увеличения расстояния между электродами индикации и площади люминофора на диэлектрических барьерах, длина которых увеличена в элементе отображения, а повышение качества отображаемой информации - за счет контраста по вертикали, так как уменьшено распространение ультрафиолетового излучения разряда вдоль разделительных барьеров на соседние элементы отображения строк.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в плазменной цветной панели с поверхностным разрядом для отображения видеоинформации в каждой строке, в которой содержатся пикселы, каждый из них состоит их трех цветных элементов отображения R, G, B с площадью свечения в форме прямоугольника, которые по цвету разделяются на тыльной стеклянной пластине параллельными диэлектрическими барьерами. Между барьерами располагаются управляющие электроды, поверхность которых вместе с диэлектрическими барьерами, которые содержат ступени, покрывается люминофором. В каждом элементе отображения индикаторные разрядные промежутки с поверхностным разрядом формируются между тремя параллельными электродами индикации, один из которых сканирующий электрод, на лицевой стеклянной пластине, электроды индикации располагаются перпендикулярно управляющим электродам, при этом геометрические параметры индикаторных разрядных промежутков и газовое наполнение их устанавливается из условия работы реверсивного поверхностного разряда в элементе отображения во время индикации.

Форма свечения каждого элемента отображения выполнена в виде двух смежных, равных по площади параллелограммов с зеркальной симметрией расположения между собой вдоль строки с образованием одного угла α между сторонами смежных параллелограммов меньше 180 градусов, стороны которых образованы диэлектрическими барьерами, в элементе отображения средний электрод индикации расположен на общей стороне двух смежных параллелограммов площадей свечения элемента отображения в каждом элементе отображения. Величина одного угла α между сторонами, сформированными разделительными диэлектрическими барьерами двух равных по площади свечения смежных параллелограммов, расположенных по вертикали, выбрана из диапазона значений угла α=60÷130 градусов. Каждая сторона диэлектрических барьеров содержит ступени, которые сформированы из каждого n слоя диэлектрического материала с разной шириной по отношению к первому слою, нанесенному на тыльную стеклянную пластину. Элементы отображения между строк отделены дополнительными диэлектрическими барьерами, высота h которых установлена из соотношения h=(0,1-0,8)•h1, где h1 - высота диэлектрических барьеров, разделяющиx между собой по цвету элементы отображения.

Сканирующим электродом выполнен средний электрод индикации и пространственно перпендикулярно пересечен управляющим электродом. Сканирующим электродом выполнен один из крайних электродов индикации и пространственно перпендикулярно пересечен управляющим электродом. Каждый сканирующий электрод выполнен из двух проводников с отдельными выводами, и между проводниками в каждом элементе отображения сформирован подготовительный разрядный промежуток, каждый электрод индикации выполнен из двух проводников с перемычками, расположенными под диэлектрическими барьерами с общей шиной вывода. Средний электрод индикации выполнен в виде двух проводников из прозрачного и непрозрачного материалов с разной шириной, и проводник из непрозрачного материала расположен в центре проводника из прозрачного материала. Управляющий электрод в элементе отображения с двумя смежными и равными параллелограммами площадей свечения расположен параллельно между сторонами, которые образованы диэлектрическими барьерами.

Выполнение площади свечения элементов отображения в виде двух смежных, равных по площади параллелограммов с зеркальной симметрией расположения их по вертикали позволяет уменьшить распространение ультрафиолетового излучения разряда вдоль разделительных барьеров на соседние элементы отображения строк, так как они находятся под углом друг к другу, что приводит к повышению вертикального контраста изображения и соответственно к качеству отображаемой информации, а увеличенная длина диэлектрических барьеров с нанесенным на их поверхность люминофором повышает яркость свечения. Расположение под углом разделительных диэлектрических барьеров позволяет уменьшить электрическую связь через управляющий электрод между соседними элементами отображения по вертикали, а также между электродами индикации в самом элементе отображения, что способствует более стабильному возникновению разряда во время ввода информации и индикации с реверсивным поверхностным разрядом, и повысить надежность управления работы панели в целом при отображении видеоинформации. Предложенный диапазон значений угла α между сторонами двух смежных параллелограммов элемента отображения позволяет оптимизировать размер элемента отображения в зависимости от размера пиксела и от величины информационной емкости панели и ее размеров. Дополнительные диэлектрические барьеры между строк увеличивают контраст в изображении по вертикали, тем самым повышая качество отображаемой информации. Расположение сканирующего электрода на границе смежных параллелограммов элемента отображения позволяет снизить технологические требования по отклонению размеров расположения диэлектрических барьеров и электродов в процессе изготовления панели.

Выполнение крайнего электрода индикации в качестве сканирующего позволяет облегчить работу элементов схемы управления. Выполнение сканирующего электрода из двух проводников с отдельными выводами дает возможность снизить уровень фона за счет подготовительного разрядного промежутка с меньшей площадью свечения, в котором проводится режим подготовки панели перед вводом информации, что повышает контраст изображения. Применение электродов индикации, выполненных из двух проводников, расположенных на расстоянии, или выполнение среднего электрода индикации из прозрачного и непрозрачного проводников с расположением непрозрачного проводника в центре прозрачного проводника позволяет повысить яркость свечения за счет увеличения площади разрядами, уменьшить напряжение импульсов поддержания разрядов за счет уменьшения зазора между электродами индикации в разрядном промежутке. Перемычки между проводниками электродов индикации, выполненные из параллельных проводников, уменьшают разброс по яркости свечения элементов отображения, расположенных в середине экрана панели относительно элементов отображения, расположенных на краю.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволяют 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 высокий контраст по вертикали и повышенная яркостью свечения элементов отображения обеспечивались бы за счет выполнения площади свечения каждого элемента отображения в виде двух смежных параллелограммов. Параллелограммы элемента отображения по вертикали относительно друг друга расположены с зеркальной симметрией. Кроме того, не выявлены технические решения для ПЦП, в которых элемент отображения имел бы два смежных параллелограмма площади свечения по вертикали с определенным углом между ними и в каждом элементе отображения происходил реверсивный поверхностный разряд, а при выполнении сканирующего электрода индикации из двух проводников формировался подготовительный разрядный промежуток.

Предлагаемая конструкция ПЦП поясняется чертежами.

На фиг. 1 схематически представлена конструкция пиксела ПЦП с поверхностным разрядом, состоящая из трех элементов отображения 4, где площадь свечения - квадрат, а площадь свечения каждого элемента отображения - прямоугольник и каждый элемент отображения содержит три электрода индикации.

На фиг. 2 схематически представлена лицевая сторона части ПЦП предлагаемой конструкции с формой свечения элемента отображения в виде двух смежных и равных по площади параллелограммов с зеркальной симметрией расположения между собой вдоль среднего электрода индикации.

На фиг. 3 схематически представлена лицевая сторона части ПЦП предлагаемой конструкции пиксела, которая содержит три элемента отображения, каждый элемент отображения имеет форму площади свечения в виде двух смежных и равных по площади параллелограммов с зеркальной симметрией расположения между собой вдоль среднего электрода индикации.

На фиг.4 схематически представлена часть ПЦП с лицевой стороны и с сечением части элемента отображения с тремя электродами индикации.

На фиг.5 схематически представлен разрез элемента отображения предлагаемой конструкции ПЦП.

На фиг.6-8 схематически представлена лицевая сторона части ПЦП предлагаемой конструкции с пикселами, элементы отображения которых имеют электроды индикации с разными видами проводников.

В плазменной панели аналога на фиг.1а элемент отображения 1 ПЦП имеет форму площади свечения в виде прямоугольника, и две его стороны образованы диэлектрическими барьерами 2, перпендикулярно им расположены электроды индикации 3, а между диэлектрическими барьерами 2 расположены управляющие электроды 4. На фиг.1б показан пиксел 5 с квадратной площадью свечения, который состоит из трех элементов отображения с прямоугольной формой, площадью свечения красного цвета - R, зеленого цвета - G, синего цвета - В, отделенных друг от друга диэлектрическими барьерами 2. В каждом элементе отображения три электрода индикации 3 образуют два индикаторных разрядных промежутка 6.

Показанный на фиг.2 элемент отображения 1 в предлагаемой конструкции ПЦП имеет форму площади свечения из двух параллелограммов 1₁ и 1₂ с зеркальной симметрией расположения между собой вдоль среднего электрода индикации 3, который параллелен строке с углом α между диэлектрическими барьерами 2 сторон параллелограммов 1₁ и 1₂. Параллелограммы 1₁ и 1₂ с равными высотами d1 и d2 определяют ширину строки d панели. Элементы отображения 1 (фиг.2) предлагаемой конструкции ПЦП образуют пиксел, показанный на фиг.3. В предлагаемой конструкции ПЦП (фиг. 4а) в пикселе 5 элементы отображения 1 на границах со смежными строками имеют дополнительные диэлектрические барьеры 8, расположенные на лицевой стеклянной пластине 9 (фиг.4б) вместе с электродами индикации 3, которые покрыты прозрачным диэлектриком 10. Управляющие электроды 4 также покрыты прозрачным диэлектриком 10, на который нанесен люминофор 11, который также нанесен и на стенки диэлектрических барьеров 2, которые располагаются на тыльной стеклянной пластине 12. В элементах отображения 1 (фиг.4а) сканирующий электрод индикации 3с является средним электродом индикации, и он расположен на границе параллелограммов 1₁ и 1₂, перпендикулярно сканирующему электроду индикации 3с. В середине границы параллелограммов 1₁ и 1₂ в каждом элементе отображения расположены управляющие электроды 4.

На фиг. 5 показан в разрезе элемент отображения, в котором диэлектрические барьеры 2 сформированы из нескольких слоев материала с разной шириной 2₁, 2₂, 2₃, 2₄, которые образуют ступени на стенках диэлектрических барьеров 2, за счет чего увеличивается размер площади в элементе отображения, покрытой люминофором 11. В пикселе 5 предлагаемой конструкции ПЦП (фиг.6) элементы отображения содержат электроды индикации, состоящее из двух проводников для всех электродов индикации 3_и1, 3_и2, кроме сканирующего электрода индикации 3с. При этом проводники электродов индикации 3_и1 3_и2 соединены между собой перемычками 13, которые располагаются под диэлектрическими барьерами 2, чтобы не уменьшать размер оптического окна элемента отображения. На краю панели электроды индикации 3_и1, 3_и2 имеют общие шины выводов 14. В сканирующем электроде индикации 3с проводники 3_с1 и 3_с2 имеют отдельные выводы, что позволяет сформировать подготовительный разрядный промежуток между ними 6п, который может быть отдельным или входить в индикаторный разрядный промежуток 6и, как на фиг.7, 8.

Наиболее оптимальное расположение сканирующего электрода индикации состоит из нескольких проводников, когда он расположен с краю элемента отображения. При этом управляющий электрод 4 в каждом элементе отображения перпендикулярно пересекает полностью только сканирующий электрод данного элемента отображения в одном из параллелограммов, а частично средний электрод индикации и полностью или частично крайний электрод индикации в зависимости от угла α, 7. В элементах отображения пиксела 5, показанных на фиг.7 и 8, угол между сторонами параллелограммов меньше, чем на фиг.6, что позволяет уменьшить уровень фона от подготовительного разрядного промежутка в элементе отображения. Можно увеличить дополнительно яркость, если средний электрод индикации выполнить из прозрачного проводника 3пр и непрозрачного проводника 3непр (фиг. 8), при этом непрозрачный проводник расположить в середине прозрачного проводника. Возможны и другие варианты расположения непрозрачного проводника относительно прозрачного проводника. В ПЦП с элементами отображения, в которых параллелограммы площадей свечения имеют малый угол α, 7, имеют более высокий контраст по вертикали, так как меньше ультрафиолета проходит от разряда в смежные элементы соседних строк.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, заключаются в том, что ПЦП работает, когда на электроды индикации 3 элементов 1 подают импульсы напряжения поддержания разряда и напряжение не изменяет состояние элементов отображения. Независимо от метода формирования градаций яркости при отображении видеоинформации, перед вводом информации путем селективного включения элементов отображения проводится режим подготовки. Режим подготовки заключается в одновременном зажигании разряда в индикаторном разрядном промежутке между сканирующим электродом и одним из электродов индикации в элементах отображения ПЦП, показанных на фиг.1-4, а в элементах на фиг. 6-8 - между проводниками 3_c1 и 3_с2 сканирующего электрода индикации, и затем гашении разряда.

Для селективного включения элементов отображения 1 необходимо часть напряжения зажигания подать на управляющие электроды 4, а другую часть напряжения - на сканирующие электроды 3с или на один из проводников 3_с1 и 3_с2. В управляющем разрядном промежутке между управляющим и сканирующим электродами или управляющим и одним из проводников 3_c1 и 3_с2 возникает разряд, подхватываемый затем по очереди в разрядном промежутке 6 между сканирующим электродом индикации и одним из крайних электродов индикации, если сканирующий электрод является средним электродом индикации. При расположении сканирующего электрода на краю элемента отображения разряд подхватывается средним электродом индикации, а затем между электродами индикации, потом опять между средним электродом и сканирующим электродом индикации при подаче в определенной последовательности импульсов напряжения поддержания разряда. В каждом элементе отображения разряд перемещается во времени от одного индикаторного разрядного промежутка к другому в режиме реверса. Для смены информации необходимо подать общий импульс стирания, который выключит элементы отображения 1, и провести повторно циклы режима подготовки и селективного включения элементов отображения.

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 плазменной цветной панели с поверхностным разрядом переменного тока создание видеомодуля для телевизора;
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.

ЛИТЕРАТУРА
1. Патент ЕР 0554172, кл. Н 01 J 3/19 от 27.01.93 г.

2. Патент US 6088010, кл. G 09 G 3 /28 от 11.07.2000 г.

3. Патент US 5852347, кл.G 09 G 3/10 от 22.12.1998 г.

4. Патент US 6229504 В1, кл. G 09 G 3/10 от 08.05.2001 г.

Изобретение относится к технике индикации и может быть использовано при создании видеомодуля для телевизора. Технический результат - повышение контраста по вертикали отображаемой видеоинформации и повышение яркости свечения. Указанный технический результат достигается тем, что элементы отображения выполнены с площадью свечения в виде двух смежных, равных по площадям параллелограммов, расположенных с зеркальной симметрией вдоль строки, в которых разделительные барьеры относительно друг друга по вертикали находятся под углом, что позволяет уменьшить подсветку между соседними элементами отображения по вертикали, а увеличенная длина диэлектрических барьеров элемента отображения увеличивает поверхность площади люминофора, что повышает яркость свечения. 8 з.п.ф-лы, 8 ил.

1. Плазменная цветная панель с поверхностным разрядом для отображения видеоинформации, содержащая в каждой строке пикселы, каждый из которых состоит из трех цветных элементов отображения R, G, В, расположенных на тыльной стеклянной пластине, поверхность которых вместе с диэлектрическими барьерами покрывается люминофором, каждый элемент отображения содержит расположенные перпендикулярно управляющим электродам три параллельных электрода индикации, один из которых сканирующий, между которыми формируются индикаторные разрядные промежутки с реверсивным поверхностным разрядом, при этом форма свечения каждого элемента отображения образована двумя смежными и равными по площади параллелограммами, расположенными с зеркальной симметрией относительно среднего электрода индикации, параллельного строке и расположенного на общей стороне двух смежных параллелограммов элемента отображения, относительно которой стороны параллелограммов, образованные разделительными диэлектрическими барьерами, образуют угол α меньше 180^o. 2. Плазменная панель по п.1, отличающаяся тем, что в каждом элементе отображения величина угла α между сторонами смежных параллелограммов, образованных разделительными диэлектрическими барьерами, выбрана из диапазона значений α=30÷130^o. 3. Плазменная панель по п.1, отличающаяся тем, что разделительные диэлектрические барьеры сформированы из n слоев диэлектрического материала с разной шириной относительно первого слоя, образующих ступени на стенках разделительных диэлектрических барьеров. 4. Плазменная цветная панель по п.1, отличающаяся тем, что элементы отображения между строк отделены дополнительными диэлектрическими барьерами, высота h которых установлена из соотношения h=(0,1÷0,8)• h1, где h1 - высота диэлектрических барьеров, разделяющих по цвету элементы отображения. 5. Плазменная панель по п.1, отличающаяся тем, что в каждом элементе отображения средний электрод индикации выполнен сканирующим и пересечен управляющим электродом. 6. Плазменная панель по п.1, отличающаяся тем, что в каждом элементе отображения один из крайних электродов индикации выполнен сканирующим и пересечен управляющим электродом. 7. Плазменная панель по п.1, отличающаяся тем, что в каждом элементе отображения сканирующий электрод выполнен из двух проводников с отдельными выводами, между которыми сформирован подготовительный разрядный промежуток. 8. Плазменная панель по п.1 или 5, отличающаяся тем, что каждый электрод индикации, не являющийся сканирующим, выполнен из двух проводников, соединенных перемычками и имеющих общую шину выводов. 9. Плазменная панель по п.1 или 6, отличающаяся тем, что каждый средний электрод индикации выполнен в виде двух проводников из прозрачного и непрозрачного материалов с разной шириной, при этом проводник из непрозрачного материала расположен в центре проводника из прозрачного материала.