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

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

Известна ПП переменного тока с поверхностным разрядом, в которой пиксел имеет площадь свечения в виде квадрата, а элементы отображения - прямоугольник, каждый элемент отображения содержит два параллельных электрода индикации, покрытые прозрачным диэлектриком и пространственно-перпендикулярно им управляющий электрод с люминофором, которые по цвету разделяются диэлектрическими барьерами (патент ЕР 0554172, кл. Н 01 J 17/19 от 27.01.93 г.). К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относится то, что в известной панели ПП отсутствуют условия повышения контраста по вертикали, поскольку между элементами отображения вдоль управляющих электродов отсутствуют разделительные барьеры. Известна ПП переменного тока с поверхностным разрядом, содержащая первую стеклянную пластину с расположенными на внутренней поверхности по три параллельных электрода индикации, покрытых диэлектриком в каждом элементе отображения, вторую стеклянную пластину, на внутренней поверхности которой ортогонально электродам индикации размещены управляющие электроды с разделительными диэлектрическими барьерами и с люминофором, пиксел имеет площадь свечения в виде квадрата, а элементы отображения имеют площадь свечения в виде прямоугольника (патент RU 2094895, кл. Н 01 J 17/49 от 1997 г.). К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относится то, что в этой плазменной панели переменного тока отсутствует контраст в изображении по вертикали, так как элементы отображения по вертикали не имеют разделительных барьеров, которые должны задерживать распространение ультрафиолетового излучения от горящего элемента отображения на соседние, не горящие элементы отображения вдоль управляющего электрода. Кроме того, большая электрическая связь между элементами отображения, расположенными вертикально вдоль управляющего электрода, приводит к пониженной надежности работы элементов отображения во время ввода и индикации видеоинформации. Отдельные элементы отображения на границах перехода с разными уровнями свечения горят не соответственно вводимой информации. Визуально это изображение с отдельными точками или линии, которые горят ярче чем другие. Это называется "зернистость" изображения. Известна другая ПП 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 одного цвета в элементах отображения расположен вдоль электродов индикации, а не вдоль управляющих электродов, а площадь свечения, прямоугольник элемента отображения, со всех сторон ограничен разделительными барьерами (патент US 6088010, кл. G 09 F 3/28 от 11.07.2000 г.). К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известной плазменной панели переменного тока, относится то, что такое расположение элементов отображения в несколько раз снижает скорость ввода информации, что делает невозможным использовать эту панель для отображения телевизионной информации. Наиболее близким устройством того же назначения является плазменная цветная панель переменного тока для отображения видеоинформации, содержащей в каждой строке пикселы, состоящие из трех элементов отображения с цветом люминофора R, G, В, 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, расположенные параллельно управляющим электродам и перпендикулярно электродам индикации, одни из которых сканирующие электроды (патент US 6211614 B1, кл. H 01 J 11/00 от 3.04.2001 г.). К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известной плазменной панели переменного тока, относится то, что отсутствуют условия контраста по вертикали при отображении видеоинформации, а сильная электрическая связь между соседними элементами отображения вдоль управляющего электрода приводит к "зернистости" изображения и пониженной надежности управления при вводе информации.

Задачей изобретения является создание цветной плазменной панели переменного тока с высоким контрастом по вертикали, увеличенной яркостью свечения при отображении видеоинформации и повышенной надежностью работы.

Технический результат - повышение качества отображаемой информации с надежной работой элементов отображения получается за счет выполнения площади свечения пиксела и элемента отображения в виде параллелограмма расположения их в смежных строках с зеркальной симметрией относительно друг друга, формирования управляющих электродов между разделительными диэлектрическими барьерами и параллельно им, с угловым расположением их относительно смежных элементов отображения по вертикали, уменьшает электрическую связь между элементами отображения по вертикали, что приводит к стабильности процесса возникновения разряда во время ввода информации и индикации.

Повышенная яркость свечения достигается за счет увеличения площади свечения элемента отображения.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что плазменная цветная панель переменного тока с поверхностным разрядом содержит в каждой строке пикселы, состоящие из трех элементов отображения с различным цветом люминофора R, G, В, каждый элемент отображения содержит электроды индикации, которые образуют индикаторные разрядные промежутки и управляющие электроды. Элементы отображения отделены диэлектрическими барьерами, разделяющими их по цвету люминофора. Одни из электродов индикации - сканирующие электроды, а в каждой строке площади свечения элементов отображения каждого пиксела образованы параллелограммами и вместе с разделительными диэлектрическими барьерами расположены с зеркальной симметрией относительно смежных строк. При этом в каждом параллелограмме элемента отображения управляющие электроды расположены между разделительными диэлектрическими барьерами элементов отображения и параллельно им, при площади свечения каждого элемента отображения - параллелограмм, величина одного угла "α" между сторонами параллелограммов, образованных разделительными диэлектрическими барьерами элементов отображения и расположенных с зеркальной симметрией относительно смежных строк, выбрана из диапазона значений
<α=(60-130)^o.

В индикаторном разрядном промежутке каждый электрод индикации выполнен из двух проводников, при этом один проводник выполнен из прозрачного проводящего материала, на котором по середине или с края расположен проводник из непрозрачного проводящего материала, относительно индикаторного разрядного промежутка или смежного элемента отображения одного цвета свечения. В индикаторном разрядном промежутке каждый электрод индикации выполнен из n≥2 проводников, проводники в каждом электроде индикации соединены между собой токопроводящими перемычками, расположение и направление которых совмещено с разделительными диэлектрическими барьерами. Выполнение площади свечения пиксела и элементов отображения в виде параллелограмма с зеркальной симметрией расположения их по вертикали относительно смежных строк позволяет устранить распространение ультрафиолетового излучения от разряда на соседние элементы отображения вдоль разделительных диэлектрических барьеров, не облучая в них люминофор, что повышает вертикальный контраст изображения и увеличивает яркость свечения. Расположение под углом разделительных диэлектрических барьеров и управляющих электродов позволяет снизить электрическую связь через управляющий электрод между соседними элементами отображения по вертикали, что способствует более стабильному возникновению и горению разряда во время ввода информации и индикации, при этом фотонная связь между индикаторными разрядными промежутками остается и уменьшает статистическое время запаздывания возникновения разряда. Предложенный диапазон значений угла "α" между сторонами параллелограммов смежных строк позволяет оптимизировать длину элементов отображения, в зависимости от размеров пиксел, и выбрать максимальную площадь люминофора. Увеличенная площадь люминофора повышает яркость свечения элемента отображения. Применение электродов индикации, выполненных из двух и более проводников, позволяет повысить яркость свечения за счет увеличения площади разряда.

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, и определения 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. 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 яркость свечения обеспечивались за счет выполнения площади свечения пиксел и элементов отображения в виде параллелограмма и в смежных строках параллелограммы элементов отображения относительно друг друга смежных строк расположены с зеркальной симметрией и с определенным углом между сторонами параллелограмма, а расположение управляющих электродов между разделительными барьерами и параллельно им с углом по вертикали α снижает электрическую связь между соседними элементами отображения по вертикали и повышает надежность управления. Не выявлены также технические решения для ПП с цветными пикселами, в которых элементы отображения с разным углом наклона диэлектрических барьеров имели повышенную яркость свечения, за счет увеличения площади люминофора, и каждый электрод индикации формировался из прозрачного и непрозрачного проводников. Непрозрачный проводник имел бы различное расположение на прозрачном проводнике и электроды индикации выполнялись из n≥2 непрозрачных проводников, соединенных между собой токопроводящими перемычками.

Предлагаемая конструкция ПП поясняется чертежами:
На фиг. 1а схематически представлена предлагаемая конструкция одного пиксела ПП с тремя элементами отображения, у которых общая площадь свечения - параллелограмм и каждый элемент отображения содержит два непрозрачных электрода индикации, при расположении управляющих электродов между разделительными диэлектрическими барьерами и параллельно им, а на фиг.1б схематически представлен разрез части элемента отображения.

На фиг.2 схематически представлена конструкция ПП с двумя пикселами смежных строк, и в элементах отображения электроды состоят из прозрачного и непрозрачных проводников.

На фиг.3 схематически представлена часть цветной ПП с лицевой стороны.

На фиг.4 схематически представлен пиксел в элементах отображения, электроды индикации и сканирования имеют различное расположение непрозрачного проводника на прозрачном проводнике.

На фиг. 5 схематически представлен пиксел, в элементах отображения которого каждый электрод состоит из двух непрозрачных проводников, соединенных между собой токопроводящими перемычками.

В плазменных панелях на фиг.1-5 пиксел 1 строки с площадью свечения - параллелограмм, состоит из трех цветных элементов отображения 2; красного цвета - 2R, зеленного цвета - 2G, синего цвета - 2В, отделенных друг от друга разделительными диэлектрическими барьерами 3, и в каждом элементе отображения 2 электроды индикации 4 образуют индикаторный разрядный промежуток 5 между электродом индикации 4S и сканирующим электродом 4Y. В элементах отображения управляющие электроды 6 расположены между разделительными диэлектрическими барьерами 3. Ширина строки 7 соответствует высоте параллелограмма площади свечения пиксела 1. На границах 8 пиксела разделительные диэлектрические барьеры 3 и управляющие электроды 6 меняют свое направление. Электроды индикации 4 формируются на лицевой стеклянной пластине 9 с нанесением прозрачного диэлектрика 10 и стабилизирующего покрытия 11. Управляющие электроды 6 и разделительные диэлектрические барьеры 3 формируются на тыльной стеклянной пластине 12 с диэлектрическим слоем 13. Люминофор 14 наносится на диэлектрический слой 13 и разделительные диэлектрические барьеры 3. На общей границе 15 смежных строк 7₁, 7₂ и 7₃ и т.д., параллелограммы пикселей располагаются относительно друг друга под углом "α" - 16, который конструктивно можно изменять в пределах 60-130^o, в зависимости от размеров пикселя и информационной емкости количества элементов отображения панели. При применении в элементах отображения 2 электродов индикации 4 из нескольких непрозрачных проводников, проводники соединяются между собой токопроводящими перемычками 17, которые располагаются под разделительными диэлектрическими барьерами 3.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, заключаются в следующем: ПП работает, когда на все электроды индикации 4 подают импульсы напряжения поддержания разряда, не изменяющие состояние элементов отображения 2. Перед началом селективного включения элементов отображения при вводе информации проводят режим подготовки, который заключается в одновременном зажигании разряда в индикаторном разрядном промежутке во всех элементах отображения ПП и затем гашении разряда. Для селективного включения элементов отображения 2 (фиг.4) необходимо часть напряжения зажигания подать на управляющие электроды 6, а другую часть напряжения на сканирующие электроды 4Y1-4Y3. В управляющем разрядном промежутке, между управляющими и сканирующими электродами возникает разряд, подхватываемый затем в индикаторном разрядном промежутке 10 между сканирующими электродами и электродами индикации при подаче на них импульсов поддержания разряда. Для смены информации необходимо подать общий импульс стирания, который выключит элементы отображения 2, и повторно провести циклы режима подготовки и селективного включения элементов отображения 2. Выполнение элементов отображения с площадью свечения - параллелограмма уменьшает подсветку соседних элементов отображения по вертикали во время режимов подготовки панели для ввода информации, что снижает уровень фона от режима подготовки, вместе с вертикальным контрастом увеличивает общий контраст изображения и повышает качество отображаемой видеоинформации. Увеличенная площадь люминофора за счет выполнения элементов отображения в виде параллелограмма повышает яркость свечения элементов отображения панели. Расположение диэлектрических барьеров и управляющих электродов смежных элементов отображения относительно строк под углом "α" позволяет уменьшить электрическую связь между элементами отображения по вертикали для одного цвета свечения и стабилизировать процесс возникновения разряда в выбранном элементе отображения во время ввода информации и индикации, что повышает надежность работы панели.

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 плазменной цветной панели переменного тока с поверхностным разрядом 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.

Плазменная цветная панель переменного тока с поверхностным разрядом относится к технике индикации и может быть использована при создании видеомодуля для телевизора. Технический результат - повышение контраста по вертикали, отображаемой видеоинформации, яркости свечения, надежности работы. Указанный технический результат достигается тем, что пиксел и элементы отображения его выполнены с площадью свечения, образованной параллелограммами, в которых разделительные барьеры вместе с управляющими электродами, расположенные параллельно им относительно смежных строк, находятся под углом, что позволяет убрать подсветку между соседними элементами отображения во время режима подготовки, перед адресацией и индикацией по вертикали, и снизить электрическую связь между соседними элементами отображения, увеличить длину элемента отображения, что расширяет площадь люминофора и повышает яркость свечения. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Плазменная цветная панель переменного тока с поверхностным разрядом, содержащая в каждой строке пикселы, состоящие из трех элементов отображения с различным цветом люминофора R, G, B, каждый элемент отображения содержит электроды индикации, один из которых сканирующий, образующие индикаторные разрядные промежутки, и управляющие электроды, элементы отображения разделены по цвету свечения люминофора диэлектрическими барьерами, при этом каждый элемент отображения пиксела имеет площадь свечения, образованную параллелограммом, и каждый пиксел имеет площадь свечения, образованную параллелограммом площади свечения параллелограммов элементов отображения каждого пиксела расположены с зеркальной симметрией относительно смежных строк, а величина угла между сторонами параллелограммов, образованных разделительными диэлектрическими барьерами и расположенных в смежных строках, выбрана из диапазона значений α= 60÷130^o, при этом в каждом параллелограмме элемента отображения управляющие электроды расположены между разделительными диэлектрическими барьерами элементов отображения и параллельны им. 2. Плазменная цветная панель переменного тока по п. 1, отличающаяся тем, что в каждом индикаторном разрядном промежутке электроды индикации выполнены из двух прозрачных проводников, на которых в середине или с края, относительно индикаторного разрядного промежутка или смежного элемента отображения одного цвета свечения, расположены проводники из непрозрачного проводящего материала. 3. Плазменная цветная панель переменного тока по п. 1, отличающаяся тем, что в каждом индикаторном разрядном промежутке электроды индикации выполнены из n≥2 проводников, при этом проводники каждого электрода индикации соединены между собой токопроводящими перемычками, расположение и направление которых совмещено с расположением и направлением разделительных диэлектрических барьеров.