ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ИНДИКАТОРНАЯ ПАНЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЕЮ Российский патент 2004 года по МПК H01J17/49 

Группа изобретений относится к области газоразрядной техники и может быть использована в системах индикации, содержащих газоразрядные индикаторные панели (ГИП) переменного тока, в частности, в цветных телевизионных газоразрядных видеомодулях.

Известна ГИП переменного тока, содержащая первую диэлектрическую пластину с покрытыми диэлектриком электродами индикации, вторую диэлектрическую пластину с электродами управления, ортогональными электродам индикации и образующими с ними элементы отображения, в каждом из которых размещено четыре электрода индикации, на средних из которых формируют подготовительный разряд, диэлектрические барьеры, ограничивающие элементы отображения [патент РФ №2168790, H 01 J 17/49, G 09 G 3/28, 2001 г.].

К недостаткам данной конструкции относится то, что разряд в режиме подготовки формируется внутри элемента отображения, что снижает контраст изображения.

Известен способ управления ГИП переменного тока, элементы отображения которой содержат по четыре электрода индикации, заключающийся в формировании в режиме подготовки импульсов общей записи на средних электродах индикации, формировании в режиме адресации импульсов управления на электроде управления и среднем электроде индикации и формировании в режиме индикации на электродах индикации импульсов поддержания разряда с циклической последовательностью для образования между электродами индикации реверсивно перемещаемого разряда [патент РФ №2168790, H 01 J 17/49, G 09 G 3/28, 2001 г.].

Недостатком данного способа управления является то, что в способе отсутствуют условия для повышения контраста изображения, поскольку разряд в режиме подготовки формируется между средними электродами индикации элемента отображения и свечение его видно наблюдателю.

Известна ГИП переменного тока, включающая две диэлектрические пластины, на одной из которых расположены электроды индикации, покрытые диэлектриком, а на другой - электроды управления, ортогональные электродам индикации и образующие с ними элементы отображения, в каждом из которых расположено не менее четырех электродов индикации, контрастное покрытие, нанесенное на диэлектрическую пластину между электродами индикации, используемыми для формирования подготовительного разряда [патент РФ №2172039, H 01 J 17/49, 2001 г.]. Для экранировки свечения подготовительного разряда и увеличения контраста в элементы отображения введено контрастное покрытие. Однако наличие контрастного покрытия значительно снижает яркость изображения и приводит к неоднородному свечению элементов отображения.

Известен способ управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока, элементы отображения которой содержат по n>3 электродов индикации, заключающийся в формировании в режиме подготовки импульсов общей записи на двух соседних электродах индикации, один из которых в элементе отображения крайний, формировании в режиме адресации импульсов сканирования на крайнем электроде индикации, используемом в режиме подготовки, и импульсов управления на электроде управления и формировании в режиме индикации импульсов поддержания разряда на электродах индикации, не используемым в режиме адресации [патент РФ №2158039, H 01 J 17/49, G 09 G 3/10, 2000 г.].

Недостатком данного способа управления является то, что в способе отсутствуют условия для повышения яркости изображения, поскольку не все электроды индикации участвуют в формировании разряда в режиме индикации, т.е. разряд формируется не на всей видимой наблюдателю площади элемента отображения.

Наиболее близкой к предлагаемой конструкции в группе изобретений является газоразрядная индикаторная панель переменного тока, содержащая первую диэлектрическую пластину с расположенной на ее внутренней поверхности системой параллельных электродов индикации, покрытых диэлектриком, вторую диэлектрическую пластину, на внутренней поверхности которой размещена система электродов управления, ортогональных электродам индикации и образующих с ними элементы отображения, в каждом из которых расположено n>2 электродов индикации, диэлектрические барьеры, выполненные, по крайней мере, на одной из диэлектрических пластин [патент РФ №2163406, H 01 J 17/49, G 09 G 3/28, 2001 г. - прототип].

Недостатком данной конструкции является то, что отсутствует возможность обеспечения высокого контраста вследствие формирования подготовительного разряда внутри элемента отображения и отсутствует возможность обеспечения высокой яркости вследствие использования при индикации не всей видимой наблюдателю площади элемента отображения.

Наиболее близким способом к предлагаемому способу в группе изобретения является способ управления ГИП переменного тока путем деления кадра изображения на интервалы подготовки, адресации и индикации, подачи в интервале подготовки импульсов общей записи на два соседних электрода индикации, один из которых крайний в элементах отображения с n>2 параллельными электродами индикации в каждой строке, подачи в интервале адресации импульсов селективной записи/стирания на крайние электроды индикации, используемые в интервале подготовки, и на электроды управления, ортогональные электродам индикации, подачи в интервале индикации импульсов поддержания разряда на электроды индикации [патент РФ №2163406, H 01 J 17/49, G 09 G 3/28, 2001 г. -прототип].

Недостатком данного способа управления является то, что в нем отсутствуют условия для повышения яркости и контраста изображения, поскольку не все электроды индикации элемента отображения участвуют в формировании разряда в режиме индикации, а в режиме подготовки подготовительный разряд формируют между двумя электродами индикации в элементе отображения.

Задачей заявленной группы изобретений является создание ГИП переменного тока и способа управления ею с высокими яркостью и контрастом изображения и высокой надежностью управления.

Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту устройства достигается тем, что в известной ГИП переменного тока, содержащей первую диэлектрическую пластину с расположенной на ее внутренней поверхности системой параллельных электродов индикации, покрытых диэлектриком, вторую диэлектрическую пластину, на внутренней поверхности которой размещена система электродов управления, ортогональных электродам индикации и образующих с ними элементы отображения, в каждом из которых расположено n>2 электродов индикации, диэлектрические барьеры, выполненные, по крайней мере, на одной из диэлектрических пластин, расстояние l₁ между соседними крайними электродами индикации двух расположенных рядом элементов отображения устанавливают не более расстояния l₂ между электродами индикации в элементах отображения при n=2 и не более расстояния между крайними и соседними с ними электродами индикации в элементах отображения при n>2.

Выбор расстояния между соседними крайними электродами индикации не более расстояния между электродами индикации в элементе отображения при n=2 и не более расстояния между крайними и соседними с ними электродами индикации в элементах отображения при n>2 позволяет получить высокую яркость изображения за счет увеличения прозрачности элемента отображения из-за уменьшения расстояния между соседними элементами и использования в процессе индикации всей площади элемента отображения, получить высокий контраст изображения за счет проведения подготовки элемента отображения к индикации между соседними элементами отображения, т.е. вне элемента отображения, и обеспечить высокую надежность управления за счет снижения управляющих напряжений вследствие проведения подготовки в промежутке с уменьшенным расстоянием между электродами.

Наиболее надежное управление обеспечивается в случае, если минимальное значение расстояния l₁ составляет 0,2 от расстояния l₂ и , так как при подготовке элемента отображения к индикации создаются оптимальные условия для накопления электрических зарядов на электродах индикации и, как следствие, обеспечивается низкий уровень напряжения поддержания разряда.Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту-способу достигается тем, что в известном способе управления ГИП переменного тока путем деления кадра изображения на интервалы подготовки, адресации и индикации, подачи в интервале подготовки импульсов общей записи на два соседних электрода индикации, один из которых крайний в элементах отображения с n≥2 параллельными электродами индикации в каждой строке, подачи в интервале адресации импульсов селективной записи/стирания на крайние электроды индикации, используемые в интервале подготовки, и на электроды управления, ортогональные электродам индикации, подачи в интервале индикации импульсов поддержания разряда на электроды индикации, в интервале подготовки импульсы общей записи подают на крайние электроды индикации и близлежащие к ним электроды индикации элементов отображения соседних строк, при этом кадр изображения делят на два полукадра, в одном из которых импульсы селективной записи/стирания и поддержания разряда подают на электроды индикации элементов отображения четных строк, а в другом - на электроды индикации элементов отображения нечетных строк.

Каждый полукадр кадра изображения может быть разделен на субполя с интервалами подготовки, адресации и индикации, при этом для обоих полукадров кадра изображения устанавливают одинаковый порядок чередования субполей и интервалов подготовки, адресации и индикации.

Подача импульсов общей записи в интервале подготовки на крайние электроды индикации и близлежащие к ним электроды индикации элементов отображения соседних строк позволяет вывести разряд, формируемый в интервале подготовки, за пределы видимой наблюдателю площади элемента отображения и, таким образом, получить высокий контраст изображения, при этом в интервале индикации импульсы поддержания разряда подаются на все электроды индикации и, таким образом, разряд формируется на всей площади элемента отображения, что позволяет получить высокую яркость изображения.

Разделение кадра изображения на два полукадра, в одном из которых импульсы селективной записи/стирания и поддержания разряда подают на электроды индикации четных строк элементов отображения, а в другом - на электроды индикации нечетных строк элементов отображения и наоборот, позволяет обеспечить высокую надежность управления за счет того, что в каждом из интервалов подготовки, адресации и индикации строки элементов отображения, управление которыми осуществляют в данном полукадре, отделены друг от друга строками элементов отображения, управление которыми осуществляют в другом полукадре.

При этом разделение каждого полукадра изображения на субполя с интервалами подготовки, адресации и индикации с установленным одинаковым порядком чередования субполей и интервалов подготовки, адресации и индикации в субполях для обоих полукадров кадра изображения позволяет получить указанный выше единый технический результат для изображения с градациями серой шкалы с высоким качеством за счет отсутствия различий в порядке формирования градаций серой шкалы в двух полукадрах кадра изображения.

Заявленная группа изобретений соответствует требованию единства изобретения, поскольку группа разнообъектных изобретений образует единый изобретательский замысел, причем один из заявленных объектов группы - способ управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока предназначен для использования в другом объекте группы - ГИП, при этом оба объекта заявленной группы изобретений направлены на решение одной и той же задачи с получением единого технического результата.

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 обнаружены аналоги, характеризующиеся признаками, идентичными признакам как ГИП, так и способа заявленной группы изобретений, а определение из перечня выявленных аналогов-прототипов как для ГИП, так и для способа, как наиболее близких по совокупности признакам аналогов, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков для каждого из заявленных объектов группы, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, каждый из объектов заявленной группы изобретений соответствует требованию "новизна".

Для проверки соответствия каждого из объектов заявленной группы изобретений требованию изобретательского уровня был проведен дополнительный поиск известных решений, с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными из выбранных прототипов признаками для ГИП и способа управления заявленной группы изобретений, результаты которого показывают, что каждый из объектов заявленной группы изобретений не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, так как не выявлены технические решения ГИП переменного тока, в которых обеспечение высокой яркости и контраста изображения и обеспечение высокой надежности управления ГИП переменного тока достигалось бы за счет того, что расстояние l₁ между соседними крайними электродами индикации двух расположенных рядом элементов отображения не более расстояния l₂ между электродами индикации в элементах отображения при n=2 электродов индикации и не более расстояния между крайними и соседними с ними электродами индикации в элементах отображения при n>2 электродов индикации, а при управлении ГИП за счет подачи в интервале подготовки импульсов общей записи на крайние электроды индикации и близлежащие к ним электроды индикации соседних строк элементов отображения, при этом кадр изображения разделяют на два полукадра, в одном из которых импульсы селективной записи/стирания и поддержания разряда подают на электроды индикации четных строк элементов отображения, а в другом - на электроды индикации нечетных строк элементов отображения и наоборот.

Также не выявлены технические решения, где указанный единый технический результат достигался бы в ГИП переменного тока, в котором минимальное расстояние l₁ между соседними крайними электродами индикации составляет 0,2 от расстояния l₂ между электродами индикации в элементе отображения при n=2 и от расстояния между крайними и соседними с ними электродами индикации в элементах отображения при n>2, а в способе управления, в котором каждый полукадр кадра изображения разделяют на субполя с интервалами подготовки, адресации и индикации и устанавливают одинаковый порядок чередования субполей и интервалов подготовки, адресации и индикации в субполях для обоих полукадров кадра изображения. Следовательно, заявленное изобретение соответствувет требованию "изобретательский уровень". Предлагаемая конструкция ГИП переменного тока и способ управления ею поясняется чертежами.

На фиг.1 представлен вариант предлагаемой ГИП переменного тока с контрастным покрытием между элементами отображения, в каждом из которых расположено два электрода индикации.

На фиг.2 представлен вариант ГИП переменного тока, в элементах отображения которой расположено по четыре электрода индикации.

На фиг.3 представлены эпюры напряжения способа управления ГИП переменного тока, содержащей в элементах отображения по два электрода индикации.

ГИП переменного тока согласно фиг.1, 2 содержит первую диэлектрическую пластину 1, на которой расположены электроды индикации 2 с диэлектрическим покрытием 3, вторую диэлектрическую пластину 4 с расположенными на ней ортогонально электродам индикации 2 электродами управления 5, покрытыми диэлектриком 6, расположенные между электродами управления 5 диэлектрические барьеры 7, ограничивающие элементы отображения 8, в каждом из которых расположено два электрода индикации 2 (фиг.1) и четыре электрода индикации (фиг.2), люминофор 9, нанесенный на диэлектрик 6 и боковые стенки диэлектрических барьеров 7, контрастное покрытие 10 (фиг.1), сформированное на внутренней поверхности первой диэлектрической пластины 1 между соседними элементами отображения 8, расстояние между которыми меньше чем расстояние между электродами индикации 2 в элементах отображения 8.

Управление ГИП переменного тока с расстоянием l₁ между соседними крайними электродами индикации двух расположенных рядом элементов отображения не более расстояния l₂ между электродами индикации в элементах отображения при n=2 проводится следующим образом (фиг.3).

В первом полукадре кадра изображения в интервале подготовки импульсы общей записи 11, 12 подают на крайние электроды индикации нечетных строк элементов отображения и близлежащие к ним электроды индикации соседних элементов отображения, расстояние между которыми не более расстояния между электродами индикации в элементе отображения, что позволяет использовать низкие амплитуды импульсов общей записи.

В интервале адресации импульсы селективной записи/стирания 13, 14 подают на электроды управления и на крайние электроды индикации нечетных строк элементов отображения, используемые в интервалах подготовки, что позволяет использовать накопленные заряды на диэлектрике в режиме подготовки и снизить уровень управляющих напряжений. В интервале индикации импульсы напряжения поддержания разряда 15, 16 подают на электрод, используемый в режиме подготовки, и на соседний электрод индикации в элементе отображения нечетных строк элементов отображения.

Во втором полукадре кадра изображения в интервале подготовки импульсы общей записи 17, 18 подают на крайние электроды индикации четных строк элементов отображения и близлежащие к ним электроды индикации соседних строк элементов отображения.

В интервале адресации импульсы селективной записи/стирания 19, 20 подают на электроды управления и на крайние электроды индикации четных строк элементов отображения, используемые в интервалах подготовки.

В интервале индикации импульсы напряжения поддержания разряда 21, 22 подают на электрод, используемый в режиме подготовки, и на соседний электрод индикации в элементе отображения четных строк элементов отображения.

Для ГИП переменного тока с n>2 электродов индикации в элементе отображения, например, с четырьмя электродами индикации, представленной на фиг.2, управление происходит аналогичным образом, но с тем отличием, что в режимах подготовки и адресации используется один крайний электрод индикации элемента отображения, а в режиме индикации - все электроды индикации, при этом одинаковые импульсы напряжения поддержания разряда подают на пары рядом расположенных в элементе отображения электродов индикации.

Пример конкретного выполнения ГИП переменного тока состоит из двух диэлектрических пластин. На верхней диэлектрической пластине сформированы электроды индикации шириной 80 мкм. Каждый элемент отображения содержит два электрода индикации, расстояние между которыми l₂=220 мкм, а расстояние l₁ между соседними крайними электродами индикации двух расположенных рядом элементов отображения l₁=100 мкм. Между близлежащими электродами индикации соседних элементов отображения на внутренней поверхности верхней диэлектрической пластины сформировано контрастное покрытие. Электроды индикации покрыты диэлектриком из легкоплавкого стекла (ЛПС) толщиной 25 мкм и защитным слоем из окиси магния.

На нижней диэлектрической пластине расположены электроды управления шириной 70 мкм с шагом 0,16 мм, покрытые ЛПС толщиной 15 мкм. Между электродами управления и параллельно им сформированы диэлектрические барьеры высотой 130 мкм. На электроды управления и боковые поверхности диэлектрических барьеров нанесен люминофор трех основных цветов. ГИП загерметизирована и наполнена смесью Не+1% Хе при давлении 500 мм рт.ст.

Для управления ГИП переменного тока, описанной выше в примере конкретного выполнения, по предлагаемому способу использованы импульсы общей записи 12 и 18 амплитудой 410 В и 11 и 17 амплитудой 205 В. Амплитуда импульсов селективной записи/стирания 13 и 19 составила 60-80 В, 14 и 20-120 В. Амплитуда импульсов напряжения поддержания разряда 15, 16, 21, 22 может находиться в диапазоне 195 до 220 В. Яркость изображения по белому цвету составила более 115 кд/м² при яркости фона не более 0,28 кд/м², что обеспечивает контраст изображения более 400:1. Обеспечена высокая надежность управления за счет широкого диапазона изменения напряжения поддержания разряда и сравнительно небольшой амплитуды импульсов селективной записи/стирания, подавляемых на электроды управления.

Таким образом, предложенная группа изобретений позволяет создать конструкцию ГИП переменного тока и способ управления ею, обеспечивающих высокую яркость и контраст изображения и высокую надежность управления.

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к технике индикации, и может быть применено для создания газоразрядных индикаторных панелей и управления процессами отображения информации. Технический результат - повышение яркости и контраста изображения при повышенной надежности управления. Для достижения данного результата расстояние между соседними крайними электродами индикации двух расположенных рядом элементов отображения устанавливают не более расстояний между электродами индикации в элементах отображения. В процессе формирования подготовительного разряда между крайними соседними электродами индикации разделяют кадры изображения на два полукадра, в одном из которых выполняют запись и индикацию элементов отображения четных строк, а в другом - нечетных строк. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Газоразрядная индикаторная панель переменного тока, содержащая первую диэлектрическую пластину с расположенной на ее внутренней поверхности системой параллельных электродов индикации, покрытых диэлектриком, вторую диэлектрическую пластину, на внутренней поверхности которой размещена система электродов управления, ортогональных электродам индикации и образующих с ними элементы отображения, в каждом из которых расположено n≥2 электродов индикации, диэлектрические барьеры, выполненные по крайней мере на одной из диэлектрических пластин, отличающаяся тем, что расстояние l₁ между соседними крайними электродами индикации двух расположенных рядом элементов отображения не более расстояния l₂ между электродами индикации в элементах отображения при n=2 и не более расстояния между крайними и соседними с ними электродами индикации в элементах отображения при n≥2.2. Газоразрядная индикаторная панель переменного тока по п.1, отличающаяся тем, что минимальное значение расстояния l₁ составляет 0,2 от расстояний l₂ и.3. Способ управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока путем деления кадра изображения на интервалы подготовки, адресации и индикации, подачи в интервале подготовки импульсов общей записи на два соседних электрода индикации, один из которых крайний в элементах отображения с n≥2 параллельными электродами индикации в каждой строке, подачи в интервале адресации импульсов селективной записи/стирания на крайние электроды индикации, используемые в интервале подготовки, и на электроды управления, ортогональные электродам индикации, подачи в интервале индикации импульсов поддержания разряда на электроды индикации, отличающийся тем, что в интервале подготовки импульсы общей записи подают на крайние электроды индикации и близлежащие к ним электроды индикации элементов отображения соседних строк, при этом кадр изображения разделяют на два полукадра, в одном из которых импульсы селективной записи/стирания и поддержания разряда подают на электроды индикации элементов отображения четных строк, а в другом - на электроды индикации элементов отображения нечетных строк, и наоборот.4. Способ управления газоразрядной индикаторной панелью по п.3, отличающийся тем, что каждый полукадр кадра изображения разделяют на субполя с интервалами подготовки, адресации и индикации и устанавливают одинаковый порядок чередования субполей и интервалов подготовки, адресации и индикации в субполях для обоих полукадров кадра изображения.