Газоразрядная индикаторная панель

 

Использование: устройства индикации, газоразрядные индикаторные панели (ГИП). Сущность изобретения: в ГИП на внешней стороне верхней диэлектрической пластины дополнительно нанесено антибликовое покрытие в виде сплошного слоя с максимальной величиной шероховатости 0,01 - 100 мкм, а светонепрозрачное покрытие расположено на внутренней стороне указанной пластины над барьерами нижней диэлектрической пластины и выполнено в виде полос, ширина которых задана приведенным в формуле патента аналитическим выражением. 3 ил.

Изобретение относится к области электронной техники, а именно к газоразрядным индикаторным панелям (ГИП).

Известна ГИП, содержащая верхнюю и нижнюю диэлектрические пластины, системы взаимно перпендикулярных электродов, образующие в перекрестьях ячейки индикации, причем на внутренней поверхности верхней диэлектрической пластины для исправления диаграммы направленности излучения индикаторной ячейки сформировано шероховатое (матовое) покрытие (см. С.Н. Журавлев и др. Цветные газоразрядные индикаторные панели: Обзоры по электронной технике, вып.2 (74), ВНИИ "Электроника", М. 1980, с.42).

В данном техническом решении шероховатое (матовое) покрытие нанесено на внутреннюю часть стеклянной поверхности пластины, обеспечивая необходимую равномерность излучения индикаторной ячейки, но при этом сохраняется высокий коэффициент отражения от внешней стороны пластины, что приводит к низкой надежности считывания информации при внешней освещенности.

Наиболее близким к заявляемой конструкции по совокупности признаков является газоразрядная индикаторная панель, содержащая опорные пластины с выполненными в них пазами и выступами и расположенные в указанных пазах перпендикулярно друг другу две системы параллельных электродов, образующих систему газоразрядных ячеек, причем выступы одной пластины расположены в пазах другой и покрыты непрозрачным диэлектриком (см. а.с. СССР N 523587, H 01 J 17/48, 1980).

К недостаткам известного технического решения относятся: невысокая контрастность получаемого изображения, обусловленная нахождением непрозрачного покрытия на выступах одной пластины; отсутствие специального антибликового покрытия на внешней поверхности верхней диэлектрической пластины, что снижает эффективность восприятия информации при внешней засветке.

Предлагаемое изобретение решает задачу повышения контрастности элементов отображения информации и уменьшения коэффициента отражения внешних источников света от лицевой поверхности пластин в условиях внешней освещенности.

Это достигается тем, что в известной конструкции газоразрядной индикаторной панели, содержащей верхнюю и нижнюю диэлектрические пластины с разделительными барьерами, светонепрозрачное покрытие на одной из пластин, системы ортогональных электродов, образующих в пересечениях индикаторные ячейки, на внешней поверхности верхней диэлектрической пластины дополнительно содержится антибликовое покрытие в виде сплошного светопрозрачного слоя с максимальной величиной шероховатости в пределах от 0,01 до 100 мкм, светонепрозрачное покрытие расположено на внутренней поверхности верхней диэлектрической пластины и выполнено в виде рисунка, расположенного соответственно над разделительными барьерами нижней диэлектрической пластины, причем участки внутренней поверхности верхней диэлектрической пластины, не содержащие светонепрозрачного покрытия, расположены над индикаторными ячейками, а ширина полос рисунка светонепрозрачного покрытия определяется из уравнения: (b-2h·tgα)·k<a₁+Δ₂) где а ширина полос рисунка светонепрозрачного покрытия на внутренней поверхности верхней диэлектрической пластины; b размер разделительного барьера, расположенного под светонепрозрачным покрытием верхней диэлектрической пластины; h зазор между светонепрозрачным покрытием верхней диэлектрической пластины и разделительными барьерами нижней диэлектрической пластины; α угол обзора индикатора; k коэффициент диффузного рассеивания светового излучения индикаторной ячейки в антибликовом покрытии; D₁ допуск на изготовление разделительных барьеров по ширине;
Δ₂ допуск на совмещение рисунка светонепрозрачного покрытия верхней диэлектрической пластины с разделительными барьерами нижней диэлектрической пластины при сборке пакета.

Критерием оценки ширины полос рисунка "а" является угол обзора. При всех значениях "а" угол обзора для данного типа индикатора не должен изменяться, как один из его основных параметров.

На фиг.1 приведен рисунок светонепрозрачного покрытия в виде матрицы; на фиг. 2 приведена конструкция ГИП по предлагаемому техническому решению; на фиг. 3 показана схема распространения излучения люминофорного покрытия в индикаторной ячейке.

Газоразрядная индикаторная панель (фиг.2) содержит верхнюю диэлектрическую пластину 1 с антибликовым покрытием 2 на внешней стороне, выполненным в виде сплошного светопрозрачного слоя с максимальной величиной шероховатости от 0,01 до 100 мкм, и нижнюю диэлектрическую пластину 3 с разделительными барьерами 4, системой ортогональных электродов (аноды 5 и катоды 6), образующих в пересечениях замкнутые объемы (индикаторные ячейки), и люминофорными элементами 7. На внутренней поверхности верхней диэлектрической пластины 1 дополнительно содержится светонепрозрачное покрытие 8 в виде рисунка (в частности, в виде матрицы фиг.1), расположенного соответственно над разделительными барьерами 4 нижней диэлектрической пластины 3, причем участки внутренней поверхности верхней диэлектрической пластины 1, не содержащие светонепрозрачного покрытия 8, расположены над индикаторными ячейками и определяют размеры индикаторных элементов. Рисунок светонепрозрачного покрытия 8 может быть произвольным (символы, квадраты, треугольники и т.п.), однако размеры его должны соответствовать соотношению [1]
Газоразрядная индикаторная панель работает следующим образом. Для вывода информации между анодом 5 и катодом 6 прикладывается напряжение выше напряжения возникновения разряда в индикаторных ячейках, происходит пробой газового промежутка, после чего напряжение на индикаторных ячейках уменьшается до напряжения поддержания газового разряда. Ультрафиолетовое излучение разряда (УФИ) возбуждает люминофорные элементы 7, обеспечивая свечение индикаторной ячейки. В результате указанного высвечивается суммарная яркость свечения люминофорного элемента 7 и разряда.

При работе ГИП в условиях повышенной внешней освещенности на зеркальной поверхности верхней диэлектрической пластины образуются блики, которые вызывают усталость глаз операторов и снижают надежность считывания информации. Для устранения указанного недостатка на лицевой поверхности ГИП (на внешней стороне диэлектрической пластины 1) формируют специальное антибликовое (шероховатое) покрытие 2, снижающее яркость светового потока, отраженного от внешнего источника внешней поверхностью верхней диэлектрической пластины 1. Однако наличие антибликового покрытия 2 приводит к диффузионному рассеиванию света, исходящего из индикаторной ячейки. Этот недостаток устраняется путем выбора величины шероховатости антибликового покрытия 2, которая должна свести к минимуму яркость отраженного света и величину диффузионного рассеивания света, исходящего из индикаторной ячейки, и обеспечить требуемую разрешающую способность ГИП, и применением дополнительного светонепроницаемого покрытия в виде рисунка, расположенного на внутренней стороне верхней диэлектрической пластины. При максимальной величине шероховатости меньше 0,01 мкм эффект рассеивания света от внешнего источника практически отсутствует, имеет место зеркальное отражение, считывать информацию при внешней освещенности затруднительно. При максимальной величине шероховатости более 100 мкм излучение от внешнего источника практически полностью рассеивается, но при этом стеклопластина имеет малую прозрачность, край индикаторного элемента нечеткий, расплывчатый, т.е. имеют место большие потери яркости и контраста индикаторного элемента. Следовательно, с увеличением максимальной величины шероховатости рассеивающая способность света от индикаторного элемента увеличивается, четкость (контраст) изображения ухудшается. Для повышения четкости (контрастности) на внутреннюю поверхность верхней диэлектрической пластины наносится светонепрозрачное диэлектрическое покрытие в виде рисунка, при этом участки пластины, не содержащие указанного покрытия (прозрачные участки пластины) расположены соответственно над индикаторными ячейками, а ширина полос светонепрозрачных участков рисунка выбираются из соотношения:
(b-2h·tgα)·k<a₁+Δ₂), (2).

Рассмотрим неравенство (b 2h·tgα·k<a. Оно справедливо при условии b>2h·tga, так как при b<2h·tga ширина полос рисунка "а" имеет отрицательное значение (меньше 0).

tga угол обзора индикатора, является одной из технических характеристик ГИП и для данной конструкции является постоянной величиной. Зазор "h" и ширина "а" полос рисунка светонепрозрачного покрытия 8 на верхней диэлектрической пластине могут в данной конструкции иметь различные значения.

При h 0 b а, светонепрозрачное покрытие 8 соприкасается с разделительными барьерами 4 нижней диэлектрической пластины 3. С увеличением "h", при постоянном угле обзора, величина "а" должна уменьшаться до величины a≥(b-h·tgα). При этом если b 2h·tgα,, то а 0, индикаторные ячейки имеют очень низкий контраст. Следовательно, b>2h·tgα,, а величина "а" должна быть больше 0 и будет ограничиваться прямыми OA и O'A' (фиг.3), определяющими угол обзора. С изменением угла обзора указанные значения будут изменяться, но характер их изменений будет аналогичен вышеописанному.

Коэффициент диффузии "k" определяет увеличение размеров индикаторного элемента за счет рассеивания света в антибликовом шероховатом покрытии 2 диэлектрической пластины 1, k > 1, с ростом шероховатости покрытия 2 величина "k" возрастает, но при этом произведение 2h·tgα должно соответственно уменьшаться. Учитывая то, что для данного типа индикатора tgα есть величина постоянная, следовательно, должна уменьшаться "h". Значения допусков D₁ и Δ₂ относятся к конструктивным факторам и определяются методами и технологией изготовления барьеров и сборки приборов и не зависят от типа индикатора.

При a≥b+(Δ₁+Δ₂) угол обзора уменьшается, параметры индикатора ухудшаются. Исходя из вышеизложенного при обеспечении заданного угла обзора величина "а" должна удовлетворять
(b-2h·tgα)·k<a₁+Δ₂), (3).

Пример. Газоразрядная индикаторная панель с информационной емкостью 64 х 64 элемента состоит из верхней диэлектрической пластины с антибликовым покрытием на внешней стороне с максимальной величиной шероховатости поверхности, имеющей следующие параметры: коэффициент светопропускания 70% коэффициент отражения 4% максимальная величина шероховатости 0,9 мкм, коэффициент диффузионного рассеивания k 1,1. На внутренней стороне верхней диэлектрической пластины нанесено покрытие из светонепрозрачного материала в виде рисунка, в частности, из взаимоперпендикулярных пересекающихся полос, образующих матрицу. Нижняя диэлектрическая пластина содержит систему взаимоперпендикулярных электродов, разделительные барьеры и люминофорные элементы, расположенные между разделительными барьерами. Ширина разделительных барьеров b 0,65 мм; при сборке пакет, а из верхней и нижней пластин зазор "h" равен 0,1 мм. Угол обзора индикатора 45^o. Определение ширины перемычки матрицы из светонепрозрачного материала выполняется расчетным путем из формулы:
a>b-2h·tgα
(b 2htga)·k (0,65 2·0,1·1)·1,1 (0,65 - 0,2)·1,1 0,45·1,1 0,495, т.е. а > 0,495
Другой границей "а" будет: ,
где Δ₁ + 0,05, Δ₂ + 0,1;
b+(Δ₁+Δ₂)= 0,65+(0,05+0,1)= 0,65+0,15 = 0,8, т.е. а < 0,8.

Следовательно, 0,495 < а < 0,8.

Приборы, изготовляемые по предлагаемому изобретению, имели следующие характеристики: яркость по зеленому цвету 140 160 кд/квм; по красному 70 - 90 кд/квм. Приборы имели хорошую считываемость при освещенности 2000 лкс.

Приборы, изготовленные по известному техническому решению, имели яркость: по зеленому цвету 100 120 кд/квм, по красному 60 70 кд/квм, а удовлетворительная считываемость информации при внешней освещенности не более 500 лкс.

Таким образом, изготовленная по предполагаемому изобретению ГИП имеет повышенную на 30 40% яркость и улучшенные эксплуатационные параметры при работе в условиях повышенной внешней освещенности в сравнении с известным техническим решением.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Формула изобретения

Газоразрядная индикаторная панель, содержащая верхнюю и нижнюю диэлектрические пластины с разделительными барьерами, светонепрозрачное покрытие на одной из пластин, системы ортогональных электродов, образующих в пересечениях индикаторные ячейки, отличающаяся тем, что на внешней поверхности верхней диэлектрической пластины дополнительно содержится антибликовое покрытие в виде сплошного светопрозрачного слоя с максимальной величиной шероховатости в пределах 0,01 100,0 мкм, светонепрозрачное покрытие расположено на внутренней поверхности верхней диэлектрической пластины и выполнено в виде рисунка, расположенного соответственно над разделительными барьерами нижней диэлектрической пластины, причем участки внутренней поверхности верхней диэлектрической пластины, не содержащие светонепрозрачного покрытия, расположены над индикаторными ячейками, а ширина полос рисунка светонепрозрачного покрытия определяется из уравнения
(b-2h·tgα)·k<a₁+Δ₂)
где а ширина полос рисунка светонепрозрачного покрытия на внутренней поверхности верхней диэлектрической пластины;
b ширина разделительного барьера, расположенного под светонепрозрачным покрытием верхней диэлектрической пластины;
L зазор между светонепрозрачным покрытием верхней диэлектрической пластины и разделительными барьерами нижней диэлектрической пластины;
α угол обзора индикатора;
n коэффициент диффузного рассеивания светового излучения индикаторной ячейки в антибликовом покрытии;
D₁ допуск на изготовление разделительных барьеров по ширине;
Δ₂ допуск на совмещение рисунка светонепрозрачного покрытия верхней диэлектрической пластины с разделительными барьерами нижней диэлектрической пластины при сборке пакета.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3