Газоразрядная индикаторная панель переменного тока и способ управления ею

 

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. Техническим результатом является повышение надежности управления за счет снижения управляющих напряжений. Для этого в элементах отображения, включающих первый, второй, третий и четвертый электроды индикации, расстояния между электродами индикации первым и вторым d1, вторым и третьим d2 меньше расстояния между третьим и четвертым электродами индикации - d3, а в способе - за счет подачи в режиме подготовки импульсов общей записи на первый и второй или второй и третий электроды индикации, подачи в режиме адресации импульсов сканирования на нечетный электрод индикации, используемый в режиме подготовки, и подачи в режиме индикации импульсов поддержания разряда на четвертый электрод индикации и электроды индикации, не используемые в режиме адресации, при этом импульсы, формируемые на электродах индикации, не используемых в режиме адресации, имеют одинаковые амплитуду и полярность. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

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

Известна ГИП переменного тока, содержащая две диэлектрические пластины, на одной из которых расположены покрытые диэлектриком пары параллельных электродов индикации, имеющие выступы, направленные навстречу друг другу, а на другой расположены управляющие электроды, ортогональные электродам индикации [заявка Фракции N 2629265, кл. H 01 J 17/49, 1989].

Недостатком данной конструкции является низкая надежность управления из-за неравномерности электрического поля в области перекрещивания управляющего и индикаторного электродов.

Известен способ управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока с поверхностным разрядом, каждый элемент отображения которой содержит управляющий электрод и перпендикулярные ему два параллельных индикаторных электрода, включающий режимы подготовки, адресации и индикации [заявка ЕПВ N 0554172, кл. H 01 J 17/49, 1993].

Недостатком данного способа управления является то, что в способе отсутствуют условия для повышения контраста, поскольку разряд в режиме индикации формируется в промежутке между двумя электродами, в результате чего возможна фоновая подсветка соседних элементов отображения.

Известна газоразрядная индикаторная панель переменного тока, содержащая в каждом элементе отображения по два параллельных электрода, расположенных на одной стеклянной пластине, и перпендикулярные им управляющие электроды, расположенные на другой пластине и разделенные диэлектрическими барьерами, при этом смежные элементы отображения тоже разделены диэлетрическими барьерами, расположенными вдоль параллельных электродов [патент США N 5701056, кл. H 01 J 17/49, 1997].

Недостатком данной конструкции ГИП является то, что из-за наличия взаимно ортогональных диэлектрических барьеров (матрицы) усиливается изоляция отдельных элементов отображения друг от друга и в результате увеличиваются управляющие напряжения, что снижает надежность управления.

Известен способ управления газоразрядной индикаторной панелью, в которой каждый элемент содержит электрод управления и два электрода индикации, включающий режим индикации и одновременное управление несколькими элементами отображения в режиме подготовки и несколькими элементами отображения в режиме адресации [заявка ЕПВ N 0356313, кл. G 09 C 3/28, 1989].

В данном способе управления отсутствуют условия повышения надежности управления, поскольку в режиме подготовки необходимо формирование импульса подготовки с повышенной амплитудой.

Наиболее близкой к предлагаемой конструкции ГИП 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 размещены электроды управления, ортогональные электродам индикации и образующие с ними элементы отображения, в каждом из которых поочередно расположены первый, второй, третий и четвертый электроды индикации, диэлектрические барьеры, выполненные по крайней мере на одной из диэлектрических пластин между электродами управления [патент РФ N 2094895, кл. H 01 J 17/49, 1997 - прототип].

Недостатком данной ГИП является низкая надежность управления из-за высокого уровня управляющих напряжений.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному способу в группе изобретений является способ управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока, включающий формирование в элементе отображения в режиме подготовки импульсов общей записи на двух соседних электродах индикации, формирование в режиме адресации импульсов сканирования на одном из электродов индикации и импульсов управления на электроде управления, формирование в режиме индикации импульсов поддержания разряда на электродах индикации [патент РФ N 2099800, кл, G 09 G 3/29, 1997 - прототип].

Недостаток данного способа управления - низкая надежность управления, вызванная необходимостью формирования в режиме подготовки импульсов управления с большой амплитудой.

Задачей заявленной группы изобретений является создание ГИП переменного тока и способа управления ею с высокой надежностью управления за счет снижения управляющих напряжений.

Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту-устройству достигается тем, что в известной газоразрядной индикаторной панели 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 размещены электроды управления, ортогональные электродам индикации и образующие с ними элементы отображения, в каждом из которых поочередно расположены первый, второй, третий и четвертый электроды индикации, диэлектрические барьеры, выполненные по крайней мере на одной из диэлектрических пластин между электродами управления, расстояния между электродами индикации первым и вторым d1, вторым и третьим d2, меньше расстояния между третьим и четвертым электродами индикации d3.

Выбор в элементе отображения расстояний между электродами индикации первым и вторым d1, вторым и третьим d2 меньше расстояния между третьим и четвертым электродами индикации d3 позволяет обеспечить низкие уровни напряжений зажигания разряда.

Надежность управления еще более повышается, если в элементах отображения ГИП расстояния между электродами индикации первым и вторым d1, вторым и третьим d2 равны. В этом случае создаются оптимальные условия для возбуждения разряда в элементе отображения, что повышает надежность управления.

Надежность управления также повышается, если в элементе отображения ширина четвертого электрода индикации больше, чем ширина других электродов индикации, и если ширина первого электрода индикации и/или ширина третьего электрода индикации больше ширины второго электрода индикации.

В этих случаях создаются оптимальные условия для накопления зарядов на диэлектрическом покрытии, что снижает уровень напряжения поддержки разряда в режиме индикации и, как следствие, повышается надежность управления.

Надежность управления повышается, если расстояние между третьим и четвертым электродами индикации d3 и расстояние между элементами отображения d4 связаны соотношением d3 ≅ d4.

Выполнение этого условия позволяет снизить связь между элементами отображения и повышает надежность управления.

Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту-способу достигается тем, что в известном способе управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока, заключающемся в формировании в элементе отображения в режиме подготовки на двух соседних электродах индикации импульсов общей записи, формировании в режиме адресации на одном из электродов индикации импульсов сканирования, а на электроде управления импульсов управления и формировании в режиме индикации на электродах индикации импульсов поддержания разряда, в режиме подготовки импульсы общей записи формируют на первом и втором или втором и третьем электродах индикации, в режиме адресации импульсы сканирования формируют на нечетном электроде индикации, используемом в режиме подготовки, а в режиме индикации импульсы поддержания разряда формируют на четвертом электроде индикации и на электродах индикации, не используемых в режиме адресации, при этом импульсы, формируемые на электродах индикации, не используемых в режиме адресации, имеют одинаковые амплитуду и полярность.

Предложенный способ управления позволяет создать оптимальные условия для возбуждения разряда в режимах подготовки, адресации и индикации и снизить амплитуду рабочих импульсов и, как следствие, повысить надежность управления.

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 от 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, в которых повышение надежности управления ГИП достигалось бы за счет того, что в элементах отображения ГИП, содержащих поочередно расположенные первый, второй, третий и четвертый электроды индикации, расстояния между электродами индикации первым и вторым d1, вторым и третьим d2 меньше расстояния между третьим и четвертым электродами индикации d3, а при управлении ГИП за счет формирования в режиме подготовки импульсов общей записи на первом и втором или втором и третьем электродах индикации, формирования в режиме адресации импульсов сканирования на нечетном электроде индикации, используемом в режиме подготовки и формировании в режиме индикации импульсов поддержания разряда на четвертом электроде индикации и на электродах индикации, не используемых в режиме адресации, при этом импульсы поддержания разряда, формируемые на электродах индикации, не используемых в режиме адресации, имеют одинаковые амплитуду и полярность.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень".

Предлагаемая конструкция ГИП и способ управления ею поясняются чертежами.

На фиг. 1 представлен вариант предлагаемой конструкции ГИП, в элементе отображения которой расстояния между электродами индикации первым и вторым d1, вторым и третьим d2 меньше расстояния между третьим и четвертым электродами индикации d3.

На фиг. 2 представлен вариант конструкции ГИП, в котором расстояния d1 и d2 равны.

На фиг. 3 представлен вариант конструкции ГИП, в элементе отображения которой ширина четвертого электрода индикации больше ширины других электродов индикации.

На фиг. 4 представлен вариант конструкции ГИП, в элементе отображения которой ширина первого электрода индикации больше ширины второго электрода индикации.

На фиг. 5 представлен вариант конструкции ГИП, в элементе отображения которой ширина четвертого электрода индикации больше ширины других электродов индикации, а ширина первого и третьего электродов индикации больше ширины второго электрода индикации.

На фиг. 6 представлен фрагмент одного из вариантов конструкции ГИП, состоящий из двух элементов отображения, в которых расстояние между электродами d3 и расстояние между элементами отображения d4 связаны соотношением d3 ≅ d4.

На фиг. 7 представлены эпюры напряжений способа управления ГИП. ГИП согласно фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6 содержит первую диэлектрическую пластину 1, на которой расположены электроды индикации 2 (2^I - первый, 2^II - второй, 2^III - третий, 2^IV - четвертый) с диэлектрическим покрытием 3, вторую диэлектрическую пластину 4 с расположенными на ней электродами управления 5, ортогональными электродами индикации, покрытыми диэлектриком 6 и люминофором 7, диэлектрические барьеры 8, ограничивающие элемент отображения 9, в каждом из которых расположено по 4 электрода индикации.

В предлагаемой конструкции первый и второй, второй и третий электроды индикации расположены друг от друга на расстоянии меньшем, чем расстояние между третьим и четвертым электродами индикации, т.е. d1 < d3, d2 < d3.

Возможны варианты конструкции, в которых при выполнении d1 < d3 и d2 < d3 : d1 = d2 (фиг. 2), ширина четвертого электрода индикации больше ширины других электродов индикации (фиг. 3), ширина первого (фиг. 4) и/или третьего электрода индикации (фиг. 5) больше ширины второго электрода индикации, расстояние между третьим и четвертым электродами индикации d3 меньше или равно расстоянию между соседними элементами отображения d4 (фиг. 6).

Управление ГИП, в элементе отображения которой расстояние между электродами индикации первым и вторым d1, вторым и третьим d2 меньше расстояния между третьим и четвертым электродами индикации d3, проводится следующим способом.

В режиме подготовки импульсов общей записи 10 и 11 и импульсы стирания 12 во всех элементах отображения формируют на первом и втором (фиг. 7) или втором и третьем электродах индикации, расстояния между которыми d1 и d2 меньше расстояния между третьим и четвертым электродами d3, что позволяет использовать низкие уровни амплитуд общей записи.

В режиме адресации в выбранных элементах отображения формируют импульсы управления 13 на электродах управления 5 и импульсы сканирования 14 на нечетных электродах индикации, первом или третьем, используемых в режиме подготовки, что позволяет использовать накопленные заряды на диэлектрическом покрытии в режиме подготовки и снизить уровень управляющих напряжений.

В режиме индикации панели импульсы поддержания разряда 15, 16, 17 формируют на четвертом электроде индикации и на электродах индикации, не используемых в режиме адресации, при этом импульсы, формируемые на электродах индикации, не использованные в режиме адресации, имеют одинаковые амплитуды и полярность.

Так, если в режиме адресации импульсы сканирования формируют на первом электроде индикации, то в режиме индикации импульсы поддержания разряда формируют на четвертом электроде индикации и на втором и третьем, при этом полярность и амплитуда импульсов, формируемых на вторых и третьих электродах индикации, одинаковы.

Если в режиме адресации импульсы сканирования формируют на третьем электроде индикации, то в режиме индикации импульсы поддержания разряда формируют на первом и втором электродах индикации с полярностью, противоположной полярности импульсов поддержания разряда, формируемых на четвертых электродах.

В результате в выбранных элементах отображения возбуждается газовый разряд, отображающий информацию.

Предлагаемая последовательность формирования импульсов поддержания разряда в режиме индикации позволяет создать оптимальные условия зажигания разряда в элементе отображения и снизить амплитуду поддержания импульсов, вследствие чего повысить надежность управления.

Пример конкретного выполнения.

ГИП переменного тока состоит из двух диэлектрических пластин. На верхней диэлектрической пластине сформированы электроды индикации из золотосодержащей пасты, шириной 90 мкм с расстоянием между первым и вторым электродами d1 = 80 мкм, вторым и третьим электродами d2 = 100 мкм и расстоянием между третьим и четвертым электродами индикации d3 = 280 мкм, т.е. расстояние d1 < d3 и d2 < d3.

Электроды индикации покрыты диэлектриком из легкоплавкого стекла (ЛПС) толщиной 30 мкм и защитным слоем из окиси магния.

На нижней диэлектрической пластине расположены электроды управления из серебросодержащей пасты шириной 120 мкм и шагом 0,35 мм, покрытые ЛПС толщиной 15 мкм. Между электродами управления и параллельно им сформированы разделительные барьеры высотой 140 мкм.

На электроды управления и боковые поверхности разделительных барьеров нанесен люминофор трех основных цветов. ГИП загерметизирована и наполнена смесью Ne + 5% Xe p = 500 мм рт.ст.

Для управления ГИП, описанной в примере конкретного выполнения по предлагаемому способу, в режиме подготовки на первом и втором электродах индикации формируют импульсы общей записи длительностью 20 мкм и амплитудой 215 В и импульсы стирания амплитудой 60 - 90 В.

В режиме адресации на первом электроде индикации формируют импульсы сканирования длительность 3 мкс с амплитудой 145 В, а на электроде управления - импульсы управления амплитудой 40 - 60 В.

Амплитуда импульсов поддержания - 230 В, длительность импульсов поддержания разряда - 3,0 мкс.

ГИП, выполненная согласно предлагаемому изобретению и управляемая предложенным способом, имеет низкие управляющие напряжения, формируемые на электродах управления, - 40-60 В и динамический диапазон управления 24 В.

Для известных ГИП переменного тока (прототип) напряжения на электродах управления составляют 70 - 80 В, а динамический диапазон управления - 14 В.

Таким образом, предложенная группа изобретений позволяет создать ГИП переменного тока и способ управления ею с высокой надежностью управления, повышая тем самым надежность управления системы индикации в целом.

Формула изобретения

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 размещены электроды управления, ортогональные электродам индикации и образующие с ними элементы отображения, в каждом из которых поочередно расположены первый, второй, третий и четвертый электроды индикации, диэлектрические барьеры, выполненные, по крайней мере, на одной из диэлектрических пластин между электродами управления, отличающаяся тем, что расстояния между электродами индикации первым и вторым d1, вторым и третьим d2 меньше расстояния между третьим и четвертым электродами индикации d3.

2. Газоразрядная индикаторная панель переменного тока по п.1, отличающаяся тем, что расстояния d1 и d2 равны.

3. Газоразрядная индикаторная панель переменного тока по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что ширина четвертого электрода индикации больше ширины других электродов индикации.

4. Газоразрядная индикаторная панель переменного тока по любому из пп.1 - 3, отличающаяся тем, что ширина первого электрода индикации и/или ширина третьего электрода индикации больше ширины второго электрода индикации.

5. Газоразрядная индикаторная панель переменного тока по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что расстояние d3 и расстояние между соседними элементами отображения d4 выбраны согласно соотношению d3 ≅ d4.

6. Способ управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока, включающий формирование в элементе отображения в режиме подготовки импульсов общей записи на двух соседних электродах индикации, формирование в режиме адресации импульсов сканирования на одном из электродов индикации и импульсов управления на электроде управления, формирование в режиме индикации импульсов поддержания разряда на электродах индикации, отличающийся тем, что в режиме подготовки импульсы общей записи формируют на первом и втором или втором и третьем электродах индикации, в режиме адресации импульсы сканирования формируют на нечетном электроде индикации, используемом в режиме подготовки, а в режиме индикации импульсы поддержания разряда формируют на четвертом электроде индикации и на электродах индикации, не используемых в режиме адресации, при этом импульсы поддержания разряда, формируемые на электродах индикации, не используемых в режиме адресации, имеют одинаковые амплитуду и полярность.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7