Газоразрядная индикаторная панель переменного тока и способ управления ею

 

Изобретение относится к области газоразрядной техники и может быть использовано при разработке средств отображения информации на газоразрядных индикаторных панелях (ГИП) переменного тока. Техническим результатом является повышение надежности управления. Этот результат достигается за счет того, что в элементах отображения, содержащих по четыре электрода индикации, расстояния между средними электродами индикации l₁ меньше, чем расстояния между каждым из средних электродов индикации и близлежащими к ним крайними электродами индикации l₂ и l₃, причем l₂ может быть равно l₃, а l₂, l₃ могут быть меньше расстояния между близлежащими краями соседних крайних электродов индикации l₄ двух расположенных рядом элементов отображения, а в способе управления за счет подачи в режиме подготовки импульсов общей записи на средние электроды индикации, в режиме адресации импульсов управления на электроды управления и на средний электрод индикации, наименее удаленный от крайнего электрода индикации, а в режиме индикации импульсов поддержания разряда на тот же средний электрод индикации и на крайние электроды индикации, причем первоначально на крайний электрод индикации, близлежащий к этому среднему. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 3 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 Франции N 2629265, кл. H 01 J 17/49, 1989 г.].

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 г.].

Недостатком данного способа управления является то, что в способе отсутствуют условия для повышения контраста, поскольку разряд в режиме индикации формируется только в промежутке между двумя электродами, площадь которого составляет лишь небольшую часть площади элемента отображения, 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 диэлектрическими барьерами, расположенными вдоль параллельных электродов [патент США N 5701056, кл. H 01 J 17/49, 1997 г.].

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 г.].

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 расположено по четыре электрода 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 г. - 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, заключающийся в формировании в элементе отображения в режиме подготовки на двух электродах индикации импульсов подготовки, формировании в режиме адресации на электродах элемента отображения импульсов управления и формирования в режиме индикации на электродах индикации импульсов поддержки разряда с циклической последовательностью для образования между электродами индикации реверсивно перемещаемого разряда [патент РФ N 2089966, кл. H 01 J 17/49, 1997 г. - 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 расположено по четыре электрода индикации, диэлектрические барьеры, выполненные по крайней мере на одной из диэлектрических пластин между электродами управления, в элементах отображения расстояния между средними электродами индикации l₁ меньше расстояния между каждым из средних электродов индикации и близлежащими к ним крайними электродами индикации l₂ и l₃.

Выбор в элементе отображения расстояния между средними электродами меньше расстояний между каждым из средних электродов и близлежащими к ним крайними электродами индикации, позволяет обеспечить низкие уровни зажигания разряда между средними электродами, что позволяет снизить управляющие напряжения и повысить надежность управления.

Надежность управления еще более повысится, если в элементах отображения ГИП при l₂ > l₁ и l₃ > l₁ расстояния от крайних электродов индикации до близлежащих к ним средних электродов индикации равны. В этом случае создаются оптимальные условия для возбуждения разряда в элементе отображения, что повышает надежность управления.

Надежность управления ГИП также повышается, если расстояния между средними и близлежащими к ним крайними электродами индикации l₂ и l₃ будут меньше расстояния между близлежащими краями соседних крайних электродов индикации расположенных рядом элементов отображения l₄.

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

Указанный единый технический результат при осуществлении группы изображений 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 электродах индикации импульсов подготовки, формировании в режиме адресации на электродах элементов отображения импульсов управления и формировании в режиме индикации на электродах индикации импульсов поддержания разрядов с циклической последовательностью для образования между электродами индикации реверсивно перемещаемого разряда, в режиме подготовки импульсы общей записи подают на средние электроды индикации, в режиме адресации импульсы управления подают на электроды управления и на средний электрод индикации, наименее удаленный от крайнего электрода индикации, а в режиме индикации импульсы поддержания разряда подают на тот же средний электрод индикации и на крайние электроды индикации, причем первоначально импульсы подают на крайний электрод, близлежащий к среднему электроду индикации, используемому в режиме индикации.

Предлагаемая последовательность формирования импульсов в режиме управления ГИП создает оптимальные условия возбуждения разряда в элементах отображения, что позволяет снизить управляющие напряжения.

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 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, в которых повышение надежности управления ГИП достигалось бы за счет того, что в элементах отображения ГИП, содержащих по четыре электрода индикации, расстояние между средними электродами меньше расстояния между каждым из средних электродов и близлежащих к ним крайних, а при управлении ГИП за счет подачи в режиме подготовки импульсов общей записи на средние электроды индикации, в режиме адресации импульсов управления на электроды управления и на средний электрод индикации, близлежащий к крайнему электроду индикации, а в режиме индикации импульсов поддержания разряда на средний электрод индикации, используемый в режиме адресации, и на крайние электроды индикации, причем первоначально на крайний электрод, близлежащий к среднему электроду индикации.

Также не выявлены технические решения, где надежность управления в элементе отображения, имеющем четыре электрода индикации с расстоянием между средними электродами индикации, меньшим расстояния между каждым из средних электродов и близлежащими к ним крайними электродами, повышалась бы за счет того, что расстояния от крайних электродов индикации до близлежащих к ним средних равны, а расстояние между каждым из средних и близлежащими к ним крайними электродами меньше расстояния между близлежащими краями электродов индикации двух рядом расположенных элементов отображения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень".

Предлагаемая конструкция ГИП и способ управления ею поясняется чертежами.

На фиг. 1 показан фрагмент одного из вариантов конструкции предлагаемой ГИП, состоящей из двух элементов отображения.

На фиг. 2 представлена предлагаемая конструкция ГИП, в элементе отображения которой расстояние между средними электродами индикации l₁ меньше расстояний между средними электродами индикации и близлежащими к ним крайними электродами индикации - l₂ и l₃, при l₂ = l₃.

На фиг. 3 представлены эпюры напряжений способа управления ГИП.

ГИП согласно фиг. 1, 2 содержит первую диэлектрическую пластину 1, на которой расположены электроды индикации 2 (S1, S0 - крайние; Y, S2 - средние) с диэлектрическим покрытием 3, вторую диэлектрическую пластину 4 с расположенными на ней электродами управления 5 (X), ортогональными электродам индикации, покрытыми диэлектриком 6 и люминофором 7, диэлектрические барьеры 8, ограничивающие элементы отображения 9, в каждом из которых расположено по четыре электрода индикации.

В ГИП расстояние между средними (Y, S2) электродами индикации l₁ меньше расстояния между каждым из средних электродов индикации и близлежащими к ним крайними (S0, S1) электродами индикации l₂ и l₃, при этом возможны варианты конструкции, когда расстояние l₂ равно l₃ (фиг. 2), а расстояние между близлежащими краями соседних крайних электродов индикации двух расположенных рядом элементов отображения больше l₂ и l₃ (фиг. 1).

Управление ГИП, в элементе отображения которой расстояние между средними электродами индикации меньше расстояний между средними электродами индикации и близлежащими к ним крайними электродами индикации, проводится следующим образом.

В режиме подготовки импульсы общей записи 10 и 11 и импульсы стирания 17 во всех элементах отображения подают на средние электроды индикации Y и S2, расстояние между которыми l₁, меньше расстояний между средними электродами индикации и близлежащими к ним электродами индикации l₁ и l₂, что позволяет использовать низкие уровни амплитуд импульсов общей записи.

В режиме адресации в выбранные элементы отображения ГИП импульсы управления 12, 13 подают на электроды управления - 5 (X) и средний электрод индикации - Y, что позволяет использовать накопленные заряды на диэлектрике в режиме подготовки и снизить уровень управляющих напряжений.

Для варианта конструкции, представленной на фиг. 2, где l₁ = l₂, импульсы поддержания разряда подают на любой средний электрод и на крайний электрод индикации, близлежащий к среднему электроду индикации, используемому в режиме адресации.

В режиме индикации панели импульсы поддержания 14, 15, 16 разряда подают на тот же средний электрод индикации, что и в режиме адресации, и на крайние электроды индикации, причем первоначально импульсы подают на крайний электрод индикации, близлежащий к среднему электроду индикации, используемому в режиме адресации (фиг. 2, где l₂ > l₃).

В результате в выбранных элементах индикации 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 поддерживающих импульсов.

Пример конкретного выполнения.

ГИП переменного тока состоит из двух диэлектрических пластин. На верхней диэлектрической пластине сформированы электроды индикации из золота шириной 80 мкм. Каждый элемент отображения содержит четыре электрода индикации, расстояние между средними электродами индикации l₁ равно 80 мкм, а расстояния между средними электродами индикации и близлежащими к ним крайними электродами индикации l₂ и l₃ равны 170 мкм, т.е. расстояние между средними электродами l₁ меньше каждого расстояния между средним электродом индикации и близлежащими к нему крайними электродами индикации l₂ и l₃.

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 золота шириной 120 мкм и шагом 0,35 мм, покрытые ЛПС толщиной 15 мкм.

Между электродами управления и параллельно им сформированы разделительные барьеры высотой 130 мкм.

На электроды управления и боковые поверхности разделительных барьеров нанесен люминофор трех основных цветов. ГИП загерметизирована и наполнена смесью He + 1% Xe, P = 500 мм рт.ст.

Для управления ГИП, описанной выше в примере конкретного выполнения, по предлагаемому способу в режиме подготовки на средние электроды подают импульсы общей записи длительностью 28 мкс и амплитудой 220 В, импульсы стирания амплитудой 50 - 100В.

В режиме адресации на электроды индикации подают импульсы управления длительностью 3 мкс амплитудой 150 В, на электрод управления импульсы амплитудой 50 - 70 В.

Амплитуда импульсов поддержания разряда от 200 - 220 В, а длительность импульсов поддержания разряда - 3,0 мкс.

ГИП, выполненная согласно предлагаемому изобретению при применении управления предложенным способом, имеет низкие управляющие напряжения электрода управления - 50 - 70 В и динамический диапазон управления - 18 В.

Для таких ГИП переменного тока, как прототип, напряжение на электроде управления составляет 70 - 90 В, а динамический диапазон управления - 11 В.

Таким образом, предложенная группа изобретений позволяет создать конструкцию ГИП переменного тока и способ управления 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 расположено по четыре электрода индикации, диэлектрические барьеры, выполненные, по крайней мере, на одной из диэлектрических пластин между электродами управления, отличающаяся тем, что в элементах отображения расстояние между средними электродами индикации l₁ меньше расстояний между каждым из средних электродов индикации и близлежащими к ним крайними электродами индикации l₂ и l₃.

2. Газоразрядная индикаторная панель переменного тока по п.1, отличающаяся тем, что в элементах отображения расстояния между каждым из средних электродов индикации и близлежащими к ним крайними электродами индикации l₂ и l₃ равны.

3. Газоразрядная индикаторная панель переменного тока по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что в элементах отображения расстояния между каждым из средних электродов индикации и близлежащими к ним крайними электродами индикации l₂ и l₃ меньше, чем расстояние между близлежащими краями соседних крайних электродов индикации l₄ двух расположенных рядом элементов отображения.

4. Способ управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока, заключающийся в формировании в элементе отображения в режиме подготовки на двух электродах индикации импульсов подготовки, формировании в режиме адресации на электродах элементов отображения импульсов управления и формировании в режиме индикации на электродах индикации импульсов поддержания разряда с циклической последовательностью для образования между электродами индикации реверсивно перемещаемого разряда, отличающийся тем, что в режиме подготовки импульсы общей записи подают на средние электроды индикации, в режиме адресации импульсы управления подают на электроды управления и на средний электрод индикации, наименее удаленный от крайнего электрода индикации, а в режиме индикации импульсы поддержания разряда подают на тот же средний электрод индикации и на крайние электроды индикации, причем первоначально импульсы подают на крайний электрод индикации, близлежащий к среднему электроду индикации, используемому в режиме адресации.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3