СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ ЛЮМИНОФОРА И ЭЛЕМЕНТ ЦВЕТНОЙ ПЛАЗМЕННОЙ ПАНЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
METHOD FOR EXCITING LUMINOPHOR AND ELEMENT OF ALTENATING CURRENT COLOUR PLASMA PANEL

Группа изобретений относится к индикаторной технике и может использоваться при создании плазменных цветных панелей переменного тока для систем отображения информации, в частности для плазменных телевизоров и видеомониторов.
Известен способ формирования разряда в элементах отображения плазменной панели переменного тока с поверхностным разрядом между электродами индикации (1). К причине, препятствующей достижению требуемого технического результата при использовании известного способа формирования разряда, относится то, что в элементах отображения нельзя получить высокую световую эффективность разряда в режиме индикации, так как разряд касается стенок диэлектрических барьеров границ элементов отображения.
Известен элемент отображения плазменной панели переменного тока с поверхностным разрядом между компланарными и параллельными электродами индикации, при этом каждый из электродов индикации выполняется в виде прозрачного проводника, на котором располагается узкая непрозрачная шина с высокой проводимостью (2). К причине, препятствующей достижению требуемого технического результата при использовании известного способа формирования разряда, относится то, что поверхностный разряд, создаваемый электродами индикации в каждом элементе отображения, не создает условия для получения высокой световой эффективности разряда в режиме индикации на частоте (100 кГц ÷ 200 кГц), так как эффективность процесса разряда снижается из-за касания стенок диэлектрических барьеров, на которых расположен люминофор, а с другой стороны, дополнительные разряды относительно адресного электрода в режиме индикации уменьшают долговечность работы люминофора.
Известен способ формирования разряда в элементе отображения, с компланарными электродами индикации, с геометрической формой в виде Т-образных прозрачных проводников, которые соединяются с узкими непрозрачными шинами с высокой проводимостью, расположенными на границах элемента отображения (3). К причине, препятствующей достижению требуемого технического результата при использовании известного способа формирования разряда, относится то, что в элементах отображения не оптимизирован процесс разряда, который увеличил бы световую эффективность разряда в режиме индикации при частоте импульсов напряжения поддержания разряда (100 кГц÷200 кГц).
Наиболее близким способом того же назначения к заявленному способу изобретения является способ возбуждения люминофора в элементе отображения цветной плазменной панели переменного тока, состоящей из диэлектрических пластин - лицевой с электродами индикации и тыльной - с люминофором. Пластины отделены друг от друга диэлектрическими барьерами с образованием объема газа. Люминофор облучается ультрафиолетовым излучением от газового разряда, который формируется в виде дискретных поверхностных разрядов в газоразрядных промежутках отдельных индикаторных участков, которые создаются путем деления компланарных и параллельных электродов индикации дополнительными диэлектрическими барьерами. В каждом отдельном индикаторном участке разряд зажигается между ближайшими кромками электродов индикации с последующим распространением процесса горения разряда на всю площадь проводников электродов индикации. Проводники изолируются от объема газа прозрачным диэлектриком, на поверхность которого наносится защитный эмиссионный материал (4). Недостатком способа является то, что в этом способе возбуждения люминофора газовым разрядом с ультрафиолетовым излучением, который формируется с дискретными поверхностными разрядами, не оптимизирован по условиям физики возникновения и горения газового разряда на отдельных участках, на которые разделен общий газоразрядный промежуток между электродами индикации элемента отображения.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному устройству в группе изобретений по конструкции элемента отображения является элемент отображения цветной плазменной панели переменного тока, который содержит компланарные и параллельные электроды индикации и расположенный перпендикулярно им адресный электрод. Электроды индикации разделены на отдельные индикаторные разрядные участки расположенными перпендикулярно к ним дополнительными диэлектрическими барьерами. Общая длина электродов индикации ограничивается диэлектрическими барьерами. Ими определяются границы элемента отображения относительно смежных элементов отображения. В каждом отдельном индикаторном разрядном участке сканирующий электрод выполнен из двух проводников, между проводниками образован дополнительный разрядный промежуток, а относительно адресного электрода имеется разрядный промежуток адресации (4).
Недостатком элемента отображения является то, что в конструкции элемента отображения не оптимизировано количество отдельных индикаторных электродов и геометрические размеры диэлектрических барьеров, а также общий объем поверхностных разрядов. Это приводит к низкой световой эффективности разряда и к уменьшенному сроку службы.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Заявленная группа изобретений решает задачу улучшения эксплуатационных и технических параметров плазменных цветных панелей переменного тока с поверхностным разрядом для систем отображения информации. При осуществлении группы изобретений может быть получен единый технический результат, заключающийся в повышении световой эффективности разряда, снижении потребляемой мощности панели, а также увеличении яркости и долговечности свечения люминофора, повышаются контраст и надежность управления, кроме того, предложенная конструкция элементов отображения с матрицей прозрачного диэлектрика упрощает процесс изготовления плазменной панели переменного тока.
Указанный технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту-устройству достигается тем, что в режиме индикации вначале разряд зажигается между ближайшими кромками электродов индикации с последующим распространением процесса горения разряда на всю площадь проводников электродов индикации. Проводники электродов изолируются от объема газа прозрачным диэлектриком, на поверхность которого наносится защитный эмиссионный материал. Независимо от геометрической формы проводников электродов индикации в элементе отображения дискретные поверхностные разряды формируют в отдельных индикаторных участках, которые создаются за счет деления общего газоразрядного индикаторного промежутка между компланарными электродами индикации согласно соотношению: n=L/(1,1÷2,0)Lk, где n - количество отдельных индикаторных участков: L - длина ближайших кромок компланарных электродов индикации: Lk - толщина катодного слоя разряда. Высоту дополнительных разделительных диэлектрических барьеров выбирают из соотношения: H=(0,1÷0,5)Lk, H - высота дополнительного разделительного диэлектрического барьера, Lk - толщина катодного слоя разряда. Ширину дополнительного разделительного диэлектрического барьера определяют из соотношения: T=(0,1÷1,0)Lk. Дополнительные разделительные диэлектрические барьеры в элементе отображения располагают перпендикулярно или с наклоном. В тех индикаторных участках, в которых проводники электродов индикации расположены под диэлектрическими барьерами границ элементов отображения, на диэлектрик изоляции электродов индикации наносят дополнительный слой прозрачного диэлектрика толщиной, равной толщине диэлектрика изоляции электродов индикации, и шириной полосы, выбранной из соотношения: t≤2Le, где t - ширина полосы дополнительного слоя прозрачного диэлектрика, Le - длина пробега ионизующих электронов. Дополнительные разделительные диэлектрические барьеры выполняют из прозрачного материала. Защитный эмиссионный материал наносят на дополнительные разделительные диэлектрические барьеры. В элементе отображения при наклонном расположении дополнительных разделительных диэлектрических барьеров относительно ближайших кромок электродов индикации между кромками электродов индикации перпендикулярно краям электродов индикации располагаются дополнительные разделительные диэлектрические барьеры.
Формирование дискретных поверхностных разрядов в элементе отображения с любой геометрией электродов индикации, в которых общий газоразрядный промежуток разделен на отдельные индикаторные участки с условием соблюдения толщины катодного слоя разряда, позволяет оптимизировать количество индикаторных участков, а выбранные параметры дополнительных разделительных диэлектрических барьеров и их расположение позволяют создавать физические условия возникновения и горения дискретных поверхностных разрядов с минимальными потерями энергии, что приводит к увеличению световой эффективности.
Выполнение дополнительных разделительных диэлектрических барьеров из прозрачного материала увеличивает площадь прозрачности элемента отображения, что повышает величину яркости свечения. Нанесение на дополнительные разделительные диэлектрические барьеры защитного эмиссионного материала упрощает технологический процесс изготовления плазменной панели. Перпендикулярное расположение дополнительных разделительных барьеров между кромками электродов индикации при наклонном расположении этих барьеров по поверхности диэлектрика изоляции электродов индикации, а также нанесение дополнительного прозрачного слоя диэлектрика на диэлектрик изоляции электродов индикации в отдельных индикаторных участках, ограниченных барьером границы элемента отображения, позволяет формировать дискретные поверхностные разряды при любой геометрической форме электродов индикации и создавать одинаковые физические условия для возникновения и горения разряда, что расширяет область использования предлагаемого способа возбуждения люминофора для различных конструкций панелей переменного тока.
Указанный единый технический результат по объекту-устройству достигается тем, что элемент отображения цветной плазменной панели переменного тока содержит компланарные и параллельные электроды индикации и расположенный перпендикулярно им адресный электрод. Электроды индикации с общим разрядным промежутком разделены на отдельные индикаторные разрядные участки перпендикулярными к электродам индикации дополнительными диэлектрическими барьерами. Общая длина электродов индикации ограничивается диэлектрическими барьерами. Ими определяются границы элемента отображения относительно смежных элементов отображения. В каждом отдельном индикаторном разрядном участке сканирующий электрод выполнен из двух проводников. Между проводниками образован дополнительный разрядный промежуток, а относительно адресного электрода образован разрядный промежуток адресации, так как вводится дополнительное ограничение длины электродов индикации относительно диэлектрических барьеров, независимо от геометрической формы границ элемента отображения. Формирование дополнительных диэлектрических барьеров производится за счет применения дополнительного прозрачного диэлектрика, который наносят в форме матрицы на прозрачный диэлектрик изоляции электродов индикации. Ширина полосы дополнительного прозрачного диэлектрика матрицы под диэлектрическими барьерами границ элемента отображения выбрана из соотношения: S≥(Sd+Le), где Sd - ширина диэлектрического барьера границ элемента отображения, S - ширина полосы дополнительного прозрачного диэлектрика матрицы, Le - длина пробега ионизующих электронов. Толщина дополнительного прозрачного диэлектрика выбрана из соотношения: Тд=(0,1÷0,5)Lk, где Тд - толщина дополнительного прозрачного диэлектрика, Lk - толщина катодного слоя разряда. Количество диэлектрических барьеров, разделяющих газоразрядный промежуток электродов индикации на отдельные индикаторные участки, выбрано из соотношения: m=[L/(1,1÷2,0)Lk]-1, где m - количество барьеров, Lp - длина действующего газоразрядного промежутка, Lk - толщина катодного слоя разряда. Ширина диэлектрических барьеров, разделяющих газоразрядный промежуток электродов индикации, выбрана из соотношения: T=(0,1÷1,0)Lk, где Т - ширина диэлектрического барьера, разделяющего газоразрядный промежуток между электродами индикации, Lk - толщина катодного слоя разряда. При отсутствии диэлектрического барьера границы между смежными элементами отображения одного цвета свечения ширина полосы дополнительного прозрачного диэлектрика матрицы соответствует соотношению: Sc≤K, где Sc - ширина полосы дополнительного прозрачного диэлектрика матрицы между электродами индикации смежных элементов отображения одного цвета свечения, K - расстояние между электродами индикации смежных элементов отображения одного цвета свечения. Расстояние между поверхностью диэлектрика изоляции электродов индикации со слоем защитного эмиссионного материала и слоем люминофора над электродами индикации определено из соотношения: h=(1,0÷3)Lk, где h - расстояние между поверхностью диэлектрика изоляции электродов индикации со слоем защитного эмиссионного материала и слоем люминофора над электродами индикации, Lk - толщина катодного слоя разряда.
Адресный электрод выполнен в виде шины с дополнительным проводником, расположенным над проводником сканирующего электрода индикации, которым образован разрядный промежуток адресации, при этом шина адресного электрода расположена под диэлектрическим барьером границы элемента отображения, при геометрической форме прозрачных электродов в виде буквы "Т". Общий газоразрядный промежуток разделен на три отдельных индикаторных участка, и относительно одной шины электрода индикации параллельно введен электрод адресного разряда, дополнительный проводник адресного электрода изолирован диэлектриком от объема газа, поверхность дополнительного проводника адресного электрода сформирована без люминофора, промежуток между проводниками сканирующего электрода закрыт светонепроницаемым материалом.
Введение ограничения на длину общего разрядного промежутка позволяет снизить энергетические потери поверхностного разряда в отдельных индикаторных участках, сформированных между диэлектрическим барьером границы элемента отображения и дополнительным разделяющим барьером, так как поверхностный газовый разряд не касается стенок диэлектрического барьера границы.
Нанесение дополнительного прозрачного диэлектрика в виде матрицы на диэлектрик изоляции электродов индикации с указанными геометрическими размерами и количеством диэлектрических барьеров в виде полос выбрано в соответствии с применением критерия толщины слоя катодного разряда, что позволило оптимизировать конструкцию элемента отображения плазменной панели с учетом физических процессов газового разряда, который формируют в виде дискретных поверхностных разрядов, и эти разряды обеспечивают максимальную интенсивность ультрафиолетового излучения для возбуждения люминофора в элементе отображения.
Предлагаемый выбор расстояния между поверхностью диэлектрика изоляции электродов индикации со слоем защитного эмиссионного материала и слоем люминофора над электродами индикации вместе с предложенной конструкцией адресного электрода с дополнительным проводником над сканирующим электродом индикации дает возможность снизить процесс деградации люминофора, так как устраняет процесс накопления зарядов на поверхности люминофора во время ввода информации, когда между адресным электродом и сканирующим электродом формируют разряды, в результате которого совместно с разрядом индикации происходит бомбардировка ионами люминофора. Также увеличивается долговечность свечения люминофора и в целом работа плазменной панели. Кроме того, расположение шины адресного электрода под барьерами границ элемента отображения устраняет электрическую связь между смежными элементами одного цвета свечения из-за отсутствия зарядов во время адресации, при этом выполнение сканирующего электрода индикации из параллельных проводников позволяет закрыть промежуток между ними светонепроницаемым материалом, что повышает контраст изображения.
Для проверки соответствия каждого из объектов заявленной группы изобретений требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными, среди выбранных прототипов для плазменной цветной панели с поверхностным разрядом и способа управления заявленной группы изобретений.
Результаты поиска 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 световой эффективности и увеличение срока службы достигалось бы за счет возбуждения люминофора ультрафиолетом от газового разряда, сформированного в виде дискретных поверхностных разрядов при делении общего газоразрядного промежутка между электродами индикации на отдельные индикаторные участки, количество которых оптимизировано через критерий толщины катодного слоя разряда, который также применен при выборе геометрических размеров дополнительных разделительных барьеров, а также предложенное расположение их на поверхности диэлектрика изоляции. Введение дополнительного слоя прозрачного диэлектрика в отдельные индикаторные участки, которые ограничены диэлектрическими барьерами границ элементов отображения, позволяет создавать одинаковые физические условия возникновения и горения поверхностного разряда во всех отдельных индикаторных участках при любой форме проводников электродов индикации. Кроме того, в предложенной конструкции элемента отображения применение дополнительного прозрачного диэлектрика в виде матрицы, с предложенными геометрическими размерами при любой форме проводников электродов индикации, позволяет упростить технологический процесс изготовления панели, а предложенный выбор расстояния между поверхностью диэлектрика изоляции электродов индикации со слоем защитного эмиссионного материала и слоем люминофора над электродами индикации совместно с конструкцией адресного электрода позволяет оптимизировать долговечность работы люминофора в элементе отображения при дискретных поверхностных разрядах.
Предлагаемый способ возбуждения люминофора и элемент отображения цветной плазменной панели переменного тока поясняется следующими фигурами.
На фиг.1 схематически показан цветной пиксель с элементами отображения плазменной панели прототипа и с процессом поверхностного разряда между электродами индикации во время адресации и индикации.
На фиг.2 схематически показан первый пример цветного пикселя с элементами отображения из типовых плазменных панелей переменного тока, в элементах отображения которых возбуждают дискретные поверхностные разряды по предложенному способу.
На фиг.3 схематически показан второй пример цветного пикселя с элементами отображения, при управлении методом "ALIS" из типовых плазменных панелей переменного тока, в элементах отображения которых возбуждают дискретные поверхностные разряды по предложенному способу.
На фиг.4 схематически показан третий пример цветного пикселя с элементами отображения из типовых плазменных панелей переменного тока, в элементах отображения которых возбуждают дискретные поверхностные разряды по предложенному способу.
На фиг.5 схематически показан четвертый пример цветного пикселя с элементами отображения из типовых плазменных панелей переменного тока, в элементах отображения которых возбуждают дискретные поверхностные разряды по предложенному способу.
На фиг.6 схематически показан пятый пример цветного пикселя с элементами отображения из типовых плазменных панелей переменного тока, в элементах отображения которых возбуждают дискретные поверхностные разряды по предложенному способу.
На фиг.7 схематически показан шестой пример выполнения элемента отображения, в котором возбуждают дискретные поверхностные разряды по предложенному способу.
На фиг.8 схематически показан седьмой пример выполнения элемента отображения, в котором возбуждают дискретные поверхностные разряды по предложенному способу.
На фиг.9 схематически показан восьмой пример выполнения элемента отображения, в котором возбуждают дискретные поверхностные разряды по предложенному способу.
На фиг.10 схематически показан девятый пример выполнения элемента отображения в типовой плазменной панели.
Для возбуждения люминофора в элементе отображения цветной плазменной панели (ПП) переменного тока прототипа (фиг.1а), в которой каждый пиксель 1 состоит из горизонтально расположенных цветных элементов отображения: R - красный, G - зеленый, В - синий, в которых поверхностный газовый разряд 2 формируется в общем газоразрядном промежутке "gap" между электродами индикации Х и Y (фиг.1). Каждый элемент отображения ограничен диэлектрическими барьерами 3, которыми определяются границы элемента отображения одного цвета свечения, и общий газоразрядный промежуток "gap" разделен прозрачными диэлектрическими барьерами 4 на отдельные индикаторные участки 5. Компланарные и параллельные электроды индикации Х и Y формируются на лицевой пластине 6 и изолируются диэлектриком 7 с защитным эмиссионным материалом 8, обычно это напыление окиси магния МgО (фиг.1б, в). Сканирующий электрод индикации Y состоит из двух проводников: Yи и Yc. На тыльной пластине 9, как видно в разрезах А-А и Б-Б (фиг.1б, в), формируются адресные электроды Z и диэлектрические барьеры 3 границ элемента отображения, при этом на боковые стенки этих барьеров 3 и на поверхность тыльной пластины и проводника адресного электрода наносится люминофор 10. Для возбуждения газового разряда между электродами индикации, в режиме индикации, в адресуемом элементе отображения вначале формируется адресный разряд 11 между адресным электродом Z и проводником Yc сканирующего электрода индикации Y, а потом формируется разряд 12 между проводниками Yи и Yc, как показано на фиг.1в, который переходит в поверхностный газовый разряд 13 между электродами индикации Х и Y. Из фиг.1б видно, что в крайних отдельных индикаторных участках элемента отображения разряд касается стенок диэлектрических барьеров 3, что проводит к энергетическим потерям разряда, так как снижается температура разряда.
Первый пример - цветной пиксель 1 типовой плазменной панели с элементами отображения R, G, B (фиг.2а), где каждый элемент отображения отделяется от смежного элемента отображения другого цвета свечения диэлектрическими барьерами 3, которые являются границами, а электроды индикации Х и Y состоят из непрозрачных проводников с высокой проводимостью шин Xш, Yш и прозрачных проводников Xp, Yp, где электрод индикации Y является сканирующим, через который осуществляется выбор или адресация элемента отображения, то есть включение или выключение свечения элемента отображения. В данной конструкции элемента отображения газовый зазор "gap" между электродами индикации образован кромками прозрачных электродов Xp, Yp. Газовый зазор "gap" в элементе отображения типовой плазменной панели может быть образован с различным расположением непрозрачных и прозрачных проводников (фиг.2ж, фиг.2з). В каждом элементе отображения (фиг.2) ультрафиолетовое излучение газового разряда для возбуждения люминофора формируют в виде газовых дискретных поверхностных разрядов в каждом цветном элементе отображения путем деления общего газоразрядного индикаторного промежутка между электродами индикации с длиной L ближайших кромок на отдельные индикаторные участки с применением параметра Lk - толщина катодного слоя разряда. Величина этого параметра соответствует физическим условиям оптимального режима возникновения и горения газового разряда с минимальными энергетическими потерями. При таком делении общего газоразрядного индикаторного промежутка между электродами индикации, в отдельных индикаторных участках, длина ближайших кромок электродов индикации будет равна Lk, как это показано в элементе отображения G с длиной L (фиг.2а). Для формирования в адресованном элементе газовых дискретных поверхностных разряда в отдельных индикаторных участках вначале возбуждается разряд 11 между адресным электродом Z и сканирующим электродом индикации Y (фиг.2б) разреза А-А элемента отображения В. После разряда адресации на поверхностях электродов будут накоплены заряды, которые приводят к возникновению газового поверхностного разряда 16 между кромками электродов индикации X, Y, а затем распространение разряда 17 на всю поверхность диэлектрика изоляции проводников электродов индикации. На фиг.2в стрелками показан процесс распространения разряда в режиме индикации адресованного элемента отображения. Распространение разряда 17 происходит одновременно во всех отдельных индикаторных участках элемента отображения (фиг.2г) разреза Б-Б. Выбранная высота дополнительных разделительных барьеров 4 с учетом параметра Lk 5 позволяет минимизировать потери ультрафиолетового излучения, которое показано стрелками (фиг.2г). На фиг.2д в разрезе В-В показан элемент отображения R в стадии распространения разряда 17 на всю поверхность диэлектрика 7 и защитного эмиссионного материала 8 электродов индикации. С целью уменьшения энергетических потерь в крайних отдельных индикаторных участках, где с одной стороны они ограничены диэлектрическими барьерами 3 границ участков, проводники электродов индикации относительно краев этих барьеров отделены дополнительным слоем прозрачного диэлектрика 15 с шириной t, которая выбрана с учетом параметра Le длины пробега ионизующих электронов. Расположение этих дополнительных слоев показано на разрезе Д-Д (фиг.2е). При использовании этих слоев 15 разряд не касается стенок барьеров 3, и температура газового разряда в этих отдельных индикаторных участках по отношению к другим индикаторным участкам одинакова, что в целом позволяет обеспечить высокую эффективность излучения ультрафиолета дискретных поверхностных разрядов в элементе отображения. Для устранения влияния на люминофор 10 зарядов, которые является причиной возникновения дополнительных разрядов, после режима адресации и во время режима индикации, что приводит к бомбардировке люминофора 10 и процессу деградации, который снижает яркость свечения и ведет к уменьшению срока службы типовой плазменной панели. Эти заряды накапливаются на поверхности слоя люминофора 10, расположенного на поверхности адресного электрода Z или на диэлектрике изоляции 14 этого электрода. Предлагается выполнение конструкции адресного электрода (фиг.2и), где показан пиксель с элементами отображения, в которых адресный электрод выполнен в виде шины Zш, расположенной под диэлектрическим барьером 3 границ, и проводника, расположенного над электродом сканирования Y. Такое выполнение адресного электрода ограничивает площадь накопления разрядов во время процесса адресации и режима индикации, что позволяет снизить процесс деградации люминофора 10.
Второй пример реализации предложенного способа возбуждения люминофора в элементе отображения типовой плазменной панели с режимом управления методом "ALIS" показан схематически на фиг.3.
Пиксель типовой плазменной панели 3а имеет цветные элементы отображения R, G, B, в которых, согласно предложенному способу возбуждения люминофора, общий газоразрядный промежуток разделен на отдельные индикаторные участки дополнительными барьерами 4, а для устранения влияния стенок диэлектрических барьеров границ 3 на газовый поверхностный разряд предлагается нанести слои диэлектрика 15. Для повышения долговечности работы плазменной панели предлагается выполнять адресный электрод в виде шины Zш под диэлектриком 3 границ элементов отображения (фиг.3б).
Третий пример реализации (фиг.4) предложенного способа возбуждения люминофора в элементе отображения типовой плазменной панели, где пиксель имеет цветные элементы отображения R, G, B. В элементах отображения газоразрядный промежуток сформирован прозрачными электродами индикации геометрической формы в виде буквы "Т", и верхняя прозрачная часть проводников не доходит до краев диэлектрических барьеров 3 границ элементов отображения на расстоянии Le, что соответствует длине пробега ионизующих электронов для выбранного давления газа. Согласно предложенному способу возбуждения люминофора от газовых дискретных поверхностных разрядов общий газоразрядный промежуток между электродами индикации X, Y разделен барьерами 4 на три отдельных индикаторных участка с длиной кромок электродов индикации Lk. В крайних отдельных индикаторных участках газовые поверхностные разряды 18 возникают одновременно с газовым поверхностным разрядом 19 в центральном отдельном промежутке, но заканчиваются в разное время, так как разряд в центральном отдельном индикаторном участке распространяется до шин электродов индикации Xш, Yш (фиг.4а). Процесс адресации и формирования дискретных поверхностных разрядов показан на фиг.4б разреза А-А цветного элемента отображения R. Адресный разряд 11 формируется между адресным электродом, который для примера не изолирован диэлектриком, но имеет слой люминофора 10, и сканирующим электродом Y, что приводит к накоплению зарядов во всех отдельных индикаторных участках элемента отображения R, на сканирующем электроде индикации Y, а затем в режиме индикации к разрядам 18, 19 между электродами индикации X, Y. Для снижения деградации люминофора и повышения контраста с рассмотренной выше формой электродов индикации предлагается выполнять адресный электрод Z, (фиг.4в), или ввести электрод Yc для формирования адресного разряда (фиг.4г).
Четвертый пример реализации предложенного способа возбуждения люминофора в элементе отображения типовой плазменной панели (фиг.5). Пиксель имеет цветные элементы отображения R, G, B, в элементах отображения которых общий газоразрядный промежуток сформирован между электродами индикации X, Y, каждый из которых содержит n непрозрачных проводников. Общий газоразрядный промежуток каждого элемента отображения разделен на отдельные индикаторные участки, которые формируют дискретный поверхностный разряд для возбуждения люминофора. С целью повышения эффективности газового разряда в крайних отдельных индикаторных участках относительно краев барьеров границ элементов отображения нанесены дополнительные полосы прозрачного диэлектрика 15 с шириной t.
Пятый пример реализации предложенного способа возбуждения люминофора в элементе отображения типовой плазменной панели (фиг.6). Пиксель имеет цветные дельтообразные элементы отображения R, G, B. В данном примере в элементах отображения электроды индикации выполнены аналогично (фиг.2а), но возможно выполнение электродов индикации, показанных на фиг.3, фиг.4 и фиг.5. Разделение электродов индикации диэлектрическими барьерами 4 возможно как в пределах шин электродов индикации Xш, Yш, так и между диэлектрическими барьерами границ элемента отображения, как показано в элементе отображения G (фиг.6). Для устранения влияния краев стенок барьеров границ 3 предлагается нанести дополнительные прозрачные полосы 15.
Шестой пример реализации способа возбуждения люминофора и элемент отображения цветной плазменной панели переменного тока показан схематически на фиг.7. В элементе отображения геометрическая форма каждого электрода индикации X, Y выполнена в виде рефлекторной антенны, элементы которой не доходят до краев диэлектрических барьеров 3 границ элементов отображения на расстояние Le, что соответствует длине пробега ионизующих электронов для выбранного давления газа. Газоразрядный промежуток между электродами индикации разделен диэлектрическими барьерами 4.
Седьмой пример реализации способа возбуждения люминофора и элемента отображения цветной плазменной панели переменного тока показан на фиг.8. Элемент отображения (фиг.8а) содержит компланарные и параллельные электроды индикации X, Y, сформированные из непрозрачных проводников, при этом электрод индикации Y состоит из двух проводников: один как электрод Yи, а второй электрод Yc является сканирующим. Между ним и адресным электродом возбуждается адресный разряд. Адресный электрод выполнен в виде шины Zш, расположенной под диэлектрическим барьером 3 границы элемента отображения, проводник адресного электрода Z располагается параллельно проводнику электрода Yc и над ним (фиг.8б). Адресный электрод изолирован диэлектриком 14 с защитным эмиссионным материалом 8, при этом расстояние h между поверхностью диэлектрика изоляции 7, электродов индикации со слоем защитного эмиссионного материала 8 выбрано с учетом параметра Lk. Другой пример выполнения адресного электрода Z (фиг.8в), где проводник не изолирован от газового объема. В элементе отображения для формирования дискретных поверхностных разрядов введено дополнительное ограничение длины электродов индикации относительно краев диэлектрических барьеров 3 границ элемента отображения путем формирования матрицы 15м в виде дополнительного прозрачного диэлектрика на диэлектрике 7 изоляции электродов индикации X, Y. Матрица 15м также формирует барьеры разделения общего газоразрядного промежутка на отдельные индикаторные участки. Ширина полосы дополнительного прозрачного диэлектрика матрицы под диэлектрическими барьерами границ элемента отображения выбрана с учетом длины Le пробега ионизирующих электронов и ширины диэлектрического барьера границ элемента отображения, а толщина диэлектрика матрицы - с учетом толщины катодного слоя разряда Lk. Формирование матрицы 15м на диэлектрике изоляции электродов индикации упрощает технологический процесс изготовления панели с дискретным поверхностным разрядом в элементах отображения. На фиг.8б, фиг.8в схематически показана физика процесса развития газового разряда в режиме адресации и индикации. В режиме адресации возбуждается разряд 11 между адресным проводником Z и сканирующим электродом Yc, затем зажигается разряд 12 между электродами Yи и Yc, а в режиме индикации формируют разряд 13 между электродами Х и Y. С целью повышения контраста предложено закрыть промежуток между электродами Yи и Yc светонепроницаемым материалом 20 (фиг.8г).
На фиг.8д схематически представлен элемент отображения, формирующий дискретный поверхностный разряд между электродами индикации, при этом электрод Yи содержит прозрачный проводник Yp и шину Yш, а на фиг.8е - электрод индикации Х также содержит прозрачный проводник Хр и шину Хш. Использование матрицы прозрачного диэлектрика с предложенными геометрическими размерами в типовой плазменной панели переменного тока с геометрией формы электродов индикации в виде буквы "Т" позволяет существенно упростить процесс их изготовления за счет снижения точности совмещения расположения электродов индикации относительно диэлектрических барьеров границ элементов отображения и ввести дополнительный электрод для формирования адресного разряда при выполнении адресного электрода в виде шины Zш под барьером 3 границы элемента отображения и проводника Z над сканирующим электродом Yc (фиг.8ж, фиг.8з).
Возможность выполнения наклонных дополнительных разделительных диэлектрических барьеров в элементе отображения для возбуждения дискретных поверхностных разрядов по предложенному способу (фиг.9). Электроды индикации X, Y выполнены из шин Хш, Yш, соединенных с прозрачными проводниками Хр, Yp в виде параллелограммов, при этом края параллелограммов относительно краев диэлектрических барьеров границ элементов расположены с учетом длины Le пробега ионизирующих электронов для выбранного давления газа или смеси газа. На фиг.10 показаны элементы отображения 21, 22 с электродами индикации X, Y, как в типовой плазменной панели, но с отдельными индикаторными участками, которые получены с помощью матрицы 15м из прозрачного диэлектрика. В плазменной панели адресный электрод выполнен в элементе отображения в виде проводника Z, который параллелен электроду Y и соединен с шиной Zш, которая располагается под барьером. Известный размер величин параметров Lk, Le (5), при их применении в плазменных панелях, будет в реальности меньше, так как давление газа или смеси газов больше. В данное время в элементах отображении выпускаемых плазменных панелях типовой зазор между кромками электродов индикации находится в пределах 0,05÷0,15 мм. Факт повышения эффективности газового поверхностного разряда, когда в элементе отображения газоразрядный промежуток был разделен на два участка вдоль элемента отображения, был проверен на экспериментальной плазменной панели с тремя электродами индикации с информационной емкостью 853×480, при шаге элементов отображения 1,05 мм, где разряд поочередно зажигался в режиме индикации. По сравнению с типовой плазменной панелью световая эффективность увеличилась на 20%.
Дополнительным фактом повышения эффективности предложенного способа возбуждения разряда является необходимость устранения касания разряда стенок диэлектрических барьеров границ, которое устранено в плазменных панелях компании "Pioneer", что привело к повышению световой эффективности на 30%.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении заявленной группы изобретений при использовании следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленную группу изобретений при его осуществлении, предназначено для использования в системах отображения видеоинформации, содержащих плазменные цветные панели переменного тока с поверхностным разрядом в элементе отображения, в частности мониторы и телевизоры;
- для заявленной группы изобретений в том виде, как оно охарактеризовано в независимых пунктах нижеизложенной формулы изобретения, подтверждается возможность его осуществления с помощью вышеизложенных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
- средство, воплощающее заявленную группу изобретений при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Источники информации
1. Патент US 6100641, кл. G09G 3/10 от 08.08.2000 г.
2. Патент US 6295040, кл. G09G 3/28 от 25.09.2001 г.
3. Патент US 6492770, кл. Н01J 17/49 от 10.12.2002 г.
4. Патент RU 2209471, кл. С2 от 14.08.2001 г.
5. Е.П.Велихов и др. "Физические явления в газоразрядной плазме", стр.120, М.: "Наука", 1987 г.