ЭКРАН ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ Российский патент 1997 года по МПК H01J29/10 H01J9/20 

Изобретение относится к электронно-лучевым трубкам и может быть использовано для соединения трубок самого различного технического назначения /телевизионных, осциллографических, проекционных и т.д./.

Известна электронно-лучевая трубка, на экран которой, выполненный из стекла, нанесены люминесцентные материалы /люминофоры, такие как, например, ZnS /Ag/ или ZnS-Cd/S//Cu/ [1]
Известен экран электронно-лучевой трубки, состоящей из стекла и тонкого покрытия [2]
Существенным недостатком этих экранов, например, телевизионных, является наличие у них ореолов, возникающих за счет части изотропного свечения люминофоров, падающей на выпускную полированную грань под углами, большими угла полного внутреннего отражения.

В конечном итоге, для описанных выше аналогов это приводит к понижению контрастности изображения на экране трубки до величины 10:1 /у хороших трубок ρ ~ 100:1/.

Кроме этого конечная длительность свечения люминофоров /наличие послесвечения/ приводит к появлению различного рода "шлейфов" от электронного луча при передаче быстродвижущихся объектов.

Наконец, как правило, практически все экраны электронно-лучевых трубок дают достаточную освещенность при энергиях электронов E 20 кэВ, что повышает уровень энергетических затрат и приводит к необходимости использования в схемах, формирующих такое напряжение, высоковольтных элементов.

Следует также добавить, что все люминофорные экраны довольно недолговечны из-за выгорания /разрушения/ люминофора.

Техническим результатом, который может быть получен при использовании изобретения, является снижение напряжения, подаваемого на трубку, и обеспечение безореольности и безынерционности свечения экрана.

Указанный результат достигается следующим образом.

Экран электронно-лучевой трубки представляет собой пластину стекла /плоскопараллельную для малых экранов или вогнутую для больших/, на внутреннюю поверхность которой нанесен тонкий слой покрытия с высоким показателем преломления, например, металлов /золота, серебра, меди/, или диэлектрических покрытий, например, кассетерита /SnO₂/, рутила /TiO₂/ и др. с границей раздела между металлом и стеклом, выполненной с шереховатостью, параметры которой менее или порядка мкм, что позволяет возбуждать в покрытии экрана совокупность трех видов излучений /излучения Вавилова-Черенкова /ИВЧ/, оптического тормозного /ОТИ/ и оптического переходного излучения /ОПИ/ и дает возможность работать электронно-лучевой трубке при низких напряжениях U примерно /5 10/ кэВ.

Толщина покрытия /примерно 1 мкм/ обеспечивает оптимальные условия для выхода свечения экрана ИВЧ, при этом напряжение U, подаваемое на трубку, должно превышать порог возникновения ИВЧ U_пор. в соответствии с выражением

где U в кВ, а комплексная диэлектрическая пропорциональность используемого покрытия, λ длина волны ИВЧ.

Это приводит не только к понижению напряжения, подаваемого на трубку, по сравнению с прототипом, но и обеспечивает безореольность и безынерционность свечения экрана.

Упорядоченность шероховатости приводит к равномерной освещенности экрана.

Покрытие экрана, состоящее из материалов с различными e, и при котором соблюдается упорядоченность их расположения, позволяет получать свечение экрана различной цветности (фиг. 1).

Таким образом, совокупность вышеуказанных признаков безлюминофорного экрана обеспечивает: 1. работу трубки с низким напряжением; 2. безореольность и безынерционность свечения и, как следствие, увеличение быстродействия; 3. повышение контрастности за счет исключения ореолов свечения; 4. обеспечивает многоцветность экрана.

Существенное понижение рабочего напряжения, подаваемого на трубку, дает при использовании большую экономию электроэнергии и удешевляет затраты на изготовление элементов высоковольтной части телевизионного устройства по сравнению с устройствами, имеющими экран с люминофорами, а также увеличивает долговечность экрана.

С целью проверки возможности реализации предложенного безлюминофорного экрана электронно-лучевой трубки было проведено несколько экспериментов с безлюминофорным экраном, напыленным тонкими /- 0,5 m/ полосами Al, Cu, Ag на стекло телевизионной трубки телевизоров "Рубин Ц-208". Полученные изобретения геометрических фигур, поданных на безлюминофорный экран с помощью компьютера, показаны на фиг. 2а, б. При фотографировании экспозиция составила около 5 с /фотопленка НК-2Ш, 130 ед. ГОСТ/.

Дополнительные эксперименты, выполненные с мелкозернистыми экранами из сплава меди и золота, дают сравнимую интенсивность с люминофором при энергии электронов примерно 20 кэВ, а при примерно 5 кэВ свечение люминофора прекращается полностью, тогда как сплав Cu Au дает довольно сильное свечение и при более низких напряжениях.

Назначение: электронная техника. Сущность изобретения: экран электронно-лучевой трубки состоит из покрытия, представляющего собой слой безлюминофорного вещества с высоким показателем преломления для видимой и инфракрасной частей спектра, из металлов, например, золота, серебра, меди или их сплавов, а также диэлектрических покрытий, например SnO₂, TiO и др., с границей раздела между покрытием и стеклом, выполненной с шероховатостью порядка 1 мкм. При соответствующем напряжении, подаваемом на экран, могут возникать три типа излучения: Вавилова-Черенкова, оптическое тормозное и оптическое переходное. Такой экран электронно-лучевой трубки решает задачу получения на нем безореольного, безынерционного изображения при низких напряжениях на трубке, что понижает уровень энергетических затрат в схемах, формирующих это напряжение, а также существенно повышает долговечность экрана. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Экран электронно-лучевой трубки, состоящий из стекла и тонкого покрытия, отличающийся тем, что покрытие представляет собой слой вещества с высоким показателем преломления для видимой или инфракрасной части спектра свечения из металлов или их сплавов, и/или диэлектриков, при этом граница раздела между покрытием и стеклом выполнена с шероховатостью, характерные размеры которой (глубина впадин, радиусы закруглений и микроострий) менее или порядка мкм, что дает возможность возникновения на границе раздела совокупности трех видов оптического излучения: Вавилова-Черенкова, тормозного и переходного и обеспечивает максимальный выход излучения Вавилова-Черенкова. 2. Экран по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материалов покрытия выбраны металлы: золото, серебро, медь и/или диэлектрики: двуокись олова (SnO₂), двуокись титана (TiO₂).