ВАКУУМНЫЙ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ ИНДИКАТОР Российский патент 1999 года по МПК H01J31/12 

Изобретение относится к индикаторной технике и может быть использовано для создания вакуумных люминесцентных индикаторов - ВЛИ, отображающих текстовую и графическую информацию.

Известны ВЛИ для отображения текстовой и графической информации, которые содержат заключенные в прозрачную вакуумную оболочку аноды в виде пленочных проводников, покрытых люминофором, управляющие электроды - сетки в виде тонких металлических проводников, образующих с анодами прямоугольную матрицу, и прямонакальные катоды, расположенные перпендикулярно сеткам. Аноды, управляющие сетки и катоды имеют внешние выводы (см. международную заявку PCT N 83/02683, МКИ: H 01 J 31/12; патент Франции N 2503432, МКИ: G 09 F 13/22, G 09 G 3/30).

Недостатком данной конструкции ВЛИ является большая мощность накала катодов из-за их большого количества. Количество катодов определяется длиной прямоугольника информационного поля, имеющей обычно отношение длины к ширине 4: 3 (320:240; 800:600 и т.д.) и расстоянием между катодами, для обеспечения максимально равномерного электронного потока на поверхности анодов.

Наиболее близким аналогом по технической сущности является ВЛИ, содержащий внутри прозрачной вакуумной оболочки аноды в виде пленочных проводников, прокрытых люминофором, управляющие электроды - сетки, ортогональные анодам, образующие с анодами прямоугольную матрицу, и прямонакальные катоды, расположенные параллельно управляющим сеткам (см. авторское свидетельство СССР N 1714718, заявл. 03.11.89., опубл. 23.02.92 г., МКИ: H 01 J 31/12 - прототип).

Существенным недостатком указанного ВЛИ является значительная мощность накала катодов из-за большого их числа и невысокое качество отображения информации. Последнее обусловлено тем, что при большой длине катодов, расположенных вдоль длинной стороны прямоугольника информационного поля, падение напряжения вдоль катода, из-за приложенного к нему накального напряжения, создает не одинаковые условия формирования электронного потока.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в снижении мощности рассеиваемой накалом катодов путем уменьшения их количества и улучшении качества отображения информации путем повышения равномерности свечения люминофора.

Поставленная задача достигается тем, что в известном вакуумном люминесцентном индикаторе, содержащем внутри вакуумной оболочки покрытые люминофором аноды с внешними выводами, ортогональные анодам управляющие сетки с внешними выводами и катоды, параллельные управляющим электродам, между катодами и управляющими сетками параллельно катодам введены нечетные и четные дополнительные электроды, при этом количество нечетных дополнительных электродов и количество четных дополнительных электродов равно количеству катодов, шаг расположения нечетных и четных дополнительных электродов равен шагу расположения катодов, а расстояния от каждого катода до наиболее близко к нему расположенных нечетного и четного дополнительных электродов равны, причем каждый нечетный и четный дополнительный электрод имеет отдельный внешний вывод; кроме того, первые концы катодов имеют общий внешний вывод, а вторые концы каждого катода имеют отдельные внешние выводы.

Введение в конструкцию индикатора нечетных и четных дополнительных электродов, на которые подаются напряжения, приводящие к рассеиванию и отклонению электронного потока, позволяет уменьшить количество катодов в несколько раз. Уменьшение числа катодов влечет за собой пропорционально снижение мощности накала индикатора.

Введение в конструкцию индикатора отдельных внешних выводов от вторых концов катодов при общем внешнем выводе от их первых концов позволяет разделить во времени разогрев катодов и формирование электронных потоков. Формирование электронного потока при одинаковых нулевых напряжениях на обеих концах катода обеспечивает одинаковую разность потенциалов между катодом и дополнительными электродами, по всей их длине, что обусловливает однородность электронного потока и, соответственно, повышает равномерность свечения люминофора в индикаторе и качество отображения информации.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами.

На фиг. 1 изображен общий вид конструкции ВЛИ, например, с тремя катодами, тремя нечетными и тремя четными дополнительными электродами, десятью управляющими сетками и девятью анодами,
На фиг. 2 изображен поперечный разрез А-А данного ВЛИ.

На фиг. 3 изображены эпюры напряжений управления данного ВЛИ.

На чертежах введены следующие обозначения:
1 - вакуумный люминесцентный индикатор,
2 - прозрачная вакуумная оболочка,
3 - люминофор,
4 - аноды,
5 - внешние выводы анодов,
6 - управляющие сетки,
7 - внешние выводы управляющих сеток,
8 - катоды,
9 - первые концы катодов,
10 - общий внешний вывод первых концов катодов,
11 - вторые концы катодов,
12 - отдельные внешние выводы вторых концов катодов,
13 - нечетные дополнительные электроды,
14 - четные дополнительные электроды,
15 - внешние выводы дополнительных электродов,
16 - эпюры напряжений сканирования, подаваемые на отдельные внешние выводы вторых концов катодов,
17 - эпюры напряжений сканирования, подаваемые на внешние выводы нечетных и четных дополнительных электродов,
18 - эпюры напряжений сканирования подаваемые на внешние выводы управляющих сеток,
19 - напряжение выборки, подаваемое на внешний вывод анода.

В соответствии с настоящим изобретением вакуумный люминесцентный индикатор 1 содержит прозрачную вакуумную оболочку 2, внутри которой расположены покрытые люминофоры 3, пленочные проводники - аноды 4 с внешними выводами 5 (фиг. 1 и фиг. 2). Перпендикулярно к анодам 4 расположены управляющие сетки 6 с внешними выводами 7. Параллельно управляющим сеткам 6 расположены катоды 8, причем первые концы 9 катодов 8 имеют общий вывод 10, а вторые концы 11 катодов 8 имеют отдельные внешние выводы 12. Между катодами 8 и управляющими электродами 6 параллельно им расположены нечетные дополнительные электроды 13 и четные дополнительные электроды 14 с внешними выводами 15. Шаг расположения нечетных и четных дополнительных электродов 13, 14 равен шагу расположения катодов 8, а расстояния от каждого катода 8 до наиболее близко расположенных к нему нечетных и четных дополнительных электродов 13, 14 равны.

Устройство работает следующим образом (см. фиг. 3).

На общий вывод 10 катодов 8 постоянно подается нулевое напряжение. На отдельные внешние выводы 12 катодов 8 подается одно из напряжений - накальное + U_f или нулевое. При накальном напряжении + U_f происходит разогрев катодов 8, а при нулевом напряжении возможно формирование электронного потока. Наличие отдельных внешних выводов 12 катодов 8 позволяет на время формирования электронного потока на обеих концах 9, 11 катодов 8 иметь нулевой потенциал. Это обеспечивает практическую эквипотенциальность катодов 8 по всей длине при формировании электронного потока и повышает равномерность свечения люминофора 3.

На дополнительные электроды 13 ,14 подается одна из четырех комбинаций напряжений. Первая комбинация: на нечетный дополнительный электрод 13 подается первое положительное напряжение + U₁, а на четный дополнительный электрод 14 - второе положительное напряжение + U₂. Вторая комбинация: на нечетный на четный дополнительные электроды 13, 14 подается второе положительное напряжение + U₂. Третья комбинация: на нечетный дополнительный электрод 13 подается второе положительное напряжение + U₂, а на четный дополнительный электрод 14 - первое положительное напряжение + U₁. Четвертая комбинация: на нечетный и четный дополнительные электроды 13, 14 подается первое отрицательное напряжение - U₁. Первое положительное напряжение + U₁ больше второго положительного напряжения + U₂ и каждое больше действующих потенциалов дополнительных электродов 13, 14. Поэтому при первой и третьей комбинациях напряжений происходит рассеивание и отклонение электронного потока в сторону того из дополнительных электродов 13, 14, на который подано напряжение + U₁. При второй комбинации напряжений происходит рассеивание электронного потока. Рассеивание и отклонение электронного потока с катодов 8 позволяет бомбардировать равномерным электронным потоком ту же площадь анодов при меньшем числе катодов 8.

На управляющие сетки 6 подается одно из напряжений - положительное сеточное + U_g или второе отрицательное - U₂. При положительном сеточном напряжении + U_g на управляющих сетках 6 возможно формирование электронного потока.

На аноды 4 подается одно из напряжений - положительное анодное + U_a или нулевое.

Формирование электронного потока происходит при совпадении следующих условий:
а) наличие нулевого напряжения на первом и втором концах 9 и 11 одного из катодов 8;
б) наличие одной из первых трех комбинаций напряжений, упомянутых выше, на нечетном и четном смежных дополнительных электродах 13, 14, ближайших к катоду 8, имеющему на первом и втором концах 9, 11 нулевое напряжение;
в) наличие положительного сеточного напряжения + U_g на двух смежных управляющих сетках 6, расстояние которых до упомянутых в предыдущем пункте "б" нечетного и четного дополнительных электродов 13, 14 меньше, чем до других нечетных и четных дополнительных электродов 13, 14.

При наличии электронного потока свечение люминофора происходит на тех анодах 4, на которые подано положительное анодное напряжение + U_a.

Отображение информации на ВЛИ 1 осуществляется методом наложения соответствующих напряжений сканирования 16, подаваемых на отдельные внешние выводы 12 катодов 8, соответствующих напряжений сканирования 17, подаваемых на внешние выводы 15 нечетных и четных дополнительных электродов 13, 14, соответствующих напряжений сканирования 18, подаваемых на внешние выводы 7 управляющих сеток 6 и соответствующих напряжений выборки 19, подаваемых на внешние выводы 5 анодов 4.

Использование описываемой конструкции обеспечивает по сравнению с известными конструкциями ВЛИ следующие преимущества:
- снижение мощности рассеиваемой накалом катодов путем уменьшения их количества;
- улучшение качества отображаемой информации путем повышения равномерности свечения люминофора;
- упрощение конструкции внешнего конструирования ВЛИ за счет сокращения количества внешних выводов;
- сокращение числа формирователей напряжений управления в схеме включения;
- уменьшение габаритных размеров устройств отображения информации на основе ВЛИ;
- уменьшение затрат на создание и производство заявляемой конструкции.

Изобретение относится к индикаторной технике и может быть использовано для создания вакуумных люминесцентных индикаторов - ВЛИ, отображающих текстовую и графическую информацию. Технический результат изобретения заключается в снижении мощности, рассеиваемой накалом катодов, путем уменьшения их количества и в улучшении качества отображения информации путем повышения равномерности свечения люминофора. Вакуумный люминесцентный индикатор содержит внутри прозрачной вакуумной оболочки покрытые люминофором аноды с внешними выводами, ортогональные анодам управляющие сетки с внешними выводами, катоды, параллельные управляющим электродам, между катодами и управляющими сетками параллельно катодам введены нечетные и четные дополнительные электроды. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Вакуумный люминесцентный индикатор, содержащий внутри прозрачный вакуумной оболочки покрытые лиминофором аноды с внешними выводами, ортогональные анодам управляющие сетки с внешними выводами, катоды, параллельные управляющим электродам, отличающийся тем, что между катодами и управляющими сетками параллельно катодам введены нечетные и четные электроды, при этом количество нечетных дополнительных электродов и количество четных дополнительных электродов равно количеству катодов, шаг расположения нечетных и четных дополнительных электродов равен шагу расположения катодов, а расстояния от каждого катода до наиболее близко к нему расположенных нечетного и четного дополнительных электродов равны, причем каждый нечетный и четный дополнительный электрод имеет отдельный внешний вывод. 2. Индикатор по п.1, отличающийся тем, что первые концы катодов имеют общий внешний вывод, а вторые концы каждого катода имеют отдельные внешние выводы.