ПОЛЕВОЙ ЭМИССИОННЫЙ ИНДИКАТОР Российский патент 2001 года по МПК H01J1/02 H01J1/30 H01J31/12 

Изобретение относится к области вакуумной электроники, в частности к плоским катодолюминесцентным дисплеям.

Известна конструкция матрицы микрокатодов с автоэлектронной эмиссией, имеющая подложку с выполненным на ней множеством конических участков с острыми вершинами, расположенными в отверстиях электрода затвора. Вершины конусов сгруппированы в блоки из нескольких конусов с участками электрода затвора и разделены друг от друга, а каждый из них с помощью электродного вывода соединен с источником питания (Патент ЕР N 0497627, кл. H 01 J 1/30, 1992).

Известно устройство, реализуемое в способе изготовления плоских дисплеев, содержащее матрицу автоэмиссионных катодов, управляющие электроды, люминофорную пленку, при этом на матрице расположен ряд из основных, перпендикулярных линиям горизонтальной развертки, электродов (Патент ЕР N 0404022, кл. H 01 J 31/12, 1990).

Известные устройства не обладают достаточной надежностью, в частности виброустойчивостью и ударопрочностью, конструктивно сложны, требуют применения сложной схемы управления с множеством относительно высоковольтных быстродействующих электронных ключей.

Наиболее близким к заявляемому решению является автоэмиссионный узел, содержащий диэлектрический слой, на лицевой и обратной сторонах которого расположены скрещивающиеся полосковые электроды, а на лицевой стороне диэлектрического слоя дополнительно расположены локальные электроды, не контактирующие с полосковыми в этой же плоскости и одновременно находящиеся над полосковыми электродами обратной стороны диэлектрического слоя (Патент РФ N 2084039, кл. H 01 J 1/02, 1995).

Этот индикатор также имеет недостаточную надежность из-за высокой вероятности электрического пробоя межслойной изоляции между образующими матрицу скрещивающимися управляющими электродами, конструктивно сложен, трудоемок в изготовлении, а для реализации схемы управления этим индикатором потребуется большое количество быстродействующих электронных ключей.

Задача, решаемая изобретением, - повышение надежности работы полевого эмиссионного индикатора и упрощение системы адресации.

Поставленная задача решается тем, что в полевом эмиссионном индикаторе, включающем диэлектрическую подложку и автоэмиссионные ячейки с нанесенным на коллекторы электронов люминофором, согласно изобретению диэлектрическая подложка выполнена из пьезоэлектрического материала, а автоэмиссионные ячейки выполнены как резонаторы поверхностных акустических волн. По меньшей мере, две автоэмиссионные ячейки отличаются между собой по частоте резонанса. Автоэмиссионные ячейки с одинаковой частотой резонанса сгруппированы таким образом, что при подаче сигнала управления определенной частоты обеспечивается отображение информационного изображения.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый полевой эмиссионный индикатор отличается тем, что диэлектрическая подложка выполнена из пьезоэлектрического материала, а автоэмиссионные ячейки выполнены как резонаторы поверхностных акустических волн; что, по меньшей мере, две автоэмиссионные ячейки отличаются между собой по частоте резонанса; что автоэмиссионные ячейки с одинаковой частотой резонанса сгруппированы таким образом, что при подаче сигнала управления определенной частоты обеспечивается отображение информационного изображения. Таким образом, полевой эмиссионный индикатор соответствует критерию "новизна".

Сравнение изобретения с другими известными решениями не позволило выявить в них признаки, отличающие заявленное решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".

На чертеже изображен вариант исполнения полевого эмиссионного индикатора матричной конструкции.

Полевой эмиссионный индикатор состоит из пьезоэлектрической диэлектрической подложки 1, входного резонатора 2 с выводами питания 3, автоэмиссионных ячеек 4, включающих эмиттеры электронов 5 и коллекторы электронов 6 с люминофором 7.

Полевой эмиссионный индикатор может быть изготовлен с применением типовых технологических операций вакуумного осаждения проводящих и диэлектрических слоев с последующей химической обработкой методами фотолитографии. Люминофорное покрытие может быть выполнено методом катафореза. Герметизация и вакуумирование могут быть проведены по технологии изготовления катодолюминесцентных индикаторов.

Полевой эмиссионный индикатор работает следующим образом.

При подаче на выводы питания 3 входного резонатора 2 сигнала управления заданной частоты и амплитуды в пьезоэлектрической подложке 1 возбуждаются поверхностные акустические волны. Одновременно в автоэмиссионных ячейках 4 с совпадающей частотой резонанса между эмиттером электронов 5 и коллектором электронов 6 возникает разность потенциалов, по величине соответствующая амплитуде импульса. С эмиттера электронов 5 в результате полевой эмиссии электроны попадают на коллектор электронов 6, вызывая тем самым свечение люминофора 7. Яркость свечения люминофора 7 напрямую зависит от амплитуды входного электрического импульса. При этом в ячейках с частотой резонанса, отличной от входного сигнала управления, свечение люминофора не наблюдается. Импульс сигнала управления с другой частотой и амплитудой вызовет свечение люминофора 7 в других автоэмиссионных ячейках 4 с соответствующей частотой резонанса. Формирование информационного изображения на полевом эмиссионном индикаторе осуществляется или последовательным перебором входных импульсов с разными частотами и амплитудами, или подачей на выводы питания 3 входного резонатора 2 сигнала управления сложной формы (например, частотно-модулированного, фазоманипулированного или фазомодулированного). Настройка на определенную частоту резонанса автоэмиссионных ячеек 4 осуществляется выбором соответствующих геометрических форм и размеров эмиттеров электронов 5 и коллекторов электронов 6.

Полевой эмиссионный индикатор имеет повышенную надежность, так как монолитное планарное исполнение и отсутствие многоуровневой электрической разводки приводит к повышению виброустойчивости и исключению вероятности межэлектродного электрического пробоя. Полевой эмиссионный индикатор имеет простую систему адресации, так как управление и электропитание индикатора осуществляются по единственной паре электродов, при этом отсутствует необходимость использовать матрицу из большого количества электронных ключей.

Изобретение относится к области вакуумной электроники, в частности к плоским катодолюминесцентным дисплеям. Сущность изобретения: в полевом эмиссионном индикаторе, включающем диэлектрическую подложку и автоэмиссионные ячейки с нанесенным на коллекторы электронов люминофором, диэлектрическая подложка выполнена из пьезоэлектрического материала, а автоэмиссионные ячейки выполнены как резонаторы поверхностных акустических волн. По меньшей мере две автоэмиссионные ячейки отличаются между собой по частоте резонанса. Автоэмиссионные ячейки с одинаковой частотой резонанса сгруппированы так, что при подаче сигнала управления, совпадающего с частотой резонанса ячейки, обеспечивается отображение информационного изображения (например, символа алфавита). Технический результат - повышение надежности в работе полевого эмиссионного индикатора и упрощение системы адресации. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Полевой эмиссионный индикатор, включающий диэлектрическую подложку и автоэмиссионные ячейки с нанесенным на коллекторы электронов люминофором, отличающийся тем, что диэлектрическая подложка выполнена из пьезоэлектрического материала, снабжена входным резонатором с выводами питания для подачи сигналов управления, а автоэмиссионные ячейки выполнены как резонаторы поверхностных акустических волн и сгруппированы так, что при подаче сигнала управления, совпадающего с частотой резонанса ячеек, обеспечивается отображение информационного изображения. 2. Полевой эмиссионный индикатор по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере две автоэмиссионные ячейки отличаются между собой по частоте резонанса.