СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЭКРАНА ВАКУУМНОГО ФЛУОРЕСЦЕНТНОГО ДИСПЛЕЯ Российский патент 2003 года по МПК G01R31/25 

Изобретение относится к области электровакуумных приборов, в частности к разработке и изготовлению вакуумных флуоресцентных дисплеев (ВФД) в части измерения их электрических характеристик.

В последнее время были предложены конструкции высокоярких дисплеев и способ их управления, позволяющие использовать высокоомные катодолюминофоры (КЛ) (см., заявку RU 94029854 А 1, МКИ⁶: H 01 J 31/12 приоритет от 05.08.94, опубл. 10.06.96 на способ управления катодолюминесцентным индикатором и индикатор, управляемый таким способом, автор Роговец Э.В.; Gorfinkel В., Rogovets Е., Loginov А., Mikhailova V. Institute "Volga", Saratov, Russia, A new Frend in, Vacuum fluorescent display development for large screens. Procееdings of the 5th International Symposium on Information Displays, Minsk'96, September 4-7, 1996, p. 10-15).

Этот новый тип индикаторов не критичен к величине сопротивления экрана. Поэтому не требуется его контроля при производстве.

Однако классическая конструкция ВФД, которые могут работать только с низкоомными катодолюминофорами, продолжает использоваться в серийных приборах. В этой конструкции специфическим является требование достаточно выраженной электропроводности экрана. Важность этой величины такова, что она регламентирована для каждого типа индикаторов. Изменение ее может привести к браку на производстве или выходу из строя индикатора при эксплуатации. Поэтому контроль сопротивления экранов таких ВФД остается важной практической задачей.

Известен способ определения падения напряжения на экране и его сопротивления (см. авт. свид. 1110333, МКИ⁶: Н 01 J 9/42, G 01 R 31/25, опубл. 10.06.2001).

Измерения проводят в экспериментальном индикаторе с конструктивными особенностями расположения сегментов-экранов, покрытых сравниваемыми материалами. Сущность способа заключается в измерении сначала тока, проходящего через испытуемый люминофор, а затем через сегмент с графитом, и с помощью магазина сопротивлений восстанавливают величину тока, зафиксированного на сегменте-аноде с люминофором и по показанию вольтметра, подключенного к магазину, и величине тока определяют сопротивление экрана. В основе метода лежит оценка сдвига вольт-амперных характеристик (ВАХ) у сегментов одного и того же прибора.

К недостаткам метода следует отнести неточность и повышенную трудоемкость измерений, определяемые необходимостью изготовления специального измерительного прибора.

Известен способ - прототип (см. патент РФ 2136012, МКИ⁶: G 01 R 31/25, H 01 J 9/42, опубл. 27.08.99, приоритет от 03.12.97. "Способ определения сопротивления люминофора вакуумного индикатора", автор Роговец Э.В.) для измерения сопротивления экрана непосредственно в серийном производстве ВФД. Сущность способа заключается в снятии ВАХ и построении специальных характеристик, по которым определяют сначала падение напряжения на слое КЛ, а затем - сопротивление слоя способом вольтметра-амперметра.

Недостатком способа является высокая трудоемкость снятия и построения характеристик, а также неточность вычислений по графическим построениям.

Сущность изобретения заключается в следующем. Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в снижении трудоемкости процесса определения сопротивления экрана ВФД и повышении точности измерения.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе определения сопротивления экрана вакуумного флуоресцентного дисплея, включающем измерение падения напряжения на экране и тока через него, установленного в процессе регулировки напряжений накала и экрана при постоянном напряжении на сетке, и определение сопротивления методом вольтметра-амперметра, в процессе регулировки тока электронов, испускаемых катодом, последовательно при малом и большом напряжении накала путем регулировки напряжения экрана устанавливают токи экрана и сетки, соответствующие одинаковой величине коэффициента токопрохождения в обоих случаях, а сопротивление экрана определяют путем деления разницы величин напряжений экрана, соответствующих одинаковой величине коэффициента токопрохождения, на величину тока экрана при большом напряжении экрана.

Кроме того, измерение проводят в области с коэффициентом токопрохождения, близким к единице.

Коэффициент токопрохождения - это отношение анодного тока к катодному току, т.е.

q=I_а/I_к,
где q - коэффициент токопрохождения,
I_a - величина анодного тока,
I_к - величина катодного тока.

Основой при методологической разработке способа является закономерность, описываемая теоремой подобия электрических полей.

Положительный эффект достигается путем замены громоздких и неточных графических операций на быстрый и точный двухразовый замер одной пары основных параметров ВФД.

В результата такого приема существенно сокращается трудоемкость процесса измерения (не меньше чем в 10 раз), а также повышается точность измерений до уровня, ограниченного классом точности измерительной аппаратуры.

Одной из отличительных особенностей способа, составляющих сущность метода, является то, что он разработан специально для большой группы ВФД, у которых U_a значительно превышает U_c, например U_a находится в пределах 180-300 В, а U_c - 100-150 В. При таких же соотношениях напряжений, т.е. U_a/U_c= 1,5-3, применяется способ.

Такое положение обеспечивает однотипность межэлектродных полей по величине и направлению, динатронных характеристик электродов, коэффициентов засева электронами люминесцентного экрана по площади токопрохождения, т.е. тех эффектов, которые в той или иной мере влияют на конечную величину сопротивления экрана.

В результате этого обеспечивается другая отличительная особенность способа, заключающаяся в том, что не требуется дополнительной интерпретации результатов измерений сопротивления в части приближения их с измерительного режима на рабочий режим ВФД в силу их совмещения. Следующая отличительная особенность способа связана с областью измерений, где величина коэффициента токопрохождения q функции q=f(U_a/U_c) приближается к единице, а соотношение U_a/U_c>1, что позволяет контролировать величину сопротивления экрана как функцию не только физических свойств материала и слоя КЛ из этого материала, но и как функцию возможного модулирующего воздействия на нее независимой переменной, какой является величина отношения U_a/U_c.

Пример использования способа.

Были проведены измерения сопротивления в экспериментальных ВФД, аналогичных серийным приборам в конструктивно-технологическом отношении. Площадь экрана S=1 см², катодолюминофор в виде композиционной смеси с электропроводной добавкой наносился на металлический подслой методом катафореза.

В качестве оценки точности проверенных измерений использовался стандартный прием в подобных случаях, заключающийся в размещении в анодной цепи схемы калиброванного сопротивления нагрузки.

Результаты приведены в таблице.

Таким образом, основными технико-экономическими преимуществами предлагаемого способа являются высокая точность полученных измерений сопротивления экрана c погрешностью менее 10% и скорость измерения, проведенного за время, не превышающее одной минуты, что существенно превосходит эти параметры в прототипе.

Использование: при изготовлении вакуумных флуоресцентных дисплеев (ВФД), для измерения их электрических характеристик. Технический результат заключается в снижении трудоемкости процесса определения сопротивления экрана ВФД и повышении точности измерения. Способ определения сопротивления экрана вакуумного флуоресцентного дисплея включает измерение падения напряжения на экране и тока через него, установленного в процессе регулирования напряжений накала и экрана при постоянном напряжении на сетке, и определение сопротивления методом вольтметра-амперметра, в процессе регулировки тока электронов, испускаемых катодом, последовательно при малом и большом напряжении накала путем регулировки напряжения экрана устанавливают токи экрана и сетки, соответствующие одинаковой величине коэффициента токопрохождения в обоих случаях, а сопротивление экрана определяют путем деления разницы величин напряжений экрана, соответствующих одинаковой величине коэффициента токопрохождения, на величину тока экрана при большом напряжении экрана. 1 з. п.ф-лы, 1 табл.

1. Способ определения сопротивления экрана вакуумного флуоресцентного дисплея, включающий измерение падения напряжения на экране и тока через него, установленного в процессе регулировки напряжений накала и экрана при постоянном напряжении на сетке, и определение сопротивления методом вольтметра-амперметра, отличающийся тем, что в процессе регулировки тока электронов, испускаемых катодом, последовательно при малом и большом напряжениях накала путем регулировки напряжения экрана устанавливают токи экрана и сетки, соответствующие одинаковой величине коэффициента токопрохождения в обоих случаях, а сопротивление экрана определяют путем деления разницы величин напряжений экрана, соответствующих одинаковой величине коэффициента токопрохождения, на величину тока экрана при большом напряжении экрана. 2. Способ определения сопротивления экрана вакуумного флуоресцентного дисплея по п. 1, отличающийся тем, что измерение проводят в области с коэффициентом токопрохождения, близким к единице.