МАТРИЧНЫЙ ВАКУУМНЫЙ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ ЭКРАН Российский патент 2003 года по МПК H01J31/12 H01J29/30 H01J17/49 H01J1/88 H01J1/94 

Изобретение относится к электронике, в частности к индикаторным дисплеям, и может быть использовано при разработке телевизионных приемников, матричных панелей и экранов для вывода визуальной информации в различных устройствах индивидуального и коллективного пользования.

Конструктивной основой вакуумного люминесцентного индикаторного устройства является анодная плата, представляющая собой стеклянную или керамическую подложку, на которой формируются токопроводящая разводка для подведения напряжения к сегментам, основания сегментов с люминесцентным слоем, образующие рисунок индикации, контактные площадки для монтажа катодносеточной арматуры, геттеров и т.п. Важными элементами анодной платы, существенно влияющими на эргономические показатели прибора и трудоемкость его изготовления, являются токопроводящая разводка и основания сегментов, к которым предъявляются такие требования, как низкое электрическое сопротивление, отсутствие блеска разводки, затрудняющего считывание информации, обеспечение надежности адгезии слоя катодолюминофора, отсутствие диффузии отравляющих примесей в люминофорах и т.д. (см. Лисицын Б.Л. Элементы индикации. - М.: Энергия, 1978 г., с. 60).

Недостатком данной конструкции является сложная технология изготовления, а также высокая трудоемкость изготовления как анодной платы, так и катодно-сеточной арматуры.

Наиболее близким аналогом по технической сущности к предлагаемому решению - прототипом является индикаторное устройство, содержащее вакуумно-плотную оболочку, в которой расположены катод, анод и линейно-протяженные сигнальные Х-, У-электроды, оболочка выполнена со стеклянными пластинами, катод выполнен с нитями, ориентированными по X, анод выполнен с пленочными лентами, покрытыми люминофором, ориентированными по У, одна пластина несет нити, а противоположная пластина несет ленты, источник Х-сигналов соединен с нитями, так что нити являются сигнальными Х-электродами, источник У-сигналов соединен с лентами, так что ленты являются сигнальными У-электродами (см. заявку Японии 37935, МКИ⁴: Н 01 J 31/12, опубл. 27.07.88 г.).

При изготовлении экрана катоды должны находиться в одной плоскости и на одинаковом расстоянии от анодов. К сожалению, в реальных приборах добиться одинакового расстояния катодов относительно анодов очень сложно и в изготовленных приборах имеют место отклонения от идеального случая. В определенных электрических режимах конструкция катодного узла склонна к возникновению нежелательных явлений:
- возникновению электромеханического резонанса отдельных катодов или группы катодов,
- удлинению катодов в результате разогрева, что приводит к возникновению коротких замыканий.

Таким образом, недостатком данного матричного вакуумного люминесцентного экрана является ненадежность и сложность конструкции.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности и простоты матричного вакуумного люминесцентного экрана, увеличение его долговечности (срока службы) путем выполнения оптимальной геометрии катода относительно анода и способов его крепления.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном матричном вакуумном люминесцентном экране, содержащем вакуумно-плотную оболочку, в которой расположены катод, анод и линейно протяженные сигнальные Х-, У-электроды, под местом пересечения которых сформированы светящиеся точки, вакуумно-плотная оболочка выполнена со стеклянными пластинами, катод выполнен с нитями, ориентированными по Х, анод выполнен с пленочными лентами, покрытыми люминофором, ориентированными по У, одна пластина несет нити, а противоположная пластина несет ленты, источник Х-сигналов соединен с нитями, причем нити - сигнальные Х-электроды (так что нити являются сигнальными Х-электродами), источник У-сигналов соединен с лентами, а ленты - сигнальные У-электроды (так что ленты являются сигнальными У-электродами), пластина, несущая нити, выполнена с открытыми в сторону противоположной пластины камерами, нити расположены в камерах, пластины прилежат друг к другу по месту камер.

Кроме того, нити активированы, несут пленки пониженной работы выхода нитей; нити несут острийные структуры на основе, например, углерода; матричный вакуумный люминесцентный экран оснащен источником накаливания нитей.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами.

На фиг. 1 изображен матричный вакуумный люминесцентный экран в разрезе: вид вдоль направления У-электродов (или поперек направления Х-электродов).

На фиг. 2 изображен матричный вакуумный люминесцентный экран в разрезе: вид вдоль направления Х-электродов (или поперек направления У-электродов).

На фиг.1 и 2 введены следующие обозначения:
1 - вакуумно-плотная оболочка,
2 - катод,
3 - анод,
4 - линейно-протяженные сигнальные Х-электроды,
5 - линейно-протяженные сигнальные У-электроды,
6 - источник Х-сигналов,
7 - источник У-сигналов,
8 - люминофор,
9 - пластина, несущая нити,
10 - вторая пластина вакуумно-плотной оболочки,
11 - камеры,
12 - источник накаливания нитей.

Матричный вакуумный люминесцентный экран содержит вакуумно-плотную оболочку 1, в которой расположены катод 2, анод 3, линейно-протяженные сигнальные Х-электроды 4, линейно-протяженные сигнальные У-электроды 5, оболочка 1 выполнена со стеклянными пластинами 9 и 10.

Катод 2 выполнен с нитями, ориентированными по X, анод 3 выполнен с пленочными лентами, покрытыми люминофором 8, ориентированными по У. Одна пластина 9 несет нити, а противоположная вторая пластина 10 несет ленты. Источник Х-сигналов 6 соединен с нитями, так что нити являются сигнальными Х-электродами. Источник У-сигналов 7 соединен с лентами, так что ленты являются сигнальными У-электродами 5. Пластина 9, несущая нити, выполнена с открытыми в сторону противоположной пластины 10 камерами 11. Нити расположены в камерах 11. Пластины прилежат друг к другу по месту камер 11.

Шаг расположения камер l - шаг строк задаeтся условиями применения матричного вакуумного люминесцентного экрана. Глубина камер h рассчитывается исходя из требуемых параметров экрана с учетом известных закономерностей, принятых при конструировании электронных приборов.

Работа матричного вакуумного люминесцентного экрана состоит в следующем.

Получение люминесцентного изображения на экране достигается методом матричного формирования из отдельных светящихся точек, каждая из которых получается под местом пересечения линейно-протяженных сигнальных Х-электродов 4 и линейно-протяженных сигнальных У-электродов 5, на которые в данный момент одновременно подан положительный потенциал. Для прекращения свечения на линейно-протяженный сигнальный Х-электрод 4 подается отрицательный потенциал. На нерабочие электроды подается запирающее напряжение. Электроны, эмиттируемые из катода 2, рассеиваются равномерно по площади информационной зоны с помощью линейно-протяженных сигнальных Х-электродов 4, на которые подан положительный потенциал и бомбардируют покрытые люминофором 8 анод 3. Люминофор 8 под действием электронной бомбардировки начинает светиться. Аноды 3, на которых отсутствует ускоряющий потенциал, не подвергаются воздействию электронного потока, и люминофоры остаются в невозбужденном состоянии.

Данное изобретение было успешно опробовано в лабораторных условиях. Предлагаемая конструкция матричного вакуумного люминесцентного экрана применима как в одноцветном вакуумном люминесцентном экране, так и в многоцветном вакуумном люминесцентном экране матричного типа. Камеры 11 были выполнены в конструкции опытного образца матричного вакуумного люминесцентного экрана. В этих камерах расположены катоды. При этом брака по причине возникновения электромеханического резонанса катодов: провисания, выгибания или деформации катодов не наблюдалось, так как катоды натянуты и жестко закреплены в камерах.

Заявляемая конструкция матричного вакуумного люминесцентного экрана предназначается для отображения любой информации в бытовой и электроизмерительной аппаратуре. Использование данного изобретения позволит повысить надежность и долговечность экранов.

Изобретение относится к электронике, в частности к индикаторным дисплеям, и может быть использовано при разработке телевизионных приемников, матричных панелей и экранов для вывода визуальной информации в различных устройствах индивидуального и коллективного пользования. Технический результат - повышение надежности и простоты вакуумного люминесцентного экрана, увеличение его долговечности путем выполнения оптимальной геометрии катода относительно анода и способов его крепления. Достигается тем, что в матричном вакуумном люминесцентном экране, содержащем вакуумно-плотную оболочку, в которой расположены катод, анод и линейно-протяженные сигнальные Х-, У-электроды, оболочка выполнена со стеклянными пластинами, катод выполнен с нитями, ориентированными по Х, анод выполнен с пленочными лентами, покрытыми люминофором, ориентированными по У, одна пластина несет нити, а противоположная пластина несет ленты, источник Х-сигналов соединен с нитями, так что нити являются сигнальными Х-электродами, источник У-сигналов соединен с лентами, так что ленты являются сигнальными У-электродами, пластина, несущая нити, выполнена с открытыми в сторону противоположной пластины камерами, нити расположены в камерах, пластины прилежат друг к другу по месту камер. Кроме того, на пластине с У-электродами камеры имеют глубину не более толщины слоев У-электродов и люминофоров; нити активированы, несут пленки пониженной работы выхода нитей; нити несут острийные структуры на основе, например, углерода; матричный вакуумный люминесцентный экран оснащен источником накаливания нитей. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Матричный вакуумный люминесцентный экран, содержащий вакуумно-плотную оболочку, в которой расположены катод, анод и линейно протяженные сигнальные Х-, У-электроды, под местом пересечения которых сформированы светящиеся точки, вакуумно-плотная оболочка выполнена со стеклянными пластинами, катод выполнен с нитями, ориентированными по Х, анод выполнен с пленочными лентами, покрытыми люминофором, ориентированными по У, одна пластина несет нити, а противоположная пластина несет ленты, источник Х-сигналов соединен с нитями, причем нити - сигнальные Х-электроды, источник У-сигналов соединен с лентами, а ленты - сигнальные У-электроды, отличающийся тем, что пластина, несущая нити, выполнена с открытыми в сторону противоположной пластины камерами, нити расположены в камерах, пластины прилежат друг к другу по месту камер. 2. Матричный вакуумный люминесцентный экран по п.1, отличающийся тем, что нити активированы, несут пленки пониженной работы выхода нитей. 3. Матричный вакуумный люминесцентный экран по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что нити несут острийные структуры на основе, например, углерода. 4. Матричный вакуумный люминесцентный экран по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что оснащен источником накаливания нитей.