КАТОДОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ МАТРИЧНЫЙ ЭКРАН Российский патент 2003 года по МПК H01J31/20 H01J29/32 H01J29/02 H01J29/04 H01J17/49 H01J1/72 

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано при изготовлении плоских катодолюминесцентных матричных экранов с большим количеством светоизлучающих элементов (СИЭ), а также при изготовлении плоских катодолюминесцентных телевизионных экранов и вакуумных люминесцентных индикаторов.

Известны вакуумные люминесцентные индикаторы (ВЛИ), содержащие вакуумный баллон, в котором помещена плата с расположенными на ней анодными электродами, которые покрыты люминофором, а также катод, сетки и внешние выводы, соединенные с соответствующими электродами индикатора (см. Лисицын Б.Л. Низковольтные индикаторы, 1985 г., стр. 101-105; Русина Е.В. Матричные индикаторы на панели на основе низковольтной катодолюминесценции. Журнал: "Электронная промышленность", 5-6, 1982 г., с. 88-89).

Недостатками данных устройств является наличие сложной системы управляющих электродов, выполненных в виде натянутого большого количества сеточных полос, при этом они расположены на одном уровне удаленности от анодных сегментов и с промежутками между собой, что сужает эргономические параметры индикатора: габаритная яркость, угол обзора.

Известен катодолюминесцентный индикатор матричного типа, описанный в книге Горфинкеля Б.И. и др. "Низковольтные катодолюминесцентные индикаторы", г. Москва: "Радио и связь", 1983 г., стр. 33-34, рис. 18, содержащий вакуумный баллон и плоскую стеклянную плату, на которой размещены анодные сегменты с нанесенным слоем люминофора и соединительные проводники, а также катод и управляющие электроды, которые закреплены на держателях. Управляющие электроды выполнены в виде сеток, расположенных в плоскости между катодами и анодами. Сетки изолированы друг от друга (не касаются друг друга), при этом каждая сетка окантована рамкой.

Существенным недостатком таких ВЛИ является то, что свечение люминофора, покрывающего аноды, осуществляется подачей положительных напряжений - десятки вольт на аноды и сетки.

Известно устройство многоцветного экрана матричного типа, описанное в патенте РФ 2137246, МКИ 6 Н 01 J 31/12, 31/20, опубл. 10.09. 1999 г., содержащее вакуумную оболочку, систему прямонакальных катодов, ряды нанесенных на изолирующую основу анодных полос, покрытых люминофором и соединенных токоведущими дорожками с внешними выводами через контактные площадки, управляющие электроды, образующие в перекрестии светоизлучающие сегменты, анодные полосы расположены с чередованием их по цветам: красный - зеленый - синий (RGB), а зоны расположения совокупности внешних контактных площадок одного цвета анодных полос выполнены раздельными для каждого из цветов, причем количество зон, по крайней мере, соответствует количеству цветов экрана, при этом длина зоны (l) определяется количеством контактных площадок (n), соответствующих количеству строк данного цвета, и шагом (t) их расположения и удовлетворяет условию l≥n•t.

Недостатком данной конструкции является низкий удельный токоотбор на анодные полосы и соответственно недостаточная яркость свечения.

Наиболее близким аналогом по технической сущности к предлагаемому решению - прототипом является катодолюминосцентный экран матричного типа, описанный в патенте РФ 2173908, опубл. 20.09.2001 г., МКИ 7 Н 01 J 31/12, 31/20, 1/88, 29/02. В катодолюминесцентном экране матричного типа, включающем вакуумную оболочку, состоящую из пластины и изолирующей основы, систему прямонакальных катодов, ряды нанесенных на изолирующую, основу анодных электродов, выполненных в виде параллельных полос, покрытых люминофором по крайней мере одного цвета и соединенных токоведущими дорожками с внешними выводами через контактные площадки, систему управляющих электродов, выполненных в виде стержней, ортогональных анодным электродам и образующих светоизлучающие сегменты, диэлектрическую рамку, герметично соединяющую пластину и изолирующую основу, между анодными электродами выполнены из диэлектрической пасты выступы-барьеры, на которых расположена система управляющих электродов по количеству строк экрана.

Ограничением такой конструкции является сравнительно низкий удельный токоотбор на анодный электрод и соответственно недостаточная яркость свечения.

Сущность изобретения состоит в следующем. Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение качества работы экрана, повышение стабильности свечения светоизлучающих сегментов при отображении различных графических картин и повышение яркости свечения.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известный катодолюминесцентный матричный экран, включающий вакуумную оболочку, состоящую из двух пластин, ряды нанесенных на одну из пластин анодных электродов, выполненных в виде параллельных полос, покрытых люминофором по крайней мере одного цвета и соединенных токоведущими дорожками с внешними выводами через контактные площадки, систему управляющих электродов в виде параллельных стержней, ортогональных анодным электродам и образующих светоизлучающие сегменты, систему прямонакальных катодов, диэлектрическую рамку, герметично соединяющую пластины, между системой прямонакальных катодов и системой управляющих электродов дополнительно введена катодная сетка в виде параллельных стержней, ортогональных анодным электродам, причем расстояние между стержнями катодной сетки совпадает с расстоянием между стержнями системы управляющих электродов, при этом стержни катодной сетки расположены напротив стержней системы управляющих электродов.

Таким образом, введенная дополнительно катодная сетка, выполненная в виде параллельных между собой стержней, ортогональных анодным электродам, расположена в плоскости, параллельной плоскости системы прямонакальных катодов и системы управляющих электродов, при этом катодная сетка расположена между системой прямонакальных катодов и системой управляющих электродов.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, примером конкретного исполнения и описанием.

На фиг.1 схематично изображен катодолюминесцентный матричный экран, а на фиг. 2 - в сечении, перпендикулярно плоскостям расположения анодных электродов, системы управляющих электродов, катодной сетки и системы прямонакальных катодов.

Приняты следующие обозначения:
1 - пластина;
2 - пластина;
3 - диэлектрическая рамка;
4 - система прямонакальных катодов;
5 - анодные электроды, выполненные в виде параллельных полос;
6 - люминофор;
7 - система управляющих электродов;
8 - контактные площадки;
9 - внешние выводы;
10 - катодная сетка, выполненная в виде параллельных между собой стержней.

Работа катодолюминесцентного матричного экрана осуществляется следующим образом.

Управление экраном осуществляется подачей положительных напряжений на соответствующие стержни системы управляющих электродов, анодные электроды и стержни катодной сетки.

На нерабочие электроды подается запирающее напряжение.

Электроны, эмиттируемые из системы прямонакальных катодов 4, рассеиваются равномерно по площади информационной зоны (ряды нанесенных на пластину 2 анодных электродов 5, покрытых люминофором 6) с помощью системы управляющих электродов 7, на которые подан положительный потенциал, и бомбардируют покрытые люминофором 6 анодные электроды 5 в информационной зоне. Люминофор 6 под действием электронной бомбардировки начинает светиться. Анодные электроды 5, на которых отсутствует ускоряющий потенциал, не подвергаются воздействию электронного потока, и люминофоры остаются в невозбужденном состоянии, т. е. все остальные светоизлучающие сегменты экрана не светятся. Это объясняется тем, что элементы, находящиеся на невыбранных анодных электродах, находятся под нулевым потенциалом относительно прямонакального катода, а электронный поток на элементы экрана, находящиеся в пересечении выбранного анодного электрода 5 и невыбранных стержней системы управляющих электродов 7, заперт отрицательным напряжением, поданным на невыбранные управляющие электроды.

При прохождении плоскости системы управляющих электродов преобладающими становятся составляющие скорости в направлении к плоскости анодных электродов: осуществляется фокусировка электронного потока, что способствует устранению нежелательной расфокусировки и засвечивания удаленных светоизлучающих сегментов в стороне от рабочей информационной зоны.

Поскольку система управляющих электродов 7 и катодная сетка 10 выполнена в виде отдельных стержней, то токоперехват электронов ими существенно ниже, чем токоперехват системой управляющих электродов в известных конструкциях без катодной сетки.

Указанные в формуле изобретения признаки - соотношения:
- расстояние между стержнями системы управляющих электродов и расстояние между стержнями катодной сетки совпадает;
- стержни катодной сетки расположены напротив стержней системы управляющих электродов, определены экспериментально с учетом известных закономерностей, принятых при конструировании.

Введение катодной сотки обеспечивает уменьшение неуправляемого влияния потенциалов анодного электрода на величину токооседания на информационную зону анодного электрода в 5-10 раз, обеспечивая том самым стабильность токооседания.

Заявляемое изобретение по предлагаемому техническому решению было успешно опробовано в лабораторных условиях.

Прилагаем таблицу сравнений параметров двух типов катодолюминесцентных матричных экранов согласно прототипу: патент РФ 2173908 и согласно заявленному техническому решению.

Катодные сотки были введены в конструкцию опытного образца катодолюминесцентного матричного экрана. Изображение получено при испытании четкое, ясное с высоким качеством.

Данное изобретение позволяет получить катодолюминесцентные матричные экраны как с черно-белым, так и цветным четким изображением, что особенно важно для систем с большой рабочей площадью - информационной зоной и высокой плотностью информации.

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано при изготовлении плоских катодолюминесцентных матричных экранов с большим количеством светоизлучающих элементов (СИЭ), а также при изготовлении плоских катодолюминесцентных телевизионных экранов и вакуумных люминесцентных индикаторов. Технический результат - повышение качества работы экрана, повышение стабильности свечения светоизлучающих сегментов при отображении различных графических картин и повышение яркости свечения. Достигается тем, что катодолюминесцентный матричный экран, включающий вакуумную оболочку, состоящую из двух пластин, ряды нанесенных на одну из пластин анодных электродов, выполненных в виде параллельных полос, покрытых люминофором по крайней мере одного цвета и соединенных токоведущими дорожками с внешними выводами через контактные площадки, систему управляющих электродов в виде параллельных стержней, ортогональных анодным электродам и образующих светоизлучающие сегменты, систему прямонакальных катодов, диэлектрическую рамку, герметично соединяющую пластины, между системой прямонакальных катодов и системой управляющих электродов дополнительно введена катодная сетка в виде параллельных стержней, ортогональных анодным электродам, причем расстояние между стержнями катодной сетки совпадает с расстоянием между стержнями системы управляющих электродов, при этом стержни катодной сетки расположены напротив стержней системы управляющих электродов. 2 ил., 1 табл.

Катодолюминесцентный матричный экран, включающий вакуумную оболочку, состоящую из двух пластин, ряды нанесенных на одну из пластин анодных электродов, выполненных в виде параллельных полос, покрытых люминофором, по крайней мере одного цвета, и соединенных токоведущими дорожками с внешними выводами через контактные площадки, систему управляющих электродов в виде параллельных стержней, ортогональных анодным электродам и образующих светоизлучающие сегменты, систему прямонакальных катодов, диэлектрическую рамку, герметично соединяющую пластины, отличающийся тем, что между системой прямонакальных катодов и системой управляющих электродов дополнительно введена катодная сетка в виде параллельных стержней, ортогональных анодным электродам, причем расстояние между стержнями катодной сетки совпадает с расстоянием между стержнями системы управляющих электродов, при этом стержни катодной сетки расположены напротив стержней системы управляющих электродов.