Катодолюминесцентный экран Советский патент 1993 года по МПК H01J31/12 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, в частности в телевизорах, видеотелефонах, компьютерах.

Цель изобретения - упрощение конструкции и снижение стоимости экрана.

Цель достигается тем, что в катодолю- минесцентном экране, содержащем плоский вакуумный баллон, состоящий из стеклянной платы и оболочки, систему катодов, анодов с нанесенным слоем люминофора и токоподводящих шин, на плате, функции которой может выполнять одна из внутренних поверхностей вакуумного баллона, размещены токопленочные электроды, объединенные б систему горизонтальных строк типа двойной гребенки из катодов (эмиттеров поперечного типа, анодов, токоподводящих шин и шины запуска, при этом

в начале горизонтальных строк расположена вертикальная строка из катодов, анодов и токоподводящей шины, соответствующие токоподводящие шины объединены и подключены к внешним выводам, одна группа токоподводящих шин Горизонтальные строки соединена с источником знакопеременного напряжения сдвига, другая группа токоподводящих тин Вертикальная строка соединена с источником знакопеременного напряжения частота строк, а вывод запуска соединен с источником импульса частота кадров. Кроме того, на анод нанесен люминофор с чередованием цветности: красный, зеленый, синий. ;

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема отклоняющего устройства; на фиг. 2 - топография отклоняющей системы, где 1 - шина вертикальных строк, 2 - шина запуска, 3 - общая шина, 4

00

о

2

о о

- ширина горизонтальных строк, 5 - анод, 6 - катод, 7, 8, 9, 10 - внешние вывода соответствующих шин.

Катод 6 - эмиттер поперечного типа, представляет собой тонкую пленку толщи- ной от 100 А до 2 мкм (в зависимости от материала пленки), длиной 50-200 мкм и шириной 20-100 мкм.

Анод 5 - площадка размером (50-200) х (50-200) мкм, выполняется из проводящей пленки и покрывается люминофором нужной цветности.

Токоподводящие шины 1, 2, 3, 4 - проводящая пленка шириной 20-50 мкм, например пленка алюминия толщиной 0,5-2 мкм.

Зазоры между элементами выбираются .в пределах 10-200 мкм в зависимости от напряжения на шинах.

Приведенные примеры непринципиальны и даны для ориентировки экрана раз- мером 250 х 180 мм.

Катод и противолежащий ему анод образуют диод. Поскольку и катоды и аноды, лежат в одной плоскости, то электроны, эмитируемые катодом, попадают на анод по дугообразным траекториям.

Система из m диодов, расположенных между двумя горизонтальными шинами, образует горизонтальную строку. Система из п горизонтальных стрск представляет собой поле отклоняющей системы. В системе горизонтальной строки один конец катода диода с поперечным чередованием соединен с шинами 3, 4, а другой конец -- с анодом предыдущего диода, образуя соединение типа двойной гребенки.

В начале горизонтальных строк размещена вертикальная строка между шинами 1, 2 с соединением типа двойной гребенки, причем к одной шине 3 подсоединен одним концом катоды, другой конец которых соединен с анодом диода, катод которого соединен и одним концом с шиной 1, а другим концом - с одним концом катода диода запуска, а анод диода запуска соединен и ка- тодом горизонтальной строки. Другой .конец диода запуска соединен с анодом диода, катод которого соединен с шиной 3. В начале вертикальной строки катод первого анода соединен с шиной 2 запуска. Шины горизонтальных и вертикальных строк и шина запуска выведены на внешние вывода 7. 8, 9, 10. При этом вывод 9 является общим, относительно него подаются управляющие напряжения на вывода 7, 8, 10.

Принцып работы схемы экрана основан на эффекте перемещения эмиттирующего состояния (возбуждения) группы катодов по полю схемы при управлении знакопеременным напряжением, подаваемым на вывода

схемы, что соответствует перемещению светящегося пятна аналогично движению пятна на экране электронно-лучевой трубки.

Для обеспечения данного эффекта необходимо выполнить основное условие - сквозной ток через катод должен быть не больше тока анода диода. Это условие достижимо для тонкопленочных катодов.

Рассмотрим работу вертикальной строки.

На вывод 8 подадим импульсное напряжение, а на вывод 7-плюсовое напряжение с тем, что катод диода запуска возбудился, т.е. обеспечил в цепи анода ток больше сквозного тока (тока запуска). При этом ток не прекратился и после прекращения импульса запуска. Проходящий ток возбуждает катоды в анодной цепи диода .запуска и возбужденный катод второго диода при подаче плюсового напряжения на вывод 10 запускает первую горизонтальную строку. При перемене знака на выводе 7, подаче минусового напряжения, в отсутствии импульса запуска анодный ток третьего диода поддерживает в возбужденном состоянии катод третьего диода и катод четвертого диода. Возбужденное состояние катодов первого и второго диодов прекращается. При следующей перемене знака на выводе 7 - подаче плюсового напряжения - в возбужденном состоянии находятся катоды четвертого, пятого и шестого диодов, при этом происходит запуск второй горизонтальной строки током анода пятого диода. При следующей перемене знака - минус на выводе 7 возбуждены шестой и седьмой катоды и так далее.

Аналогично работает схема горизонтальных строк. При наличии запускающего тока при плюсовом напряжении на выводе 10 возбуждены первый и второй катоды, при перемене знака возбуждение передвигается на второй и третий, далее третий и четвертый и т.д.

Для последовательного прохождения поля схемы необходимо выполнить условия синхронизации, как показано на временной диаграмме фиг. 3. Импульсы частота кадров с периодом запуска Тэ подаются на вывод 8, импульсы частота строк с периодом Тст - на вывод 7. импульсы сдвига типа меандр с периодом ТСд - на вывод 10.

Длительность импульсов гь сд-

тельность периода строк ТСт m Тсд. где m - число диодов в горизонтальной строке, длительность.кадра Т3 п ТСт nm Тст. где п - .число горизонтальных строк.

Длительность импульса гъ должна быть не менее времени возбуждения катода, которое для пленочных эмиттеров поперечного типа может быть меньше 0,1 ft кс (см. Ненакаливаемые катоды. М.: Советское радио, 1974, с. 29-35).

Топография отклоняющей системы представлена на фиг. 2, где элементы, закрашенные в черный цвет, соответствуют катодам 6, заштрихованные элементы - анодам 5 а шины 1, 2, 3, 4 выполнены без штриховки. Аноды горизонтальных строк покрываются чередующимися по цвету люминофором - красный, зеленый, синий, для одноцветного изображения аноды покрыва- ются люминофором одного цвета. Технология изготовления рисунка электродов включает нанесение тонких пленок из материала катода способами напыления либо пиролиза, либо накатки из порошкового материала. Напыление либо накатку токоподводящих шин и анодных площадок, нанесение люминофора осуществляют путем печати либо катофореза. Данные процессы MOCCQB.O применяются в технологии выкуумных лю- минесцентных индикаторов.

Свойство траектории электронов - дуго- образность позволяет разместить аноды запуска горизонтальных строк за шиной 3. что позволяет исключить изолирующие пленки, сохранив работоспособность диодов запуска.

На фиг. 4 представлена блок-схема управления, включающая программатор 11, вырабатывающий по заложенной в него программе сигналы управления, подаваемые на соответствующие вывода 7, 8, 9, 10 экрана 12. Величина напряжений на выводах определяется свойствами катода, требованиями к яркости экрана и допустимым расстоянием между электродами, исключающими возможность пробоя (напряженность поля в зазоре между электродами допустима в пределах 2-3 кВ/мм).

Так, например, для ненакаливаемого катода на основе окиси олова с размерами катода 100 х 300 мкм напряжение не превышает 150 В (см. Ненакаливаемые катоды. М: Советское радио, 1974, с. 29-35), ток в пределах 10-100 мкА соответствует плотно- сти тока анода Ю,3-3 А/мм2, что вполне достаточно для яркого свечения люминофора. Путем изменения величины напряжения сдвига возможно управление яркостью экрана.

Заявляемая конструкция обеспечивает возможность получения больших яркостей путем организации разведки одновременно по нескольким запускающим каналам с разделением платы на соответствующие данным каналам полосы. Это применимо на экранах видеотелефонов и компьютеров.

Кроме того заявляемая конструкция ка- тодолюминесцентного экрана позволяет уменьшить себестоимость экрана в 10 раз по сравнению с существующими кинескопами за счет исключения сложных конструкций катодов, электродов фокусирующих, отклоняющих и развертывающих систем, упрощения баллона; уменьшить энергопотребление экрана в 5-10 раз за счет исключения энергопотребления в системах фокусировки, отклонения и развертки луча; устранить опасности рентгеновского излучения из-за уменьшения величины напряжения на экране; уменьшить себестоимость телевизионного приемника в 5-10 раз за счет исключения трудоемких и металлоемких Отклоняющих систем, ряда источников питания, уменьшения габаритов корпуса.

Формула изобретения Котодолюминесцентный экран, содержащий индикаторные элементы, расположенные в сторону, в которой каждый анод индикаторного элемента соединен с одним выходом катода последнего индикаторного элемента, второй вывод которого соединен с шиной питания, отличающийся тем. что, с целью обеспечения возможности отображения двумерной информации, повышения быстродействия и технологичности, экран содержит систему горизонтальных строк и по крайней мере одну вертикальную строку, содержащую диоды связи, аноды которых соединены с крайними смежными катодами соответствующей горизонтальной строки, а катоды соединены с катодом последующего элемента, причем все катоды выполнены в виде ненакаливаемых эмиттеров поперечного типа и расположенных компланарно с анодами.

ft«.3

Использование: в электронной технике, в частности в телевизорах, видеотелефонах, компьютерах. Сущность изобретения: на плате размещены тонкопленочные электроды, объединенные в систему горизонтальных строк типа двойной гребенки из катодов (эмиттеров поперечного типа), анодов, токо- подводящих шин и шины запуска, при этом в начале горизонтальных строк расположена вертикальная строка из катодов, анодов и токоподводящей шины, соответствующие тркоподводящие шины объединены и подключены к внешним выводам, одна группа токоподводящих шин горизонтальные строки соединена с источником знакопеременного сдвига, другая группа токоподводящих шин вертикальная строка соединена с источником знакопеременного напряжения частота строк, а-вывод запуска соединен с источником импульса частота кадров. 4 ил.

3

У./