EP0383672B1 - Flat light source - Google Patents
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- H01J63/00—Cathode-ray or electron-stream lamps
- H01J63/06—Lamps with luminescent screen excited by the ray or stream
Description
La présente invention se rapporte à une source lumineuse plane et concerne plus généralement la réalisation de sources planes étendues de faible épaisseur telles qu'on les utilise pour l'éclairage arrière de dispositifs de visualisation (écran à cristaux liquides), l'éclairage arrière de films photographiques, etc.The present invention relates to a planar light source and relates more generally to the production of wide planar sources of small thickness such as they are used for the rear lighting of display devices (liquid crystal screen), the rear lighting of photographic films, etc.
Pour réaliser jusqu'à ce jour des sources de lumière plane d'une certaine étendue, l'homme de métier recourt le plus souvent à deux techniques différentes.To date achieve plane light sources of a certain extent, the skilled person usually uses two different techniques.
La première technique consiste à employer des sources fluorescentes et notamment de telles sources sous forme de tubes que l'on juxtapose les uns à côté des autres en nombre plus ou moins élevé. De façon pratique, on recourt à des tubes fluorescents du genre tubes à décharge que l'on juxtapose côte-à-côte, ce qui conduit à des surfaces éclairantes dont l'uniformité d'éclairage est imparfaite et dont l'épaisseur est au minimum de l'ordre de 1cm, compte tenu des dimensions minimales des tubes fluorescents existant dans le commerce.The first technique consists in using fluorescent sources and in particular such sources in the form of tubes which are juxtaposed one beside the other in more or less number. In practical terms, fluorescent tubes of the discharge tube type are used which are juxtaposed side by side, which leads to illuminating surfaces whose uniformity of lighting is imperfect and whose thickness is at a minimum. of the order of 1 cm, taking into account the minimum dimensions of fluorescent tubes existing in commerce.
La deuxième technique consiste à utiliser des sources du type électroluminescent. Contrairement aux sources fluorescentes, il existe des sources électroluminescentes constituées de plaques mais ces dispositifs ont un très mauvais rendement et la chaleur qu'ils dégagent pour obtenir un éclairage d'une certaine intensité, est assez importante. Par ailleurs, la durée de vie de tels dispositifs est limitée. Les deux inconvénients précédents ont limité considérablement jusqu'à maintenant l'utilisation des sources électroluminescentes en dehors d'applications très spécifiques comme les utilisations nocturnes.The second technique consists in using sources of the electroluminescent type. Unlike fluorescent sources, there are electroluminescent sources consisting of plates but these devices have a very poor efficiency and the heat they give off to obtain a certain intensity of lighting is quite significant. Furthermore, the life of such devices is limited. The two previous drawbacks have considerably limited the use of electroluminescent sources outside very specific applications such as night use.
La présente invention a pour objet une source lumineuse plane, de réalisation facile à l'aide de moyens simples à mettre en oeuvre et qui conduit à un dispositif de faible épaisseur (2mm environ) à haute brillance (plusieurs milliers de candélas par mètre carré) avec une très bonne uniformité d'éclairement et une très grande durée de vie.The subject of the present invention is a flat light source, which is easy to produce using means that are simple to implement and which leads to a device of small thickness (approximately 2 mm) with high gloss (several thousand candela per square meter). with very good uniformity of lighting and a very long service life.
La source lumineuse plane, objet de l'invention, se caractérise en ce qu'elle comporte :
- une enceinte sous vide limitée par une paroi latérale et deux parois planes parallèles et isolantes,
- sur chaque paroi plane précédente, et à l'intérieur de l'enceinte, une électrode conductrice recouverte d'une couche d'isolant, l'un au moins de ces deux ensembles paroi-électrode-couche d'isolant étant transparent,
- sur l'une des couches isolantes, une couche d'un matériau cathodoluminescent,
- au voisinage de la paroi latérale et extérieurement aux deux électrodes conductrices, une source d'électrons, et
- une source de tension permettant d'appliquer alternativement aux deux électrodes conductrices deux potentiels distincts tels que les électrons émis par ladite source d'électrons soient alternativement collectés par lesdites électrodes.
- a vacuum enclosure limited by a side wall and two parallel and insulating flat walls,
- on each preceding flat wall, and inside the enclosure, a conductive electrode covered with an insulating layer, at least one of these two wall-electrode-insulating layer assemblies being transparent,
- on one of the insulating layers, a layer of cathodoluminescent material,
- in the vicinity of the side wall and externally to the two conductive electrodes, a source of electrons, and
- a voltage source making it possible to apply alternately to the two conductive electrodes two distinct potentials such that the electrons emitted by said electron source are alternately collected by said electrodes.
Comme on le voit, la source lumineuse plane objet de l'invention utilise l'effet de cathodoluminescence déjà employé par exemple dans les tubes cathodiques de nos appareils de télévision. Un matériau est dit cathodoluminescent lorsque sous l'effet d'un bombardement par des électrons d'une certaine énergie cinétique, il émet un rayonnement lumineux. De tels corps cathodoluminescents connus sont souvent appelés abusivement "phosphores".As can be seen, the planar light source which is the subject of the invention uses the cathodoluminescence effect already employed for example in the cathode ray tubes of our television sets. A material is called cathodoluminescent when under the effect of a bombardment by electrons of a certain kinetic energy, it emits radiation luminous. Such known cathodoluminescent bodies are often wrongly called "phosphors".
Selon l'invention, un matériau cathodoluminescent classique recouvre la face interne d'une des armatures d'un condensateur plan, l'électrode correspondante étant constituée d'un matériau conducteur recouvert d'une couche d'isolant électrique, comme l'électrode de l'armature opposée du condensateur plan d'ailleurs.According to the invention, a conventional cathodoluminescent material covers the internal face of one of the armatures of a planar capacitor, the corresponding electrode consisting of a conductive material covered with a layer of electrical insulator, such as the electrode of the opposite armature of the planar capacitor, moreover.
Lorsque la source objet de l'invention est réalisée pour éclairer à partir d'une seule de ses parois planes, au moins la paroi correspondante ainsi que l'électrode et le matériau isolant disposés sur cette paroi doivent être transparents autrement dit capables de laisser passer la lumière émise par cathodoluminescence. Lorsque cette source est réalisée pour éclairer à partir de ses deux parois planes, celles-ci ainsi que les électrodes et les matériaux isolants correspondants doivent être transparents.When the source object of the invention is made to illuminate from only one of its planar walls, at least the corresponding wall as well as the electrode and the insulating material placed on this wall must be transparent, in other words capable of allowing passage the light emitted by cathodoluminescence. When this source is made to light from its two plane walls, these as well as the electrodes and the corresponding insulating materials must be transparent.
A l'intérieur de l'enceinte sous vide contenant les armatures du condensateur se trouve disposée une source d'électrons d'un type en soi connu (filament chauffé, pointes, etc.) qui permet, après mise sous tension élevée de l'armature choisie comme anode, de charger le condensateur plan précédent en déposant des électrons qui vont se localiser sous forme d'un nuage d'électricité négative au voisinage de cette anode, le matériau isolant déposé sur l'électrode empêchant ces mêmes charges électriques négatives de s'écouler par l'anode. Lorsque la charge du condensateur est ainsi réalisée, si l'on met en oscillation les électrons par une source de tension appliquant alternativement aux deux électrodes conductrices deux potentiels distincts tels que les électrons soient alternativement collectés par ces electrodes, les électrons oscillent alors à la fréquence du signal appliqué entre les armatures dans la zone qui sépare celles-ci provoquant ainsi une excitation du matériau cathodoluminescent qu'ils viennent heurter à chaque période en provoquant une émission de lumière. En régime de fonctionnement stable, la source d'électrons située dans l'enceinte sous vide ne débite pratiquement plus de courant, sauf pour compenser à chaque instant les fuites d'électrons par défauts électriques dans les isolants, en maintenant ceux-ci à un nombre constant.Inside the vacuum enclosure containing the reinforcements of the condenser is placed a source of electrons of a type known per se (heated filament, points, etc.) which allows, after high tensioning of the armature chosen as anode, to charge the previous plane capacitor by depositing electrons which will localize in the form of a cloud of negative electricity in the vicinity of this anode, the insulating material deposited on the electrode preventing these same negative electric charges from flow through the anode. When the charge of the capacitor is thus carried out, if the electrons are made to oscillate by a voltage source applying alternately to the two conducting electrodes two distinct potentials such that the electrons are alternately collected by these electrodes, the electrons then oscillate at the frequency of the signal applied between the reinforcements in the zone which separates them thus causing an excitation of the cathodoluminescent material which they come to strike at each period by causing an emission of light. In stable operating conditions, the electron source located in the vacuum enclosure practically no longer delivers current, except to compensate at all times for the leakage of electrons by electrical faults in the insulators, keeping them at a constant number.
La source d'électrons utilisable peut être soit une source chaude (filament chauffé), soit une source froide (photoémission, effet de champ).The usable electron source can be either a hot source (heated filament) or a cold source (photoemission, field effect).
Selon l'invention, le nombre des électrons en oscillation dans la source lumineuse correspond à la capacité du condensateur plan ainsi réalisé et est donc entièrement déterminé par les dimensions du condensateur, l'épaisseur des isolants et la tension appliquée aux armatures. Il ne dépend pas en particulier des caractéristiques d'émission de la source d'électrons annexe utilisée. En d'autres termes, lors du fonctionnement permanent, la sensation lumineuse ressentie par un observateur de la source ne dépend donc que de la fréquence d'oscillation car la quantité de lumière émise à chaque période est constante. Ceci garantit l'uniformité de l'éclairement produit par cathodoluminescence.According to the invention, the number of electrons in oscillation in the light source corresponds to the capacity of the planar capacitor thus produced and is therefore entirely determined by the dimensions of the capacitor, the thickness of the insulators and the voltage applied to the armatures. In particular, it does not depend on the emission characteristics of the auxiliary electron source used. In other words, during permanent operation, the light sensation felt by an observer of the source therefore depends only on the frequency of oscillation because the quantity of light emitted in each period is constant. This guarantees the uniformity of the illumination produced by cathodoluminescence.
L'un des avantages de la source lumineuse plane objet de l'invention réside dans le fait que sa structure est parfaitement compatible avec la fabrication de sources planes de faible épaisseur (jusqu'à 2mm) et de surface très étendue (plusieurs décimètres carrés par exemple sans difficulté).One of the advantages of the planar light source which is the subject of the invention lies in the fact that its structure is perfectly compatible with the manufacture of planar sources of small thickness (up to 2 mm) and of very large surface (several square decimetres per example without difficulty).
Comme les électrons qui oscillent entre les deux armatures de la source sont utilisés un grand nombre de fois, l'énergie dépensée pour les produire à l'aide de la source d'électrons peut être rendue très faible.Like the electrons that oscillate between the two armatures of the source are used a large number of times, the energy expended to produce them using the electron source can be made very low.
La source lumineuse plane objet de l'invention peut émettre avec une brillance très élevée qui est réglable à la fois par la tension imposée aux armatures et la fréquence de la source, deux paramètres qui influent approximativement de façon linéaire sur cette même brillance.The plane light source which is the subject of the invention can emit with a very high brightness which is adjustable both by the voltage imposed on the armatures and the frequency of the source, two parameters which influence this same brightness approximately linearly.
Enfin, un avantage non négligeable de cette source lumineuse réside dans sa durée de vie très élevée, qui est pratiquement celle du matériau cathodoluminescent placé dans les meilleures conditions de fonctionnement (différence de potentiel de l'ordre de 1 à quelques kilovolts et bon isolement électrique).Finally, a non-negligible advantage of this light source lies in its very long lifespan, which is practically that of the cathodoluminescent material placed in the best operating conditions (potential difference of the order of 1 to a few kilovolts and good electrical insulation ).
De toute façon l'invention sera mieux comprise en se référant à la description qui suit d'un exemple de mise en oeuvre de la source lumineuse plane objet de l'invention, description qui sera faite à titre explicatif et non limitatif en se référant aux figures 1 à 3, sur lesquelles :
- la figure 1 représente le schéma de principe général d'une source lumineuse plane conforme à l'invention,
- les figures 2 illustrent la phase de chargement du condensateur plan de la source à l'aide de la source d'électrons auxiliaire ; - la figure 2a montre la répartition des charges selon que l'on choisit comme anode l'électrode supérieure (partie gauche) ou l'électrode inférieure (partie droite) ; - la figure 2b montre la répartition de densité des électrons sur l'anode constituée par l'électrode supérieure et, - la figure 2c montre la répartition de densité des électrons lorsque l'on choisit comme anode l'électrode inférieure,
- la figure 3 illustre le principe de l'émission de lumière lors de l'inversion des potentiels entre les deux électrodes conductrices de la source.
- FIG. 1 represents the general block diagram of a plane light source according to the invention,
- FIGS. 2 illustrate the charging phase of the planar capacitor of the source using the auxiliary electron source; - Figure 2a shows the distribution of charges depending on whether the upper electrode (left part) or the lower electrode (right part) is chosen as the anode; - Figure 2b shows the density distribution of electrons on the anode formed by the upper electrode and, - Figure 2c shows the density distribution of electrons when choosing as anode the lower electrode,
- FIG. 3 illustrates the principle of the emission of light during the inversion of the potentials between the two conductive electrodes of the source.
Sur la figure 1, on a représenté dans une enceinte sous vide 1 limitée par une paroi latérale 2 et deux parois planes, parallèles et transparentes en verre par exemple, respectivement supérieure 3 et inférieure 4, les éléments d'une source lumineuse plane conforme à l'invention et qui comporte : une électrode conductrice transparente 5 située à l'intérieur de l'enceinte 1 sur la paroi 3 ; une électrode conductrice 6 à l'intérieur de l'enceinte 1 sur la paroi 4 ; deux couches de matériau isolant 7 et 8 recouvrant respectivement les électrodes conductrices 5 et 6 et sur l'une des armatures, ici l'armature inférieure, une couche de matériau cathodoluminescent 9. Un générateur de tension 10 permet de contrôler le potentiel des électrodes 5 et 6.In Figure 1, there is shown in a
Le dispositif est complété par la source d'électrons 11 par exemple du type à filament chauffant aux bornes duquel on applique les tensions V1s et V2s.The device is completed by the
Dans l'exemple de la figure 1, les parois planes 3 et 4 sont réalisées par des plaques de verre scellées de façon étanche sur la paroi latérale 2.In the example of FIG. 1, the
Le substrat de verre supérieur 3 est recouvert du conducteur transparent 5, constitué d'oxyde d'indium dopé à l'étain, d'une épaisseur de 10⁻⁵ cm (1000 Angströms) environ et la couche isolante 7 qui recouvre le conducteur 5 précédent est une couche de silice d'environ 5 micromètres.The
Le substrat de verre inférieur 4 est recouvert d'un conducteur métallique 6. Lorsque, comme c'est le cas le plus général, ce conducteur 6 n'a pas besoin d'être transparent, il peut être réalisé par un dépôt d'aluminium d'une épaisseur d'environ 10⁻⁵ cm (1000 Angströms). Sur le conducteur 6 se trouve une couche mince isolante 8, réalisée, comme la couche homologue 7, par un dépôt de silice d'environ 5 micromètres d'épaisseur. Sur la couche isolante 8 se trouve une couche 9 de matériau cathodoluminescent, réalisée soit par sérigraphie à partir d'une poudre, soit directement par dépôt en couche mince, avec une épaisseur de l'ordre de 1 micromètre. L'homme de métier connaît parfaitement des corps cathodoluminescents utilisables dans le cadre de l'invention et il pourra par exemple avoir recours à l'oxysulfure Y₂O₂S dopé à l'europium pour obtenir une émission lumineuse dans le rouge, ou au sulfure de zinc ZnS dopé au cuivre et à l'aluminium pour une émission lumineuse dans le vert, et au sulfure de zinc ZnS dopé à l'argent pour une émission lumineuse dans le bleu.The
Selon l'invention, la source émettrice d'électrons 11 peut être réalisée à partir de tout moyen connu, tel que par exemple les filaments chauffés émettant par effet thermoélectrique, les micropointes conductrices émettant par effet de champ et les couches minces émettant par effet photoémissif.According to the invention, the
L'ensemble ainsi représenté sur la figure 1 est muni de connexions électriques avec l'extérieur qui permettent :
- 1) - de porter le conducteur électrique transparent 5 situé sur la paroi supérieure 3 de la source à un potentiel que l'on appellera Vsup ;
- 2) - de porter le conducteur métallique 6 déposé sur la paroi inférieure 4 à un potentiel électrique que l'on appellera Vinf ;
- 3) - la source d'électrons 11 peut être connectée à un ou plusieurs potentiels, qui doivent être inférieurs à Vsup ou Vinf. Dans le cas où la source est constituée d'un filament chauffé, deux connexions (c'est le cas représenté sur la figure 1) la relient à l'extérieur et sont soumises respectivement aux potentiels V1s et V2s. Dans le cas où la source est constituée de micropointes, deux connexions sont encore nécessaires, mais l'une est utilisée pour la cathode portant les micropointes, et l'autre pour la grille de commande d'extraction des électrons.
- 1) - to bring the transparent
electrical conductor 5 located on theupper wall 3 of the source to a potential which will be called V sup ; - 2) - to bring the
metallic conductor 6 deposited on thelower wall 4 to an electrical potential which will be called V inf ; - 3) - the
electron source 11 can be connected to a or more potentials, which must be less than V sup or V inf . In the case where the source consists of a heated filament, two connections (this is the case shown in FIG. 1) connect it to the outside and are subjected respectively to the potentials V 1s and V 2s . In the case where the source consists of microtips, two connections are still necessary, but one is used for the cathode carrying the microtips, and the other for the electron extraction control grid.
Dans le cas où la source d'électrons 11 est constituée d'une couche photoémissive, une seule connexion avec l'extérieur est nécessaire.In the case where the
Dans tous les cas, l'homme de métier saura de toute façon utiliser la source d'électrons 11 pour obtenir, après avoir fait choix de l'un des deux conducteurs 5 ou 6 comme anode, la charge du condensateur plan formé par ces deux mêmes conducteurs 5 et 6.In all cases, the person skilled in the art will in any case be able to use the
Dans la suite du texte, on fournira les explications en se limitant au cas le plus fréquent, qui est celui où la source d'électrons 11 est constituée d'un filament chauffé dont les deux extrémités sont portées aux potentiels respectifs V1s et V2s.In the remainder of the text, the explanations will be provided, limiting themselves to the most frequent case, which is that where the
Dans l'exemple de la figure 1, l'un des ensembles paroi 3 -électrode conductrice 5 -couche isolante 7 seul est transparent et la source n'émet que d'un seul côté. On pourrait également, sans sortir du cadre de l'invention réaliser une source plane émettant sur les deux faces en fabriquant les deux parois 3 et 4, les deux électrodes 5 et 6 et les deux couches isolantes 7 et 8 en des matériaux transparents.In the example of FIG. 1, one of the wall assemblies 3 - conductive electrode 5 - insulating
On va décrire maintenant le fonctionnement de la source lumineuse plane telle qu'elle vient d'être décrite en se référant à la figure 1 et en gardant en mémoire que ce fonctionnement comporte deux étapes, à savoir :
- d'abord une étape que l'on qualifiera de régime statique et durant laquelle la source de
tension 10 porte les électrodes 5et 6 à des potentiels constants et la source d'électrons 11 est utilisée pour charger le condensateur formé par les deux électrodes conductrices 5et 6 précédentes. Durant ce chargement en régime statique, la source n'émet aucun rayonnement lumineux. Ce régime statique sera décrit en se référant aux figures 2 (2a, 2b, 2c). - ensuite, un deuxième régime, qualifié de dynamique, qui correspond en fait aux périodes de fonctionnement de la source d'émission de lumière et sera décrit ensuite en se référant à la figure 3.
- first a step which will be called a static regime and during which the
voltage source 10 brings the 5 and 6 to constant potentials and theelectrodes electron source 11 is used to charge the capacitor formed by the two 5 and 6 above. During this static loading, the source emits no light radiation. This static regime will be described with reference to Figures 2 (2a, 2b, 2c).conductive electrodes - then, a second regime, termed dynamic, which in fact corresponds to the periods of operation of the light emission source and will be described next with reference to FIG. 3.
Dans le fonctionnement en régime statique, pendant lequel on charge le condensateur formé par les armatures 5 et 6, la source de tension 10 délivre des potentiels Vsup et Vinf constants. Sur la figure 2a, on a représenté les deux possibilités qui s'offrent à l'utilisateur, à savoir : Sur la moitié gauche, l'utilisation de l'électrode supérieure comme anode, cette dernière étant portée à un potentiel Vsup de l'ordre de 1 kilovolt (Vsup = Vanode) et l'électrode inférieure 6 étant portée à une tension de repos Vinf très peu différente de 0 (Vinf = Vrepos) ; sur la partie droite de la même figure 2a, l'option inverse, dans laquelle on utilise l'électrode inférieure comme électrode d'anode (Vinf = Vanode) et l'on met l'électrode supérieure à une tension de repos (Vsup = Vrepos). Ces deux façons de pratiquer sont sensiblement équivalentes à ceci près qu'il est en général préférable de choisir l'option de la partie gauche de la figure 2a correspondant à l'accumulation des charges électroniques sur celle des armatures du condensateur qui ne comporte pas de matériau cathodoluminescent.In the operation in static mode, during which the capacitor formed by the
Si l'on revient au cas de figure de la partie gauche de la figure 2a, le conducteur supérieur 5 joue le rôle d'anode et si l'on met en fonctionnement la source d'électrons 11 il collecte alors, comme indiqué symboliquement sur le dessin, les électrons qui sont émis par cette source 11, laquelle travaille aux potentiels V1s=0 volt et V2s = 5 volts. Dans ces conditions, la source 11 est pratiquement au même potentiel que l'électrode 6 inférieure, et c'est l'électrode supérieure 5 qui joue le rôle d'anode et collecte le nuage des électrons e⁻ émis par la source 11. La figure 2b montre la variation 12 de la densité de ces mêmes électrons au voisinage de la paroi supérieure 3. En effet, les électrons ainsi collectés par le conducteur supérieur 5 ne sont pas éliminés par celui-ci puisque la couche isolante 7 leur interdit de s'écouler directement dans le circuit du condensateur. Ces mêmes électrons s'accumulent donc à l'interface entre le vide de l'enceinte 1 et la couche d'isolant 7, jusqu'à ce que le potentiel local atteigne la même valeur que le potentiel de la source émissive. Lorsque cette condition est réalisée, le potentiel au voisinage de la couche d'isolation est approximativement celui qui est appliqué entre la source émissive d'électrons 11 et le conducteur supérieur 5 jouant le rôle d'anode. Ce potentiel est donc, dans l'exemple choisi, de l'ordre de 1 kilovolt, ce qui justifie les épaisseurs de 5 micromètres choisies pour les couches isolantes 7 et 8.If we return to the case of the left-hand side of FIG. 2a, the
Ainsi, à la fin de cette phase de chargement du condensateur de la source, le nombre d'électrons collectés par le conducteur d'anode supérieur 5 à l'état d'équilibre est proportionnel à la fois à la différence de potentiel entre la source 11 et l'électrode collectrice 5 et à l'inverse de l'épaisseur de l'isolant 7 comme l'est elle-même la capacité du condensateur ainsi formé.Thus, at the end of this charging phase of the source capacitor, the number of electrons collected by the
La partie droite de la figure 2a ainsi que la figure 2c illustrent le choix symétrique dans lequel l'utilisateur aurait mis l'électrode supérieure 5 au repos et aurait choisi de porter l'électrode inférieure 6 à un potentiel de 1 kilovolt pour en faire l'électrode d'anode. On ne décrira pas plus en avant ce mode de mise en oeuvre qui est rigoureusement symétrique du précédent et s'en déduit sans difficulté pour l'homme de métier.The right part of FIG. 2a as well as FIG. 2c illustrate the symmetrical choice in which the user would have put the
En se référant maintenant à la figure 3, on va décrire le régime dynamique de la source, c'est-à-dire le régime pendant lequel, après la phase de charge statique précédente, on inverse périodiquement les potentiels des électrodes conductrices 5 et 6 pour obtenir, par impact sur la couche cathodoluminescente 9 des charges électriques négatives, l'effet d'émission lumineuse.Referring now to FIG. 3, the dynamic regime of the source will be described, that is to say the regime during which, after the previous static charge phase, the potentials of the conducting
Si, à partir de l'état des potentiels représentés sur la moitié gauche de la figure 2a, on inverse les potentiels respectivement appliqués aux conducteurs supérieur et inférieur 5 et 6, on obtient le schéma de la figure 3 dans lequel le nuage électronique se déplace vers l'électrode inférieure 6 et frappe la couche cathodoluminescente 9 provoquant ainsi l'émission de photons h ν vers l'extérieur de la source. Les électrons qui heurtent le matériau cathodoluminescent au moment de l'inversion des zones de charge provoquent l'émission de lumière et il suffit que la source de tension 10 délivre alternativement les potentiels Vanode et Vrepos aux électrodes 5 et 6 pour rendre le phénomène périodique et provoquer l'émission lumineuse continue de la source.If, from the state of the potentials represented on the left half of FIG. 2a, the potentials respectively applied to the upper and
Si l'on désigne par Q/mm² la charge stockée par millimètre carré sur au voisinage de l'électrode collectrice, par f la fréquence d'inversion des potentiels dus à la source de tension 10 entre les électrodes supérieure et inférieure, le courant dirigé vers le matériau cathodoluminescent 9 peut s'écrire i=Qf.If Q / mm² denotes the charge stored per square millimeter on in the vicinity of the collector electrode, by f the frequency of inversion of the potentials due to the
Dans un exemple pratique de mise en oeuvre de l'invention, on donne aux épaisseurs d'isolant 7 et 8 une dimension de 5 micromètres, en les réalisant en silice d'indice =5 ; une différence de potentiel de 1 kilovolt entre les deux électrodes conductrices et une fréquence alternative de 1 kHz pour la source de tension, conduit à une charge Q par millimètre carré voisine de 10⁻⁸ Coulomb et à un courant de charge par millimètre carré voisin de 10 microampères.In a practical example of implementation of the invention, the thicknesses of
Une brillance de plusieurs milliers de candélas par mètre carré est ainsi obtenue, compte tenu des rendements de conversion usuels des matériaux cathodoluminescents couramment utilisés.A gloss of several thousand candela per square meter is thus obtained, taking into account the usual conversion yields of cathodoluminescent materials commonly used.
Par ailleurs, le régime statique décrit précédemment comme une phase antérieure au régime dynamique peut être supprimé. La charge Q nécessaire au fonctionnement s'établit alors progressivement au cours du régime dynamique.Furthermore, the static regime described above as a phase prior to the dynamic regime can be eliminated. The charge Q required for operation is then gradually established during the dynamic regime.
Claims (1)
- Planar light source, characterized in that it comprises a vacuum enclosure (1) bounded by two parallel, insulating, planar walls (3,4) and a side wall (2),
on each of the planar walls and within the enclosure (1) is placed a conductive electrode (5,6) covered with an insulating layer (7,8) and at least one of these two wall-electrode-insulating layer assemblies is transparent, on one of the insulating layers (8) is placed a cathodoluminescent material layer (9), in the vicinity of the side wall (2) and externally of the two conductive electrodes (5,6) is provided an electron source (11) and a voltage source (10) is also provided for alternatively applying to the two conductive electrodes (5,6) two different potentials (Vanode, Vrest), so that the electrons emitted by said electron source are alternatively collected by said electrodes.
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