RU2253167C2 - Fluorescent-cathode matrix screen - Google Patents
Fluorescent-cathode matrix screen Download PDFInfo
- Publication number
- RU2253167C2 RU2253167C2 RU2003120277/09A RU2003120277A RU2253167C2 RU 2253167 C2 RU2253167 C2 RU 2253167C2 RU 2003120277/09 A RU2003120277/09 A RU 2003120277/09A RU 2003120277 A RU2003120277 A RU 2003120277A RU 2253167 C2 RU2253167 C2 RU 2253167C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- cathodes
- cathode
- anode electrodes
- electrode
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к индикаторной технике, а более конкретно к матричным катодолюминесцентным экранам или плоским электронно-лучевым трубкам (ЭЛТ) с электрическим входом и оптическим выходом, используемым в вычислительной технике, радиолокации, телевидении и т.д.The invention relates to indicator technology, and more particularly to matrix cathodoluminescent screens or flat cathode ray tubes (CRTs) with an electrical input and optical output used in computing, radar, television, etc.
Катодолюминесцентный матричный экран представляет собой вакуумный электронный прибор, термоэлектронный катод, управляющие сетки и держатели, заключенные в вакуумно-плотную оболочку с платой, на которой по заданному рисунку размещены токопроводящие сегменты экрана, покрытые люминофором, и токопроводящая разводка с контактными площадками. См. Горфинкель Б.И., Абалдуев Б.В., Медведев Р.С., Логинов А.П. Низковольтные катодолюминесцентные индикаторы. М.: Радио и связь, 1983 г., с.112; Быстров Ю.А., Персианов Г.М. Севостьянов Ю.С. Вакуумные люминесцентные индикаторы. - Обзоры по электронной технике. Сер. 4, изд-во ЦНИИ “Электроника”, вып.2 (885), 1982 г., с.44.The cathodoluminescent matrix screen is a vacuum electronic device, a thermionic cathode, control grids and holders enclosed in a vacuum-tight shell with a board on which, according to a given pattern, conductive screen segments coated with a phosphor and conductive wiring with contact pads are placed. See Gorfinkel B.I., Abalduev B.V., Medvedev R.S., Loginov A.P. Low voltage cathodoluminescent indicators. M .: Radio and communications, 1983, p.112; Bystrov Yu.A., Persianov G.M. Sevostyanov Yu.S. Vacuum fluorescent indicators. - Reviews on electronic technology. Ser. 4, publishing house of the Central Research Institute "Electronics", issue 2 (885), 1982, p. 44.
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 вывода, соединенные с соответствующими электродами индикатора (см. Лисицын Б.Л. Низковольтные индикаторы, 1985 г., с.101-105; Русина Е.В. Матричные индикаторы на панели на основе низковольтной катодолюминесценции. Журнал “Электронная промышленность”, №5-6, 1982 г., с.88-89).Vacuum luminescent indicators (VLIs) are known, containing a vacuum cylinder in which a circuit board is placed with anode electrodes located on it that are coated with a phosphor, as well as a cathode, grids and external leads connected to the corresponding indicator electrodes (see L. Lisitsyn, Low-voltage indicators, 1985, pp. 101-105; Rusina EV, Matrix indicators on the panel based on low-voltage cathodoluminescence. Journal "Electronic Industry", No. 5-6, 1982, p. 88-89).
Недостатками данных устройств являются наличие сложной системы прямонакальных катодов и соответственно высокая потребляемая мощность накаливания прямонакальных катодов.The disadvantages of these devices are the presence of a complex system of straight filament cathodes and, accordingly, the high consumed power of incandescent filament cathodes.
Известен катодолюминесцентный матричный экран, содержащий лицевую пластину и подложку, систему прямонакальных катодов, ряды нанесенных на подложку анодных электродов в виде параллельных полос, покрытых люминофором, по крайней мере, одного цвета и соединенных токоведущими дорожками с внешними выводами через контактные площадки, управляющие электроды, ортогональные анодным электродам и образующие светоизлучающие сегменты, диэлектрическую рамку, герметично соединяющую лицевую пластину и подложку, управляющие электроды выполнены в виде ребер и расположены меньшей гранью на слое диэлектрика, нанесенного на подложку, и анодные электроды в местах пересечения анодных электродов и управляющих электродов, см. патент РФ №2173909, MKИ: H 01 J 31/12, опубл. 20.09.2001 г.Known cathodoluminescent matrix screen containing the front plate and the substrate, a system of direct filament cathodes, rows of anode electrodes deposited on the substrate in the form of parallel strips coated with a phosphor of at least one color and connected by current-carrying tracks with external leads through contact pads, control electrodes, orthogonal anode electrodes and forming light emitting segments, a dielectric frame hermetically connecting the front plate and the substrate, the control electrodes are made in e edges and are arranged at a face on the dielectric layer deposited on a substrate, and anode electrodes at the intersections of the anode electrodes and the control electrodes, see RF patent №2173909, MKI:. H 01 J 31/12, publ. September 20, 2001
Недостатком данной конструкции является сложные системы управляющих электродов и прямонакальных катодов, так как в случае использования данного устройства на крупногабаритных подложках способ его изготовления громоздок и технологически неэкономичен.The disadvantage of this design is the complex system of control electrodes and direct cathodes, since in the case of using this device on large-sized substrates, the method of its manufacture is cumbersome and technologically uneconomical.
Наиболее близким аналогом по технической сущности к предлагаемому решению - прототипом является конструкция катодолюминесцентного экрана матричного типа, описанная в патенте РФ №2173908, МКИ: H 01 J 31/12, опубл. 20.09.2001 г., содержащая вакуумную оболочку, состоящую из лицевой пластины и изолирующей основы, системы 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, ортогональных анодным электродам и образующих светоизлучающие сегменты, диэлектрическую рамку, герметично соединяющую лицевую пластину и изолирующую основу, между анодными электродами выполнены из диэлектрической пасты выступы-барьеры, на которых расположена система управляющих электродов по количеству строк экрана.The closest analogue in technical essence to the proposed solution - the prototype is the design of the cathodoluminescent screen matrix type, described in RF patent No. 2173908, MKI: H 01 J 31/12, publ. 09/20/2001, containing a vacuum shell consisting of a front plate and an insulating base, a direct-heating cathode system, rows of anode electrodes deposited on an insulating base, made in the form of parallel strips coated with at least one color phosphor and connected by current-carrying paths with external leads through pads, a system of control electrodes orthogonal to the anode electrodes and forming light-emitting segments, a dielectric frame hermetically connecting the face plate and insulating th substrate between the anode electrodes are made of dielectric protrusions paste-barriers, wherein the system control electrodes disposed on the number of screen lines.
Недостатком данного устройства является ненадежность конструкции за счет сложной технологии изготовления систем управляющих электродов и катодов за счет большого объема монтажных работ.The disadvantage of this device is the unreliability of the structure due to the complex manufacturing technology of control electrode and cathode systems due to the large volume of installation work.
Сущность изобретения в следующем. Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности экрана и соответственно качества отображаемой информации.The invention is as follows. The task to which the invention is directed is to increase the reliability of the screen and, accordingly, the quality of the information displayed.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в катодолюминесцентном матричном экране, содержащем вакуумную оболочку с изолирующей основой, ряды нанесенных на изолирующую основу анодных электродов в виде параллельных полос, покрытых люминофором, по крайней мере, одного цвета и соединенных токоведущими дорожками с внешними выводами через контактные площадки, катоды, управляющие электроды, ортогональные анодным электродам и образующие на пересечении светоизлучающие сегменты, катоды-эмиттеры выполнены нанесением углеродных нанотрубок на управляющие электроды с возможностью эмиттирования электронного потока при включении, по крайней мере, одного управляющего электрода из совокупности управляющих электродов в момент включения соответствующих анодных электродов.The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in a cathodoluminescent matrix screen containing a vacuum shell with an insulating base, rows of anode electrodes deposited on the insulating base in the form of parallel strips coated with a phosphor of at least one color and connected by current paths with external terminals through contact pads, cathodes, control electrodes orthogonal to the anode electrodes and forming light-emitting segments at the intersection, Nena applying carbon nanotubes to the control electrodes, with electron beam emittirovaniya when the at least one control electrode of a plurality of control electrodes at the moment when the respective anode electrodes.
Кроме того, расстояние между плоскостями систем анодных электродов и управляющих электродов-катодов-эмиттеров и разность потенциалов между включенными анодными электродами и управляющими электродами-катодами-эмиттерами связаны соотношениемIn addition, the distance between the planes of the systems of anode electrodes and control electrodes-cathodes-emitters and the potential difference between the included anode electrodes and control electrodes-cathodes-emitters are related by the ratio
при Е≅ от 1 до 20 В/мкм, гдеat E≅ from 1 to 20 V / μm, where
Е - напряженность поля управляющего электрода-катода-эмиттера,E is the field strength of the control electrode-cathode-emitter,
U'a-суп-эм - установленная разность потенциала между включенными анодными электродами и включенным выбранным управляющим электродом-катодом-эмиттером,U ' a-soup-um - the installed potential difference between the switched on anode electrodes and the switched-on selected control electrode-cathode-emitter,
Ха-суп-эм - расстояние (мкм) между плоскостями анодных и управляющих электродов-катодов-эмиттеров, при этом для отключенных невыбранных управляющих электродов-катодов-эмиттеров разность потенциалов U’’a-суп-эм должна быть в пределах от 0 до 0,75 U'a-суп-эм вольт.X a-soup-em - the distance (μm) between the planes of the anode and control electrodes-cathodes-emitters, while for disconnected unselected control electrodes-cathodes-emitters, the potential difference U '' a-soup-em should be in the range from 0 to 0.75 U'a -soup-em- volt.
Таким образом, в данном техническом решении в качестве катода-эмиттера используют управляющий электрод с нанесенными нанотрубкуами, образуя новый конструктивный элемент: управляющий электрод-катод-эмиттер.Thus, in this technical solution, a control electrode with deposited nanotubes is used as a cathode-emitter, forming a new structural element: a control electrode-cathode-emitter.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами, примером конкретного исполнения и описанием.The invention is illustrated by graphic materials, an example of a specific implementation and description.
На фиг.1 схематично изображен катодолюминесцентный матричный экран согласно заявляемому техническому решению.Figure 1 schematically shows a cathodoluminescent matrix screen according to the claimed technical solution.
На фиг.2 схематично показан фрагмент катодолюминесцентного экрана: вид сверху изолирующей основы с анодными электродами и управляющими электродами с нанесенными нанотрубками, образующими управляющие электроды-катоды-эмиттеры, а также показан светоизлучающий сегмент.Figure 2 schematically shows a fragment of a cathodoluminescent screen: a top view of an insulating base with anode electrodes and control electrodes coated with nanotubes forming control electrodes-cathodes-emitters, and also a light-emitting segment is shown.
Приняты следующие обозначения:The following notation is accepted:
1 - вакуумная оболочка,1 - vacuum shell
2 - изолирующая основа,2 - insulating base,
3 - анодные электроды,3 - anode electrodes,
4 - люминофор,4 - phosphor,
5 - контактные площадки,5 - contact pads,
6 - внешние вывода,6 - external conclusions
7 - управляющие электроды-катоды-эмиттеры,7 - control electrodes-cathodes-emitters,
8 - углеродные нанотрубки,8 - carbon nanotubes,
9 - светоизлучающие сегменты.9 - light emitting segments.
Катодолюминесцентный матричный экран содержит вакуумную оболочку 1 с изолирующей основой 2, на которую нанесены ряды анодных электродов 3, выполненных в виде параллельных полос, покрытых люминофором 4. Внутри вакуумной оболочки 1 расположены управляющие электроды-катоды-эмиттеры 7 ортогонально анодным электродам 3, образующие на пересечении светоизлучающие сегменты 9. Катоды-эмиттеры выполнены нанесением углеродных нанотрубок 8 на управляющие электроды, образуя (получая) новый элемент конструкции: управляющие электроды-катоды-эмиттеры.The cathodoluminescent matrix screen contains a vacuum shell 1 with an
Работа катодолюминесцентного матричного экрана осуществляется следующим образом.The operation of the cathodoluminescent matrix screen is as follows.
Управление экраном осуществляется последовательной подачей в импульсном режиме положительного напряжения на соответствующие анодные электроды 3 относительно управляющего электрода-катода-эмиттера 7 со скважностью Q, равной количеству строк катодолюминесцентного матричного экрана (строка: управляющий электрод-катод-эмиттер). В новом катодолюминесцентном матричном экране, в котором катоды-эмиттеры выполнены нанесением углеродных нанотрубок 8 на управляющие электроды, образуя управляющие электроды-катоды-эмиттеры 7, электроны вытягиваются из управляющего электрода-катода-эмиттера 7 и рассеиваются равномерно по площади информационного поля - это ряды нанесенных на изолирующую основу 2 анодных электродов 3, покрытых люминофором 4 (см. фиг.1 и 2). Управление светоизлучающего сегмента 9 (см. фиг.2) выполняется благодаря формированию катода эмиттера нанесением углеродных нанотрубок 8 на управляющие электроды, образуя управляющие электроды-катоды-эмиттеры 7. Люминофор 4 под действием электронной бомбардировки начинает светиться. Анодные электроды 3, на которых отсутствует ускоряющий потенциал, не подвергаются воздействию электронного потока, и люминофоры 4 остаются в не возбужденном состоянии, т.е. все остальные элементы экрана не светятся. Таким образом, светоизлучающие сегменты 9, находящиеся на невыбранных анодных электродах, находятся под нулевым потенциалом относительно управляющего электрода-катода-эмиттера 8, а электронный поток на излучающие сегменты 9, находящиеся в пересечении выбранного анодного электрода 3 и невыбранного управляющего электрода-катода-эмиттера 7, заперт отрицательным напряжением, поданным на невыбранные управляющие электроды-катоды-эмиттеры 7.The screen is controlled by sequentially supplying in a pulsed mode a positive voltage to the
Подавая напряжение на выбранные анодные электроды 3 и управляющие электроды-катоды-эмиттеры 7 катодолюминесцентного матричного экрана, получают на экране необходимое изображение.By applying voltage to the selected
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.This invention allows to obtain cathodoluminescent matrix screens with both black and white, and color clear image, which is especially important for systems with a large working area - the information area and high information density.
ПРИМЕР.EXAMPLE.
По данному техническому решению был изготовлен многоцветный катодолюминесцентный экран, в котором катоды-эмиттеры выполнены нанесением углеродных нанотрубок на управляющие электроды, т.е. образуя управляющие электроды-катоды-эмиттеры 7.According to this technical solution, a multi-color cathodoluminescent screen was made, in which the emitter cathodes were made by applying carbon nanotubes to the control electrodes, i.e. forming control electrodes-cathodes-
На базе прибора П-626 (128× 128) были изготовлены два прибора:Based on the P-626 (128 × 128) device, two devices were manufactured:
А) с анодными электродами, управляющими электродами и прямонакальными катодами (базовый образец);A) with anode electrodes, control electrodes and straight filament cathodes (base sample);
Б) с анодными электродами и управляющими электродами-катодами-эмиттерами (заявляемое техническое решение).B) with anode electrodes and control electrodes-cathodes-emitters (the claimed technical solution).
Проведенные испытания показали:The tests showed:
По базовому образцу: А) суммарная потребляемая мощность экрана Рхсумм составляет 10 Вт/дм2, она состоит из потребляемой мощности анодных электродов Рупа≅ 1-1,5 Вт/дм2 (в сумме Рупр - потребляемая мощность составляет 5 Вт/дм2) и высокой потребляемой мощности накаливания прямонакальных катодов Рн=5 Вт/дм2.In the baseline model: A) total power P hsumm screen consumption is 10 W / dm 2, it consists of the power consumption of the anode electrode upa P ≅ 1-1,5 W / dm 2 (in total exercise P - power consumption was 5 W / dm 2 ) and high consumed power of incandescent filament cathodes P n = 5 W / dm 2 .
По заявляемому техническому решению: Б) мощность накаливания катодов-эмиттеров составляет 0, мощность управляющих электродов-катодов-эмиттеров составляет 0, остается потребляемая мощность анодных электродов Pa≅ 1-1,5 Вт/дм2.According to the claimed technical solution: B) the incandescent power of the emitter cathodes is 0, the power of the control electrodes-cathodes-emitters is 0, the consumed power of the anode electrodes remains P a ≅ 1-1.5 W / dm 2 .
Таким образом, при осуществлении заявляемого изобретения суммарная мощность, потребляемая катодолюминесцентным матричным экраном, снижается в 9-10 раз.Thus, in the implementation of the claimed invention, the total power consumed by the cathodoluminescent matrix screen is reduced by 9-10 times.
Испытания показали, что настоящее изобретение позволяет сократить технологический процесс при изготовлении одного прибора, так как исключаются:Tests have shown that the present invention allows to reduce the technological process in the manufacture of one device, as it excludes:
а) процесс изготовления прямонакальных катодов и, соответственно, затраты на материалы на них;a) the manufacturing process of direct-heating cathodes and, accordingly, the cost of materials on them;
б) держатели катодов и, соответственно, затраты на материалы для них;b) cathode holders and, accordingly, the cost of materials for them;
в) монтажные работы по сборке достаточно сложной системы прямонакальных катодов и их держателей.c) installation work on the assembly of a fairly complex system of straight filament cathodes and their holders.
Итак, монтажные работы для изготовления и крепления катодов и их держателей в новом заявляемом техническом решении исключены.So, installation work for the manufacture and fastening of the cathodes and their holders in the new claimed technical solution is excluded.
При работе прибора электрическое поле, вытягивающее электроны из управляющих электродов-катодов-эмиттеров, обеспечивает более равномерное свечение люминофора анодных электродов в сравнении с наличием отдельной системы прямонакальных катодов с большим шагом расположения t≅ 2,5-3 мм, чем у управляющих электродов, у которых шаг расположения tcyпp составляет 0,3-0,4 мм.When the device is operating, an electric field that draws electrons from the control electrodes-cathodes-emitters provides a more uniform luminescence of the phosphor of the anode electrodes in comparison with the presence of a separate direct-filament cathode system with a large arrangement pitch t≅ 2.5-3 mm than that of the control electrodes, which the spacing t cypp is 0.3-0.4 mm.
Указанные в формуле изобретения соотношения Е, U'a-суп-эм, Ха-суп-эм определены экспериментально с учетом известных закономерностей, принятых при конструировании электронных приборов.The ratios E, U ' a-soup-em , X a-soup-em indicated in the claims are determined experimentally taking into account the known laws adopted in the design of electronic devices.
Таким образом, использование описываемой конструкции обеспечивает по сравнению с известными конструкциями катодолюминесцентных матричных экранов повышение качества отображаемой информации путем повышения равномерности свечения люминофоров анодных электродов и снижение потребляемой катодолюминесцентным матричным экраном мощности за счет исключения катодов и более полного использования эмиссионных возможностей управляющих электродов-катодов-эмиттеров.Thus, the use of the described design provides, in comparison with the known designs of cathodoluminescent matrix screens, an increase in the quality of the displayed information by increasing the uniformity of the glow of the phosphors of the anode electrodes and reducing the power consumed by the cathodoluminescent matrix screen by eliminating the cathodes and more fully using the emission capabilities of the control electrodes-cathode-emitters.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003120277/09A RU2253167C2 (en) | 2003-07-02 | 2003-07-02 | Fluorescent-cathode matrix screen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003120277/09A RU2253167C2 (en) | 2003-07-02 | 2003-07-02 | Fluorescent-cathode matrix screen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003120277A RU2003120277A (en) | 2005-02-10 |
RU2253167C2 true RU2253167C2 (en) | 2005-05-27 |
Family
ID=35208103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003120277/09A RU2253167C2 (en) | 2003-07-02 | 2003-07-02 | Fluorescent-cathode matrix screen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2253167C2 (en) |
-
2003
- 2003-07-02 RU RU2003120277/09A patent/RU2253167C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003120277A (en) | 2005-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ghis et al. | Sealed vacuum devices: fluorescent microtip displays | |
KR100298381B1 (en) | Field emission display | |
US7067984B2 (en) | Method and apparatuses for providing uniform electron beams from field emission displays | |
US3875442A (en) | Display panel | |
EP0681311A1 (en) | Field-effect emitter device | |
CN101465258B (en) | Light-emitting substrate and display apparatus using the same | |
KR100913179B1 (en) | Light emission device and display device using the light emission device as light source | |
JPH05121014A (en) | Plane type display device | |
US7285901B2 (en) | Display device having a connecting portion between cathode line and electron source | |
US7701127B2 (en) | Field emission backlight unit | |
RU2253167C2 (en) | Fluorescent-cathode matrix screen | |
RU2258974C1 (en) | Low-voltage cathode-ray fluorescent matrix screen | |
US20070290623A1 (en) | Substrate having fluorescent member, image display apparatus and image receiving and displaying apparatus | |
KR100252068B1 (en) | Field emission device and image display device using the same | |
CN100385604C (en) | Electron emission device and method of manufacturing the same | |
RU2297689C1 (en) | Field-emission based cathodic fluorescent screen | |
RU2173909C1 (en) | Cathodic luminescent matrix screen | |
RU2179766C2 (en) | Matrix-type luminous cathodic screen | |
RU2170471C1 (en) | Cathodic fluorescent screen | |
RU2217839C2 (en) | Luminescent-cathode matrix screen | |
CN100477066C (en) | Cathode structure of back grid field emitting display and preparing method thereof | |
KR0166020B1 (en) | Flat panel display device | |
RU2207657C2 (en) | Vacuum fluorescent matrix screen | |
WO2001011646A2 (en) | Cathodoluminescent flat panel displays with reduced electron scattering and improved luminance uniformity | |
EP0680068B1 (en) | Flat picture tube |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090703 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20120427 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130703 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150227 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20150303 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160703 |