RU2298854C1 - Field-effect cathode-luminescent matrix screen - Google Patents
Field-effect cathode-luminescent matrix screen Download PDFInfo
- Publication number
- RU2298854C1 RU2298854C1 RU2005126642/09A RU2005126642A RU2298854C1 RU 2298854 C1 RU2298854 C1 RU 2298854C1 RU 2005126642/09 A RU2005126642/09 A RU 2005126642/09A RU 2005126642 A RU2005126642 A RU 2005126642A RU 2298854 C1 RU2298854 C1 RU 2298854C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anode
- electron emitters
- face plate
- matrix
- anode electrode
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к низковольтным средствам отображения информации на основе катодолюминесценции и может быть использовано при разработке устройств для создания экранов цифровых и буквенно-цифровых индикаторов, универсальных панелей для визуализации отображения любой информации - текстовой, знаковой, графической, отсчетных устройств аналоговых и дискретно-аналоговых измерительных приборов, используемых в калькуляторах, часах, индикаторных табло коллективного пользования и т.д.The invention relates to low-voltage means of displaying information based on cathodoluminescence and can be used in the development of devices for creating screens of digital and alphanumeric indicators, universal panels for visualizing the display of any information - text, character, graphic, reading devices of analog and discrete-analog measuring devices used in calculators, watches, indicator boards for collective use, etc.
В нашей стране и за рубежом, особенно в Японии, широкое применение в электронных устройствах бытового и промышленного назначения, а также в спецтехнике нашли низковольтные катодолюминесцентные индикаторы (см. Горфинкель Б.И., Абалдуев Б.В., Медведев Р.С., Логинов А.П. Низковольтные катодолюминесцентные индикаторы. - М.: Радио и связь, 1983 г.).In our country and abroad, especially in Japan, low-voltage cathodoluminescent indicators are widely used in electronic devices for domestic and industrial use, as well as in special equipment (see Gorfinkel B.I., Abalduev B.V., Medvedev R.S., Loginov A.P. Low-voltage cathodoluminescent indicators. - M.: Radio and communications, 1983).
Низковольтный катодолюминесцентный индикатор представляет собой вакуумный электронный прибор, содержащий термоэлектронный катод, управляющие сетки и держатели, заключенные в вакуумную оболочку с платой, на которой по заданному рисунку размещены токопроводящие сегменты экрана, покрытые люминофором, и токопроводящая разводка с контактными площадками.A low-voltage cathodoluminescent indicator is a vacuum electronic device containing a thermionic cathode, control grids and holders enclosed in a vacuum 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.
В экспериментальных образцах автоэлектронные катоды представляют собой матрицу, скоммутированную из множества микроострий, расположенных на плоскости с плотностью порядка 10000 мм2 и обеспечивающих необходимый уровень автоэлектронной эмиссии. Представление о принципе действия острийных катодов и о конструкции матрицы катодов дают рис.2.8 и 2.9 в работе Горфинкеля Б.И. «Знакосинтезирующая электроника: низковольтная катодолюминесценция.» Издательство Саратовского Университета, 1993 г., стр.19-21, 24-25.In experimental samples, field-emission cathodes are a matrix commutated from a variety of micropoints located on a plane with a density of the order of 10,000 mm 2 and providing the necessary level of field emission. An idea of the principle of action of the tip cathodes and the design of the matrix of cathodes is given in Fig. 2.8 and 2.9 in the work of B. Gorfinkel. “Sign-synthesizing electronics: low-voltage cathodoluminescence.” Publishing House of Saratov University, 1993, pp. 19-21, 24-25.
Сложность острийной структуры катодов существенно затрудняет реализацию данного дисплея.The complexity of the tip structure of the cathodes substantially complicates the implementation of this display.
Ранее было установлено, что при прохождении электрического тока через тонкие металлические пленки с островковой структурой толщиной в несколько десятков (от 40 до 80 для золота) ангстрем возникает эмиссионный ток, обусловленный тем, что часть электронов, осуществляющих перенос заряда между металлическими островками в пленке, имеет компоненту скорости, нормальную к поверхности пленки (см. открытие № 31, опубл. 01.12.1964 г., авторы открытия: П.Г.Борзяк, О.Г.Сарбей, Р.Д.Федорович). Авторы открыли два явления у металлов, которые получают практическое применение в области микроэлектроники. Их эксперименты установили, что холодный металл может эмиттировать электроны, когда через него проходит ток.It was previously established that when an electric current passes through thin metal films with an island structure several tens of thickness (from 40 to 80 for gold) the Angstrom generates an emission current due to the fact that some of the electrons carrying out charge transfer between the metal islands in the film have the velocity component normal to the film surface (see discovery No. 31, publ. 12/01/1964, authors of the discovery: P.G. Borzyak, O.G. Sarbey, R.D. Fedorovich). The authors discovered two phenomena in metals, which are gaining practical application in the field of microelectronics. Their experiments found that cold metal can emit electrons when current passes through it.
Наиболее близким аналогом-прототипом к изобретению является катодолюминесцентный экран (см. патент РФ №2152662, МКИ7: HО1J 1/62, 29/18, опубл. 10 июля 2000 г.), содержащий вакуумную оболочку, составленную из двух плоских стеклянных лицевой прозрачной пластины и подложки с электродами: плоским тонким торцевым эмиттером и анодом, покрытым проводящим слоем и люминофором, образующих светоизлучающую ячейку-пиксел, расположенных на малом контролируемом расстоянии друг от друга в параллельных плоскостях, соединенных через анодные и эмиттерные шины с выводами для подключения источников электрического напряжения, диэлектрическую рамку, герметично соединяющую лицевую пластину и подложку, аноды и эмиттеры выполнены в виде двух гребенок, вложенных одна в другую, при этом эмиттеры с соединителями расположены в верхней плоскости подложки, а аноды и анодные шины расположены на дне траншей, выполненных на заданную глубину в подложке со стороны верхней плоскости, причем свободное пространство траншей анодных шин заполнено диэлектриком до образования планаризованной поверхности для расположения на ней соединительных шин. Аноды и эмиттеры могут быть выполнены в виде любых геометрических фигур, вложенных одна в другую, например, в виде спиралей; в катодолюминесцентный экран дополнительно введено защитное сопротивление, соединяющее эмиттерную шину последовательно с каждым эмиттером светоизлучающей ячейки-пиксела; люминофор выбран с субмикронными зернами; люминофор выбран низковольтный с рабочим напряжением не более 50-70 В.The closest analogue prototype to the invention is a cathodoluminescent screen (see RF patent No. 2152662, MKI 7 : HO1J 1/62, 29/18, publ. July 10, 2000), containing a vacuum shell composed of two flat glass transparent front plates and substrates with electrodes: a flat thin end emitter and an anode coated with a conductive layer and a phosphor, forming a light-emitting pixel cell located at a small controlled distance from each other in parallel planes connected through the anode and emitter buses to the output for connecting voltage sources, a dielectric frame hermetically connecting the front plate and the substrate, the anodes and emitters are made in the form of two combs, nested one into the other, with emitters with connectors located in the upper plane of the substrate, and the anodes and anode buses are located at the bottom trenches made to a predetermined depth in the substrate from the side of the upper plane, and the free space of the trenches of the anode bars is filled with a dielectric to form a planarized surface for her connecting bus. Anodes and emitters can be made in the form of any geometric figures embedded one into another, for example, in the form of spirals; a protective resistance is additionally introduced into the cathodoluminescent screen, connecting the emitter bus in series with each emitter of the light-emitting pixel cell; phosphor selected with submicron grains; the phosphor is selected low voltage with an operating voltage of not more than 50-70 V.
Недостатком этой конструкции является наличие сложной системы эмиттерных электродов, при этом они расположены таким образом, что снижают некоторые параметры катодолюминесцентого экрана: угол обзора и информативность экрана.The disadvantage of this design is the presence of a complex system of emitter electrodes, while they are located in such a way that they reduce some parameters of the cathodoluminescent screen: viewing angle and information content of the screen.
Перечисленные недостатки заявленными техническими решениями устраняются.The listed disadvantages of the claimed technical solutions are eliminated.
Сущность изобретения заключается в следующем. Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в упрощении технологических процессов при изготовлении матричного катодолюминесцентного экрана с автоэлектронным катодом, в обеспечении его более высоких функциональных параметров.The invention consists in the following. The problem to which the invention is directed, is to simplify the processes in the manufacture of a matrix cathodoluminescent screen with an auto-electronic cathode, in ensuring its higher functional parameters.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном катодолюминесцентном экране с автоэлектронным катодом, содержащем вакуумную оболочку, составленную из двух плоских стеклянных лицевой прозрачной пластины и анодной платы с анодными электродами, покрытыми проводящим слоем и люминофором, по крайней мере, одного цвета, матрицу эмиттеров электронов, диэлектрическую рамку, соединяющую лицевую пластину с анодной платой, матрица поверхностно-проводящих эмиттеров электронов сформирована на лицевой прозрачной пластине, при этом эмиттеры электронов расположены напротив анодного электрода по его периметру, образуя светоизлучающую ячейку-пиксел, с возможностью вывода излучения света возбужденного электронами в люминофоре на анодном электроде через центральную свободную от эмиттеров электронов поверхность лицевой пластины, причем между светоизлучающими ячейками-пикселями на лицевой прозрачной пластине расположена черная диэлектрическая маска, а на анодной плате - диэлектрическая маска.The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known cathodoluminescent screen with an autoelectronic cathode containing a vacuum shell composed of two flat glass front transparent plates and an anode plate with anode electrodes coated with a conductive layer and a phosphor of at least one color, matrix of electron emitters, a dielectric frame connecting the face plate to the anode plate, a matrix of surface-conducting electron emitters is formed on the face a transparent plate, wherein the electron emitters are located opposite the anode electrode along its perimeter, forming a light-emitting pixel cell, with the possibility of outputting the light emitted by the electrons in the phosphor on the anode electrode through the central face plate-free surface of the electron emitters, between the light-emitting pixel cells a black dielectric mask is located on the front transparent plate, and a dielectric mask on the anode board.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном катодолюминесцентном экране с автоэлектронным катодом, содержащем вакуумную оболочку, составленную из двух плоских стеклянных лицевой прозрачной пластины и анодной платы с анодными электродами, покрытыми проводящим слоем и люминофором, по крайней мере, одного цвета, матрицу эмиттеров электронов, диэлектрическую рамку, соединяющую лицевую пластину с анодной платой, матрица поверхностно-проводящих эмиттеров электронов сформирована на лицевой прозрачной пластине, при этом эмиттеры электронов расположены напротив анодного электрода, образуя светоизлучающую ячейку-пиксел, в центральной части пиксела соосно с анодным электродом с возможностью вывода излучения света возбужденного электронами в люминофоре на анодном электроде через свободную по периметру от эмиттера электронов поверхность лицевой пластины, причем между светоизлучающими ячейками-пикселями на лицевой прозрачной пластине расположена черная диэлектрическая маска, а на анодной плате - диэлектрическая маска.The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known cathodoluminescent screen with an autoelectronic cathode containing a vacuum shell composed of two flat glass front transparent plates and an anode plate with anode electrodes coated with a conductive layer and a phosphor of at least one color, matrix of electron emitters, a dielectric frame connecting the face plate to the anode plate, a matrix of surface-conducting electron emitters is formed on the face a transparent plate, wherein the electron emitters are located opposite the anode electrode, forming a light-emitting pixel cell, in the central part of the pixel coaxially with the anode electrode with the possibility of outputting light radiation excited by electrons in the phosphor on the anode electrode through the surface of the face plate free around the perimeter of the electron emitter, moreover, between the light-emitting pixel cells on the front transparent plate there is a black dielectric mask, and on the anode board there is a dielectric mask.
Применение заявленного технического решения позволяет использовать матрицу эмиттеров электронов в качестве матрицы поверхностно-проводящих эмиттеров электронов.The application of the claimed technical solution allows the use of a matrix of electron emitters as a matrix of surface-conducting electron emitters.
Введение черной диэлектрической маски на лицевой прозрачной пластине фокусирует поток электронов с выбранного эмиттера на анодные электроды и увеличивает контраст изображения.The introduction of a black dielectric mask on the front transparent plate focuses the electron flow from the selected emitter to the anode electrodes and increases the image contrast.
Введение диэлектрической маски на анодной плате улучшает фокусировку электронов.The introduction of a dielectric mask on the anode plate improves the focusing of electrons.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами.The invention is illustrated graphic materials.
На фиг.1. изображен общий вид матричного катодолюминесцентного экрана в соответствии с предлагаемым техническим решением: матрица эмиттеров электронов сформирована на лицевой прозрачной пластине в случае, когда эмиттеры электронов расположены напротив анодного электрода по его периметру.In figure 1. The general view of the matrix cathodoluminescent screen is shown in accordance with the proposed technical solution: the matrix of electron emitters is formed on the front transparent plate in the case when the electron emitters are located opposite the anode electrode along its perimeter.
На фиг.2 изображен фрагмент матричного катодолюминесцентного экрана-пиксел, в котором эмиттеры электронов расположены напротив анодного электрода по его периметру.Figure 2 shows a fragment of a matrix cathodoluminescent screen pixel, in which electron emitters are located opposite the anode electrode along its perimeter.
На фиг.3 изображен общий вид матричного катодолюминесцентного экрана в соответствии с предлагаемым техническим решением: матрица эмиттеров электронов сформирована на стеклянной лицевой пластине в случае, когда эмиттеры электронов расположены напротив анодного электрода в центральной части пиксела соосно с анодным электродом.Figure 3 shows a General view of the matrix cathodoluminescent screen in accordance with the proposed technical solution: the matrix of electron emitters is formed on a glass front plate in the case when the electron emitters are located opposite the anode electrode in the Central part of the pixel coaxially with the anode electrode.
На фиг.4 изображен фрагмент матричного катодолюминесцентного экрана-пиксел, в котором эмиттеры электронов расположены напротив анодного электрода в центральной части пиксела соосно с анодным электродом.Figure 4 shows a fragment of a matrix cathodoluminescent screen pixel, in which electron emitters are located opposite the anode electrode in the central part of the pixel coaxially with the anode electrode.
На чертежах приняты следующие обозначения:In the drawings, the following notation:
1 - вакуумная оболочка матричного катодолюминесцентного экрана с автоэлектронным катодом;1 - a vacuum shell of a matrix cathodoluminescent screen with an autoelectronic cathode;
2 - стеклянная лицевая прозрачная пластина;2 - glass front transparent plate;
3 - анодная плата;3 - anode plate;
4 - анодные электроды;4 - anode electrodes;
5 - проводящий слой;5 - conductive layer;
6 - люминофор, по крайней мере, одного цвета;6 - phosphor of at least one color;
7 - эмиттеры электронов;7 - electron emitters;
8 - светоизлучающая ячейка-пиксел;8 - pixel light-emitting cell;
9 - диэлектрическая рамка;9 - dielectric frame;
10 - выводы;10 - conclusions;
11 - диэлектрическая маска (на лицевой прозрачной пластине черная).11 - dielectric mask (black on the transparent front plate).
Работа матричного катодолюминесцентного экрана осуществляется следующим образом.The work of the matrix cathodoluminescent screen is as follows.
Включение заданной светоизлучающей ячейки-пиксела 8 осуществляется подачей напряжения через выводы 10 на соответствующий эмиттер электронов 7 и анодные электроды 4, образующих заданную светоизлучающую ячейку-пиксел 8. Электроны, эмиттируемые из эмиттеров электронов 7 рассеиваются равномерно по площади анодного электрода 4. При этом под воздействием электрического поля, концентрирующего на поверхности проводящих эмиттеров электронов 7, возникает электронная эмиссия, ток эмиттированных электронов может быть направлен на анодный электрод 4. Под действием электронной бомбардировки происходит свечение светоизлучающей ячейки-пиксела 8.The predetermined light-emitting cell-
В первом техническом решении излучение, генерируемое электронами в люминофоре 6 на анодном электроде 4, выводится через центральную свободную поверхность лицевой прозрачной пластины 2 (см. фиг.1, 2).In the first technical solution, the radiation generated by electrons in the
Во втором техническом решении излучение, генерируемое электронами в люминофоре 6 на анодном электроде 4, выводится через свободную по периметру от эмиттера поверхность лицевой прозрачной пластины 2 (см. фиг.3, 4).In the second technical solution, the radiation generated by the electrons in the
Технология изготовления матричных катодолюминесцентных экранов является самосовмещенной, что обеспечивает автоматическое расположение эмиттеров электронов и анодных электродов друг над другом: в одном варианте эмиттер электронов расположен напротив анодного электрода по его периметру (см. фиг.2), а в другом - каждый из эмиттеров электронов расположен напротив анодного электрода в центральной части пиксела соосно с анодным электродом (см. фиг.4).The manufacturing technology of matrix cathodoluminescent screens is self-aligned, which ensures automatic placement of electron emitters and anode electrodes on top of each other: in one embodiment, the electron emitter is located opposite the anode electrode along its perimeter (see figure 2), and in the other, each of the electron emitters is located opposite the anode electrode in the Central part of the pixel coaxially with the anode electrode (see figure 4).
Заявляемое устройство может быть изготовлено методами серийного производства матричного катодолюминесцентного экрана.The inventive device can be manufactured by serial production of the matrix cathodoluminescent screen.
Работоспособность заявленных устройств подтверждена экспериментально: в настоящее время предлагаемые конструкции матричных катодолюминесцентных экранов изготовлены и опробованы.The operability of the claimed devices is experimentally confirmed: at present, the proposed designs of matrix cathodoluminescent screens are made and tested.
Данные изобретения позволяют получать матричные катодолюминесцентные экраны, обеспечивающие надежное считывание информации, четкое изображение, что особенно важно для систем с большой рабочей площадью и высокой плотностью информации.The data of the invention make it possible to obtain matrix cathodoluminescent screens providing reliable reading of information, a clear image, which is especially important for systems with a large working area and high information density.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005126642/09A RU2298854C1 (en) | 2005-08-24 | 2005-08-24 | Field-effect cathode-luminescent matrix screen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005126642/09A RU2298854C1 (en) | 2005-08-24 | 2005-08-24 | Field-effect cathode-luminescent matrix screen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2298854C1 true RU2298854C1 (en) | 2007-05-10 |
Family
ID=38107976
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005126642/09A RU2298854C1 (en) | 2005-08-24 | 2005-08-24 | Field-effect cathode-luminescent matrix screen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2298854C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2479064C2 (en) * | 2011-05-25 | 2013-04-10 | ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "Волга-Свет" (ООО "Волга-Свет") | Light source |
-
2005
- 2005-08-24 RU RU2005126642/09A patent/RU2298854C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2479064C2 (en) * | 2011-05-25 | 2013-04-10 | ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "Волга-Свет" (ООО "Волга-Свет") | Light source |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5920148A (en) | Field emission display cell structure | |
CA2221443C (en) | Fabrication process for hermetically sealed chamber in substrate | |
US7492089B2 (en) | Electron emission type backlight unit and flat panel display device having the same | |
US20100164343A1 (en) | Electron emission device, electron emission display apparatus having the same, and method of manufacturing the same | |
RU2298854C1 (en) | Field-effect cathode-luminescent matrix screen | |
US5703380A (en) | Laminar composite lateral field-emission cathode | |
US20070029921A1 (en) | Electron emission display device having low resistance spacer | |
US5630741A (en) | Fabrication process for a field emission display cell structure | |
RU2312421C2 (en) | Cathodoluminescent screen | |
JP2010034060A (en) | Field emission cathode device, and field emission display | |
US4737686A (en) | Gas plasma dot matrix display panel | |
RU2196372C2 (en) | Low-voltage cathodoluminescent screen | |
EP0827626A1 (en) | Field emission display cell structure and fabrication process | |
RU2297689C1 (en) | Field-emission based cathodic fluorescent screen | |
RU2152662C1 (en) | Cathode-luminescence screen and method for its manufacturing | |
US8222813B2 (en) | Matrix phosphor cold cathode display employing secondary emission | |
RU2258974C1 (en) | Low-voltage cathode-ray fluorescent matrix screen | |
JPS59111239A (en) | Phosphor display panel for both-side observation | |
US5811929A (en) | Lateral-emitter field-emission device with simplified anode | |
KR100252068B1 (en) | Field emission device and image display device using the same | |
RU2217837C2 (en) | Matrix screen using electron-reflection based field emission | |
RU2077087C1 (en) | Autoemissive cathode-luminescent cell | |
RU2265911C2 (en) | Cathode-ray vacuum-tube fluorescent display | |
WO1996042113A1 (en) | Laminar composite lateral field-emission cathode and fabrication process | |
KR100291785B1 (en) | Vacuum Fluorescent Display |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120825 |