RU2217838C2

RU2217838C2 - Fluorescent-cathode matrix screen

Info

Publication number: RU2217838C2
Application number: RU2001119641A
Authority: RU
Inventors: Н.Д. Жуков; А.И. Светлов; Д.В. Гладких
Original assignee: Научно-исследовательский институт "Волга"
Priority date: 2001-07-18
Filing date: 2001-07-18
Publication date: 2003-11-27

Abstract

FIELD: low- voltage data displays built around luminescent cathodes. SUBSTANCE: universal matrix screen that can be used to display all kinds of information including texts, alphanumeric and symbolic data, and the like has vacuum envelope assembled of convex enclosure and planar anode plate, phosphor- covered anode electrodes, and connecting conductors covered with insulation layer, as well as holders mounting set of control electrodes and set of directly heated cathodes; these holders are mounted inside vacuum envelope in parallel planes, control electrodes being orthogonal to anode electrodes; the latter and control electrodes are made in the form of wires; anode plate mounts in addition at least two insulating bars with lugs dictating pitch of anode electrodes disposed between lugs; holder for control electrodes is made in the form of two insulating bars with lugs dictating pitch of control electrodes disposed between lugs, second pair of bars being perpendicular to first one. EFFECT: enhanced reliability and service life of matrix screen. 1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к низковольтным средствам отображения информации на основе катодолюминесценции и может быть использовано для создания универсальных экранов матричного типа, предназначенных для отображения любой информации - текстовой, буквенно-цифровой, знаковой, т. е. для экранов большой информационной емкости. The invention relates to low-voltage means for displaying information based on cathodoluminescence and can be used to create universal matrix-type screens designed to display any information - text, alphanumeric, sign, that is, for screens of large information capacity.

Известны вакуумные катодолюминесцентные индикаторы, содержащие вакуумный баллон, в котором размещены плата, катод и рессеивающая сетка, на плате расположены анодные электроды, которые покрыты слоем люминофора. В данной конструкции управляющий электрод выполнен в виде сетки, а анодные электроды в виде сегментов (см. Лисицын Б.Л. Элементы индикации. М.: энергия, 1978 г., с. 60, 67). Vacuum cathodoluminescent indicators are known, which contain a vacuum cylinder in which the circuit board, cathode, and scattering grid are placed, and the anode electrodes, which are coated with a phosphor layer, are located on the circuit board. In this design, the control electrode is made in the form of a grid, and the anode electrodes are in the form of segments (see Lisitsyn BL, Indication elements. M .: energy, 1978, p. 60, 67).

Однако допустимый информационный объем таких вакуумных катодолюминесцентных индикаторов определяется числом внешних выводов вакуумного баллона, а также площадью сечения, в котором расположены соединительные проводники, и является существенно ограниченным. However, the allowable information volume of such vacuum cathodoluminescent indicators is determined by the number of external terminals of the vacuum cylinder, as well as the cross-sectional area in which the connecting conductors are located, and is significantly limited.

Наиболее близким техническим решением - прототипом к предлагаемому решению является катодолюминесцентный экран матричного типа, содержащий вакуумный баллон, составленный из выпуклой оболочки и плоской анодной платы, на которую нанесены анодные электроды в виде токопроводящего слоя, покрытые слоем люминофора, и соединительные проводники, покрытые слоем диэлектрика. Внутри вакуумной оболочки в параллельных плоскостях расположены система катодов в виде проволоки и система управляющих электродов в виде натянутых рамок с сетками, внешние контактные площадки, нанесенные на периферии платы и соединенные с соединительными проводниками, описанный в книге Горфинкеля Б. И. , Абалдуева Б.В., Медведева P.С., Логинова A.П. Низковольтные катодолюминесцентные индикаторы. М.: Радио и связь, 1983 г., с.30-36, 42-49. The closest technical solution - a prototype to the proposed solution - is a matrix-type cathodoluminescent screen containing a vacuum cylinder composed of a convex shell and a flat anode plate, on which are applied anode electrodes in the form of a conductive layer coated with a phosphor layer, and connecting conductors coated with a dielectric layer. Inside the vacuum shell in parallel planes are a system of cathodes in the form of a wire and a system of control electrodes in the form of stretched frames with grids, external contact pads deposited on the periphery of the board and connected to the connecting conductors, described in the book by B. Gorfinkel, B. Abalduev B.V. ., Medvedeva P.S., Loginova A.P. Low voltage cathodoluminescent indicators. M .: Radio and communications, 1983, p.30-36, 42-49.

В таких экранах при повышенной плотности тока на люминофор, когда желают увеличить яркость, имеет место локальный перегрев участков платы под сегментами. Так как платы в большинстве случаев изготавливаются из стекла, указанный локальный перегрев приводит к разрушению плат. Таким образом недостатками данных конструкций является их ненадежность. In such screens, when the current density to the phosphor is increased, when they want to increase the brightness, there is a local overheating of the board sections under the segments. Since the boards are in most cases made of glass, the indicated local overheating leads to the destruction of the boards. Thus, the disadvantages of these structures is their unreliability.

Сущность изобретения заключается в следующем. Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении надежности и долговечности катодолюминесцентного экрана матричного типа. The invention consists in the following. The problem to which the invention is directed, is to increase the reliability and durability of the cathodoluminescent screen matrix type.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается в катодолюминесцентном экране матричного типа, содержащем вакуумный баллон, составленный из выпуклой оболочки и плоской анодной платы, проволочные анодные электроды, покрытые слоем люминофора, и соединительные проводники, покрытые слоем диэлектрика, а также держатели, на которых закреплены система проволочных управляющих электродов, ортогональных анодным электродам и рассеивающим электронный поток, в результате воздействия которого вырабатывается видимое свечение люминофора, и система прямонакальных катодов, расположенные внутри вакуумного баллона в параллельных плоскостях, при этом на анодной плате дополнительно расположены, по крайней мере, два штабика из изоляционного материала с выступам, определяющими шаг анодных электродов, которые размещены между выступами, а для управляющих электродов держатель выполнен в виде двух штабиков из изоляционного материала с выступами, определяющими шаг управляющих электродов, которые размещены между выступами, причем вторая пара штабиков перпендикулярна первой. The specified technical result during the implementation of the invention is achieved in a cathodoluminescent matrix-type screen containing a vacuum cylinder composed of a convex shell and a flat anode plate, wire anode electrodes coated with a phosphor layer, and connecting conductors coated with a dielectric layer, as well as holders on which the system is fixed control wire electrodes orthogonal to the anode electrodes and scattering electron stream, as a result of which the visible luminophore flow, and a system of direct filament cathodes located inside the vacuum cylinder in parallel planes, while at the same time on the anode plate there are additionally at least two stacks of insulating material with protrusions that determine the pitch of the anode electrodes that are placed between the protrusions, and for the control electrodes the holder is made in the form of two pads of insulating material with protrusions that determine the pitch of the control electrodes that are placed between the protrusions, the second pair of perpendicular pins ular first.

Сущность технического решения поясняется фиг. 1 и 2, описанием и примером конкретного исполнения. The essence of the technical solution is illustrated in FIG. 1 and 2, a description and an example of a specific implementation.

На фиг. 1 показан катодолюминесцентный экран матричного типа в разрезе, вид спереди. In FIG. 1 shows a sectional cathodoluminescent screen of a matrix type in front view.

На фиг. 2 показан катодолюминесцентный экран матричного типа в разрезе, вид сбоку. In FIG. 2 shows a sectional cathodoluminescent screen of the matrix type, side view.

На чертежах приняты следующие обозначения:
1 - плоская анодная плата,
2 - выпуклая оболочка,
3 - анодные электроды,
4 - люминофор, нанесенный на анодные электроды 3,
5 - соединительные проводники,
6 - внешние вывода,
7 - контактные площадки,
8 - держатели,
9 - управляющие электроды,
10 - прямонакальные катоды,
11 - штабики с выступами, между которыми расположены анодные электроды,
12 - штабики с выступами, между которыми расположены управляющие электроды.In the drawings, the following notation:
1 - flat anode plate,
2 - convex hull,
3 - anode electrodes,
4 - phosphor deposited on the anode electrodes 3,
5 - connecting conductors,
6 - external conclusions
7 - contact pads,
8 - holders
9 - control electrodes,
10 - straight cathodes,
11 - staffs with protrusions between which the anode electrodes are located,
12 - staffs with protrusions between which the control electrodes are located.

Катодолюминесцентный экран матричного типа содержит плоскую анодную плату 1, которая вместе с выпуклой оболочкой 2 образует плоский вакуумный баллон. Анодная плата 1 и выпуклая оболочка 2 выполняются из стекла. На анодной плате 1 расположены металлические проводники, параллельные между собой, которые образуют анодные электроды 3. На анодные электроды 3 нанесен слой люминофора 4. Соединительные проводники 5 соединяют анодные электроды 3 с внешними выводами 6 через контактные площадки 7. Соединительные проводники 5 покрыты слоем диэлектрика, например окиси германия - GеО. Внутри вакуумного баллона на держателях-штабиках 12 закреплена система управляющих электродов 9, выполненная из проволоки. С помощью держателей 8 внутри вакуумного баллона закреплена система прямонакальных катодов 10 (фиг.1, 2), каждый из прямонакальных катодов выполнен из проволоки. Система управляющих электродов 9 представляет параллельные между собой проводники в виде проволоки, расположенные в плоскости, параллельной плоскости анодных электродов 3, при этом проволоки управляющих электродов 9 ортогональны анодным электродам 3. The cathodoluminescent screen of the matrix type contains a flat anode plate 1, which together with the convex shell 2 forms a flat vacuum cylinder. The anode plate 1 and the convex shell 2 are made of glass. On the anode plate 1 there are metal conductors parallel to each other, which form the anode electrodes 3. A layer of a phosphor is deposited on the anode electrodes 3. The connecting conductors 5 connect the anode electrodes 3 to the external leads 6 through the contact pads 7. The connecting conductors 5 are coated with a dielectric layer, for example, germanium oxides - GeO. Inside the vacuum cylinder on the holders-racks 12 fixed system of control electrodes 9 made of wire. With the help of holders 8, a system of straight filament cathodes 10 is fixed inside the vacuum cylinder (Fig. 1, 2), each of the straight filament cathodes is made of wire. The system of control electrodes 9 represents parallel conductors in the form of wires located in a plane parallel to the plane of the anode electrodes 3, while the wires of the control electrodes 9 are orthogonal to the anode electrodes 3.

Штабики 11, выполненные с выступами из изоляционного материала, расположены на анодной плате 1 по двум противоположным ее краям. Между выступами штабиков 11 жестко укреплены анодные электроды 3. Перпендикулярно штабикам 11 по двум другим краям анодной платы 1 расположены штабики 12 с выступами, выполненные из изоляционного материала. Между выступами расположены управляющие электроды 9. The racks 11, made with protrusions of insulating material, are located on the anode plate 1 along its two opposite edges. Between the protrusions of the posts 11, the anode electrodes 3 are rigidly fixed. The posts 12 with protrusions made of insulating material are located perpendicular to the posts 11 along two other edges of the anode board 1. Between the protrusions are the control electrodes 9.

Работа катодолюминесцентного экрана матричного типа состоит в следующем. The operation of the cathodoluminescent screen of the matrix type is as follows.

Электроны, эмиттируемые горячим прямонакальным катодом 10, рассеиваются системой управляющих электродов 9, на которую подан небольшой запирающий потенциал, и, ускоряясь потенциалом, поданным на анодные электроды 3, попадают на слой люминофора 4, покрывающий анодные электроды 3, находящиеся под напряжением. В результате воздействия электронного потока люминофор начинает вырабатывать излучение (явление низковольтной катодолюминесценции), которое можно наблюдать. Анодные электроды 3, на которых отсутствует ускоряющий потенциал, не подвергаются воздействию электронного потока, и люминофоры остаются в невозбужденном состоянии. The electrons emitted by the hot direct-heating cathode 10 are scattered by a system of control electrodes 9, to which a small blocking potential is applied, and, being accelerated by the potential applied to the anode electrodes 3, they fall on the phosphor layer 4, which covers the anode electrodes 3, which are energized. As a result of the influence of the electron beam, the phosphor begins to generate radiation (the phenomenon of low-voltage cathodoluminescence), which can be observed. Anode electrodes 3, on which there is no accelerating potential, are not exposed to the electron beam, and the phosphors remain in an unexcited state.

Заявляемое устройство может быть изготовлено методами серийного производства катодолюминесцентных экранов матричного типа. The inventive device can be manufactured by the methods of mass production of cathodoluminescent screens of the matrix type.

Работоспособность заявляемого устройства подтверждена экспериментально: в настоящее время предлагаемая конструкция катодолюминесцентного экрана матричного типа изготовлена и опробована. The performance of the claimed device is confirmed experimentally: at present, the proposed design of the cathodoluminescent screen of the matrix type is made and tested.

Данное изобретение позволяет получать катодолюминесцентные экраны матричного типа, обеспечивающие надежное считывание информации, четкое изображение, что особенно важно для систем с большой рабочей площадью и высокой плотностью информации. This invention allows to obtain cathodoluminescent screens of the matrix type, providing reliable reading of information, a clear image, which is especially important for systems with a large working area and high information density.

Claims

A matrix-type cathodoluminescent screen containing a vacuum cylinder composed of a convex shell and a flat anode plate, wire anode electrodes coated with a phosphor layer, and connecting conductors coated with a dielectric layer, as well as holders on which a system of wire control electrodes orthogonal to the anode electrodes and scattering electron stream, as a result of which a visible glow of the phosphor is generated, and a system of direct-heating cathodes located inside the a smart balloon in parallel planes, while at the same time on the anode plate there are additionally at least two posts made of insulating material with protrusions that determine the pitch of the anode electrodes that are placed between the protrusions, and for control electrodes the holder is made in the form of two posts made of insulating material with protrusions that define the pitch of the control electrodes that are placed between the protrusions, the second pair of posts being perpendicular to the first.