Приборы и устройства для формирования видимого изображения: Учебное пособие, страница 14

Простейшие представители ВЛИ – вакуумные диоды. Источником электронов в них служит прямонакальный оксидный катод. Элемент информационного поля - анод покрыт слоем низковольтного катодолюминофора. Внутри баллона, откачанного до высокого вакуума, имеется активный газопоглотитель, поддерживающий высокий вакуум. Стенки баллона покрыты слоем прозрачного проводящего материала.

Более универсальной и широко распространенной является триодная конструкция. Положительно заряженная сетка, введенная между катодом  и экраном, рассасывает пространственный заряд у катода и формирует электронный поток. При необходимости сетка может использоваться для управления потоком электронов.

Конструктивно ВЛИ состоит из керамической или стеклянной платы с расположенными на ней сегментами – анодами, покрытыми люминофором,  и соединительными пленочными проводниками для подсоединения сегментов к выводам или контактным площадкам. Кроме того, прибор содержит прямонакальный оксидный катод, управляющую сетку и вакуумный стеклянный баллон. Для получения многоцветного изображения каждый анодный сегмент выполняется из трех светоизлучающих элементов, покрытых люминофорами красного, зеленого и синего цветов. Элементы одного цвета электрически соединены между собой. При этом информация считывается ²на отражение². В качестве зеленого фотолюминофора применяется состав ZnO:Zn, используются тонкие (до 7..10 мкм) оксидные катоды. Их температура не превышает 700 ⁰С , и, следовательно, доля видимого излучения мала.

Управляющие сетки изготавливают фотохимическим фрезерованием. Они имеют мелкую структуру и высокую прозрачность.

В качестве примера рассмотрим конструкцию  индикатора ИЛЦ4-5/7л, в котором используются четыре идентичных знакоместа для отображения часов и минут текущего времени в электронных часах для УОИ коллективного пользования. Каждое знакоместо состоит из 7 сегментов и сегмента для будильника.

Для возможности работы в мультиплексном режиме одинаковые сегменты всех четырех знакомест соединены вместе и имеют общий вывод. Сегменты представляют собой пленки на ситалле с нанесенным со стороны катода и сетки слоем люминофора. В рабочем режиме на сегменты подается положительный потенциал и они являются анодами. Каждое знакоместо со стороны наблюдателя закрыто сеткой с прямоугольными ячейками, имеющей отдельный вывод. Катод состоит из трех нитей  из вольфрама, покрытых слоем оксида. Нити соединены параллельно так, что катод имеет два вывода.

Обычно при работе вакуумных люминесцентных индикаторов катод заземляется, а на анод и сетку подаются импульсы напряжения положительной полярности.

ВЛИ серийно выпускаются за рубежом с 1967 года. В  80-х годах вакуумные люминесцентные панели использовались в качестве индикаторов в видео- и радиоаппаратуре, в автомобилях, промышленном и конторском оборудовании, в терминалах ЭВМ и других областях. Разработкой и выпуском вакуумных люминесцентных дисплеев занимаются фирмы Японии (Futaba, ISE, NEC, Matsushita, Choa, Noritake)  и США (Industrial Electronic Engineers). Серийно выпускаются панели с числом элементов до 640х400 общей информационной емкостью до 10⁶. Ведутся работы по замене накаленного катода автоэмиссионным.

В развитии производства ВЛИ в России можно выделить три направления:

-  производство ВЛИ для устройств отображения буквенно-цифровой информации в табло группового и коллективного использования. Примерами таких ВЛИ являются одно- или двухразрядные индикаторы типа ИВЛ-7/5, ИВЛ2-7/5, ИВЛ3-7/5,ИЛЦ;

-  производство ВЛИ для отображения буквенно-цифровой информации в системах индивидуального пользования – ИВЛ1-1/7х5, ИВЛ1-16/5х7л,     ИВЛ2-48/5х7. Разработан индикатор на 240 знакомест (5х7 элементов отображения, высота знака – 5,2 мм). Рабочие напряжения 25-35 В, яркость 700-1000 кд/м²;

-  производство ВЛИ для отображения графической информации –   ИЛГ-2-128х128л. Разработаны ВЛИ, содержащие 128х256 и 640х400 светоизлучающих элементов. Последний тип ВЛИ имеет размер информационного поля 192х120 мм², размер элемента 0,2х0,2 мм², расстояние между электродами 0,1 мм, шаг электродов 0,28 мм, яркость > 160 кд/м² при скважности 400.

Разработчиком и производителем индикаторов на НВК и УОИ на них является ФГУП НИИ "Волга" (г. Саратов). В настоящее время предприятие поставляет до 15 наименований индикаторов для бытовой и промышленной аппаратуры и около 15 наименований для спецтехники. Разработки института в последние годы направлены на создание сложных универсальных экранов. Предприятие может ограниченно поставлять до 6 типов экранов, основные параметры которых представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1. Основные параметры экранов на ВЛИ

Основные характеристики и марки выпускаемых предприятием катодолюминесцентных экранов на ВЛИ приведены в таблице 2.2.

        Таблица 2.2. Основные характеристики экранов на ВЛИ