Следует отметить ещё одну конструкцию плоского экрана с катодолюминофором, предложенную в начале 80-х годов прошлого века сотрудниками фирмы Siemens. Источником электронов в этом приборе служит плазма газового разряда. Как видно на схеме рис. 2.3, поток электронов, генерируемый разрядом между катодными пластинами 7 и системой электродов 8 с отверстиями, модулируется ещё и системой ортогональных электродов 1 с отверстиями.
Далее осуществляется его ускорение до энергии 4 кэВ, достаточной для возбуждения катодолюминофора. Ускоряющий потенциал прикладывается к пластине с отверстиями - электроду 6. Для устранения возможности зажигания разряда в ускоряющем пространстве выбирается такая его длина, что при используемых давлениях рабочего газа (гелия) напряжение возникновения разряда оказывается значительно выше 4 кВ (левая ветвь кривой Пашена). Длина газоразрядного промежутка составляет 1 мм (правая ветвь кривой Пашена вблизи области минимума).
Вся система размещается в баллоне из стеклянной обкладки и кюветы 4. Необходимые расстояния устанавливаются фиксирующей рамкой 11.
Информационная ёмкость экспериментального экрана была равна 448х720 элементов при шаге строк 0,4 мм и столбцов 0,32 мм. Толщина экрана составила 6 см. Частота кадров 80 Гц, частота импульсов строк 13,6 МГц (катод состоит из двух половин, используемых одновременно). Достигнутая яркость 200 кд/м2 при контрасте 20:1 и светоотдаче 6 лм/Вт. Основным недостатком такого экрана является большая скорость распыления катодных пластин.
 |
на автоэлектронной эмиссии
В индикаторах этого типа поток электронов, возбуждающих катодолюминофор, эмитируется с матрицы микроскопических острийных катодов, расположенных с высокой плотностью. Достаточное для полевой эмиссии электрическое поле (106 .. 107) В/см создаётся низко- и средневольтным катодолюминесцентным анодом-экраном.
Уравнение Фаулера-Нордгейма для плотности тока j автоэлектронной эмиссии имеет следующий, наиболее употребительный вид:
, 2.10)
где j - работа выхода материала при Е=0, E - электрическое поле у катода, Размерность j - A/см2, E - B/см, j - эВ, Q(y)=0,95..1,03 y2, а величина y находится из соотношения:
.
(2.11)
При использовании острийных катодов напряжённость поля у острия определяется как U/kr, где r - радиус острия, k»0,7 - постоянная, зависящая от формы иглы. Для острия радиусом 1 мкм плотность тока 104 ..108 A/см2 и напряжённость поля 107.. 108 В/см достигаются при напряжении на промежутке около 10 кВ.
Для острия параболической формы формула Фаулера – Нордхейма может быть записана в следующем виде:
, (2.12)
где DU – разность потенциалов в окрестностях острия,
А1, А2 – постоянные, характеризующие состояние поверхности острия и работу выхода его материала,
r0 – радиус закругления острия,
d – расстояние между анодом и остриём.
Основными проблемами при разработке индикаторов с автоэлектронными эмиттерами являются чрезвычайно высокая стоимость процесса формирования острийных катодов, трудность обеспечения долговечности катодов и стабильности их эмиссии, необходимость поддержания вакуума 10-7 - 10-8 мм рт. ст. Известно довольно много способов получения полевой эмиссии:
-применение лезвиевых катодов,
-использование кремниевых острийных катодов,
-применение поверхностных эмиттеров из алмазных поликристаллических плёнок,
-использование в качестве острий нанотрубок,
-применение эмиссии из углеродных плёнок и т.д.
В последние годы работы по структурам и приборам с полевой эмиссией развёрнуты во многих странах мира. За рубежом в компаниях LETI (Франция), Futaba (Япония), корпорациях FED, ST Diamond Technology (обе США) созданы образцы FED с разрешением до 480х480 элементов и яркостью до 170 кд/м2.
Сотрудниками японской фирмы Исэ Дэнси Когё создан дисплей размером 14,5 " по диагонали. По яркости он сравним с ЭЛТ, а срок службы превышает 10 тыс. часов. В качестве электронных пушек применены углеродные нанотрубки диаметром 10..20 нм. Расстояние между элементами RGB большое - 2,54 мм. Однако это сделано с учётом перспективы создания большого экрана. Для компенсации деформации электродов и поглощения вибрации между пушками и электродами установлена изолирующая прокладка. С целью снижения рабочего напряжения и увеличения срока службы планируется применять нанотрубочки с двухслойной структурой. Предполагалось уже в 2001 г. изготовить экспериментальный дисплей размером 40", а к 2004 г. разработать и приступить к серийному выпуску дисплеев с большим экраном для настенных телевизоров.
 |
В начале 90-х годов прошлого столетия в Томской государственной академии систем управления и радиоэлектроники была изготовлена матрица М-Д-М катодов для плоского вакуумно-люминесцентного экрана со следующими характеристиками:
-число элементов отображения 128х256,
-разрешение 34 эл/см,
-напряжение питания 12-18 В,
-ток эмиссии 100 мА/см2,
-световая эффективность 0,5 лм/Вт,
-яркость свечения экрана 300-500 кд/м2,
-срок службы в экранном режиме 3000 часов.
2.4. Низковольтные катодолюминесцентные индикаторы
Вакуумные люминесцентные индикаторы (ВЛИ) являются индикаторами с активным растром. В зависимости от вида отображаемой информации различают единичные, цифровые, буквенно-цифровые, шкальные, мнемонические и графические знакосинтезирующие индикаторы с числом знакомест в приборе более 10000. По виду информационного поля индикаторы подразделяются на сегментные и матричные одноразрядные, многоразрядные и матрицы без фиксированных знакомест.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.