катодолюминесцентный экран
Классы МПК: | H01J31/12 с люминесцентным экраном H01J21/10 с одним или несколькими неподвижными внутренними управляющими электродами, например триод, пентод, октод |
Автор(ы): | Горфинкель Б.И., Русина Е.В., Мишин В.В., Фролов В.Л. |
Патентообладатель(и): | Научно-исследовательский институт "Волга" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1995-06-17 публикация патента:
27.08.1997 |
Использование: низковольтные средства отображения информации, в частности универсальные индикаторы, предназначенные для отображения любой информации (цифровой, текстовой, знаковой, графической). Сущность изобретения: в катодолюминесцентном экране, содержащем прозрачную вакуумную оболочку, составленную из стеклянного баллона и плоской стеклянной платы, на которой расположена полупроводниковая подложка, электроды, по крайней мере один из которых сформирован на полупроводниковой подложке, на внутренние поверхности полупроводниковой подложки и стеклянной платы нанесены последовательно по крайней мере один компенсирующий пленочный слой металла Me1 и адгезивный слой Me2, на который нанесен слой припоя из сплава подобранных металлов, при этом температурные коэффициенты линейного расширения (ТКЛР) выбраны из экспериментально установленных выражений. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
1. Катодолюминесцентный экран, содержащий прозрачную вакуумную оболочку, составленную из стеклянного баллона и плоской стеклянной платы, на которой расположена полупроводниковая подложка, электроды, по крайней мере один из которых сформирован на полупроводниковой подложке, отличающийся тем, что на внутренние поверхности полупроводниковой подложки и стеклянной платы нанесены последовательно по крайней мере один компенсирующий пленочный слой металла Me1 и адгезивный слой Me2, на который нанесен слой припоя из сплава подобранных металлов, при этом температурные коэффициенты линейного расширения (ТКЛР) выбраны из выражений![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089007/2089007-19t.gif)
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089007/2089007-20t.gif)
где
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089007/2089007-21t.gif)
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089007/2089007-22t.gif)
ТКЛРп-п температурный кожффициент линейного расширения адгезивного слоя Me2;
ТКЛРст температурный коэффициент линейного расширения стеклянной платы;
A и B постоянные коэффициенты, причем A и B выбирают из условий
0,6
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089005/8773.gif)
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089005/8773.gif)
2,5
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089005/8773.gif)
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089005/8773.gif)
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089007/2089007-23t.gif)
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089007/2089007-24t.gif)
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089007/2089007-25t.gif)
3. Экран по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что площадь припоя Sприпоя не превышает площади адгезивного слоя металла
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089007/2089007-26t.gif)
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089007/2089007-27t.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к низковольтным средствам отображения информации и может применяться для создания универсальных индикаторов) предназначенных для отображения любой информации: цифровой, текстовой, знаковой, графической. Широкое распространение получили в отечественной и зарубежной промышленности катодолюминесцентные (вакуумные) низковольтные цифровые и буквенно-цифровые индикаторы. Это одноразрядные индикаторы с ограниченным количеством светоизлучающих сегментов-анодов, оксидным катодом прямого накала и общей сеткой, предназначенной для рассеивания электронного потока. В случае использования динамических методов индикации для нескольких разрядов индикаторов сетка служит вторым (кроме анодного) управляющим электродом. Для создания многоразрядных индикаторов с неограниченным количеством сегментов применяется метод групповой технологии их изготовления, обеспечивающий одновременное получение большого количества светоизлучающих электродов [1]Известны вакуумные люминесцентные индикаторы, содержащие вакуумный баллон и плату с расположенными на ней анодными сегментами, которые покрыты люминофором, а также катоды, сетки и внешние выводы, соединенные с соответствующими электродами индикатора (Лисицын В. Л. Элементы индикации. М. Энергия, 1978, c. 60; патент Великобритании N 2009492, кл. Н O1 J 31/12, опублик. 1979; Русина Е. В. Матричные индикаторы и панели на основе низковольтной катодолюминесценции. Журнал "Электронная промышленность". N 5 - 6, 1982, c. 88 89). Недостатком данных устройств является наличие сложной системы управляющих электродов, выполненных в виде натянутого большого количества сеточных полос, при этом они расположены на одном уровне удаленности от анодных сегментов и с промежутками между собой, что сужает эргономические параметры индикатора (габаритная яркость, угол обзора). Наиболее близким к изобретению является катодолюминесцентный экран [3] состоящий из электронновакуумной системы с катодом, сеткой и расположенными на подложке анодами, покрытыми люминофором. Подложка выполнена в виде полупроводникового кристалла, аноды в виде интегральной схемы, причем люминофором покрыты электродные участки схемы. Конструкция индикатора, в котором для каждого светоизлучающего элемента (СИЭ), расположенного на полупроводниковой подложке, сформированы управляющие ячейки, является наиболее перспективной. Каждая ячейка содержит два входа для осуществления выборки соответствующего ей СИЭ и элемент памяти. Все ячейки объединены в матричную систему. Наличие памяти и элементов управления позволяет ввести модуляцию яркости. На подложке размещаются также схемы разверток по строкам и столбцам. Высокоинформативные индикаторы, сформированные таким образом, имеют низкие рабочие напряжения и малое число внешних выводов. На них может отображаться телевизионная информация. Существенным недостатком таких катодолюминесцентных экранов является наличие более сложных конструкций, в которых имеются промежуточные монолитные стекла или металлоорганические, или маталлокерамические с переходным температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР). Задача изобретения упрощение конструкции с точки зрения снижения трудо мкости и возможности введений автоматизации процесса крепления пластин с разными ТКЛР. Это достигается тем, что в известном катодолюминесцентном экране, содержащем прозрачную вакуумную оболочку, составленную из стеклянного баллона и плоской стеклянной платы, на которой расположена полупроводниковая подложка, электроды, по крайней мере один из которых сформирован на полупроводниковой подложке, на внутренние поверхности полупроводниковой подложки и стеклянной пластины нанесены последовательно по крайней мере один компенсирующий пленочный слой металла Me1 и адгезивный слой Me2, на котором сформирован слой припоя из сплава подобранных металлов, при этом температурные коэффициенты линейного расширения (ТКЛР) выбраны из выражений:
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089007/2089007-2t.gif)
где
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089007/2089007-3t.gif)
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089007/2089007-4t.gif)
ТКЛРп-п температурный коэффициент линейного расширения полупроводниковой подложки;
ТКЛРст температурный коэффициент линейного расширения стеклянной пластины;
А и В постоянные коэффициенты, причем А и В выбирают из условий:
0,6
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089005/8773.gif)
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089005/8773.gif)
2,5
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089005/8773.gif)
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089005/8773.gif)
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089007/2089007-5t.gif)
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089007/2089007-6t.gif)
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089007/2089007-7t.gif)
Площадь припоя (Sприпоя) не превышает площади адгезивного слоя металла
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089007/2089007-8t.gif)
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089007/2089007-9t.gif)
На фиг. 1 изображен (в качестве примера) катодолюминесцентный экран в соответствии с предлагаемым техническим решением; на фиг. 2 конструктивный блок [а) схематически изображена подложка полупроводникового кристалла; б) -схематически изображена стеклянная пластина]
На чертежах введены следующие обозначения:
1 стеклянный баллон;
2 плоская стеклянная плата;
3 полупроводниковая подложка;
4 компенсирующий пленочный слой металла Me1;
5 адгезивный слой металла Me2;
6 слой припоя из сплава подобранных металлов;
7 расфокусирующий электрод сетка;
8 электрод катод. Катодолюминесцентный экран содержит прозрачную вакуумную оболочку, составленную из стеклянного баллона 1 и плоской стеклянной платы 2, на которой расположена полупроводниковая подложка 3, электроды, по крайней мере один из которых сформирован на полупроводниковой подложке 5, второй электрод играет роль катода 8, а третий (расфокусирующий) электрод выполнен в виде сетки 7. На внутренние поверхности стеклянной платы 2 и полупроводниковой подложки 3 нанесена структура, содержащая по крайней мере, один компенсирующий пленочный слой 4 металла (Me1), поверх которого наносится адгезивный слой 5 Me2 5. Между адгезивными слоями Me2 (5), которые сформированы на стеклянной плате 2 и полупроводниковой подложке 3 размещается слой припоя 6 из сплава подобранных металлов. При этом толщина компенсирующего пленочного слоя металла 4
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089007/2089007-10t.gif)
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089007/2089007-11t.gif)
Материал припоя 4 размещается поверх адгезивного слоя металла Me2 5 по крайней мере на одну из поверхностей полупроводниковой подложки 3 или плоской стеклянной платы 2 в зоне c площадью меньше площади адгезивного слоя металла 5
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089007/2089007-12t.gif)
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089007/2089007-13t.gif)
Работа катодолюминесцентного экрана состоит в следующем. Электроны, эмитируемые из электрода -катода 8 рассеиваются равномерно о помощью расфокусирующего электрода-сетки 7, на которую подан небольшой положительный потенциал, и, ускоряясь потенциалом, поданным на анодные электроды 3, попадают на слой люминофора, покрывающий анодные электроды 3, находящиеся под напряжением. В результате воздействия электронного потока люминофор излучает свет (явление низковольтной катодолюминесценции), который можно наблюдать сквозь прозрачный купол стеклянного баллона 1, который служит лицевой стороной индикаторного прибора. Граничные значения формулы
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089007/2089007-14t.gif)
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089007/2089007-15t.gif)
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089007/2089007-16t.gif)
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089007/2089007-17t.gif)
![катодолюминесцентный экран, патент № 2089007](/images/patents/383/2089007/2089007-18t.gif)
Класс H01J31/12 с люминесцентным экраном
Класс H01J21/10 с одним или несколькими неподвижными внутренними управляющими электродами, например триод, пентод, октод