автоэмиссионный источник света

Формула изобретения

1. Автоэмиссионный источник света, содержащий подсоединенные к источнику питания нанокристаллический алмазный автокатод и экран, состоящий из диэлектрической подложки с нанесенным на нее слоем люминофора, отличающийся тем, что между автокатодом и экраном расположена вытягивающая сетка, подсоединенная к источнику напряжения, причем зазор d между автокатодом и сеткой и напряжение U источника питания выбираются так, чтобы создать необходимое поле для эмиссии электронов из автокатода, при этом люминофорный слой располагается вне сильного электрического поля и не разрушается в процессе работы источника.

2. Автоэмиссионный источник света по п.1, отличающийся тем, что люминофорный экран имеет одинаковый с сеткой потенциал.

3. Автоэмиссионный источник света по п.1, отличающийся тем, что поверх слоя люминофора расположена алюминиевая пленка.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к источникам света.

Известен автоэмиссионный источник света [1], содержащий автокатод, экран с люминофорным покрытием, подсоединенные к источнику питания. Одной из проблем такой системы является адгезия люминофорного покрытия. Сильное электрическое поле, необходимое для работы автокатода, срывает плохо закрепленные частицы люминофора и переносит их на катод. Как правило, акт переноса частички инициирует пробой вакуумного промежутка в месте переноса. Выделение дополнительной энергии при пробое ведет к отрыву соседних зерен люминофора и новым актам пробоя. Таким образом, даже небольшое количество слабо закрепленных зерен люминофора может привести к серьезным повреждениям экрана. Попытки зацепления люминофора различными биндерами улучшают адгезию, но снижают светоотдачу экрана.

Известен также автоэмиссионный источник света, содержащий подсоединенные к источнику питания автокатод и экран, состоящий из диэлектрической подложки с нанесенным на нее слоем люминофора, поверх которого нанесена алюминиевая пленка [2]. Однако и при использовании алюминированного экрана возникают те же проблемы, т.к. алюминиевая пленка имеет еще более низкую адгезию и легко отрывается в сильном электрическом поле.

Наиболее близким техническим решением является автоэмиссионный источник света [3], содержащий нанокристаллический алмазный [4] автокатод [3], экран с люминофорным покрытием, подсоединенные к источнику питания, что позволяет получить источник света с высокой яркостью. Однако использование нанокристаллического алмазного автокатода в диодной схеме не решает проблемы адгезии люминофорного и алюминиевого покрытий.

Технической задачей изобретения является повышение надежности экрана за счет предотвращения разрушения люминофорного экрана за счет вынесения его из области высокого электрического поля. Люминофорный и алюминиевый слои располагаются вне сильного электрического поля и не разрушаются в процессе работы источника. Технический результат достигается за счет того, что в предлагаемом автоэмиссионном источнике света снимается проблема адгезии люминофорного покрытия, что позволяет создать надежный автоэмиссионный источник света высокой яркости, который может быть использован в осветительных приборах, светофорах, элементах информационных табло, дисплеях.

Техническая задача решается тем, что в автоэмиссионном источнике света, содержащем подсоединенные к источнику питания нанокристаллический алмазный автокатод и экран, состоящий из диэлектрической подложки с нанесенным на нее слоем люминофора, между автокатодом и экраном расположена вытягивающая сетка, подсоединенная к источнику напряжения, причем зазор d между автокатодом и сеткой и напряжение U источника питания выбираются так, чтобы создать необходимое для эмиссии электронов из автокатода поле E=U/d, при этом люминофорный и алюминиевый слои располагаются вне сильного электрического поля и не разрушаются в процессе работы источника.

Люминофорный экран может иметь одинаковый с вытягивающей сеткой потенциал.

Для создания отражающего эффекта поверх слоя люминофора может быть нанесена алюминиевая пленка.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена схема автоэмиссионного источника света.

Источник света содержит автокатод 1, экран 2 и вытягивающую сетку 4, подсоединенные к источнику питания 3. Экран 2 состоит из диэлектрической подложки 5 с нанесенным на нее слоем люминофора 6 и поверх него слоя алюминия 7. Вытягивающая сетка 4 подсоединена к источнику питания 3. Сетка выполняется с высокой прозрачностью и натянута параллельно автокатоду. Ломаная линия 8 показывает качественное распределение потенциала в устройстве.

Источник света работает следующим образом. Зазор d между автокатодом и вытягивающей сеткой и напряжение U источника питания 3 выбираются так, чтобы создать необходимое для эмиссии электронов из автокатода поле E=U/d. Значительная часть электронов, эмитированных автокатодом, проходит сквозь сетку и возбуждает люминофорный экран, имеющий одинаковый с вытягивающей сеткой или близкий к ней потенциал.

Люминофорный и алюминиевый слои располагаются вне сильного электрического поля и не разрушаются в процессе работы источника.

Источник информации

1. C.A.Spindt, J.Appl. Phys., v.39, p.3506, 1968.

2. L. Ozava. Application of cathodoluminescent to display devices. Kodansha, p.14.

3. A. T. Rakhimov, B.V. Seleznev, N.V.Suetin et al. Applications of Diamond Films and Related Material: 3-rd International Conf., Gaithersburg, MD, USA, 1995, NISTIR 5692, Supplement to NIST Special Publication 885, p. 11s.

4. S. Sattel, J. Robertson, Z. Tass et. al., "Formation of nanocrystalline diamond by hydrocarbon plasma beam deposition", Proceedings of 7 European Conf. Diamond"96, Diamond and Related Materials, v. 6, 1997, p.255.