экранный узел люминесцентных устройств отображения многоцветной видеоинформации
Классы МПК: | H01J29/18 люминесцентные экраны |
Автор(ы): | Шеин И.В., Стрельцов А.В. |
Патентообладатель(и): | Шеин Илья Владимирович, Стрельцов Антон Вячеславович |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-06-15 публикация патента:
27.06.2003 |
Изобретение относится к катодолюминесцентным средствам отображения информации и может быть использовано при создании и разработке много- и полноцветных устройств индикации цифровой, символьной и графической информации, в телевизионной и дисплейной технике, широкоформатных полноцветных видеотерминальных табло, а также в средне- и низковольтных устройствах диодного или триодного типов, где базис элементарной полноцветной светоизлучающей ячейки (пикселя) основан на люминофорах с широкополосными спектрами излучения, в частности на сульфидных люминофорах. Техническим результатом является расширение цветового охвата при использовании высокоэффективной триады широкополосных люминофоров на основе сульфидов цинка и цинка-кадмия, повышение яркости "красной" компоненты, снижение избыточной яркости "зеленой" компоненты до необходимого уровня, смещение ее координат цветности в сторону стандартно-зеленых, а также устранение искажения цветности "красной" компоненты при высокой плотности возбуждения и высоких фонах внешнего освещения. Экранный узел люминесцентного устройства отображения многоцветной информации включает три типа широкополосных люминофоров с различными цветами свечения, первый из которых выполнен на основе сульфида цинка и имеет стандартный синий цвет свечения. Узел содержит сплошной по экрану светофильтр, расположенный на пути передачи оптического излучения люмонофоров наблюдателю, или цветное фронтальное стекло, выполняющее роль светофильтра, согласно изобретению второй люминофор имеет желто-зеленое свечение в области 480-610 нм, а третий - оранжевое или красно-оранжевое свечение в области 530-650 нм; светофильтр имеет полосу поглощения в области 530-590 нм. 3 з.п. ф-лы, 13 ил., 1 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14
Формула изобретения
1. Экранный узел люминесцентных устройств отображения многоцветной видеоинформации, включающий три типа широкополосных люминофоров с различными цветами свечения, первый из которых имеет стандартный синий цвет свечения, а также сплошной по экрану светофильтр, расположенный на пути передачи оптического излучения люминофоров наблюдателю, или цветное фронтальное стекло, выполняющее роль светофильтра, отличающийся тем, что второй люминофор имеет желтовато-зеленое свечение в области 480-610 нм, а третий - оранжевое или красно-оранжевое свечение в области 530-650 нм; светофильтр имеет полосу поглощения в области 530-590 нм. 2. Экранный узел по п.1, отличающийся тем, что в качестве третьего люминофора выбран люминофор (Zn, Cd)S : Ag, In с содержанием CdS 72-74 мас.%. 3. Экранный узел по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве второго люминофора выбран люминофор ZnS : Cu, Al. 4. Экранный узел по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве второго люминофора выбран люминофор (Zn, Cd)S : Ag, In с содержанием CdS 67-70 мас. %.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к катодолюминесцентным средствам отображения информации и может быть использовано при создании и разработке много- и полноцветных устройств индикации цифровой, символьной и графической информации, в телевизионной и дисплейной технике, широкоформатных полноцветных видеотерминальных табло, а также в средне- и низковольтных устройствах диодного или триодного типов, где базис элементарной полноцветной светоизлучающей ячейки (пикселя) основан на люминофорах с широкополосными спектрами излучения, в частности на сульфидных люминофорах. Широко известно применение сульфидных люминофоров в экранных узлах телевизионных кинескопов, а также то, что сульфидные люминофоры обладают высокими энергетическими эффективностями в средневольтовых и низковольтных устройствах, однако их применение как в высоковольтных, так и в низковольтных полноцветных устройствах сдерживается по меньшей мере тремя факторами. 1) "Зеленая" ZnS : Cu, Al (или (Zn, Cd)S : Ag, In 67-70 мас.% CdS) компонента имеет координаты цветности в желтовато-зеленой области цветового графика (что, однако, предусматривается одним из стандартов) и невысокую чистоту
На фиг.12 представлены спектры визуальной яркости пары люминофоров КН-650-3 - КН-525-1. На фиг.13 приведен цветовой график, утвержденный постановлением Международной Комиссии по Освещению в 1931 году, где точками и выносками показаны точки цветности пары люминофоров марок КН-650-3 и КН-525-1 до и после фильтрации их излучений светофильтрами Ф1 и Ф2, а стрелками - направление изменения цветности при их введении. Цифрами отмечены основные элементы экранных узлов и конструкций:
1 - подложка;
2 - анод;
3 - люминесцирующий слой на основе предложенных люминофоров;
4 - прозрачное (нейтральное) фронтальное стекло;
5 - пурпурно-фиолетовый светофильтр;
6 - защитное прозрачное (нейтральное) стекло;
7 - прозрачный анод;
8 - фронтальное цветное (пурпурно-фиолетовое) стекло;
9 - планарный катод;
10 - игольчатый катод;
11 - управляющий электрод;
12 - изолирующий слой;
13 - теневая анодная маска. В таблице даны основные параметры цветности люминофоров до и после фильтрации, указаны визуальные яркости. Цветное фронтальное стекло или светофильтр должен иметь резкие края поглощения в области 530-590 нм (в зависимости от требований к цветности и яркости "красной" компоненты в конкретном устройстве). Из таблицы и на фиг.11 видно, что смещение правого (длинноволнового) края поглощения фильтра в красную область приводит к снижению визуальной яркости и улучшению координат цветности. Левый край фильтра Ф1 и фильтра Ф2 совпадают; расчеты показывают, что смещение левого края в длинноволновую область приводит к росту яркости "красной" компоненты, но ухудшению ее цветности, поэтому смещать левый край поглощения фильтра при использовании оранжевых люминофоров типа КН-650-3 нецелесообразно. Экранный узел индикаторных устройств, работающих на отражение (см. фиг. 1-3), содержит подложку 1 с размещенными на ней системой анодов 2 с разводкой и нанесенными на них люминесцирующими слоями 3 на основе предложенных люминофоров. Фронтальное стекло оболочки индикаторного или дисплейного устройства может быть выполнено нейтральным 4 или цветным 8. При выполнении стекла нейтральным экранный узел должен содержать сплошной по экрану (по стеклу 4), расположенный на пути передачи оптического излучения люминофоров наблюдателю, светофильтр 5. Такой экранный узел может содержать защитное стекло 6. Экранный узел индикаторных устройств, работающих на просвет (см. фиг. 4-6), содержит фронтальное стекло 4 с размещенными на нем прозрачными анодами 7, их разводкой и люминесцирующими слоями 3. Фронтальное стекло может быть выполнено нейтральным, тогда экранный узел должен содержать сплошной по экрану (по стеклу 4), расположенный на пути передачи оптического излучения люминофоров наблюдателю, светофильтр 5. Такой экранный узел может содержать защитное стекло 6. Светофильтр может быть выполнен отдельным элементом конструкции и размещаться на пути передачи оптического излучения к наблюдателю, см. фиг.1, 2, фиг. 4, 5, или может быть выполнен в виде цветного фронтального стекла 8, которое будет выполнять роль светофильтра, см. фиг.3, 6. Экранный узел может быть выполнен с использованием планарных технологий. Базис элементарной светоизлучающей ячейки должен быть основан на триаде люминофоров и включать люминофоры: стандартно-синего свечения (например, ZnS : Ag, Cl); желтовато-зеленого свечения в области 480-610 нм (например, ZnS : Cu, Al или (Zn, Cd)S : Ag, In с содержанием CdS 67-70 мас.%); оранжевого или красно-оранжевого свечения в области 530-650 нм (например, (Zn, Cd)S : Ag, In с содержанием CdS 72-74 мас.%). Многоцветный, в частности полноцветный режим работы (все зависит от частных спектральных характеристик светофильтрующего элемента индикаторного или дисплейного устройства в конкретном исполнении заявленного изобретения), осуществляется следующим образом. Излучения люминофоров слоя 3, имеющих нестандартные характеристики цветности, проходят через светофильтр 5 или 8, при этом происходит ослабление излучений в желтой области спектра, а цветности прошедших излучений изменяются на стандартные, при этом отношение яркостей "красной" и "зеленой" компоненты приближается к необходимому для получения белого свечения пикселя (оценка дана по уровню яркости красного излучения на выходе из светофильтра). Описание технического результата. Как известно, люминофор состава (Zn, Cd)S : Ag, In с содержанием 72 мас. % CdS не удовлетворяет телевизионному стандарту для красных люминофоров, так как имеет оранжевый цвет свечения. Одним из способов улучшения его координат цветности является повышение содержания CdS вплоть до 80 мас.%. Но при этом происходит резкое уменьшение визуальной яркости свечения. Это отчасти связано со снижением энергетической эффективности катодолюминесценции. Другой существенной причиной уменьшения визуальной яркости является смещение спектра люминесценции в область низкой видности. При этом фрагмент максимальной спектральной плотности спектра люминесценции оказывается в зоне крайне низкой видности, а коротковолновая (желто-оранжевая) остается в области высокой видности. В результате увеличение содержания CdS не сопровождается существенным улучшением координат цветности. Однако улучшение координат цветности стандартного люминофора может быть достигнуто путем фильтрации коротковолновой части спектра его люминесценции. При этом область максимальной спектральной плотности (~625 нм), лежащая в области относительно высокой видности, не отфильтровывается и уменьшение визуальной яркости при такой фильтрации по сравнению с падением яркости при увеличении доли сульфида кадмия незначительно. Для использования в полноцветных конструкциях фильтр должен пропускать излучение с





Класс H01J29/18 люминесцентные экраны