Планарна емісійна система для кольорового кінескопа

Планарна емісійна система для кольорового кінескопа, яка виконана у вигляді прямокутної електроізоляційної пластини, на поверхні якої з кроком, рівним ексцентриситету планарного кінескопа, розміщені три катодні підігрівачі, виконані у вигляді дугоподібно вигнутих над нею вольфрамових ниток розжарювання, і три розташовані в лінію пласкі емітери, закріплені на відповідному підігрівачі таким чином, що їх робочі емітуючі поверхні обернені до модулятора емісійної системи, також розміщеного на електроізоляційній пластині планарно відносно неї, яка відрізняється тим, що над емітерами встановлено пласку керамічну пластину і закріплено на електроізоляційній пластині таким чином, що вона безпосередньо упирається в тильні поверхні кожного з них. (19) (21) a200713285 (22) 29.11.2007 (24) 26.10.2009 (46) 26.10.2009, Бюл.№ 20, 2009 р. (72) ШУТОВСЬКИЙ ВЛАДИСЛАВ ВОЛОДИМИРОВИЧ, СЕВАСТЬЯНОВ ВОЛОДИМИР ВАЛЕНТИНОВИЧ, ФЕДОРИН ЯРОСЛАВ ВОЛОДИМИРОВИЧ, АНДРЕЄВ ВАЛЕРІЙ ФЕДОРОВИЧ, НИКОЛАЄНКО ЮРІЙ ЄГОРОВИЧ (73) ДЕРЖАВНЕ ПІДПРИЄМСТВО "НАУКОВОДОСЛІДНИЙ ІНСТИТУТ "ГЕЛІЙ" (56) UA 73404 C2, 15.07.2005 US 4053807 A, 11.10.1977 US 4151441 A, 24.04.1979 JP 11-086724, 30.03.1999 RU 2217839 C2, 27.11.2003 3 грівнику без використання будь-яких проміжних шарів, які знижують ефективність передачі тепла від підігрівника до емітера. Сам підігрівник виконаний у вигляді дугоподібно вигнутої над керамічною пластиною вольфрамовою ниткою розжарювання, тобто, він термічно не контактує з теплоємною керамічною основою, що додатково збільшує ефективність і швидкість розігріву емітера. Але формостійкість конструкції підігрівача, що тримає на собі емітер, залишається недостатньою. Цей недолік відомої конструкції емісійної системи обумовлюється ефектом теплового розширення металу при нагріві. У випадку, коли емітер безпосередньо закріплено на підігрівнику, йоготеплове видовження (і обумовлене цим осьове зміщення) безпосередньо передається емітеру, що призводить до нестабільності відстані робочої поверхні емітера від модулятора. А це, як відомо, порушує баланс білого в кінескопі. Крім того, з часом змінюється довжина нитки підігрівача - це обумовлене процесами рекристалізації вольфраму. Вказані недоліки ускладнюють широке практичне використання відомої конструкції емісійної системи. Розкриття суті винаходу В основу винаходу покладена задача створити таку серійноспроможну конструкцію емісійної системи для кольорового планарного кінескопа, при якій забезпечувалася б висока ефективність її роботи (мала споживна потужність, малий час готовності, висока густина емісії) при одночасному забезпеченні високої стабільності запірних напруг в кінескопі і його експлуатаційної надійності впродовж всього терміну служби. Поставлена задача вирішується тим, що в планарній емісійній системі для кольорового кінескопа, що виконана у вигляді прямокутної електроізоляційної пластини, на поверхні якої з кроком, рівним ексцентриситету планарного кінескопа, розміщені три катодні підігрівники, виконані у вигляді дугоподібно вигнутих над нею вольфрамових ниток розжарювання, і три розташовані в лінію пласкі емітери, закріплені кожен на відповідному підігрівнику таким чином, що їх робочі емітуючі поверхні обернені до модулятора емісійної системи, також розміщеного на електроізоляційній пластині планарно відносно неї, відповідно винаходу, над емітерами встановлено пласку керамічну пластину і закріплено таким чином, що вона безпосередньо упирається в тильні поверхні кожного з них. Суть технічного рішення, що пропонується, полягає в тому, що введена в конструкцію емісійної системи пласка керамічна пластина забезпечує високу стабільність і однаковість розташування емітерів відносно інших елементів конструкції за рахунок того, що емітери постійно упираються в єдину ідеально пласку поверхню керамічної пластини. Навіть коли вольфрамова нитка підігрівника подовжується при вмиканні напруги розжарювання, емітер залишається на місці, а подовження вольфрамової нитки компенсується за рахунок її більшого вигину в бокових ділянках між емітером і місцями кріплення підігрівника. При цьому сила упору емітерів в базову поверхню навіть зростає, 88525 4 що додатково придає жорсткості їх заданому місцеположенню. Така висока жорсткість фіксації емітерів в запропонованій конструкції дозволяє використати в ній замість двох вольфрамових ниток підігрівника, як в прототипі, тільки одну, що відповідно в два рази зменшує споживану підігрівником потужність розжарювання, тобто значно підвищує його ефективність. На Фіг.1 для наочності приведений поперечний переріз одного з каналів емісійної системи, що заявляється. На Фіг.2 поданий вид зверху запропонованої конструкції планарної емісійної системи. Емісійна система, що заявляється, складається з прямокутної електроізоляційної пластини 1, що служить основою системи, підігрівників 2, кінці яких закріплено на двох контактних площадках 3, нанесених на пластині 1 по її краях, емітерів електронів 4, закріплених безпосередньо на підігрівниках 2, модулятора 5, єдиного для всіх каналів емісії і пласкої керамічної пластини 6, також спільної для трьох каналів емісійної системи. Підігрівник 2 являє собою дугоподібно вигнуту вольфрамову нитку розжарення. Пласка керамічна пластина 6 закріплена на електроізоляційній основи таким чином, що вона упирається в тильні поверхні кожного емітера і виключає будь-які їх зміщення від встановленого положення при подачі напруги розжарення на підігрівники 2. На контактні площадки 3 крім напруги розжарення подається також і катодний потенціал від електричної схеми, що забезпечує роботу кінескопа. Заявляєма емісійна система працює наступним чином. Зібрану емісійну систему встановлюють в планарний кольоровий кінескоп на його прискорюючий електрод таким чином, щоб їх емісійні канали співпадали, і жорстоко взаємно скріплюють. При подачі напруги розжарення на контактні площадки 3 по вольфрамовим ниткам розжарення 2 починає протікати струм, який їх розігріває. Завдяки тому, що емітер 4 знаходиться в безпосередньому контакті з нитками 2, він приймає їх температуру, тобто температуру емісії катода. Передача тепла від ниток 2 до емітерів 4 відбувається дуже швидко з тієї ж причини. Незважаючи на термічне подовження ниток 2 при їх розжарюванні, зміни початкового положення емітерів не відбувається, бо вони упираються в пласку поверхню керамічної пластини 6, жорстко закріпленої на основі 1. Цим забезпечується стабільність і однаковість робочих зазорів катод-модулятор на протязі всього терміну експлуатації планарної емісійної системи, що заявляється. При подачі необхідних потенціалів на контактні площадки, модулятор і прискорюючий електрод описана планарна емісійна система формує три паралельних електронних променя, як це потрібно для нормального функціонування кольорового кінескопа. Приклади конкретного виконання емісійної системи. Приклад 1. В якості електроізоляційної пластини 1 взята прямокутна пластинка з кераміки 22ХС товщиною 5 0,4мм і габаритами 18x6мм2. Контактні площадки 3 розміром 3x1,5мм2 напилені на пластину 1 методом катодного розпилювання молібдену. Таким же методом нанесено шар металу, утворюючий модулятор 5. Ширина модулятора рівна 2,5мм. Діаметр вольфрамових ниток розжарювання 2 взятий рівним 0,05мм, при цьому в якості матеріалу ниток взятий сплав ВР-20-г2-50. Це забезпечує малий струм розжарювання підігрівника. Розмір емітера 4, виконаного у вигляді прямокутної таблетки 0,8x0,8x0,17мм3. Матеріал таблетки - сплав іридійцерій, забезпечуючий максимальну густину електронної емісії до 10А/см2, що набагато більше, ніж це потрібно для роботи кольорового кінескопа. Матеріал пластини 6 - кераміка 22ХС, розмір 18x3x0,4мм3. Планарна емісійна система, виконана по прикладу 1, має наступні технічні характеристики: - час готовності - 0,7 секунди, - максимальний струм кожного променя - 2мА. - споживана потужність підігрівника -1,2Вт, - нестабільність запірної напруги - 10%, - термін роботи системи (розрахунковий) 10тис. годин. Приклад 2. В якості основи 1 взята слюдяна пластина товщиною 0,4мм. Контактні площадки 3 з нержавіючої сталі товщиною 0,1мм закріплені на ній стандартною нікелевою клепкою, що використовується в електро 88525 6 нній промисловості. Таким же методом закріплений модулятор 5 до пластини 4. Матеріал модулятора - титан. Це забезпечує його достатню формостійкість при товщині 0,1мм. Матеріал підігрівників - сплав марки ВА-1. Діаметр ниток розжарювання 0,045мм. Розмір емітера - 0,8x0,8x0,17мм3. Матеріал емітера - інтерметалічний сплав іридій-церій з незначними добавками вольфраму. Матеріал пластини 6 - кераміка 22ХС розміром 18х3х0,4мм3. Емісійна система виконана по прикладу 2, має наступні характеристики: - час готовності - 0,8 секунди, - максимальний струм кожного променя - 2мА. - споживана потужність підігрівника - 1,3Вт, - нестабільність запірної напруги - < 20%, - термін роботи системи (розрахунковий) - < 20тис. годин. Планарні емісійні системи, що заявляються, будуть мати найдоцільніше застосування в широкоформатних кольорових кінескопах, де потрібні великі значення робочих струмів променів для забезпечення підвищених яскравостей свічення екранів при збереженні на протязі всього терміну служби високої стабільності електричних і світлотехнічних характеристик. Поряд із цим описана планарна конструкція емісійної системи завдяки малим розмірам по товщині значно скорочує габаритний розмір кінескопа по глибині, що є актуальною проблемою при розробці пласких кінескопів. 7 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 88525 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601