Матричный автоэлектронный катод
МАТРИЧНЫЙ АВТОЭЛЕКТРОННЫЙ КАТОД, содержащий несущее основание, параллельные проводящие стержни, вытягивающие электроды, диэлектрические прослойки и контактные шины, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности и стабильности работы, проводящие стержни расположены соосно и параллельно основанию, а их рабочие концы обращены один навстречу другому.
Изобретение относится к электронной технике, в частности к основным элементам конструкции электровакуумных приборов, и может быть использовано для создания пластинчатых индикаторов широкого применения, например телевизионных дисплеев. Целью изобретения является повышение долговечности и стабильности работы катода. Эта цель достигается тем, что в известном матричном автоэлектронном катоде, содержащем несущее основание параллельные проводящие стержни, вытягивающие электроды, диэлектрические прослойки и контактные шины, проводящие стержни расположены параллельно основанию, причем каждый стержень находится внутри диэлектрической прослойки, находится внутри вытягивающего электрода, причем каждый стержень имеет соосно расположенные стержни, а рабочие концы стержней единичной ячейки матрицы обращены навстречу друг другу. На фиг. 1 изображен единичный элемент катода в продольном сечении плоскостью, перпендикулярной основанию; на фиг.2 и 3 варианты элементарной ячейки матричного автоэмиссионного катода с расположенными навстречу друг другу стержнями. Матричный автоэлектронный катод содержит основание 1, эмиттирующий стержень 2, электрод 3, прослойку 4, контактную шину 5 стержня, контактную шину 6 электрода, причем основание 1 является несущим элементом конструкции, отражателем эмиттированных электронов, коллектором ловушкой ионов, стержень 2 эмиттером электронов, вытягивающий электрод 3 элементом, возбуждающим эмиссию электронов с торца стержня 2, прослойка 4 фиксатором зазора между стержнем 2 и электродом 3, контактные шины 5 и 6 токопроводящими соединителями стержней 2 и электродов 3 с источниками электрического питания. Основанием 1 служит стеклянная или металлическая пластина, стержнями 2 углеродные нити, электродами 3 металлические пленки, прослойками 4 полиимидные пленки, контактными шинами 5 и 6 проводящие пленки в виде длинных узких лент (дорожек). Прогрев автоэлектронного катода (его собственно эмиттирующей поверхности) до 600-900оС очищает катод от адсорбированных молекул остаточной газовой атмосферы, стабилизирует работу выхода катода и, как следствие, стабилизирует автоэлектронную эмиссию. В предложенном катоде прогрев эмиттирующих торцов стержней осуществляется за счет их периодической импульсной бомбардировки электронным потоком, эмиттированным с торцов противолежащих стержней. Утилизация ионов вспомогательными коллекторами ионов, расположенными параллельно собственно эмиттирующей поверхности катода, повышает долговечность и стабильность эмиттера. Эффективная утилизация ионов обеспечивается ловушкой в виде несущего основания, расположенного параллельно стержням на малом удалении от последних. Экономичность катодолюминесцентного дисплея по цепи питания анода выше при наблюдении изображения на люминофоре со стороны электронного потока, бомбардирующего люминофор. Катод допускает применение плоского анода, параллельного основанию, без сопутствующего применения каких-либо конструктивных элементов, экранирующих (затеняющих) изображение при его наблюдении со стороны основания через окна, образованные зазорами между соседними электродами, прослойками и стержнями. В основном электрическом режиме на вытягивающий электрод 3 подается потенциал порядка нескольких десятков или сотен (в зависимости от диаметра стержня 2 и толщины прослойки 4) вольт. Катод работает в указанном режиме следующим образом. Под действием электрического поля торец стержня 2 (на фиг.1 левый) эмиттирует электроны, которые выбрасываются из полости электрода 3 и могут быть направлены на коллектор (анод) расположенный параллельно основанию (фиг.2). Стержни и электроды, симметричные указанным на фиг.1, могут находится как в основном, так и в других режимах работы. Для достижения цели изобретения существенное значение имеет режим очистки, в котором стержень подключен к источнику питания вытягивающего электрода 3, а вытягивающий электрод к источнику питания стержня 2. В режиме очистки торец стержня может бомбардироваться электронным потоком, эмиттированным симметричной системой (фиг.3). Существенное значение имеет также высокая степень защищенности торцов эмиттирующих стержней 2 от ионной бомбардировки. Такой эффект достигается за счет утилизации ионов основанием 1, по фактору отрицательного заряда этой плоскости, в связи с развитой поверхностью основания в сравнении с поверхностью стержней 2 и вследствие большой инерционности высокоэнергетических ионов в окрестности торцов электродов 3, которая затрудняет или исключает заход этих ионов в углубления, где расположены стержни 2, а тем более затрудняет их попадание на собственно эмиттирующие поверхности торцы стержней 2. В предлагаемом катоде отсутствует, в частности, ток соединения на электрод 3 как при весьма значительных заглублениях стержня 2 в полость электрода, так и при весьма сильных тормозящих полях вне этой полости. При диаметре стержня 2 6 мкм, толщине прослойки 30 мкм, заглублении стержня 2 на 100 мкм, при плоском коллекторе электронов, удаленном от торца электрода 3 на 100 мкм, при потенциале коллектора 10% от потенциала электрода 3, ток на электроде 3 равен нулю, наименьший потенциал в плоскости торца электрода 3 составляет 92% от потенциала электрода 3. Катод может быть создан методами современной вакуумной и твердотельной электроники на основе, например, ткани из углеродистых нитей, покрытых диэлектрической и проводящей оболочками. Наиболее простой вариант катода может быть создан на основе ткани, покрытой с обеих сторон плоскими диэлектрическими и проводящими пленками. Структура может быть создана с помощью последовательного избирательного химического травления через специальные трафареты.
Формула изобретения
МАТРИЧНЫЙ АВТОЭЛЕКТРОННЫЙ КАТОД, содержащий несущее основание, параллельные проводящие стержни, вытягивающие электроды, диэлектрические прослойки и контактные шины, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности и стабильности работы, проводящие стержни расположены соосно и параллельно основанию, а их рабочие концы обращены один навстречу другому.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000
Извещение опубликовано: 27.12.2000
