ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ
ЗНАКОСИНТЕЗИРУЮЩИЕ
ИНДИКАТОРЫ
Учебное пособие
Рекомендовано физико – технический институтом им. <...> По принципу действия:
• накаливаемые УОИ – свечение раскаленного тела в вакууме;
• газоразрядные УОИ – свечение газового разряда;
• электронно-лучевые УОИ – высоковольтная катодолюминесценция;
• вакуумные катодолюминесцентные УОИ – низковольтная катодолюминесценция;
• электролюминесцентные УОИ – на основе предпробойной электролюминесценции;
• полупроводниковые УОИ или светодиодные –
инжекционная электролюминесценция;
• жидкокристаллические индикаторы;
• электрохромные индикаторы – изменение цвета
под действием электрического поля;
• электрофоретические индикаторы – на основе явления
электрофореза;
• электромеханические индикаторы. <...> Вакуумные накаливаемые индикаторы (ВНИ)
Элементы разной формы нагреваются электрическим током до яркого свечения. <...> Люминофор - это вещество, которое испускает свет при бомбардировке его заряженными частицами. <...> 8 – Люминофорная триада
Люминофор начинает светиться под воздействием ускоренных электронов, которые создаются тремя электронными
пушками. <...> Плазменная панель PDP (Plasma Display Panel)
Принцип действия плазменной панели основан на свечении специальных люминофоров при воздействии на них ультрафиолетового излучения. <...> Поэтому-то газоразрядные
панели, работающие на этом принципе, и получили название
"газоразрядных" или, "плазменных" панелей. <...> Плазменная панель не оказывает вредного влияния
на человека и домашних животных и не притягивает пыль
к поверхности экрана, они не имеют рентгеновского и какоголибо иного паразитного излучения. <...> Газоразрядные знакосинтезирующие индикаторы
Среди матричных индикаторов наибольшее распространение получили газоразрядные знакосинтезирующие индикаторы
(ГЗСИ), имеющие высокую надежность, плоскую конструкцию,
малые габариты, высокую яркость свечения, возможность получения полутоновых и цветных <...>
Газоразрядные_знакосинтезирующие_индикаторы.pdf
Газоразрядные_знакосинтезирующие_индикаторы_(1).pdf
ГУРОВ В.С.
КРУГЛОВ С.А
СОЛДАТОВ В.В.
ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ
ЗНАКОСИНТЕЗИРУЮЩИЕ
ИНДИКАТОРЫ
Учебное пособие
Рекомендовано физико – технический институтом им. А.Ф. Иоффе
РАН (г. Санкт – Петербург) и Санкт – Петербургским
государственным электротехническим университетом
в качестве учебного пособия для студентов высших учебных
заведений, обучающихся по направлению
210100 «Электроника и микроэлектроника»
регистрационный номер лицензии N 1176 от 20.03.2011
МОСКВА
ГОРЯЧАЯ ЛИНИЯ – ТЕЛЕКОМ
2011
Стр.1
УДК 621.3.085.3(03)
ББК 007:519.801
Г95
Рецензен ты : доктор техн. наук, профессор Е. И. Теруков, Физикотехнический
институт им. А. Ф. Иоффе РАН (г. Санкт-Петербург); доктор
техн. наук, профессор Ю. А. Быстров, Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет «ЛЭТИ»
Гуров В. С., Круглов С. А., Солдатов В. В.
Г95
Газоразрядные знакосинтезирующие индикаторы. Учебное
пособие для вузов. – М.: Горячая линия–Телеком,
2011. – 160 с.: ил.
ISBN 978-5-9912-0190-2.
В учебном пособии с позиций системного анализа изучены
вопросы работы катодов газоразрядных знакосинтезирующих
индикаторов (ГЗСИ). Определены задачи и проблемы автоматизации
анализа деградационных процессов газоразрядных индикаторов.
Исследованы рабочие поверхности катодов ГЗСИ с помощью
электронного микроскопа, выявлены их наиболее общие
недостатки. Показан пример реализации автоматизированной
системы, предназначенной для анализа долговечности ГЗСИ.
Для специалистов в области электронной техники, студентов
и аспирантов технических вузов, обучающихся по направлению
210100 «Электроника и микроэлектроника».
ББК 007:519.801
Адрес издательства в Интернет WWW.TECHBOOK.RU
Учебное издание
Гуров Виктор Сергеевич, Круглов Сергей Александрович,
Солдатов Виктор Васильевич
Газоразрядные знакосинтезирующие индикаторы
Учебное пособие
Компьютерная верстка И. А. Благодаровой
Обложка И. А. Благодаровой
Подписано в печать 18.02.2011. Печать офсетная. Формат 60×88/16. Уч. изд. л. 17,25. Тираж 500 экз.
ISBN 978-5-9912-0190-2
© В. С. Гуров, С. А. Круглов,
В. В. Солдатов, 2011
© Издательство «Горячая линия–Телеком», 2011
Стр.2
ВВЕДЕНИЕ
Классификация индикаторов
1. По принципу светоотдачи:
• пассивные – модуляция светового потока под действием
электрического сигнала, сами не светятся;
• активные – преобразование электрической энергии
в световое излучение, сами светятся;
2. По принципу действия:
• накаливаемые УОИ – свечение раскаленного тела в вакууме;
•
газоразрядные УОИ – свечение газового разряда;
• электронно-лучевые УОИ – высоковольтная катодолюминесценция;
•
вакуумные катодолюминесцентные УОИ – низковольтная
катодолюминесценция;
• электролюминесцентные УОИ – на основе предпробойной
электролюминесценции;
• полупроводниковые УОИ или светодиодные –
инжекционная электролюминесценция;
• жидкокристаллические индикаторы;
• электрохромные индикаторы – изменение цвета
под действием электрического поля;
• электрофоретические индикаторы – на основе явления
электрофореза;
• электромеханические индикаторы.
Вакуумные накаливаемые индикаторы (ВНИ)
Элементы разной формы нагреваются электрическим током
до яркого свечения. Материалы нити накала: вольфрам, рений,
гафний. Материал покрытия нити накала: карбид кремния
SiC (полупроводник). Выделяют 2 типа: собственно лампы накаливания
и сегментные (от 4 до 10 сегментов).
Яркость - до 5000...6000 мкд
Напряжение 2...5 В.
2
5
Стр.3
4
Время реакции
10 10−
−
4
ч
Срок службы до ≅ 10 ч.
5
Вакуумные люминесцентные индикаторы (ВЛИ)
В ВЛИ (рис. 1) используется низковольтная катодолюминесценция,
вызываемая электронным потоком, энергия электронов
достигает 20эВ; КПД 25...30%. При малой энергии электронов
свет излучается только с поверхности слоя (несколько атомных
слоев), поэтому плотность тока там велика. Увеличение
энергии ведет к насыщению яркости, перегреву и температурному
гашению люминесценции.
2 с .
Потребляемый ток 12... 15мА/сегмент.
Рассеиваемая мощность 50... 60мВт/сегмент.
Введение
Рис. 1 – Схематическое изображение ВЛИ
Основой является стеклянная или керамическая пластина
с углублениями для сегментов. Сетка может быть как отрицательной
по отношению к катоду (запирающая), так и положительной
(ускоряющей и фокусирующей). С помощью матричных
ВЛИ можно получить удовлетворительное телевизионное
изображение.
Электролюминесцентные индикаторы (ЭЛИ)
Электролюминесценция - все виды свечения, возникающего
под воздействием на твердое тело электрического поля.
Впервые описана в 1936г., применена - в 1950г. Основной элемент
устройства – электролюминесцентная ячейка. Это плоский
конденсатор с проводящими обкладками с электролюминофором
в качестве диэлектрика.
Стр.4
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ......................................................................................3
Классификация индикаторов....................................................3
Вакуумные накаливаемые индикаторы (ВНИ).................3
Вакуумные люминесцентные индикаторы (ВЛИ) ...........4
Электролюминесцентные индикаторы (ЭЛИ)..................4
Пассивные индикаторы ............................................................5
Жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ) ....................5
Электрохромные индикаторы (ЭХИ) ................................6
Электрофоретические индикаторы (ЭФИ) .......................6
Принципы работы и устройство ЭЛТ – мониторов .........7
Принципы работы и устройство ЖК - мониторов.............10
LCD-мониторы. Принцип работы....................................10
Преимущества и недостатки ЖК-мониторов..................15
Пластиковые мониторы.........................................................16
Плазменная панель PDP (Plasma Display Panel)...................17
Достоинства........................................................................17
Недостатки .........................................................................19
Газоразрядные знакосинтезирующие индикаторы..............19
Теоретический анализ последствий
эрозийного разрушения катода ГЗСИ .............................23
ГЛАВА I..........................................................................................30
Формирование разряда, светотехнические
характеристики и деградационные процессыв
газоразрядных знакосинтезирующих индикаторах...............30
1.2. Основы и принципы работы ГЗСИ...........................31
Потенциалы возбуждения BU и длины волн
резонансных линий атомов инертных газов и ртути........41
1.3. Характеристики люминофоров,
применяемых в ГЗСИ........................................................45
Характеристики люминофоров для монохромных
и телевизионных ГИП в сравнении с зарубежными
и отечественными промышленными аналогами..............48
1.4. Холодные катоды в ГЗСИ..........................................50
1.4.1. Вторичная ионно - электронная эмиссия ................52
Стр.158
Оглавление
159
1.4.2. Экзоэлектронная эмиссия.........................................54
1.5. Деградация поверхности холодного катода
в газовом разряде...............................................................55
1.6. Влияние паров ртути на долговечность
холодных катодов, применяемых в ГЗСИ.......................58
1.7. Выводы главы 1 ..........................................................78
ГЛАВА II........................................................................................80
Методика экспрессных испытаний
и регистрации информативных параметров ГЗСИ.............80
2.1. Влияние режимных факторов
на основные параметры ГЗСИ..........................................80
2.2. Автоматизированный стенд
для измерения динамических параметров
и проведения экспрессных испытаний............................84
2.3. Измерение параметров
знакосинтезирующих индикаторов .................................88
2.4. Функциональные схемы элементов
автоматизированного стенда..........................................100
2.5. Анализ погрешностей измерений ...........................102
2.6. Выводы главы 2 ........................................................108
ГЛАВА III ....................................................................................110
Эрозия электродов ГЗСИ, моделирование
и расчет количества вещества, распыленного
за один импульс разряда .........................................................110
3.1. Теория распыления катода ГЗСИ
в тлеющем разряде ..........................................................110
3.2. Решение стационарной задачи ................................115
3.3. Решение нестационарной задачи ............................118
3.4. Теоретическая зависимость
количества напыляемого на лицевую поверхность
вещества за один импульс от длительности импульса,
геометрических размеров ячейки
и коэффициента диффузии.............................................130
Выводы главы 3 ...............................................................133
Стр.159
160
Оглавление
ГЛАВА IV.....................................................................................135
Влияние конструкции ячейки
и режима подержания разряда на параметры ГЗСИ........135
4.1. Исследование параметров ГЗСИ
без ртутного наполнения .................................................135
4.2. Влияние величины тока
на разрушение электродов ГЗСИ....................................137
Выводы главы 4 ...............................................................142
ЗАКЛЮЧЕНИЕ..........................................................................145
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК....................................147
Стр.160