專利名稱：利用光電效應(yīng)制成的大屏幕平板顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示技術(shù)，確切地說是涉及大屏幕和平板顯示技術(shù)。
在目前的大屏幕顯示技術(shù)中(本處指1m2以下的顯示面積)，CRT(陰極射線管)雖然能作成大屏幕，但這樣一來體積龐大且工藝?yán)щy。在平板顯示技術(shù)中，液晶和等離子體目前還不能做成大屏幕，液晶為了完全克服交叉效應(yīng)，要在每個(gè)象素上制作薄膜開關(guān)管。等離子體顏色單調(diào)而不能用于圖象顯示，且不能用集成電路驅(qū)動(dòng)，其發(fā)光效率也不及CRT;場致發(fā)光板面積可以較大，但發(fā)光效率太低而不實(shí)用，且也存在交叉效應(yīng)。目前，各大公司均重視現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)，如液晶微型化，等離子體大屏幕化(未實(shí)現(xiàn))等，幾乎沒有新的顯示原理產(chǎn)生。目前還沒有一種實(shí)用的既能大屏幕化又能平板化的顯示器。
本發(fā)明的目的是提供一種大屏幕的平板顯示器，且其發(fā)光效率高，高度高，圖象質(zhì)量好，能用集成電路驅(qū)動(dòng)。
本發(fā)明中，整個(gè)顯示器是由千千萬萬的微型光陰極射線管(命名為LCRT)構(gòu)成，每個(gè)光陰極射線管是一個(gè)象素，其結(jié)構(gòu)與CRT很相似，但它沒有聚焦電極和偏轉(zhuǎn)電極，它包括光陰極(縱向電極上涂光電材料)，調(diào)制極(橫向電極)和加速陽極(其上涂熒光粉)，光陰極和調(diào)制極構(gòu)成控制光電子發(fā)射與否的部分，調(diào)制極和陽極構(gòu)成加速電子的部分。設(shè)調(diào)制極和光陰極間控制電壓為UAK，當(dāng)外界光照到光電陰極上時(shí)，光電流剛為零的電壓UAK稱為截止電壓(UO)。合理設(shè)計(jì)光陰極，可使UO為負(fù)幾十伏，能用集成電路控制光電流是否產(chǎn)生。當(dāng)UAK＞UO后，光電流隨UAK的增大而增大，在OV左右達(dá)到均和。這些光電子經(jīng)加速后打在陰極熒光粉上便發(fā)出熒光，用集成電路控制光電流產(chǎn)生的時(shí)間便可控制LCRT的亮度。
通常情況下，外界光很微弱，所得圖象亮度不高，為此要將其放大，這就要求采用對(duì)熒光靈敏的光電材料。這樣，在LCRT被選通的情況下，當(dāng)一部分熒光(另一部分同時(shí)輸出)射到光電材料上時(shí)也能產(chǎn)生光電子。如果熒光產(chǎn)生的光電流大于外界光產(chǎn)生的光電流，就會(huì)產(chǎn)生正反饋。(正反饋判斷標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)沒有外界光時(shí)，LCRT熒光輸出并不減少)控制正反饋時(shí)間即控制LCRT選通時(shí)間便可控制熒光輸出量，為了在較短的選通時(shí)間內(nèi)獲得足夠的熒光輸出，通常采用建輝短的熒光粉從增加單位時(shí)間內(nèi)的正反饋次數(shù)。
要制作千千萬萬的參數(shù)一致的LCRT是件不可能的事，因而本發(fā)明的屏幕發(fā)光不均勻。為此可利用光電材料的疲乏效應(yīng)來改變光電材料的靈敏度，使得各LCRT參數(shù)“等效”一致。方法是在每個(gè)LCRT被選通T時(shí)間后，測出其光電流，以“最小”的光電流為基準(zhǔn)，(如果是彩顯應(yīng)分別找出各色LCRT的“最小”電流值)。將大于它的LCRT陰極進(jìn)行強(qiáng)電流疲乏，直到在選通T時(shí)間后光電流等于基準(zhǔn)電流。光電材料的疲乏效應(yīng)，使得本發(fā)明的顯示面積不受制于屏發(fā)光均勻性，而取決于制造它的真空系統(tǒng)。
如果采用銻銫光電材料，可在光電陰極中吸附這剩銫，它可以重新激活光電材料。
利用光電材料特有的疲乏效應(yīng)，可以產(chǎn)生均勻的發(fā)光面。因而本發(fā)明既能平板地又能大屏幕化，由于本發(fā)明與CRT發(fā)光原理一樣，并采用光放大原理，所以發(fā)光效高，且亮度高。本發(fā)明把一個(gè)象素分解成控制部分和加速部分，因而可用集成電路進(jìn)行控制。由于LCRT存在UO，故本發(fā)明沒有交叉效應(yīng)，本發(fā)明對(duì)比度，灰度，顏色種類均與CRT一樣，但它沒有CRT的混色和X輻射(因?yàn)榧铀匐妷菏躑O限制而不能太高)，如果采用銻銫，還可用剩余銫來激活光電材料。本發(fā)明分辨率取決于大面積光刻技術(shù)水平。
下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
附

圖1是LCRT結(jié)構(gòu)剖視示意圖;
附圖2是LCRT在矩陣電極中的位置示意圖。
整個(gè)平板顯示器就是由眾多LCRT位于圖2所示矩陣電極中構(gòu)成的。
圖2中1是某一條縱向電極，2是某條橫向電極。
圖1中光是指外界光，比如在室外看電視的日光，1是玻屏;2是縱向電板條，3是光電材料，4是絕緣支撐薄板，5是橫向電極條，6是絕緣支撐薄板，7是熒光粉層，8是陰極，9是基板。
玻屏是一塊研磨得很平整的平板玻璃，研磨目的是保證光刻縱橫電極和絕緣板4的質(zhì)量;縱向電極條是半透明的薄膜電極，每條電極分別接于行掃描集成電路輸出端，其用料應(yīng)當(dāng)不影響光電材料的制作。光電材料是半透明的，通常采用銻銫，因?yàn)樗谱髯詈唵危{(lán)光響應(yīng)靈敏，并可用過剩銫重新激活。絕緣板4通常是沉積于玻屏上的厚膜而非單獨(dú)成板，其上光刻有與象素一樣多的圓孔。各層(橫電極，絕緣板4和6)上的圓孔應(yīng)對(duì)齊重疊，此板是黑色的以提高對(duì)比度;橫向電極條上光刻有圓孔，與各層孔對(duì)齊，每條分別連接于場掃描集成電路輸出端。絕緣板6是沉積在基板上的，其上光刻孔與絕緣板4上小孔一一對(duì)應(yīng)，只是板顏色為白色。熒光粉建輝應(yīng)很短，并且發(fā)光應(yīng)在光電材料靈敏區(qū)。否則應(yīng)在其中加入其它熒光粉，如銻銫的紅光響應(yīng)不靈敏，應(yīng)在紅光熒光粉中加入發(fā)近紫外線的熒光粉;陽極板應(yīng)當(dāng)具有反光作用?；逡矐?yīng)當(dāng)平整，以利于光刻絕緣板6。
另一實(shí)例是把1層作為基板;縱向電極和光電材料構(gòu)成反射式光電陰極，絕緣板4和6顏色互換;熒光層為透明薄膜、陽極為半透明導(dǎo)電層，基板9作為玻屏。這樣光是從玻屏9透過陽極8和熒光粉而射到光電陰極上的。
由CRT電子槍理論可知UO隨4的厚度，6的厚度，5上孔半徑按指數(shù)規(guī)律變化，并與陽極加速壓正比。(陽極加速電壓取值應(yīng)當(dāng)是使LCRT產(chǎn)生正反饋以上)。UO的值并非越小越好，盡管UO小利于集成電路驅(qū)動(dòng)，但它相應(yīng)使陰極電壓減小。比如當(dāng)4的厚度＝0.2mm，6的厚度0.2mm，5上孔半徑＝0.15mm，則UO≈0.045E(E為陰極加速電壓)，當(dāng)E＝1000V時(shí)UO≈45V，由于LCRT參數(shù)離散應(yīng)?。黆O｜＞45V，為了進(jìn)一步降低集成電路輸出電壓幅值，可讓LCRT工作于非飽狀態(tài)。
現(xiàn)在來看一下單一LCRT工作情況取UO＝-60V、LCRT被選通時(shí)UAK＝-20V，則集成電路輸出電壓幅值-40V。設(shè)縱電極電位，在未選通時(shí)為100V;橫電極電位在半選通時(shí)為OV，則未選通時(shí)UAK＝-100V，當(dāng)僅橫電極被選通時(shí)，此電極電位上升40V。UAK＝40-100＝UO，LCRT仍未選通，當(dāng)僅縱電極被選通時(shí)，此電極電位下降40V，UAK＝0-(100-40)＝UO，LCRT仍未選通，當(dāng)兩電極UAK＝40-(100-40)＞UO，LCRT被選通而有光輸出，控制LCRT選時(shí)間即可控制其亮度。
權(quán)利要求
1.一種利用光電效應(yīng)制成的大屏幕平板顯示器，由成千上萬的光陰板射線管(LCRT)組成，每個(gè)LCRT即是一個(gè)象素。LCRT包括控制光電流產(chǎn)生與否的部分和對(duì)光電子加速從而打在熒光粉上產(chǎn)生熒光的部分。從申方面看它主要由光陰極、調(diào)制極和陽極構(gòu)成，當(dāng)外界光照到光電陰極上時(shí)，如果LCRT的調(diào)制極和光電陰極間電壓UAK大于截止電壓UO則發(fā)射光電子，光電子加速后打在熒光粉上發(fā)光，否則就不發(fā)光，調(diào)制極和光電陰極間電壓變化由集成電路分別控制兩電極電位變化來實(shí)現(xiàn)。
2.如權(quán)項(xiàng)1所述，光電材料采用對(duì)熒光靈敏的材料，并且選擇合適的陰極加速電壓使LCRT滿足正反饋，從而進(jìn)行光的放大。
3.如權(quán)項(xiàng)1所述，利用光電疲乏效應(yīng)可修正光電材料靈敏度，使得眾多LCRT參數(shù)“等效”一致。
4.如權(quán)項(xiàng)1所述，縱橫電極電位被設(shè)計(jì)成這樣只有兩電極均選通時(shí)，LCRT才被選通。
5.權(quán)項(xiàng)1所述截止電壓被設(shè)計(jì)成能用集成電路直接控制LCRT。
6.如權(quán)項(xiàng)2所述，采用建輝短的熒光粉。
7.如權(quán)項(xiàng)2所述，采用銻銫作光電材料，LCRT中有過剩銫。
8.如權(quán)項(xiàng)7所述，可以對(duì)疲乏的銻銫重新激活。
9.如權(quán)項(xiàng)3所述，利用強(qiáng)電流對(duì)光電材料進(jìn)行疲乏。
全文摘要
本發(fā)明是利用光電效應(yīng)制成的大屏幕平板顯示器，它的象素是光陰極射線管(LCRT)。LCRT由控制光電流產(chǎn)生與否部分和加速電子部分組成，LCRT采用對(duì)熒光靈敏的光電材料，并利用疲乏效應(yīng)獲得均勻發(fā)光屏面，因而本發(fā)明能做成大屏幕平板顯示器，且發(fā)光效率和亮度均高，還能用集成電路直接控制，其面積受制于真空系統(tǒng)，而分辨率取決于大面積光刻工藝水平。
文檔編號(hào)G09F9/30GK1114077SQ9410622
公開日1995年12月27日 申請(qǐng)日期1994年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月31日
發(fā)明者任文濤 申請(qǐng)人:任文濤