專利名稱：一種場(chǎng)致發(fā)射顯示板及其驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種場(chǎng)致發(fā)射顯示板，尤其涉及三極管型場(chǎng)致發(fā)射顯示板。
背景技術(shù)：
常規(guī)的三極管型場(chǎng)致發(fā)射顯示板結(jié)構(gòu)如圖1所示由前基板1a、后基板2a對(duì)向組裝而成，通過支撐體3a陣列來(lái)保持固定的距離。前基板1a上制作陽(yáng)極4a、熒光粉5a，后基板2a上依次為條形陰極6a，開口露出部分陰極的介質(zhì)層7a和垂直于條形陰極6a的條形開口柵極8a。其中陰極上與條形介質(zhì)層和條形柵極開口的交叉點(diǎn)上制作能產(chǎn)生場(chǎng)致電子發(fā)射的材料9a，例如各種導(dǎo)電微尖、金剛石薄膜、石墨或納米碳管等。陰極產(chǎn)生的場(chǎng)致發(fā)射電子穿過柵極開口流向陽(yáng)極。這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是在制造過程中柵極與陰極制作比較困難。
另一種三極管型場(chǎng)致發(fā)射顯示板結(jié)構(gòu)如圖2所示是將柵極8b埋在陰極6b之下，利用柵極與陰極邊緣的強(qiáng)電場(chǎng)，使陰極邊緣產(chǎn)生場(chǎng)致電子發(fā)射，由于柵極制作在陰極之前，并且不影響陰極的制作，因此解決了上述結(jié)構(gòu)的制作困難問題。但是該結(jié)構(gòu)由于失去了柵極對(duì)陽(yáng)極的屏蔽作用，因此不能提高陽(yáng)極電壓，否則會(huì)直接使陰極產(chǎn)生場(chǎng)致電子發(fā)射，而失去柵極的調(diào)制作用；另一方面由于場(chǎng)致電子發(fā)射主要集中在陰極側(cè)沿與柵極交叉處，因此陰極側(cè)沿電流密度較大，不利于提高壽命；同時(shí)這種結(jié)構(gòu)電子散射嚴(yán)重，束斑較大，因此亮度低，為了防止串?dāng)_必須縮小陰極與陽(yáng)極之間的距離，同樣也限制了陽(yáng)極電壓，不利于提高發(fā)光效率。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明公開了一種場(chǎng)致發(fā)射顯示板及其驅(qū)動(dòng)方法。它的主要特征在于條形柵極位于陰極的下方，通過陽(yáng)極的高壓和調(diào)制柵極電壓使陰極產(chǎn)生場(chǎng)致電子發(fā)射以控制每一顯示單元的電子發(fā)射來(lái)顯示圖像。通過平面輔助聚焦電極防止電子束擴(kuò)散，從而可以增加陽(yáng)極距，提高陽(yáng)極工作電壓。本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有的場(chǎng)致發(fā)射顯示板而言，具有更高的分辨率和發(fā)光亮度，更低的制造成本。
本發(fā)明中的場(chǎng)致發(fā)射顯示板結(jié)構(gòu)如圖3所示，由前基板玻璃1、后基板玻璃2對(duì)向組裝而成，通過支撐體3陣列來(lái)保持固定的距離。前基板玻璃1上制作陽(yáng)極4、熒光粉5，后基板玻璃2上依次為條形柵極6，厚度為0.1～50微米的局部或全部覆蓋條形柵極6的介質(zhì)層7，在介質(zhì)層7上間隔制作與條形柵極6垂直的條形陰極8和條形輔助聚焦電極9。其中條形陰極8本身為能產(chǎn)生場(chǎng)致電子發(fā)射的材料，或在其上與條形柵極交叉點(diǎn)處或其全部表面制作能產(chǎn)生場(chǎng)致電子發(fā)射的材料。將上述前基板1和后基板2的四周用低熔點(diǎn)玻璃進(jìn)行氣密封接，經(jīng)過抽真空后封離，就形成了本發(fā)明所提供的場(chǎng)致發(fā)射顯示板。該顯示板的工作方式如下設(shè)陰極低電平為Vcl，(通常為0V)，高電平為Vch，柵極低電平為Vgl，高電平為Vgh，在陽(yáng)極上施加固定高壓Va，通常為幾百到幾萬(wàn)伏，其電壓幅度要求為當(dāng)柵極為允許陰極場(chǎng)致發(fā)射時(shí)(通常柵極電位為高電平Vgh)，陰極場(chǎng)致電子發(fā)射電流密度達(dá)到顯示所需峰值；而當(dāng)柵極為禁止陰極場(chǎng)致發(fā)射時(shí)(通常柵極電位為低電平Vgl，低于陰極低電平Vcl)，陰極場(chǎng)致電子發(fā)射截止。輔助聚焦極施加低于Vcl的電平Vf，其作用為當(dāng)陰極為發(fā)射狀態(tài)時(shí)，防止電子束擴(kuò)散；當(dāng)陰極為禁止發(fā)射狀態(tài)時(shí)，隔斷陽(yáng)極高壓對(duì)陰極的影響。對(duì)柵極進(jìn)行逐行選址，選中行施加高電平Vgh，其余行施加低電平Vgl，陰極上施加與所需顯示圖像相對(duì)應(yīng)的脈沖，當(dāng)所對(duì)應(yīng)列上需顯示時(shí)，對(duì)應(yīng)的陰極為低電平Vcl；而當(dāng)所對(duì)應(yīng)列上無(wú)顯示時(shí)對(duì)應(yīng)的陰極為高電平Vch；通過控制陰極上脈沖的寬度或數(shù)目來(lái)實(shí)現(xiàn)灰度顯示。如此逐行、逐幀循環(huán)即可實(shí)現(xiàn)視頻顯示。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)①與傳統(tǒng)的三極管結(jié)構(gòu)相比由于陰極在柵極之后制作，因此場(chǎng)致發(fā)射材料不受柵極工藝的影響，制造工藝簡(jiǎn)單，因此，本發(fā)明適合于大批量生產(chǎn)，提高成品率，降低生產(chǎn)成本。②與現(xiàn)有的后柵極三極管結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明的陰極發(fā)射面積大大增加，因此陰極所需電流密度減少，有利于提高器件壽命。③由于本發(fā)明場(chǎng)致發(fā)射顯示板中輔助聚焦極的作用，減少了后柵極結(jié)構(gòu)中電子束散焦的特性，因此可以增加前后基板之間的距離而不會(huì)增大光斑。而增加此距離有利于提高陽(yáng)極工作電壓，從而允許采用發(fā)光效率高的高壓熒光粉來(lái)提高器件的發(fā)光效率。


圖1為傳統(tǒng)的三極管場(chǎng)致發(fā)射顯示板結(jié)構(gòu)剖面示意圖
圖2為現(xiàn)有的后柵極三極管場(chǎng)致發(fā)射顯示板結(jié)構(gòu)剖面3為本發(fā)明場(chǎng)致發(fā)射顯示板結(jié)構(gòu)4為本發(fā)明實(shí)施例一縱剖面5為本發(fā)明實(shí)施例二縱剖面6為本發(fā)明實(shí)施例三后基板縱剖面7為本發(fā)明場(chǎng)致發(fā)射顯示板工作原理圖在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)一步考慮具體結(jié)構(gòu)，提出以下各種實(shí)施例，并通過具體的實(shí)施例，進(jìn)一步說明各實(shí)施例特有的優(yōu)點(diǎn)。
①本發(fā)明的第一種實(shí)施例如圖4所示，包括由前玻璃基板1c、后玻璃基板2c對(duì)向組裝而成，通過支撐體3c陣列來(lái)保持固定的距離。前玻璃基板1c上制作陽(yáng)極4c、熒光粉5c，后基板玻璃2c上依次為條形柵極6c，厚度為0.1～50微米的局部或全部覆蓋條形柵極6c的介質(zhì)層7c，在介質(zhì)層7c上間隔制作與條形柵極6c垂直的條形陰極8c和條形輔助聚焦極9c。其中條形陰極8c本身為能產(chǎn)生場(chǎng)致電子發(fā)射的材料，或在其上與條形柵極交叉點(diǎn)處或其全部表面制作能產(chǎn)生場(chǎng)致電子發(fā)射的材料10c，例如各種導(dǎo)電微尖、金剛石薄膜、石墨或納米碳管等。將上述前基板玻璃1c和后基板玻璃2c的四周用低熔點(diǎn)玻璃進(jìn)行氣密封接，經(jīng)過抽真空后封離，就形成了本發(fā)明所提供的場(chǎng)致發(fā)射顯示板。該顯示板的工作方式如圖七所示在陽(yáng)極上施加固定高壓，通常為幾百到幾萬(wàn)伏，其電壓幅度要求為當(dāng)柵極(行電極)為允許陰極(列電極)場(chǎng)致發(fā)射時(shí)(柵極電位高于陰極電位)，陰極場(chǎng)致電子發(fā)射電流密度達(dá)到顯示所需峰值；而當(dāng)柵極為禁止陰極場(chǎng)致發(fā)射(柵極電位低于陰極電位)，陰極場(chǎng)致電子發(fā)射截止。對(duì)柵極進(jìn)行逐行選址，選中行施加高電位其余行施加低電位，陰極上施加與所需顯示圖像相對(duì)應(yīng)的脈沖，當(dāng)所對(duì)應(yīng)列上需顯示時(shí)，對(duì)應(yīng)的陰極為低電平；而當(dāng)所對(duì)應(yīng)列上無(wú)顯示時(shí)對(duì)應(yīng)的陰極為高電平；通過控制陰極上脈沖的寬度或數(shù)目來(lái)實(shí)現(xiàn)灰度顯示。如此逐行、逐幀循環(huán)即可實(shí)現(xiàn)視頻顯示。
②本發(fā)明的第二種實(shí)施例如圖5所示，由前基板玻璃1d、后基板玻璃2d對(duì)向組裝而成，通過支撐體3d陣列來(lái)保持固定的距離。前玻璃基板1d上制作熒光粉5d，厚度為0.01～1微米的鋁陽(yáng)極4d，當(dāng)陽(yáng)極電壓超過5000V時(shí)，鋁膜能夠保護(hù)熒光粉，防止高壓飽和；后基板玻璃2d上依次為條形柵極6d，厚度為0.1～50微米的局部或全部覆蓋條形柵極6d的介質(zhì)層7d，在介質(zhì)層7d上間隔制作與條形柵極6d垂直的條形陰極8d和條形輔助聚焦極9d。其中條形陰極8d本身為能產(chǎn)生場(chǎng)致電子發(fā)射的材料，或在其上與條形柵極交叉點(diǎn)處或其全部表面制作能產(chǎn)生場(chǎng)致電子發(fā)射的材料10d，例如各種導(dǎo)電微尖、金剛石薄膜、石墨或納米碳管等。將上述前基板玻璃1d和后基板玻璃2d的四周用低熔點(diǎn)玻璃進(jìn)行氣密封接，經(jīng)過抽真空后封離，就形成了本發(fā)明所提供的場(chǎng)致發(fā)射顯示板。該顯示板的工作方式同實(shí)施例1。
③第三種實(shí)施例，如圖6所示，上述第一、二實(shí)施例中，后基板的條形陰極8e上制作條形電阻層11e，該電阻層能夠限制陰極發(fā)射電流，以提高整屏發(fā)射的一致性，在條形電阻層11e上與條形柵極交叉點(diǎn)處或其全部表面制作能產(chǎn)生場(chǎng)致電子發(fā)射的材料10e，例如各種導(dǎo)電微尖、金剛石薄膜、石墨或納米碳管等。將上述前基板玻璃1e和后基板玻璃2e的四周用低熔點(diǎn)玻璃進(jìn)行氣密封接，經(jīng)過抽真空后封離，就形成了本發(fā)明所提供的場(chǎng)致發(fā)射顯示板，該顯示板的工作方式同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1.一種場(chǎng)致發(fā)射顯示板，由前玻璃基板(1)、后玻璃基板(2)對(duì)向組裝而成，其特征在于通過支撐體(3)陣列來(lái)保持固定的距離；前玻璃基板(1)上依次為陽(yáng)極(4)、熒光粉(5)；后基板玻璃(2)上依次為條形柵極(6)，厚度為0.1～50微米的局部或全部覆蓋條形柵極(6)的介質(zhì)層(7)，在介質(zhì)層(7)上間隔制作與條形柵極(6)垂直的條形陰極(8)和條形聚焦極(9)。條形陰極(8)本身為能產(chǎn)生場(chǎng)致電子發(fā)射的材料，或在其上與條形柵極交叉點(diǎn)處或其全部表面有能產(chǎn)生場(chǎng)致電子發(fā)射的材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種場(chǎng)致發(fā)射顯示板，由前玻璃基板(1)、后玻璃基板(2)對(duì)向組裝而成，其特征在于通過支撐體(3)陣列來(lái)保持固定的距離；前玻璃基板(1)上依次為熒光粉(5)，厚度為0.01～1微米的鋁陽(yáng)極(4)；后基板玻璃(2)上依次為條形柵極(6)，厚度為0.1～50微米的局部或全部覆蓋條形柵極(6)的介質(zhì)層(7)，在介質(zhì)層(7)上間隔制作與條形柵極(6)垂直的條形陰極(8)和條形聚焦極(9)。條形陰極(8)本身為能產(chǎn)生場(chǎng)致電子發(fā)射的材料，或在其上與條形柵極交叉點(diǎn)處或其全部表面有能產(chǎn)生場(chǎng)致電子發(fā)射的材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的場(chǎng)致發(fā)射顯示板，其特征在于，在所述條形陰極(8)上依次為條形電阻層(11)和發(fā)射層(10)；電阻層(11)能夠限制陰極發(fā)射電流，以提高整屏發(fā)射的一致性；發(fā)射層(10)為能產(chǎn)生場(chǎng)致電子發(fā)射的材料，包括各種導(dǎo)電微尖、金剛石薄膜、石墨或納米碳管。
4.一種場(chǎng)致發(fā)射顯示板的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于在陽(yáng)極上施加固定高壓，通常為幾百到幾萬(wàn)伏，其電壓幅度要求為當(dāng)柵極為允許陰極場(chǎng)致發(fā)射時(shí)，陰極場(chǎng)致電子發(fā)射電流密度達(dá)到顯示所需峰值；而當(dāng)柵極為禁止陰極場(chǎng)致發(fā)射，通常柵極電位低于陰極電位，陰極場(chǎng)致電子發(fā)射截止，對(duì)柵極進(jìn)行逐行選址，選中行對(duì)應(yīng)的柵極施加高電位其余行施加低電位，陰極上施加與所需顯示圖像相對(duì)應(yīng)的脈沖，當(dāng)所對(duì)應(yīng)列上需顯示時(shí)，對(duì)應(yīng)的陰極為低電平；而當(dāng)所對(duì)應(yīng)列上無(wú)顯示時(shí)對(duì)應(yīng)的陰極為高電平，使陰極場(chǎng)致發(fā)射截止；通過控制陰極上脈沖的寬度或數(shù)目來(lái)實(shí)現(xiàn)灰度顯示，如此逐行、逐幀循環(huán)即可實(shí)現(xiàn)視頻顯示。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種場(chǎng)致發(fā)射顯示板及其驅(qū)動(dòng)方法。它的主要特征在于條形柵極位于陰極的下方，通過陽(yáng)極的高壓和調(diào)制柵極電壓使陰極產(chǎn)生場(chǎng)致電子發(fā)射，以控制每一顯示單元的電子發(fā)射來(lái)顯示圖像。通過平面輔助聚焦電極防止電子束擴(kuò)散，從而可以增加陽(yáng)極距，提高陽(yáng)極工作電壓。本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有的場(chǎng)致發(fā)射顯示板而言，具有更高的分辨率和發(fā)光亮度，更低的制造成本。
文檔編號(hào)H05B33/12GK1481200SQ03149669
公開日2004年3月10日 申請(qǐng)日期2003年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月5日
發(fā)明者仲雪飛, 尹涵春, 屠彥, 張 雄, 王保平 申請(qǐng)人:東南大學(xué)