CN1234151C - 低调制电压动态范围的场发射寻址结构 - Google Patents

Abstract

低调制电压动态范围的场发射寻址结构涉及场发射显示器件，特别是通过改变场发射器件的结构实现低调制电压动态范围的结构。该结构由上介质平板(13)和下介质平板(12)叠放在一起所组成，在上介质平板上设有上介质锥形孔(17)，在下介质平板上设有下介质锥形孔(16)，在上介质平板的上表面即上介质锥形孔的小孔端设有调制电极(15)，在下介质平板的上表面即下介质锥形孔的小孔端设有寻址电极(14)，其中上介质平板上的上介质锥形孔与下介质平板上的下介质锥形孔的中心线不在同一条中心线上，本发明提供了一种低场发射显示屏调制电压寻址结构，通过控制介质表面二次电子的迁移，达到低调制电压寻址的目的的低调制电压动态范围的场发射寻址结构。

Description

低调制电压动态范围的场发射寻址结构

技术领域

本发明涉及场发射显示器件，特别是通过改变场发射器件的结构实现低调制电压动态范围的结构。

背景技术

目前平板显示器发展的一个热点，目前比较研究较多的平板显示器有液晶显示器、等离子体显示器、场发射显示器等等，液晶显示器因为是被动发光，所以亮度较低，同时存在视角小、响应速度慢的问题；等离子体显示器大尺寸显示，但在发光效率和高分辨率显示上有一定难度；而场发射显示器是一种冷阴极发射、主动发光的平板显示器件，具有发光亮度高、功耗低、视角大、适合高分辨率显示等特点，因此对场发射器件的研究一直非常的活跃，特别是近年碳纳米管材料的出现，使得可印刷式场发射显示器件成为可能，具有广阔的发展前景。一种典型的场发射显示器板，它包括一块作为该显示器件有效显示工作面的前玻璃基板和一块与前玻璃基板平行相对的后玻璃基板；在后玻璃基板上设有多条相互平行的阴极电极和位于其上并保持电连接的微尖型冷阴极电子发射器；电子发射器在与其对应的门电极的控制下当其电场达到一定强度时开始发射电子，发射电流随电场强度的增加而增加；发射的电子在位于前基板上的透明导电阳极的作用下在向阳极加速，阳极和阴极成正交配置；并通过一真空空间后轰击在前基板的荧光粉材料上使荧光粉发光，光可以通过透明导电的阳极和前玻璃基板而可以被看到。为保证门电极和阴极电极的电隔离，在门电极和阴极电极之间有绝缘介质层，在各阴极电极之间有介质隔离。整个器件通过真空封接将前、后玻璃基板密封为真空容器，并通过排气系统使器件内部为真空。为使前后玻璃基板能够承受外部大气压和内部真空之间的压力差，在器件内部还制作有介质间隔，用于支撑前后玻璃基板。

场发射显示器件在工作时，在门电极和阴极之间加一定的电压，使微尖发射器尖端的场强足够强，以至可以微尖发射器尖端发射电子，改变门电极和阴极之间的电压可以控制微尖发射器发射电子的强度，因此，一般将门电极作为调制电极控制场发射显示的亮度。发射的电子在阳极电压的作用下轰击荧光粉并使其发光，因为微尖尺寸非常小，因此可以实现高分辨率显示；因为场发射显示是电子轰击荧光粉的平板显示，因此发光亮度可以很高，视角也可以非常的大。

场发射显示器件因为门电极所加电位比较高，调制电压的动态范围比较大，因此在实际应用中比较困难，集成芯片价格贵，驱动电路成本比较高。为了避免电压调制范围过大的问题，在场发射显示中采用脉冲宽度的调制方法，但这限制了显示中的灰度等级。因此如何降低场发射显示器件的调制电压是场发射显示器件中需要克服的问题。

发明内容

技术问题  本发明的目的是提供一种通过控制介质表面二次电子的迁移，达到低调制电压寻址目的的低调制电压动态范围的场发射寻址结构。

技术方案  本发明的低调制电压动态范围的场发射寻址结构，由介质平板、介质层所组成，其特征在于该结构由上介质平板和下介质平板叠放在一起所组成，在上介质平板上设有上介质锥形孔，在下介质平板上设有下介质锥形孔，在上介质平板的上表面即上介质锥形孔的小孔端设有调制电极，在下介质平板的上表面即下介质锥形孔的小孔端设有寻址电极，其中上介质平板上的上介质锥形孔与下介质平板上的下介质锥形孔的中心线不在同一条中心线上，上介质平板上介质锥形孔的小孔端在下介质平板上的投影不与下介质平板上的下介质锥形孔的小孔端重叠；下介质平板上的下介质锥形孔的小孔端与上介质平板上的上介质锥形孔的大孔端有重叠，形成电子运动的通道，或下介质平板与上介质平板之间保持一定间隙，由该间隙与下介质锥形孔、上介质锥形孔形成电子运动的通道。由该间隙与下介质锥形孔、上介质锥形孔形成电子运动的通道。当上介质平板与下介质平板叠放在一起时，下介质锥形孔的上部即小孔端与上介质锥形孔的下部即大孔端重叠连通。当上介质平板与下介质平板之间留有一定的间隙时，下介质锥形孔的上部即小孔端与上介质锥形孔的上部即小孔端在小介质平板上的投影不相重叠。在上介质锥形孔和下介质锥形孔的壁上设有2次电子发射的介质材料。

在本发明的结构中，采用在介质平板上锥形孔，并将带有锥形孔的两层介质板的锥形孔错开一个位移，使初始电子不能直接通过上锥形孔，在下介质平板上制作寻址电极，在上介质平板上制作调制电极，控制通过介质孔的二次电子数，达到寻址和亮度调制的目的，当寻址电极上施加较高电压，可以使入射初始电子首先打在下介质平板的下锥形孔的壁或上介质平板或上锥形孔的壁上产生二次电子；当寻址电极上施加较低的电压时，初始电子无法通过下锥形孔，寻址电极所加电压起到寻址的作用。对于寻址导通的单元，在调制电极上施加调制电压(一般比寻址电压高)，可以对通过上锥形孔的电子数目进行调制，由于调制电压控制的是低能量的二次电子，因此可以降低调制电压的动态电压范围。

有益效果

本发明提供了一种低场发射显示屏调制电压寻址结构，通过控制介质表面二次电子的迁移，达到低调制电压寻址的目的的低调制电压动态范围的场发射寻址结构。由于一定能量的电子轰击绝缘材料表面，能产生二次电子，二次电子在一定的电场作用下可以在介质表面形成连续跳跃的二次电子发射并向高电位方向运动，而二次电子的能量相对经过门电极的初始电子能量要低的多，因此可以使初始电子轰击到介质表面产生二次电子后，由于二次电子的能量比较低，通过控制二次电子在介质通道内的导通或截止，可以对发射的电子进行调制；通过将两层漏斗型的介质通道的端口错位，可以达到避免初始电子直接通过介质通道的目的，在两层介质通道两端制作电极，作为行列选择的电极对显示屏进行选址和亮度调制，这时的寻址和调制电压的变化范围将相对于门电极调制的电压范围低很多，从而达到低调制电压寻址的目的。

附图说明

图1是一种典型的场发射显示器件的结构示意图。其中有前玻璃基板1、后玻璃基板2、阴极电极3、微尖电子发射器4、门电极5、透明导电阳极6、荧光粉7、绝缘介质层8、介质9、真空封接10、介质间隔11。

图2是本发明的结构示意图。其中有下介质平板12、上介质平板13、寻址电极14、调制电极15、下介质锥形孔16、上介质锥形孔17、电子18。

图3是将本发明制作在场发射显示器件中的结构示意图。其中有阴极电极19、场发射尖端20、门电极21、阳极荧光屏22。

具体实施方式

本发明的低调制电压动态范围的场发射寻址结构，由介质平板、介质层所组成，其特征在于该结构由上介质平板13和下介质平板12叠放在一起所组成，在上介质平板13上设有上介质锥形孔17，在下介质平板12上设有下介质锥形孔16，在上介质平板13的上表面即上介质锥形孔17的小孔端设有调制电极15，在下介质平板12的上表面即下介质锥形孔16的小孔端设有寻址电极14，其中上介质平板13上的上介质锥形孔17与下介质平板12上的下介质锥形孔16的中心线不在同一条中心线上，上介质平板13上介质平板13上介质锥形孔17的小孔端在下介质平板12上的投影不与下介质平板12上的下介质锥形孔16的小孔端重叠；下介质平板12上的下介质锥形孔16的小孔端与上介质平板13上的上介质锥形孔17的大孔端有重叠，形成电子运动的通道，或下介质平板12与上介质平板13之间保持一定间隙，由该间隙与下介质锥形孔16、上介质锥形孔17形成电子运动的通道。

图3为将调制电极制作在场发射显示器件中的结构示意图。在阴极电极19上制作场发射尖端20，在其上制作相应的门电极21，门电极的形式可以有多种形式，在门电极上放置本发明的调制电极板，将寻址电极作为平行排列的行选择电极，调制电极作为平行排列的与行电极垂直的列电极。在列电极后放置有荧光粉的阳极荧光屏22。在使用时在金属门电极21上施加固定的电位使所有阴极发射单元发射电子。在寻址电极上施加一定电压作为行选址，施加较高的电压选择某一行能够有电子通过下介质锥形孔16，其他行施加较低电压的电子使这些行的电子不能通过下介质锥形孔16；将调制电极作为列选择电极，在其上施加调制电压调制通过上介质锥形孔17的电子数目达到所寻址的行所对应列的灰度调节的目的，通过列电极的经调制的电子在高电压的阳极的作用下轰击荧光粉发光。

本发明对电子源部分没有特殊要求，只要能有一定能量在孔壁上产生二次电子的就可以。电子源可以是普通门的场发射电子源，也可以是门在阴极下面的电子源，也可以是其他阴极电子源。

Claims (1)

1、一种低调制电压动态范围的场发射寻址结构，由介质平板、介质层所组成，其特征在于该结构由上介质平板(13)和下介质平板(12)叠放在一起所组成，在上介质平板(13)上设有上介质锥形孔(17)，在下介质平板(12)上设有下介质锥形孔(16)，在上介质平板(13)的上表面即上介质锥形孔(17)的小孔端设有调制电极(15)，在下介质平板(12)的上表面即下介质锥形孔(16)的小孔端设有寻址电极(14)，其中上介质平板(13)上的上介质锥形孔(17)与下介质平板(12)上的下介质锥形孔(16)的中心线不在同一条中心线上，上介质平板(13)上介质锥形孔(17)的小孔端在下介质平板(12)上的投影不与下介质平板(12)上的下介质锥形孔(16)的小孔端重叠；下介质平板(12)上的下介质锥形孔(16)的小孔端与上介质平板(13)上的上介质锥形孔(17)的大孔端有重叠，形成电子运动的通道，或下介质平板(12)与上介质平板(13)之间保持一定间隙，由该间隙与下介质锥形孔(16)、上介质锥形孔(17)形成电子运动的通道。

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