CN2263400Y

CN2263400Y - 高亮度全彩色场致发射平板显示屏

Info

Publication number: CN2263400Y
Application number: CN 96231564
Authority: CN
Inventors: 王保平; 李晓华; 郑姚生
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 1996-04-03
Filing date: 1996-04-03
Publication date: 1997-09-24
Anticipated expiration: 2006-04-03

Abstract

高亮度全彩色场致发射平板显示屏由阵列式场致发射阴极、聚焦极、水平和垂直偏转电极、荧光屏和玻壳组成，场致发射阴极由阴极阵列、绝缘层和孔状栅极构成，荧光屏由屏、高压荧光粉和铝膜电极构成，阴栅采用相互垂直的条状结构实现矩阵选址，水平和垂直偏转电极的条形平板互相垂直，使电子束能按行顺序扫描，具有功耗低、重量轻和阴极抗振性好等特点，由于采用高压荧光粉而使显示屏具有发光效率高和色彩好等优点。

Description

高亮度全彩色场致发射平板显示屏

本实用新型是一种场致发射平板阴极射线管，属于场致发射平板显示器件技术领域。

现有技术中的阴极射线管(CRT)由于体积大、重量重和功耗大而使应用领域受到一定的限制。近年来，日本松下电气公司推出了平板CRT，以便减小体积。平板CRT采用纵向排列水平拉伸的线阴极，通过一系列的平板电极来实现电子束形成、信号调制、电子束聚焦和扫描。为了防止线阴极弯曲或振动，线阴极必须较粗，从而导致平CRT比普通CRT功耗大，由于线阴极固定减振装置、各种平板电极和厚玻璃的使用，使得平板CRT的重量比普通CRT的重量重。平板显示器件中的场致发射显示屏(FED)具有宽视角(180°)、低功耗、宽工作温度范围(-40℃～85℃)、高速响应(＜2μs)和制备过程简单等优点，但由于低压荧光粉的发光效率低和色彩性能差，从而使应用领域受到了限制。此外，由于FED采用阴-栅相互垂直分条选址，驱动器数目较多，虽然在FED制备过程中可采取平面聚焦和偏转系统简化驱动电路，但目前工艺条件下，还难以实现多层平面状电极的制备。

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高亮度全彩色的场致发射平板显示屏，不仅可以解决FED中存在的低压荧光粉发光效率不高和色彩不好的问题，还可以解决大面积均匀制备场致发射阵列的困难和驱动问题，也不存在平板CRT中线阴板易弯曲、抗振性差、功耗大和重量重的问题，在办公自动化、航空电子学和其它相关领域具有广阔的应用前景。

本实用新型可以由阴极、聚焦极、偏转极、荧光屏和玻壳组成，其特点是阴极采用阵列式场致发射阴极。阵列式场致发射阴极可由阴极阵列、绝缘层和孔状栅极构成，阴极阵列和孔状栅极采用相互垂直分条结构并形成矩阵选址结构，栅孔排列与阴极阵列的单元相对应。聚焦极采用带矩形孔的平板金属结构，矩形孔的分布与阴栅阵列单元相对应。偏转极由水平偏转电极和垂直偏转电极构成，水平偏转电极由垂直分条的金属平板构成，垂直偏转电极由水平分条的金属平板构成，两偏转电极的分条金属平板互相垂直。荧光屏由屏、荧光粉和金属铝膜电极构成，荧光粉可采用高压荧光粉，工作电压为数千伏至数万伏。

本实用新型与现有技术相比，由于采用带有栅极的场致发射阵列阴极，比平板CRT中的线状阴极功耗低、重量轻和阴极抗振性好。采用阴栅相互垂直分条和矩阵选址，解决了信号调制和按行顺序选址，并取消了控制极，这为简化平板CRT结构和减轻重量创造了条件。由阴极产生的电子束经栅极调制后，由聚焦极进行会聚，并在水平和垂直偏转电极作用下形成按行顺序扫描，可以打在荧光屏的两列RGB(红绿蓝)荧光粉条上，每列粉条有5行，这相当于将FED分解成若干块小屏，每个小屏由2列5行共10个像素组成，因而可大大减少阵列驱动器数目，既简化了驱动电路的制备又降低了成本，而且不需聚焦电极矩形孔与阴栅阵列单元的精确对中。由于采用多层平板电极结构，使得在高压下产生的离子大多数轰击在平板电极上，栅极采用抗离子轰击的金属使栅电极不易损坏，从而保护尖端阴极正常工作。屏上工作电压通过铝电极施加，采用高压荧光粉使高亮度全彩色场致发射平板显示屏具有发光效率高和色彩好等优点。

图1为本实用新型的结构示意图；图2为主要部件结构示意图；图3为工作原理示意图；图4为阴栅分条矩陈选址原理示意图；图5为各电极驱动信号设置示意图。

本实用新型可采取附图所示方案实现。图1中的阴极阵列1、栅极3、聚焦极4、水平偏转电极5和垂直偏转电极6通过电极固定装置2连接。并固定在基底9上，玻壳7的正面为荧光屏，玻壳7与基底9密封连接，18为黑化处理后的固定装置。图2中的阴极阵列1和栅极3通过绝缘体11连成一体，栅孔与阴极阵列的单元相对应，聚焦极4的矩形孔与阴栅阵列单元相对应，水平偏转电极5由垂直分条的金属平板构成，垂直偏转电极6由水平分条的金属平板构成，荧光屏由屏(玻壳)14、荧光粉层13和金属铝膜构成，荧光粉层13采用条状结构，每条有两列三基色RGB荧光粉构成，如图中10所示。阴极阵列单元的工作原理如图3所示，阴极阵列单元中的阴极数可根据所需的电流大小决定，阴极可采用金属锥体或半导体锥体，也可采用(111)面金刚石薄膜，阴极阵列单元15与栅极17之间的距离可通过绝缘体16控制；当栅极17加适当电压时，阴极阵列单元15中的所有尖端阴极产生场致发射电流，发射的电子穿出栅极17的栅孔后，在聚焦极18的作用下形成电子束，在水平偏转电极19和垂直偏转电极20的作用下，电子束按行顺序依次打在荧光屏21上激发荧光粉发光。阴栅分条矩阵选址方案如图4所示，在栅压作用下，阴极阵列22的水平分条和栅极23的垂直分条的交叉点单元产生场致发射，矩阵选址的方式可采用无源矩阵选址、有源矩阵选址或辅助开关选址。为了提高场致发射阴极的寿命和实现RGB三色的选定，可设置如图5所示的驱动信号，(1)阴极电位为OV，(2)栅极的调制信号为栅压基础上叠加一个脉冲信号电压，根据不同的脉冲宽度对应RGB的脉冲信号，使选定的阴极阵列单元产生大小不同的场致发射电流，(3)聚焦极为+DC电位，经聚焦后的电子束在偏转电极的作用下产生按行顺序的扫描，(4)和(5)为水平和垂直偏转信号，(6)荧光粉层为+DC电位。一条电子束，在水平方向上对应屏上两列(RGB)粉点，在垂直方向上对应于5行，其分割方式可采用现有技术相同的方案。场致发射电流的大小由叠加在栅极上的正脉冲信号调制，RGB的不同亮度由脉冲宽度来控制。

Claims

1、一种高亮度全彩色场致发射平板显示屏，由阴极、聚焦极、偏转极、荧光屏和玻壳组成，其特征在于阴极采用阵列式场致发射阴极。

2、根据权利要求1所述的高亮度全彩色场致发射平板显示屏，其特征在于阵列式场致发射阴极由阴极阵列、绝缘层和孔状栅极构成，阴极阵列和孔状栅极采用相互垂直分条结构并形成矩阵选址结构，栅孔排列与阴极阵列的单元相对应。

3、根据权利要求1或2所述的高亮度全彩色场致发射平板显示屏，其特征在于聚焦极采用带矩形孔的平板金属结构，矩形孔的分布与阴栅阵列单元相对应。

4、根据权利要求3所述的高亮度全彩色场致发射平板显示屏，其特征在于偏转极由水平偏转电极和垂直偏转电极构成，水平偏转电极由垂直分条的金属平板构成，垂直偏转电极由水平分条的金属平板构成，两偏转电极的分条金属平板互相垂直。

5、根据权利要求1、2或4所述的高亮度全彩色场致发射平板显示屏，其特征在于荧光屏由屏、荧光粉和金属铝膜电极构成，荧光粉采用条状结构，每条有两列三基色RGB荧光粉构成，荧光粉采用高压荧光粉。

6、根据权利要求3所述的高亮度全彩色场致发射平板显示屏，其特征在于阴极阵列单元的阴极数根据所需电流大小决定，场致发射阴极采用金属锥体、半导体锥体或(111)面金刚石薄膜。

7、根据权利要求1、2、4或6所述的高亮度全彩色场致发射平板显示屏，其特征在于矩阵选址采用无源矩阵选址、有源矩阵选址或辅助开关选址。

8、根据权利要求7所述的高亮度全彩色场致发射平板显示屏，其特征在于场致发射电流的大小由叠加在栅极上的正脉冲信号调制，RGB的不同亮度由脉冲宽度控制。