CN2667653Y - 场热电子显示屏 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种场热电子显示屏，它是一种采用场热电子发射原理实现的一种新型彩色平板显示屏，由发射板、加速板和荧光屏板相隔一定的间隙平行对准设置，周边密封，内抽真空，在其发射板上有利用集成电路工艺加工的大量按矩阵排列的微电子枪阵列，采用X－Y矩阵编码选址电路驱动，使每一瞬间只有一个选址点微电子枪的阴极被加热产生电子，加于调制极上的信号电压将使阴极发射场热电子束流，此电子束流被加速极上的高压加速并从加速板上的小圆孔穿出后，再被荧光屏板上的屏极高压加速，最后轰击到荧光屏板上对应的象素发光。这种显示屏不但具有超薄的平板结构，而且图象质量优良，不但具有高亮度、高清晰度、高逼真度、广视角和低功耗，而且造价低廉、寿命长。

Description

场热电子显示屏

技术领域

本实用新型涉及一种彩色平板显示屏，称为场热电子显示屏，简称FTD，它可用作电视机或计算机的彩色或黑白图文显示。

背景技术

当前信息化浪潮席卷全球，作为人机交换信息的窗口，显示屏占有极为重要的地位。目前各种显示屏中，图象质量最优良而造价又最低廉的当推阴极射线显象管(CRT)，但CRT体积大而且笨重，必须实现平板化。而现有各种平板显示屏，如液晶显示屏(LCD)和等离子体显示屏(PDP)等，其共同的缺点是图象质量都远达不到CRT的水平，而市场价格则为CRT的五倍以上。因此，实现CRT的平板化，是当前显示屏技术发展的重要方向。

场热电子显示屏是一种利用场热电子发射原理实现的新型平板显示屏，其发射电流密度为一般热电子发射的1.1-1.5倍，就申请人所知，到目前为止还没有这种显示屏技术的出现，它既具有如CRT彩色图象质量优良和造价低廉的优点，又具有如LCD和PDP一样平板化的优点。凡能生产CRT、LCD或PDP的厂家，毋需增加大型设备即可生产FTD。

实用新型内容

本实用新型的目的是开创性地提出一种场热电子显示屏的技术方案。

本实用新型的技术方案是：一种场热电子显示屏，采用平板结构，包括发射板、加速板和荧光屏板，将所述已加工好的发射板、加速板和荧光屏板依次相隔一定的间隙，相互平行对准设置，周边密封，内抽真空，并将各平板上的电极引线留在外面，以与驱动电路相连接。

所述发射板的基板为绝缘平板，在所述发射板上加工有按矩阵排列的大量微电子枪阵列，所述微电子枪阵列的结构如下：在发射板绝缘基板上加工有与各微电子枪加热极相联的Y线导电长条系列和与其阴极相联的X线导电长条系列，所述Y线系列位于X线系列的下方，在Y线系列和X线系列之间的各交叉处，加工有上下两面分别与微电子枪阴极和加热极相联的电阻膜片，所述X线系列和Y线系列之上还覆盖有与绝缘基板连为一体的绝缘层，所述绝缘层在X线和Y线的各交叉处正上方加工有小圆洞穴阵列，各个小圆洞穴的底部即为阴极，在阴极上加工有降低阴极逸出功的氧化物涂层，在所述绝缘层小圆洞穴口外加工有与调制极相联的另一组Y线导电长条系列。

所述加速板包括加速极绝缘基板和加工在基板上表面的加速极导电膜，所述加速板在所述发射板各调制极圆孔正上方加工有穿透所述加速板基板和加速极导电膜的小圆孔阵列。

所述荧光屏板的基板为透明绝缘平板，在其内侧正对各加速极圆孔的上方加工有红、绿、兰原色相间的荧光粉象素，在所述荧光粉象素的周围加工有石墨层，在所述象素和石墨层上还加工有导电的屏极薄膜。

这种显示屏采用矩阵编码寻址驱动电路，该电路利用移位脉冲器和开关电路进行扫描选址，使每一瞬间只有一个选址点同时受到行与列的激励，达到矩阵选址的目的，该电路中设置有两组同步的Y线驱动电路：一组驱动加热极的Y线系列，另一组驱动调制极的Y线系列，而共用的X线驱动电路则驱动热阴极的X线系列，在驱动电路中采用反压截止，消除“交叉效应”，以保证每一瞬间发射板上只有选址点上的一个热阴极被加热并发射电子，因而大大降低了显示屏的功耗。在驱动电路中，对选址点设有记忆电路，以延长选址点象素发光时间，提高亮度，并抵消“预热延迟”。

这种显示屏的工作原理为：在所述加热极和热阴极上加一定的电压，使加热电阻发热，并使热阴极的温度升高到1000K，产生热电子，在调制极上所加的调制电压和信号电压使氧化物阴极产生场热电子发射，形成电子束流，此电子束流被加速极加速后，又被屏极上的高压再加速，由于调制极和加速极上小圆孔的自聚焦作用，高速电子束流最后轰击到相应的荧光粉象素激发荧光。

这种显示屏的优点是：其既具有如液晶显示屏LCD一样的平板结构和低功耗，又具有如阴极射线显象管CRT一样的优良图象质量，即具有高亮度、高清晰度、高稳定度、高逼真度、广视角和低功耗的彩色图象，而且生产工艺简单，成本低，寿命长，凡能生产CRT、LCD以及PDP的厂家，毋需增加大型设备即可进行生产。

附图说明

附图是本实用新型涉及单个微电子枪的剖面示意图。

具体实施方式

参见附图，本实用新型提供的场热电子显示屏包括依次平行对准设置的发射板、加速板和荧光屏板，三者相互间留有间隙，周边密封，并将各极板上的引线留在外面，内抽10^-4Pa的真空。

所述发射板基板4为绝缘平板，该基板上设有与加热极3相联的Y线导电长条系列和与阴极5相联的X线导电长条系列，所述Y线长条系列位于X线长条系列的下方，在加热极3和阴极5之间设有上下两面分别与阴极5和加热极3相联的电阻膜2，所述X线系列和Y线系列之上还蒸镀有与绝缘基板连为一体的绝缘层6，所述绝缘层在X线和Y线各交叉处正上方设有小圆洞穴，各个小圆洞穴的底部即为阴极5，在阴极5上喷涂有降低阴极逸出功的氧化物涂层1，在所述绝缘层6上各小圆洞穴口外设有与调制极7相联的另一组Y线导电长条系列。

所述加速板基板13为绝缘平板，在该基板上表面蒸镀有用做加速极12的导电薄膜，所述加速板在所述发射板各调制极7小圆洞穴的正上方加工有穿透所述加速板基板13和加速极12导电膜的小圆孔阵列。

所述荧光屏板基板10为透明绝缘平板，在其内侧正对加速极12的圆孔阵列的位置上加工有红、绿、兰三原色相间的荧光粉象素11，在所述荧光粉象素的周围加工有石墨层9，在所述象素和石墨层上还加工有导电膜，作为屏极8。

本实用新型的加工程序以及可供参考的材料和尺寸为：

发射板：取与显示屏幕尺寸相同的耐高温且镜面平整的绝缘平板作为发射板基板；在该基板上采用集成电路工艺制作按矩阵排列的微电子枪平板阵列，其具体工艺包括：

1)根据所要求的清晰度确定在每一平方毫米上加工的象素数，如要求清晰度为每平方毫米4个象素，则可在基板上蒸镀厚1微米、宽300微米、中心距为500毫米的镍X线长条系列作为加热极3；然后在所述各X线长条系列中心线上蒸镀直径450微米、中心距为500微米的高电阻率、高熔点、低热量的电阻膜圆片2；然后再在所述各电阻膜圆片正上方蒸镀厚1微米、宽300微米的镍Y线长条系列作为阴极5。

2)在所述X线和Y线长条系列上蒸镀一层厚3微米的二氧化硅绝缘层；再在其上蒸镀一层厚0.5微米的钼膜；然后利用掩膜板在各阴极5正上方的钼膜上腐蚀钼，形成直径300微米的小圆洞；然后腐蚀钼圆洞下的二氧化硅，直至阴极5，形成小圆洞系列；再在阴极5上喷涂高粒度的厚1.5微米的氧化物涂层；最后，将钼膜腐蚀成宽350微米包含所有小圆洞穴的另一组Y线长条系列，形成调制极7。

加速板：取与发射板面积相同的薄绝缘平板作为加速板基板13，在背对发射板的一面蒸镀厚0.5微米的钼膜，并在其上加工出与发射板上的小圆洞穴相对应的直径为300微米的小圆孔阵列，加速板基板上蒸镀的钼膜构成加速极12。

荧光屏板：其加工工艺与阴极射线显象管CRT荧光屏的加工工艺基本相同，荧光屏板的基板10为透明绝缘平板，在其内侧正对各加速板圆孔的上方加工出直径为300微米的红、绿、兰三原色相间的荧光粉象素11，在所述荧光粉象素的周围加工出石墨层9；然后再在象素和石墨层上蒸镀厚0.2微米的铝膜，作为屏极8。

Claims (4)

1、一种场热电子显示屏，其特征在于其为平板结构，包括依次平行对准设置的发射板、加速板和荧光屏板，所述发射板、加速板和荧光屏板相互间留有间隙，所述发射板基板为绝缘平板，该基板上加工有按矩阵排列的大量微电子枪阵列，所述微电子枪阵列的结构如下：在发射板基板上加工有与每一微电子枪加热极相联的Y线导电长条系列和与其热阴极相联的X线导电长条系列，所述Y线长条系列位于X线长条系列的下方，在Y线系列与X线系列之间的各交叉处加工有上下两面分别与微电子枪阵列的阴极和加热极相联的电阻膜片，所述X线长条系列和Y线长条系列的上方还覆盖由有与所述发射板基板连为一体的绝缘层，所述绝缘层在X线和Y线各交叉处正上方加工有小圆洞穴阵列，各个小圆洞穴的底部即为阴极，在阴极上喷涂有降低阴极逸出功的氧化物涂层，在所述小圆洞穴口外加工有与微电子枪阵列的调制极相联的另一组Y线导电长条系列，所述加速板包括绝缘基板和加工在该基板上表面的加速极导电薄膜，所述加速板在所述发射板各调制极小圆洞穴的正上方加工有穿透所述加速板基板和加速极导电膜的小圆孔，所述荧光屏板的基板为透明绝缘平板，在其内侧正对加速极的圆孔阵列的上方加工有红、绿、兰三原色相间的荧光粉象素，在所述荧光粉象素的周围加工有石墨层，在所述象素和石墨层上还加工有作为屏极的导电膜。

2、如权利要求1所述的场热电子显示屏，其特征在于所述发射板的基板为与屏幕尺寸大小相等、耐高温、镜面平整的绝缘平板，所述与电子枪加热极相联的Y线导电长条系列和与其阴极相联的X线导电长条系列为先后蒸镀在基板上的镍膜，所述加热电阻片为蒸镀在微电子枪阴极和加热极之间的高电阻率、高熔点和低热容量的电阻膜，所述覆盖在所述X线长条系列和Y线长条系列上的绝缘层为蒸镀的二氧化硅绝缘层，所述与微电子枪阵列调制极相联的另一组Y线长条系列为蒸镀的钼膜，所述氧化物涂层为喷涂在阴极表面降低其逸出功的氧化物涂层。

3、如权利要求1所述的场热电子显示屏，其特征在于所述加速板基板为发射板面积相同的绝缘薄板，所述加速极由蒸镀该绝缘薄板背对着发射板一面的钼膜构成。

4、如权利要求1所述的场热电子显示屏，其特征在于所述荧光屏板上的屏极为蒸镀在象素和石墨层上的薄铝膜。