一种场致发射显示板及其驱动方法技术

本发明专利技术公开了一种三极管型场致发射显示板及其驱动方法。它的主要特征在于通过阳极的高压使阴极产生场致电子发射，而条型栅极位于阴极的下方，通过调制其电压阻止阴极产生场致电子发射以控制每一显示单元的电子发射来显示图像。本发明专利技术相对现有的场致发射显示板而言，具有更高的分辨率和发光亮度，更均匀的显示，更高的成品率，更低的制造成本。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种场致发射显示板，尤其涉及三极管型场致发射显示板。(二)专利技术背景常规的三极管型场致发射显示板结构如附图说明图1所示由前基板1a、后基板2a对向组装而成，通过支撑体3a阵列来保持固定的距离。前基板1a上制作条形阳极4a、荧光粉5a，后基板2a上依次为与条形阳极4a垂直的条形阴极6a，开口露出部分阴极的介质层7a和与条形阳极4a相对应，垂直与条形阴极4a的条形开口栅极8a。其中阴极上与条形阳极和条形栅极开口的交叉点上制作能产生场致电子发射的材料9a，例如各种导电微尖、金刚石薄膜、石墨或纳米碳管等。阴极产生的场致发射电子穿过栅极开口流向阳极。这种结构的缺点是在制造过程中栅极与阴极制作比较困难。另一种三极管型场致发射显示板结构如图2所示是将栅极8b埋在阴极6a之下，利用栅极与阴极边缘的强电场，使阴极边缘产生场致电子发射，由于栅极制作在阴极之前，并且不影响阴极的制作，因此解决了上述结构的制作困难问题。但是该结构由于失去了栅极对阳极的屏蔽作用，因此不能提高阳极电压，否则会直接使阴极产生场致电子发射；另一方面由于场致电子发射主要集中在阴极侧沿与栅极交叉处，因此阴极侧沿电流密度较大，不利于提高寿命；同时这种结构电子散射严重，束斑较大，因此亮度低，为了防止串扰必须缩小阴极与阳极之间的距离，同样也限制了阳极电压，不利于提高发光效率。本专利技术中的场致发射显示板结构如图4所示，由前基板玻璃1、后基板玻璃2对向组装而成，通过支撑体3阵列来保持固定的距离。前基板玻璃1上制作阳极4、荧光粉5，后基板玻璃2上依次为条形栅极6，厚度为0.1-50微米的局部或全部覆盖条形栅极6的介质层7，在介质层7上制作与条形栅极6垂直的宽度小于其相邻间距的条形阴极8。其中条形阴极8本身为能产生场致电子发射的材料，或在其上与条形栅极交叉点处或其全部表面制作能产生场致电子发射的材料。将上述前基板1和后基板2的四周用低熔点玻璃进行气密封接，经过抽真空后封离，就形成了本专利技术所提供的场致发射显示板。该显示板的工作方式如下设阴极低电平为Vcl，(通常为0V)，高电平为Vco，栅极低电平为Vgl，高电平为Vgh，在阳极上施加固定高压Va，通常为几百到几万伏，其电压幅度要求为当栅极为允许阴极场致发射时(通常栅极电位为高电平Vgh，且与阴极低电平Vcl相同或相近)，阴极场致电子发射电流密度达到显示所需峰值；而当栅极为禁止阴极场致发射(通常栅极电位为低电平Vgl，低于阴极低电平Vcl)，阴极场致电子发射截止。对栅极进行逐行选址，选中行施加高电平Vgh其余行施加低电平Vgl，阴极上施加与所需显示图像相对应的脉冲，当所对应列上需显示时，对应的阴极为低电平Vcl；而当所对应列上无显示时对应的阴极为高电平Vch；通过控制阴极上脉冲的宽度或数目来实现灰度显示。如此逐行、逐帧循环即可实现视频显示。本专利技术具有以下优点①由于阴极在栅极之后制作，因此场致发射材料不会影响栅极，制造工艺简单，因此，本专利技术适合于大批量生产，提高成品率，降低生产成本。②在本专利技术的场致发射显示板中，栅极对阴极的作用是通过限制阴极电子发射来实现控制的，而电子发射是直接由阳极高压与阴极作用产生，因此比传统的通过栅极电压使阴极产生场致电子发射的均匀性好。③与现有的后栅极三极管结构相比，本专利技术的阴极发射面积大大增加，因此阴极所需电流密度减少，有利于提高器件寿命。④由于本专利技术场致发射显示板中栅极距阴极近，因此对阴极的控制作用大于阳极，因此与现有的后栅极三极管结构相比，可以提高阳极工作电压，从而允许采用发光效率高的高压荧光粉来提高器件的发光效率。⑤与现有的后栅极三极管结构相比，本专利技术中阴极产生的电子束在向阳极运动的过程中散焦效应小，因此可以增加前后基板之间的距离而不会影响光斑。而增加此距离同样有利于提高阳极工作电压。②本专利技术的第二种实施例如图6所示，由前基板玻璃1e、后基板玻璃2e对向组装而成，通过支撑体3e阵列来保持固定的距离。前玻璃基板1e上制作荧光粉5e，厚度为0.01-1微米的铝阳极4e，当阳极电压超过5000V时，铝膜能够保护荧光粉，防止高压饱和；后基板玻璃2e上依次为条形栅极6e，厚度为0.1-50微米的局部或全部覆盖条形栅极6e的介质层7e，在介质层7e上制作与条形栅极e6垂直的宽度小于间距的条形阴极8e。其中条形阴极8e本身为能产生场致电子发射的材料，或在其上与条形栅极交叉点处或其全部表面制作能产生场致电子发射的材料9e，例如各种导电微尖、金刚石薄膜、石墨或纳米碳管等。将上述前基板玻璃1e和后基板玻璃2e的四周用低熔点玻璃进行气密封接，经过抽真空后封离，就形成了本专利技术所提供的场致发射显示板。该显示板的工作方式同实施例1。③上述第一、二实施例中，如图7所示，后基板的条形阴极8d上制作条形电阻层10d，该电阻层能够限制阴极发射电流，以提高整屏发射的一致性，在条形电阻层10d上与条形栅极交叉点处或其全部表面制作能产生场致电子发射的材料9d，例如各种导电微尖、金刚石薄膜、石墨或纳米碳管等。将上述前基板玻璃1d和后基板玻璃2d的四周用低熔点玻璃进行气密封接，经过抽真空后封离，就形成了本专利技术所提供的场致发射显示板，该显示板的工作方式同实施例1。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种场致发射显示板，由前玻璃基板（１）、后玻璃基板（２）对向组装而成；通过支撑体（３）阵列来保持固定的距离；前玻璃基板（１）上依次为阳极（４）、荧光粉（５）；后基板玻璃（２）上依次为条形栅极（６），厚度为０．１－５０微米的局部或全部覆盖条形栅极（６）的介质层（７），在介质层（７）上制作与条形栅极（６）垂直的条形阴极（８）；其特征在于条形阴极（８）的宽度小于其相邻间距。

【技术特征摘要】
1.一种场致发射显示板，由前玻璃基板(1)、后玻璃基板(2)对向组装而成；通过支撑体(3)阵列来保持固定的距离；前玻璃基板(1)上依次为阳极(4)、荧光粉(5)；后基板玻璃(2)上依次为条形栅极(6)，厚度为0.1-50微米的局部或全部覆盖条形栅极(6)的介质层(7)，在介质层(7)上制作与条形栅极(6)垂直的条形阴极(8)；其特征在于条形阴极(8)的宽度小于其相邻间距。2.根据权利要求1所述的场致发射显示板，所述前玻璃基板(1)上也可先为荧光粉(5)，后为阳极且该阳极为厚度0.01-1微米的铝。3.根据权利要求1或2所述的场致发射显示板，条形阴极(8)本身为能产生场致电子发射的材料，或在其上与条形栅极交叉点处或其全部表面有能产生场致电子发射的材料，包括各种导电微尖、金刚石薄膜、石墨或纳米碳管。4.根据权利要求1所述的场致发射显示板，条形阴极(8)上依次为条形电阻层(10)和发射层(9)；电阻层(10)能够限制阴极发射电流，以提高整屏发射的一致性；发...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雄，李青，汤勇明，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]