专利名称：利用光电效应制成的大屏幕平板显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示技术，确切地说是涉及大屏幕和平板显示技术。
在目前的大屏幕显示技术中(本处指1m2以下的显示面积)，CRT(阴极射线管)虽然能作成大屏幕，但这样一来体积庞大且工艺困难。在平板显示技术中，液晶和等离子体目前还不能做成大屏幕，液晶为了完全克服交叉效应，要在每个象素上制作薄膜开关管。等离子体颜色单调而不能用于图象显示，且不能用集成电路驱动，其发光效率也不及CRT;场致发光板面积可以较大，但发光效率太低而不实用，且也存在交叉效应。目前，各大公司均重视现有技术的改进，如液晶微型化，等离子体大屏幕化(未实现)等，几乎没有新的显示原理产生。目前还没有一种实用的既能大屏幕化又能平板化的显示器。
本发明的目的是提供一种大屏幕的平板显示器，且其发光效率高，高度高，图象质量好，能用集成电路驱动。
本发明中，整个显示器是由千千万万的微型光阴极射线管(命名为LCRT)构成，每个光阴极射线管是一个象素，其结构与CRT很相似，但它没有聚焦电极和偏转电极，它包括光阴极(纵向电极上涂光电材料)，调制极(横向电极)和加速阳极(其上涂荧光粉)，光阴极和调制极构成控制光电子发射与否的部分，调制极和阳极构成加速电子的部分。设调制极和光阴极间控制电压为UAK，当外界光照到光电阴极上时，光电流刚为零的电压UAK称为截止电压(UO)。合理设计光阴极，可使UO为负几十伏，能用集成电路控制光电流是否产生。当UAK＞UO后，光电流随UAK的增大而增大，在OV左右达到均和。这些光电子经加速后打在阴极荧光粉上便发出荧光，用集成电路控制光电流产生的时间便可控制LCRT的亮度。
通常情况下，外界光很微弱，所得图象亮度不高，为此要将其放大，这就要求采用对荧光灵敏的光电材料。这样，在LCRT被选通的情况下，当一部分荧光(另一部分同时输出)射到光电材料上时也能产生光电子。如果荧光产生的光电流大于外界光产生的光电流，就会产生正反馈。(正反馈判断标准是当没有外界光时，LCRT荧光输出并不减少)控制正反馈时间即控制LCRT选通时间便可控制荧光输出量，为了在较短的选通时间内获得足够的荧光输出，通常采用建辉短的荧光粉从增加单位时间内的正反馈次数。
要制作千千万万的参数一致的LCRT是件不可能的事，因而本发明的屏幕发光不均匀。为此可利用光电材料的疲乏效应来改变光电材料的灵敏度，使得各LCRT参数“等效”一致。方法是在每个LCRT被选通T时间后，测出其光电流，以“最小”的光电流为基准，(如果是彩显应分别找出各色LCRT的“最小”电流值)。将大于它的LCRT阴极进行强电流疲乏，直到在选通T时间后光电流等于基准电流。光电材料的疲乏效应，使得本发明的显示面积不受制于屏发光均匀性，而取决于制造它的真空系统。
如果采用锑铯光电材料，可在光电阴极中吸附这剩铯，它可以重新激活光电材料。
利用光电材料特有的疲乏效应，可以产生均匀的发光面。因而本发明既能平板地又能大屏幕化，由于本发明与CRT发光原理一样，并采用光放大原理，所以发光效高，且亮度高。本发明把一个象素分解成控制部分和加速部分，因而可用集成电路进行控制。由于LCRT存在UO，故本发明没有交叉效应，本发明对比度，灰度，颜色种类均与CRT一样，但它没有CRT的混色和X辐射(因为加速电压受UO限制而不能太高)，如果采用锑铯，还可用剩余铯来激活光电材料。本发明分辨率取决于大面积光刻技术水平。
下面结合附图和实例对本发明作进一步的说明。
附
图1是LCRT结构剖视示意图;
附图2是LCRT在矩阵电极中的位置示意图。
整个平板显示器就是由众多LCRT位于图2所示矩阵电极中构成的。
图2中1是某一条纵向电极，2是某条横向电极。
图1中光是指外界光，比如在室外看电视的日光，1是玻屏;2是纵向电板条，3是光电材料，4是绝缘支撑薄板，5是横向电极条，6是绝缘支撑薄板，7是荧光粉层，8是阴极，9是基板。
玻屏是一块研磨得很平整的平板玻璃，研磨目的是保证光刻纵横电极和绝缘板4的质量;纵向电极条是半透明的薄膜电极，每条电极分别接于行扫描集成电路输出端，其用料应当不影响光电材料的制作。光电材料是半透明的，通常采用锑铯，因为它制作最简单，蓝光响应灵敏，并可用过剩铯重新激活。绝缘板4通常是沉积于玻屏上的厚膜而非单独成板，其上光刻有与象素一样多的圆孔。各层(横电极，绝缘板4和6)上的圆孔应对齐重叠，此板是黑色的以提高对比度;横向电极条上光刻有圆孔，与各层孔对齐，每条分别连接于场扫描集成电路输出端。绝缘板6是沉积在基板上的，其上光刻孔与绝缘板4上小孔一一对应，只是板颜色为白色。荧光粉建辉应很短，并且发光应在光电材料灵敏区。否则应在其中加入其它荧光粉，如锑铯的红光响应不灵敏，应在红光荧光粉中加入发近紫外线的荧光粉;阳极板应当具有反光作用。基板也应当平整，以利于光刻绝缘板6。
另一实例是把1层作为基板;纵向电极和光电材料构成反射式光电阴极，绝缘板4和6颜色互换;荧光层为透明薄膜、阳极为半透明导电层，基板9作为玻屏。这样光是从玻屏9透过阳极8和荧光粉而射到光电阴极上的。
由CRT电子枪理论可知UO随4的厚度，6的厚度，5上孔半径按指数规律变化，并与阳极加速压正比。(阳极加速电压取值应当是使LCRT产生正反馈以上)。UO的值并非越小越好，尽管UO小利于集成电路驱动，但它相应使阴极电压减小。比如当4的厚度＝0.2mm，6的厚度0.2mm，5上孔半径＝0.15mm，则UO≈0.045E(E为阴极加速电压)，当E＝1000V时UO≈45V，由于LCRT参数离散应取｜UO｜＞45V，为了进一步降低集成电路输出电压幅值，可让LCRT工作于非饱状态。
现在来看一下单一LCRT工作情况取UO＝-60V、LCRT被选通时UAK＝-20V，则集成电路输出电压幅值-40V。设纵电极电位，在未选通时为100V;横电极电位在半选通时为OV，则未选通时UAK＝-100V，当仅横电极被选通时，此电极电位上升40V。UAK＝40-100＝UO，LCRT仍未选通，当仅纵电极被选通时，此电极电位下降40V，UAK＝0-(100-40)＝UO，LCRT仍未选通，当两电极UAK＝40-(100-40)＞UO，LCRT被选通而有光输出，控制LCRT选时间即可控制其亮度。
权利要求
1.一种利用光电效应制成的大屏幕平板显示器，由成千上万的光阴板射线管(LCRT)组成，每个LCRT即是一个象素。LCRT包括控制光电流产生与否的部分和对光电子加速从而打在荧光粉上产生荧光的部分。从申方面看它主要由光阴极、调制极和阳极构成，当外界光照到光电阴极上时，如果LCRT的调制极和光电阴极间电压UAK大于截止电压UO则发射光电子，光电子加速后打在荧光粉上发光，否则就不发光，调制极和光电阴极间电压变化由集成电路分别控制两电极电位变化来实现。
2.如权项1所述，光电材料采用对荧光灵敏的材料，并且选择合适的阴极加速电压使LCRT满足正反馈，从而进行光的放大。
3.如权项1所述，利用光电疲乏效应可修正光电材料灵敏度，使得众多LCRT参数“等效”一致。
4.如权项1所述，纵横电极电位被设计成这样只有两电极均选通时，LCRT才被选通。
5.权项1所述截止电压被设计成能用集成电路直接控制LCRT。
6.如权项2所述，采用建辉短的荧光粉。
7.如权项2所述，采用锑铯作光电材料，LCRT中有过剩铯。
8.如权项7所述，可以对疲乏的锑铯重新激活。
9.如权项3所述，利用强电流对光电材料进行疲乏。
全文摘要
本发明是利用光电效应制成的大屏幕平板显示器，它的象素是光阴极射线管(LCRT)。LCRT由控制光电流产生与否部分和加速电子部分组成，LCRT采用对荧光灵敏的光电材料，并利用疲乏效应获得均匀发光屏面，因而本发明能做成大屏幕平板显示器，且发光效率和亮度均高，还能用集成电路直接控制，其面积受制于真空系统，而分辨率取决于大面积光刻工艺水平。
文档编号G09F9/30GK1114077SQ9410622
公开日1995年12月27日 申请日期1994年5月31日 优先权日1994年5月31日
发明者任文涛 申请人:任文涛