专利名称：降低场发射显示屏调制电压动态范围的方法
技术领域：
本发明涉及场发射器件、场发射显示器件，特别是通过改变场发射器件的结构来降低场发射调制电压动态范围的方法。
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，以至可以使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。
三、技术内容1、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，达到降低调制电压目的的降低场发射显示屏调制电压动态范围的方法。
2、技术方案本发明的降低场发射显示屏调制电压动态范围的方法，它包括一块开有孔或槽作为电子通道的介质板以及制做在出口端的调制电极组成，其特征在于作为电子通道的孔或槽的电子入口端与电子出口端在介质板的垂直方向错开一个位移，形成一个斜的孔或槽，使入射电子不能直接通过孔或槽，电子打在孔或槽的壁上产生二次电子，二次电子在调制电极上施加的调制电压的作用下其通过孔或槽的电子数目受到调制，开有孔或槽的介质板可以是在介质材料上开孔或槽，也可以是在开有孔或槽的金属平板上制作介质层得到，调制电极上施加的电压，当其高于某一阈值电位时，进入入口端的电子可以全部通过孔或槽到达出口端，当其低于阈值电位时，进入入口端的电子部分或全部不能到达出口端，孔或槽的入口端和出口端的尺寸可以相同，也可以不同，为增加电子的利用效率，一般将入口端的尺寸设计的比出口端尺寸大。
本发明提供了一种新型的场发射显示板的调制电极结构，该结构可以应用于各类场发射显示器件以及其他需要降低电流调制的动态电压范围的真空电子器件中。
3、技术效果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，由于二次电子的能量比较低，通过控制介质表面出口端的电位，可以对发射的电子进行调制，这时的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，从而达到降低调制电压的目的。
图2是本发明的场发射器件调制电极的结构示意图。其中有介质板12、孔或槽13、电子入口端14、电子出口端15、入射电子16、壁17、调制电极18图3是将调制电极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、介质间隔22、行扫描电极23、阳极荧光屏24。
图4是将图三的调制电极板作为降低电子能量的作用。其中有介质层25、列电极26。
图5是电子源为普通门电极的场发射电子源的示意图。
图6是门电极在阴极下面的电子源的示意图。
五、具体实施方案一种降低场发射显示屏调制电压动态范围的方法，它包括一块开有孔或槽作为电子通道的介质板以及制做在出口端的调制电极组成，其特征在于作为电子通道的孔或槽13的电子入口端14与电子出口端15在介质板12的垂直方向错开一个位移，形成一个斜的孔或槽13，使入射电子16不能直接通过孔或槽13，电子打在孔或槽13的壁17上产生二次电子，二次电子在调制电极18上施加的调制电压的作用下其通过孔或槽13的电子数目受到调制，开有孔或槽的介质板12可以是在介质材料上开孔或槽13，也可以是在开有孔或槽的金属平板上制作介质层18得到，调制电极18上施加的电压，当其高于某一阈值电位时，进入入口端14的电子可以全部通过孔或槽13到达出口端15，当其低于阈值电位时，进入入口端14的电子部分或全部不能到达出口端15，孔或槽13的入口端14和出口端15的尺寸可以相同，也可以不同，为增加电子的利用效率，一般将入口端14的尺寸设计的比出口端15尺寸大。
在本发明的结构中，采用在介质平板12上倾斜开孔或槽13的方法，使电子的入射端口14和出射端口15在垂直于介质平板的方向上错开一个位移，如图2所示，使入射端的电子16首先打在介质平板上的孔壁或槽壁17上产生二次电子，同时避免了一次电子直接穿过孔或槽造成电子能量分布的不均匀。在电子的出射端口制作调制电极18，在调制电极上施加一定的电压，控制二次电子通过孔或槽的数目，达到降低电子束能量以及降低电子流调制电压动态范围的目的。
权利要求
1.一种降低场发射显示屏调制电压动态范围的方法，它包括一块开有孔或槽作为电子通道的介质板以及制做在出口端的调制电极组成，其特征在于作为电子通道的孔或槽(13)的电子入口端(14)与电子出口端(15)在介质板(12)的垂直方向错开一个位移，形成一个斜的孔或槽(13)，使入射电子(16)不能直接通过孔或槽(13)，电子打在孔或槽(13)的壁(17)上产生二次电子，二次电子在调制电极(18)上施加的调制电压的作用下其通过孔或槽(13)的电子数目受到调制。
2.根据权利要求1所述的降低场发射显示屏调制电压动态范围的方法，其特征在于开有孔或槽的介质板(12)可以是在介质材料上开孔或槽(13)，也可以是在开有孔或槽的金属平板上制作介质层(18)得到。
3.根据权利要求1所述的降低场发射显示屏调制电压动态范围的方法，其特征在于调制电极(18)上施加的电压，当其高于某一阈值电位时，进入入口端(14)的电子可以全部通过孔或槽(13)到达出口端(15)，当其低于阈值电位时，进入入口端(14)的电子部分或全部不能到达出口端(15)。
4.根据权利要求1所述的降低场发射显示屏调制电压动态范围的方法，其特征在于孔或槽(13)的入口端(14)和出口端(15)的尺寸可以相同，也可以不同，为增加电子的利用效率，一般将入口端(14)的尺寸设计的比出口端(15)尺寸大。
全文摘要
降低场发射显示屏调制电压动态范围的方法涉及场发射器件、场发射显示器件，特别是通过改变场发射器件的结构来降低场发射调制电压动态范围的方法，作为电子通道的孔或槽的电子入口端与电子出口端在介质板的垂直方向错开一个位移，形成一个斜的孔或槽，使入射电子不能直接通过孔或槽，电子打在孔或槽的壁上产生二次电子，二次电子在调制电极上施加的调制电压的作用下其通过孔或槽的电子数目受到调制。由于二次电子的能量比较低，通过控制介质表面出口端的电位，可以对发射的电子进行调制，这时的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，从而达到降低调制电压的目的。
文档编号H01J31/12GK1463026SQ03112819
公开日2003年12月24日 申请日期2003年2月11日 优先权日2003年2月11日
发明者张晓兵, 雷威 申请人:东南大学