[发明专利]真空荧光显示器

说明书

技术领域

本发明涉及到一种使用表面电子-发射源的真空荧光显示器。

背景技术

作为音频装置或者汽车仪表板的显示器元件，荧光显示的真空管通常作为一种经常使用的电子显示元件。在这种真空荧光显示器中，附加荧光物质的阳极和在与阳极相对位置的阴极被安排在真空管的腔体内，而光发射是通过从阴极发射的电子轰击荧光物质来获得的。一般来讲，最经常使用的是一种三极真空管结构，在这种结构中，用于控制电子流的栅极提供在阴极和阳极之间，因此荧光物质选择地发光。

在常规的真空荧光显示器中，通过附加电子-发射物质给具有直径7μm到20μm的细钨丝获得的灯丝(灯丝阴极)被当作阴极使用。该灯丝被附加在通过焊接一对薄金属板(灯丝支撑)固定的有弹性金属薄板(定位点)，该金属板作为电极的引线。当电压施加在该对灯丝支撑点以致给灯丝提供电流时，加热的灯丝就发射热电子。

发射的热电子被朝向阳极加速并且轰击以预定图案形成的荧光物质膜，从而导致荧光物质发光。为接通/断开图案显示，要切换施加给设置在灯丝和阳极之间的栅极的电压极性。

在常规真空荧光显示器中，因为如上所述的灯丝被用作阴极，所以就出现下面的一些问题。

因为非常细的，易碎的灯丝必须是以一种拉紧的状态附着，所以它无法做得很长，而且显示面积无法增加。为了均匀要显示图案的亮度，发射的电子必须通过栅极来扩散。因此，这就很难获得高亮度。

为了解决上述问题，已经提出了一种使用表面电子-发射源作为阴极的真空荧光显示器。例如，大家都知道的一种真空荧光显示器，在这种显示器中，通过印刷具有几个μm到几个nm长度的针-状柱形石墨与粘贴剂的混合物形成表面电子-发射源作为阴极，而且是由碳毫微(纳米)管的聚集体构成。在碳毫微管中，单个石墨层被圆柱型地封闭着，并且一个5-节环形成在圆柱的顶部。因为碳毫微管有4nm到50nm的非常小的典型直径，在大约10⁹V/m电场的作用上，它可以从其顶部场致-发射电子。上面描述的表面电子-发射源利用这个性质。

图7A和7B显示一种利用表面电子-发射源作为阴极的常规真空荧光显示器。如图7A显示，常规真空荧光显示器有一个外壳400，它由至少具有部分地光透射特性的前面玻璃部件401，一个相对前面玻璃部件401的基片402，和一个用于封闭前面玻璃部件401和基片402的边缘连接的框架-状间隔装置等构成。外壳400的内部是抽-真空的。具有预定显示图案的光-发射部分410形成在外壳400中的前面玻璃部件401的表面上。光-发射部分410由安排在前面玻璃部件401的内表面上的透明电极411构成，以便具有预定显示图案并且作为阳极，而荧光物质膜412形成在透明电极411上。

利用碳毫微管作为电子-发射源的电子-发射部分420形成在外壳400中的基片402的表面上，在荧光物质膜412相对的位置，以便具有对应于该显示图案的模式。具有大量电子通过孔431的电子提取电极430安排在电子-发射部分420和荧光物质膜412之间，以便利用预定的间隔与电子-发射部分420隔开。电子提取电极430由提供在电子-发射部分420边缘的绝缘支撑部件440支撑着。与基片402方向垂直悬挂的前表面支撑部件405形成在外壳400中前面玻璃部件401的表面上，以致于围绕光-发射部分410。前表面支撑部件405连接到形成在电子提取电极430边缘的中间支撑部件406。

在这种安排上，当高电压施加在电子-发射部分420和电子提取电极430时，以致于电子提取电极430设置为正电位，电场被集中到电子-发射部分420的碳毫微管，而且从被置为高电场的碳毫微管的顶部提取电子。这些提取的电子通过电子提取电极430的电子通过孔431发射出。由于这个原因，例如，当一个大约+60V正电压(加速电压)被施加到对应于电子提取电极430的透明电极411时，电子朝向透明电极411被加速并且轰击荧光物质膜412，从而导致它发光。因此，一个预定显示图案被显示出来。

在使用表面电子-发射源的常规真空荧光显示器中，为了增加显示图案的面积，如果光-发射部分410的面积与对应于光-发射部分410的电子-发射部分420的面积都是增加的，如图8中显示所发生的现象，在这里只有显示图案415的外围部分明亮地发光而在显示图案415的中心部分光发射是暗的。尤其是，高-亮度部分416和低-亮度部分417分别地形成在显示图案415的外围部分和中心部分，因此导致显示图案415中亮度不均匀。