[发明专利]发射单元双阴单栅式无介质三极FED装置及其驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及显示器制造技术领域，特别是一种发射单元双阴单栅式无介质三极FED装置及其驱动方法。

背景技术

场致发射显示器（FED）作为一种新型的平板显示器，是继液晶显示器（LCD）、等离子体显示器(PDP)等之后另一种最具有发展前景的新一代平板显示器。FED具有高分辨率、高对比度、宽视角、响应速度快，耐高低温、抗震、低辐射以及生产成本较低，易于实现数字化显示等特点，具有广阔市场应用前景。

场致发射显示器按照结构可简单的分为二极型FED和三极型FED。二极型FED主要由阴极和阳极电压组成，阴极在阳极电场的作用下发射电子，轰击阳极上的荧光粉而发光；三极型FED主要有阴极、栅极和阳极组成，阴极在栅极电场的调控下发射电子，轰击阳极上的荧光粉而发光。

二极型FED制作工艺较简单，但开启电压高，均匀性差。由于驱动电路耐压限制，二极型FED的阳极电压不易提高，因此亮度较低，灰度再现性差，实际应用中具有很大的局限性。三极型FED由于色纯好、亮度高和驱动电压低等优点，所以应用更加广泛。

三极结构按照栅极位置的不同，可分为前栅型FED、后栅型FED和平行栅型FED等。前栅型FED由于栅极与阴极之间距离小，所需调制电压较低，阳极上无需进行高压调制，但是前栅结构制作工艺复杂，不易实现大面积显示，且器件发射均匀性难以保证。后栅型FED将栅极埋在阴极之下，利用栅极与阴极边缘的强电场，使阴极边缘的发射材料产生电子发射，但是，阴极直接暴露在阳极电场之下，阳极电压不宜太高，否则会造成二极式发射。且这种结构为了防止相邻单元的串扰必须缩小阴极与阳极之间的距离，限制了阳极电压的提高，不利于提高荧光粉的发光效率。平行栅型FED中阴极与栅极平行分布在同一平面上，发射材料分布在阴极上，阴极与栅极之间为真空状态，采用普通的曝光工艺和刻蚀工艺一次性就可以在基板上完成阴极与栅极的制作。另外，平行栅结构中绝缘层只要求分布在阴栅行列扫描的交叉点处，器件的栅控性能及发射性能不受绝缘层的影响，大大降低了工艺的复杂性及难度。由于制作工艺简单，成本远小于前栅和后栅结构，故平行栅结构是FED最易实现大面积显示的一种三极结构。

目前已有大量FED面板结构方面的专利，但针对各个结构所设计的驱动电路较少，驱动电路是FED显示系统的重要组成部分，在很大程度上决定了FED显示器的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发射单元双阴单栅式无介质三极FED装置及其驱动方法，该装置制造工艺简单，制造难度低，相应的驱动方法有利于提高FED显示装置的工作性能。

为实现上述目的，本发明提供了一种发射单元双阴单栅式无介质三极FED装置，包括相互平行设置的阳极板和阴栅板，其特征在于：所述阴栅板上间隔布设有阴极和栅极，所述阴极和栅极在所述阴栅板上以阴极-栅极-阴极结构为一个单元循环设置，以在所述阴栅板上形成依次并排的多个阴-栅-阴结构的电子发射单元，各阴、栅电极之间为真空状态，所述阳极板上对应间隔均布有阳极。此时，电子发射单元数目为阴栅板电极总数的1/3。所述阴极上制作有电子发射材料。

基于上述结构，本发明提供了相应的驱动方法，其特征在于：当各阴极互不连接时，在阳极上施加寻址高电压，并采用三电位固定电压的驱动方法驱动阴栅板：取一电子发射单元，在其中部栅极施加正电压，在中部栅极相邻两侧的阴极施加负电压，其余阴、栅电极施加零电压，以使所述电子发射单元的两侧阴极在中部栅极的调控下发射电子，轰击阳极对应位置的荧光粉发光；按照上述方法依次给各电子发射单元的阴、栅电极施加电压，如此反复循环，以驱动阴栅板。

基于上述结构，本发明还提供了另一种驱动方法，其特征在于：当各阴极相互连接时，在阳极上施加寻址高电压，并采用两电位固定电压的驱动方法驱动阴栅板：取一电子发射单元，在其中部栅极施加高电压，其余所有阴、栅电极均施加低电压，以使所述电子发射单元的两侧阴极在中部栅极的调控下发射电子；按照上述方法依次给各电子发射单元的阴、栅电极施加电压，如此反复循环，以驱动阴栅板。

本发明还提供了另一种发射单元双阴单栅式无介质三极FED装置，包括相互平行设置的阳极板和阴栅板，其特征在于：所述阴栅板上间隔均布有阴极和栅极，所述阴极和栅极在所述阴栅板上按阴极-栅极结构循环设置，并以阴极结束设置，以在所述阴栅板上形成依次并排的多个阴-栅-阴结构的电子发射单元，且相邻两电子发射单元之间共用一阴极，所述各阴、栅电极之间为真空状态，所述阳极板上对应间隔均布有阳极。此时，电子发射单元数目为阴栅板电极总数的1/2。所述阴极上制作有电子发射材料。