[其他]矩阵寻址平板显示器

说明书

本发明涉及平板显示器，更具体化，本发明涉及一种利用了场发射阴极的矩阵寻址平板显示器。

阴极射线管在计算机的显示监视器、电视机等当中用来可见地显示信息。这种广泛应用是因为用了阴极射线管可以得到良好的显示质量，即良好的色彩、亮度、对比度和分辨率。带来这些优点的阴极射线管的一个主要特点是使用了复盖在透明屏面上的发光萤光粉。然而，通常的阴极射线管有着这样的缺点，即它们要求有相当大的管体深度，也就是在实际的显示屏幕后有一个空间，这就使得它们大而笨重。在许多重要的应用场合下，这种情况是有害的，例如，许多小型便携式计算机显示器和操作显示器中所能利用的深度限制了把阴极射线管用作显示的应用。因此，人们对努力提供令人满意的所谓“平板显示器”或“准平板显示器”表现出了很大的兴趣和作了许多的研究和开发，这些显示器没有典型的阴极射线管那种深度要求，而却有着相当的或更好的显示特性，例如亮度、分辨率、显示的通用性、功率需求等等。但制造适合某些应用的平板显示器的这些尝试还没能造出能与通常的阴极射线管相比拟的显示器。

本发明涉及到一种平板显示结构，它应用了在阴极射线管中所用的那类发光萤光粉的优点，同时又保持着薄的显示本体。它包括可独立寻址的光发生装置构成的矩阵阵列，最好包括有着与阴极射线管类型的发光装置相结合的阴极发光型矩阵阵列，在这些阴极射线管型发光装置中，电子轰击下发出可见光。每一个阴极本身最好就是一个薄膜场发射阴极的阵列，而该发光装置最好被覆在距上述阴极很近的透明屏面上。此小间距之所以重要不仅在于它提供了整个显示器所希望的薄的厚度，而且也确保了高分辨率的实现。也就是说，因为电子源和显示屏之间的距离缩短了，电子不通过所希路径而流过任意途径的倾向减小了，从而得到清晰、鲜明的象素。本发明并不是把薄膜场发射阴极与透明屏面相结合，以获得平板显示器的第一次尝试。1970年3月10日授予克劳斯特（Crost）等人的美国专利第3，500，102号中乙广泛公开了这种方案。虽然克劳斯特等人的专利的确公开了这个广泛的概念，但其结构并不能提供令人满意的显示效果。此专利并没有讨论防止电极之间发生气体击穿或崩电离的重要性，也没有讨论如何防止这些情况的出现。此外可以认为由于在抽空结构中大气压的作用力造成了透明屏面的变形，根据克劳斯特等人的专利的教导所制造的实际平板显示器将在屏幕上显现出明显的畸变。在陈列中相邻阴极基底之间电绝缘问题也没有提到。

本发明的一个明显特点是，选定发光装置和阴极之间的间隔，使之等于或小于在电极间空间中压强之下的电子平均自由程。这种紧密靠近明显地减小了发生气体击穿或崩电离的可能性。也就是说，它明显地减小了电极间空间中气体分子电离的可能性，而这种电离有可能导致这种击穿或崩电离。

本发明还包括每一象素的电气连接结构，这使得有着与场发射型阴极相联系的最小电极间隔的所希矩阵寻址成为可能。也就是说，阴极基底穿过后平板结构向外延伸，使所需的电气连接分布在密封的、抽空的环境之外，从而使阴极和驱动电路之间的电连接变得更为方便。在有着阴极阵列的平板显示器中，因为有着大量的阴极以及它们之间十分靠近的间隔，这一点有着特殊的优越性。这种设置的一个重要方面是采取步骤来防止相邻阴极之间的电“串扰”。后平板结构最好为半导体材料，比如是硅，而与每一个阴极基底的独立电气连接是一个导电部分，比如是通过半导体材料的扩散区。半导体材料是N型材料，而对阴极的导电部分是P型材料，当任何一个特定的阴极导电部分加上负电位时，就会形成一个反偏PN结，这个反偏PN结把此导电部分与支后平板中的其余的导电部分自动化电绝缘开，从而提供了一个绝缘壁垒。

图1是本发明的显示板的较佳实施方案的整体等角简图;

图2是图1所表明的本发明较佳实施方案的放大了的部分分解图;

图3是表明较佳实施例的单个象素的放大了的截面图;

图4是表明寻址方式的本发明较佳实施例的方块简图;而

图5是表明另一种结构的，类似于图2中部分的、放大了的等角图。