專利名稱：降低場發(fā)射顯示器中的電荷積累的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及場發(fā)射裝置，并且尤其涉及用于降低場發(fā)射顯示器中的電荷積累的方法。
背景技術(shù)：
場發(fā)射顯示器在已有技術(shù)中是公知的。它們包括限定一個薄外殼的陽極板和陰極板。通常，陽極板和陰極板足夠薄使得有必要有一些形式的間隔結(jié)構(gòu)來防止由于內(nèi)部真空和外部環(huán)境壓力之間的壓力差引起的裝置的內(nèi)爆裂。這些隔離物被設(shè)置在裝置的有源區(qū)內(nèi)部，該裝置包括電子發(fā)射器和熒光體。
陽極板和陰極板之間的電勢差通常在300-10,000伏的范圍內(nèi)。為抵抗陽極板和陰極板之間的電勢差，隔離物通常包括電絕緣材料。從而，隔離物具有暴露于裝置的抽空的內(nèi)部的電絕緣表面。
在場發(fā)射顯示器的操作期間，在陰極板處從諸如Spindt tips的電子發(fā)射器發(fā)出電子。這些電子穿過抽空區(qū)并撞擊到熒光體上。這些電子中的一些可能擊打在隔離物的電絕緣表面上。以這種方式，隔離物的電絕緣表面帶上電荷。通常，因?yàn)楦綦x物材料的二次電子產(chǎn)生初始時大于一次電子產(chǎn)生而使電絕緣的隔離物帶上正電。
由于場發(fā)射顯示器的電絕緣表面的充電會引起很多問題。例如，喪失了對與隔離物相鄰的電子的軌跡控制。而且，電擊穿事件的風(fēng)險性急劇增加。
因此，這里需要一種降低場發(fā)射顯示器中的電荷積累的方法。
附圖簡要說明參考附圖

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的場發(fā)射裝置的橫截面視圖；圖2是降低根據(jù)本發(fā)明的場發(fā)射裝置中的電荷積累的方法的時序圖；圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的行驅(qū)動器的框圖。
應(yīng)該理解，為簡化和清楚的圖示，圖中的元件不必要按尺寸來畫出。例如，一些元件的尺寸相對彼此被放大了。另外，可合理地認(rèn)為，參考序號在圖中重復(fù)使用來代表相應(yīng)的元件。
優(yōu)選實(shí)施例的說明本發(fā)明是一種降低場發(fā)射顯示器中的電荷積累的方法。本發(fā)明的方法包括使電子發(fā)射器發(fā)射電子和調(diào)整顯示器內(nèi)的可控制的電勢的步驟，從而使正充電的表面的電勢能夠把發(fā)射出的電子吸引到該充電的表面。以這種方式，正充電的表面被中和。在優(yōu)選實(shí)施例中，場發(fā)射顯示器具有在操作期間被正充電的隔離物。為中和此電荷，陽極板的高的正電勢在各個幀時間的結(jié)束處被降低。通過首先提供與陽極電壓源串聯(lián)的電阻器來引起陽極電勢的降低。陽極電勢通過使所有的電子發(fā)射器同時發(fā)射來在陽極處提供下拉電流而被下降。選擇電阻器的電阻，對于下拉電流的給定值產(chǎn)生有用的陽極壓降。壓降足以使一些發(fā)射出的電子被吸引向正充電的表面，從而中和表面。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的場發(fā)射顯示器100的橫截面視圖。場發(fā)射顯示器100包括陰極板110和陽極板122。陰極板110包括形成在基底111上的多個電子發(fā)射器114。基底111由諸如玻璃、硅等的電絕緣材料制成。陰極板110還包括多個行和多個列，用于選擇地對電子發(fā)射器114定位。行和列由常見的導(dǎo)電材料構(gòu)成。
為有助于理解，圖1僅描述了幾個行(行115，116，117，118，119，120)和一個列(列112)。但是，應(yīng)該理解任何數(shù)目的行和列都可使用。場發(fā)射顯示器100的行的例示的數(shù)目是240，并且列的例示的數(shù)目是720。
列112被設(shè)置在基底111上，并且電絕緣層113被形成在列112上。電絕緣層113限定了用來放置電子發(fā)射器114的阱。行115，116，117，118，119，120被形成在電絕緣層113上。用于制造矩陣可尋址場發(fā)射顯示器的陰極板的方法對熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員是公知的。
陽極板122包括由例如玻璃制成的透明基底123。陽極124被設(shè)置在基底123上。陽極124由透明的導(dǎo)電材料，如氧化銦錫制成。在優(yōu)選實(shí)施例中，陽極124是與陰極板110的整個發(fā)射區(qū)相對的連續(xù)層。即，陽極124與電子發(fā)射器114完全相對。陽極板122還包括大量熒光體125，其由陰極發(fā)光材料構(gòu)成并被設(shè)置在基底123上。制造用于矩陣可尋址場發(fā)射顯示器的陽極板的方法對熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員是公知的。
場發(fā)射顯示器100還包括框架121和大量隔離物130，所有這些都被設(shè)置在陽極板122與陰極板110之間。框架121和隔離物130對于維持陽極板122與陰極板110之間的分開距離是有用的。在圖1的實(shí)施例中，框架121是矩形結(jié)構(gòu)，其圈定陰極板110與陽極板122的有源區(qū)。為了圖示的目的，僅一個隔離物130在圖1中表示出來。隔離物130的實(shí)際數(shù)目依據(jù)裝置的結(jié)構(gòu)要求來決定。
隔離物130由電絕緣材料制成。隔離物130可以是電絕緣材料的薄板/肋。另一種情況是，各個隔離物130可包括多個元件，這些元件中的一些是電絕緣的。例如，各個隔離物130可包括不同材料的層，至少其中一層是電絕緣的。電絕緣材料限定一個表面，其成為在場發(fā)射顯示器100操作期間被正靜電充電的表面129。場發(fā)射顯示器100內(nèi)的其它表面也可在裝置操作期間被正靜電充電。本發(fā)明的該方法對于降低這些表面上的電荷也是有用的。
電壓源134被連接于柱體112，用于根據(jù)視頻數(shù)據(jù)把適當(dāng)?shù)碾妷菏┘拥街w112。電壓源126被連接于陽極124。在優(yōu)選實(shí)施例中，電壓源126是直流(D.C.)電壓源。在優(yōu)選實(shí)施例中，電阻器127被串聯(lián)連接在電壓源126與陽極124之間。行驅(qū)動器(未示出)被連接于行115，116，117，118，119，120。行驅(qū)動器把適當(dāng)?shù)碾妱輵?yīng)用于行115，116，117，118，119，120以生成顯示圖象并用于降低根據(jù)本發(fā)明的場發(fā)射顯示器100中的電荷積累。
場發(fā)射顯示器100的操作將參考圖1和2說明。圖2是用于降低根據(jù)本發(fā)明的場發(fā)射顯示器100中的電荷積累的方法的時序圖200。時序圖200包括用于行驅(qū)動器和陽極電壓源響應(yīng)圖220的時序圖210。陽極電壓響應(yīng)圖220代表陽極124處的電壓。
場發(fā)射顯示器100的操作的特征在于一系列步驟的重復(fù)。一個周期被稱為顯示幀。根據(jù)本發(fā)明，各個循環(huán)包括顯示時間，其由時間t1和t2之間的時序圖200代表，還包括電荷降低時間，其由時間t0和t1之間的時序圖200代表。
在顯示時間期間，電壓源126提供電勢VA，用于把大量電子132吸引到陽極124。由于電阻器127上的壓降，陽極124的電勢小于電壓源126提供的電勢。優(yōu)選地，陽極124的電勢VA大于600伏。更優(yōu)選地，陽極124的電勢VA大于1000伏。最優(yōu)選的是，陽極124的電勢VA大于3000伏。應(yīng)用于行和列的引起發(fā)射的電勢可分別在例如80伏的數(shù)量級和接地電勢。
在顯示時間和與在陽極124處提供正電勢的步驟同時的期間，如上所述，行115，116，117，118，119，120被行驅(qū)動器(未示出)順次掃描。通過掃描，意義在于可選擇地把適合于引起電子發(fā)射的電勢應(yīng)用于被掃描的行。掃描的行內(nèi)是否使每個電子發(fā)射器114發(fā)射電子依賴于視頻數(shù)據(jù)和應(yīng)用于各列的電壓。行內(nèi)的不被掃描的電子發(fā)射器114不發(fā)射電子。在顯示時間期間，顯示圖象在陽極板122處生成，并且場發(fā)射顯示器100中的暴露的電絕緣表面被正靜電充電。例如，在圖1的實(shí)施例中，隔離物130的電絕緣表面成為被正靜電充電的表面129。
由于一些電子132撞擊到隔離物130上而不是到達(dá)陽極124上而使隔離物130被充電。因?yàn)樗麄兙哂写笥谝淮坞娮赢a(chǎn)生的二次電子產(chǎn)生，隔離物130的表面對接收到的各個電子發(fā)射1個以上的電子。從而在隔離物130處產(chǎn)生正電勢。
根據(jù)本發(fā)明，被正靜電充電的表面129在如圖2描述的電荷降低時間期間被中和。在優(yōu)選的實(shí)施例中，電荷降低時間發(fā)生在顯示幀的結(jié)束處。但是，也可使用其它適當(dāng)?shù)臅r序方案。例如，可在已經(jīng)執(zhí)行了多行的掃描循環(huán)后執(zhí)行電荷降低步驟。
在電荷降低時間期間并且根據(jù)本發(fā)明，通過把適當(dāng)?shù)陌l(fā)射電勢應(yīng)用于陰極板110的所有行和列而使電子發(fā)射器114整體發(fā)射出電子。使所有電子發(fā)射器114發(fā)射出電子的步驟導(dǎo)致陽極124處下拉電流128的產(chǎn)生，如圖1所示。在使所有電子發(fā)射器114發(fā)射的步驟期間，電壓源126不被切斷。
通常，下拉電流128的值I和電阻器127的電阻R被選擇來把陽極124處的正電勢降低到一個足以使一些電子132被正靜電充電的表面129處的電勢吸引的值。在優(yōu)選實(shí)施例中，在電荷降低時間期間使所有電子發(fā)射器114發(fā)射。從而可用于中和和產(chǎn)生下拉電流128的電流等于行的總數(shù)目與每行的最大發(fā)射電流之積。由于電阻器127上的適當(dāng)?shù)膲航担枠O124處的電壓適當(dāng)?shù)叵陆?。作為壓降，電?32漸漸被吸引向被正靜電充電的表面129，使到達(dá)陽極124的那部分發(fā)射電流降低。
最終建立平衡狀態(tài)。在平衡狀態(tài)，一部分發(fā)射電流到達(dá)陽極124，引起電阻器127上的壓降。在陽極124實(shí)現(xiàn)平衡電壓Ve，如圖2所示。相信這個降低的電壓稍大于行電壓。發(fā)射電流的剩余部分被吸引到諸如正靜電充電的表面129并引起正靜電充電的表面的中和。
調(diào)整陽極124的電勢的步驟包括把陽極124的電勢降低到一個足以使在被正靜電充電的表面129處實(shí)現(xiàn)電子132流通的值，這種電子流通對于中和電荷是有用的。電荷降低時間長度的選擇應(yīng)該允許表面129有足夠的時間進(jìn)行想要的中和而又不使顯示圖象失真。在完成電荷降低時間后，從行掃描的另一個循環(huán)開始下一個顯示幀。
圖1和2的實(shí)施例提供許多優(yōu)點(diǎn)。例如，不需要陽極電勢源的切斷，并且由于工作周期低，可控制功率需求。
根據(jù)本發(fā)明，場發(fā)射顯示器100內(nèi)的任何可控正電勢可被調(diào)整到可用于中和正靜電充電的表面處的電荷的值。在圖1的示例中，電子132既被用于調(diào)整陽極124的電勢和中和正靜電充電的表面處的電荷。通常，本發(fā)明的方法不限于這種調(diào)整顯示器內(nèi)的可控正電勢的方式。還應(yīng)理解通過使比所有電子發(fā)射器少的電子發(fā)射器發(fā)射電子來把陽極電勢降低到一個適當(dāng)值。例如，可使僅靠近于隔離物的電子發(fā)射器發(fā)射。
圖3是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的行驅(qū)動器300的框圖。如圖3所示，行驅(qū)動器300的大量輸出驅(qū)動信號350被分別發(fā)送到行115，115，117，118，119，120。輸出驅(qū)動信號350用于控制電子發(fā)射器114的電子發(fā)射。在顯示時間期間(圖2)，僅一個輸出驅(qū)動信號350具有用于引起發(fā)射的電勢。在電荷降低時間期間(圖2)，各個輸出驅(qū)動信號350具有用于引起發(fā)射的電勢。
行驅(qū)動器300具有掃描邏輯電路310、門邏輯電路320、電平偏移電路330和輸出驅(qū)動器340。掃描邏輯電路310接收時鐘信號312和啟動源314(seed)。掃描邏輯電路310用作移位寄存器并對到來的視頻數(shù)據(jù)移位。
掃描邏輯電路310的輸出316被發(fā)送給門邏輯電路320，其控制行驅(qū)動的異步和同時模式?？刂菩盘?17被提供給門邏輯電路320并提供所有行的同時驅(qū)動。消隱信號318被提供給門邏輯電路320并被用于關(guān)閉行驅(qū)動器的輸出及覆蓋所有其它信號。極性信號319被提供給門邏輯電路320并控制輸出驅(qū)動信號350的大小。大量其它信號321，諸如時鐘信號、啟動源等被提供給門邏輯電路320來控制它的操作。
門邏輯電路320的多個輸出322被發(fā)送給電平偏移電路330，其產(chǎn)生多個輸出323。電平偏移電路330把低電平信號轉(zhuǎn)換為有用的電平。輸出驅(qū)動器340是產(chǎn)生用于輸出驅(qū)動信號350的適當(dāng)值的模擬裝置。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解這里描述的方法中的步驟可進(jìn)行適當(dāng)改變。
本發(fā)明是用于降低場發(fā)射顯示器中的電荷積累的方法。本發(fā)明的方法包括使電子發(fā)射器發(fā)射電子和調(diào)整顯示器內(nèi)的可控電勢的步驟，從而正充電表面的電勢能夠把發(fā)射出的電子吸引到充電表面。以這種方式，正充電的表面被中和。在優(yōu)選實(shí)施例中，陽極板的高的正電勢通過使電子發(fā)射器發(fā)射電子并在陽極產(chǎn)生下拉電流而被降低。通過在D.C.電壓源與陽極之間提供串聯(lián)的電阻器來引起陽極電勢的降低。本發(fā)明的方法不要求連接于陽極的電壓源的切斷。這是一個優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)镈.C.電壓源優(yōu)選提供大于600伏的電勢，更優(yōu)選是大于1000伏，最優(yōu)選是大于3000伏，并且對這些高電壓進(jìn)行切換畢竟是困難的。
權(quán)利要求
1.一種用于降低場發(fā)射顯示器中的電荷積累的方法，包括步驟在場發(fā)射顯示器中提供可控正電勢；在場發(fā)射顯示器中提供正靜電充電的表面；使場發(fā)射顯示器中的電子發(fā)射器發(fā)射電子；及調(diào)整可控正電勢來使電子被正靜電充電的表面接收，從而引起正靜電充電的表面中和。
2.如權(quán)利要求1所述的用于降低場發(fā)射顯示器中的電荷積累的方法，其特征在于同時執(zhí)行調(diào)整可控正電勢的步驟和使電子發(fā)射器發(fā)射電子的步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的用于降低場發(fā)射顯示器中的電荷積累的方法，其特征在于提供可控正電勢的步驟包括提供大于600伏的可控正電勢的步驟。
4.如權(quán)利要求3所述的用于降低場發(fā)射顯示器中的電荷積累的方法，其特征在于提供可控正電勢的步驟包括提供大于1000伏的可控正電勢的步驟。
5.如權(quán)利要求4所述的用于降低場發(fā)射顯示器中的電荷積累的方法，其特征在于提供可控正電勢的步驟包括提供大于3000伏的可控正電勢的步驟。
6.一種用于降低場發(fā)射顯示器中的電荷積累的方法，包括步驟在場發(fā)射顯示器的陽極提供正電勢；在場發(fā)射顯示器中提供正靜電充電的表面；使場發(fā)射顯示器中的電子發(fā)射器發(fā)射電子；及把陽極的正電勢降低足夠使電子被正靜電充電的表面接收的數(shù)量，從而引起正靜電充電的表面中和。
7.如權(quán)利要求6所述的用于降低場發(fā)射顯示器中的電荷積累的方法，其特征在于引起場發(fā)射顯示器中的電子發(fā)射器發(fā)射電子的步驟包括引起場發(fā)射顯示器中的電子發(fā)射器發(fā)射電子來提供陽極下拉電流的步驟，并且降低陽極正電勢的步驟包括提供與連接于陽極的電壓源串聯(lián)的電阻器并提供選擇來使陽極正電勢下降到足以使電子被正靜電充電的表面接收的值的電阻器的電阻和下拉電流值的步驟。
8.如權(quán)利要求6所述的用于降低場發(fā)射顯示器中的電荷積累的方法，其特征在于引起場發(fā)射顯示器中的電子發(fā)射器發(fā)射電子的步驟包括使場發(fā)射顯示器中的電子發(fā)射器全部同時發(fā)射電子的步驟。
9.如權(quán)利要求6所述的用于降低場發(fā)射顯示器中的電荷積累的方法，其特征在于提供場發(fā)射顯示器中的正靜電充電的表面的步驟包括在場發(fā)射顯示器的陰極板和陽極板之間提供隔離物的步驟。
10.如權(quán)利要求6所述的用于降低場發(fā)射顯示器中的電荷積累的方法，其特征在于降低陽極正電勢的步驟包括在各個顯示幀的末端降低陽極的正電勢的步驟。
全文摘要
一種用于降低場發(fā)射顯示器(100)中的電荷積累的方法,包括步驟:使大量電子發(fā)射器(114)發(fā)射電子(132)來降低場發(fā)射顯示器(100)的陽極(124)的電勢的步驟。陽極(124)的電勢一降低,電子(132)中和隔離物(130)的正靜電充電表面(129)。通過提供與連接于陽極(12)的電壓源(126)串聯(lián)的電阻器(127)來降低陽極電勢。通過使電子發(fā)射器(114)同時發(fā)射以在陽極(124)提供下拉電流(128)來降低陽極電勢。陽極(124)電壓被降低到一個值,該值引起足夠數(shù)量的電于流(132)被吸引到充電表面(129)以用于中和它們。
文檔編號H01J29/86GK1288581SQ99802234
公開日2001年3月21日 申請日期1999年1月7日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月20日
發(fā)明者羅伯特·T·史密斯, 約翰尼·特魯吉洛, 謝承剛 申請人:摩托羅拉公司