一种场发射显示像素单元

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种场发射显示像素单元。

背景技术

场发射显示单元由于场发射的均匀性缺陷导致在大规模使用时会出现亮度不均匀的问题，因此在大屏应用以及寿命上都存在问题。其中，主要是由于工艺引起的栅电极和电子发射尖间距的不一致性导致的场发射效率不一致，最终表现为像素亮度的不一致。

发明内容

本发明提供一种场发射显示像素单元，解决现有技术中像素单元亮度不均匀的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种场发射显示像素单元，包括：栅电极、电子收集电极、发射尖、驱动电路以及恒流源电路；

所述栅电极为圆环形电极，且所述栅电极与所述驱动电路相连；

所述电子收集电极与所述恒流源电路相连；

其中，所述发射尖布置在所述栅电极的内圈下方，所述电子收集电极位于所述栅电极上方。

进一步地，所述驱动电路和所述恒流源电路布置在所述发射尖和所述电子收集电极之间的发射角的阴影内。

进一步地，所述驱动电路与所述恒流源电路通过STI隔离工艺隔开。

进一步地，所述驱动电路连接有驱动电路电源。

进一步地，所述电子收集电极连接有电子收集电源。

进一步地，所述电子收集电极的顶部设置有盖板。

进一步地，所述盖板上设置有荧光层。

进一步地，所述栅电极、所述电子收集电极、所述发射尖、所述驱动电路以及所述恒流源电路在同一工艺流程中完成。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中提供的场发射显示像素单元，基于场发射技术，为栅电极、电子收集电极、发射尖配置驱动电路以及恒流源电路，进行补偿；利用驱动电路和恒流源电路来动态感知发射尖的电流，并且根据外部输入来自动调节发射尖的电流和栅电极的电压，最终改变栅电极和发射尖的电场，改变发射尖的发射效率，控制发射尖上电子的发射数目，也就是发射尖中流过的电流；利用电流源控制电路控制发射尖中流过的电流可以补偿由于工艺中的加工偏差而引起的栅电极与发射尖的距离偏差，从而通过控制发射尖的电流来统一不同像素之间的发射效率，达到像素亮度的均匀性。同时达到保护发射尖由于工艺偏差的影响，避免了某些像素发射率过高导致的发射尖烧毁的现象。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的显示单元的原理框图；

图2为本发明实施例提供的显示单元的封装结构示意图；

图3为本发明实施例提供的显示单元的俯视图；

图4为本发明实施例提供的电子轨迹示意图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种场发射显示像素单元，解决现有技术中像素单元亮度不均匀的技术问题。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

参见图1、图2和图3，一种场发射显示像素单元，包括：栅电极、电子收集电极、发射尖以及相配合的驱动电路和恒流源电路。

所述栅电极为圆环形电极，且所述栅电极与所述驱动电路相连；所述电子收集电极与所述恒流源电路相连；其中，所述发射尖布置在所述栅电极的内圈下方，所述电子收集电极位于所述栅电极上方。

为了补偿工艺中栅电极与发射尖的制造距离偏差导致的亮度不均匀问题，通过恒流源电路来控制发射尖发射电流，根据外部输入的指令将其控制在一定值。这是通过横流源电路实现的，同时恒流源电路还会通过负反馈作用提供栅极控制管的状态来对发射尖的电场进行控制。

利用驱动电路和恒流源电路来动态感知发射尖的电流，并且根据外部输入来自动调节发射尖的电流，电流的控制是由恒流源电路来自动调整的，这个自动调整包括控制栅电极的驱动管的电压，进而改变栅电极的电压，最终改变栅电极和发射尖的电场，改变发射尖的发射效率，控制发射尖上电子的发射数目，也就是发射尖中流过的电流。利用电流源控制电路控制发射尖中流过的电流可以补偿由于工艺中的加工偏差而引起的栅电极与发射尖的距离偏差，从而通过控制发射尖的电流来统一不同像素之间的发射效率。达到像素亮度的均匀性。

同时达到保护发射尖由于工艺偏差的影响，避免如某些像素发射率过高导致的发射尖烧毁的现象。

值得说明的是，增加电流源控制部分必然要占用像素面积，从而影响像素的光学指标。本实施例利用发射尖与电子收集极之间的发射角度现象，可以在所述发射尖和所述电子收集电极之间的发射角的阴影内制作驱动电路和恒流源电路，这样可以在不影响像素面积的同时集成电路部分，而且随着加工工艺能力的提升，驱动电路的线条尺寸不断减小，其占用的版图面积也相应减少，从而掩盖驱动电路恒流源电路所占有的发光区域，而不会影响发光有效区域，降低对亮度的影响。

进一步地，所述驱动电路与所述恒流源电路通过STI隔离工艺隔开，通过标准硅工艺中的STI隔离实现。

发射尖和驱动电路的连接面积可以通过一种较浅的STI实现隔离，发射尖下部的高掺杂区域直接连接恒流源电路。由于电子收集电极与发射尖之间的距离，发射尖会产生一个发射角，因此在发射角外都可以做电路的互连层区域。

工艺中通过控制栅金属与发射金属的距离就可以调节驱动电压，同时通过补偿电路可以补偿制造工艺过程中的间距离散偏差。

一般来说，所述驱动电路连接有驱动电路电源，所述电子收集电极连接有电子收集电源。

进一步地，所述电子收集电极的顶部设置有盖板，所述盖板上设置有荧光层。

进一步地，所述栅电极、所述电子收集电极、所述发射尖、所述驱动电路以及所述恒流源电路在同一工艺中完成；并且利用发射角设计技术实现电路不侵占显示面积。由于加工一次完成，省去了再组装成本，而且利用集电极盖板涂敷荧光层的技术可以实现彩色，工艺成熟制作成本低。

参见图4，本实施例中，电子收集电极与发射尖的高度影响提供发射角度，发射角度主要利用仿真软件计算结果，如EBS软件全名为Electron Beam Simulation，是一套3维粒子模拟软件。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中提供的场发射显示像素单元，基于场发射技术，为栅电极、电子收集电极、发射尖配置驱动电路以及恒流源电路，进行补偿；利用驱动电路和恒流源电路来动态感知发射尖的电流，并且根据外部输入来自动调节发射尖的电流和栅电极的电压，最终改变栅电极和发射尖的电场，改变发射尖的发射效率，控制发射尖上电子的发射数目，也就是发射尖中流过的电流；利用电流源控制电路控制发射尖中流过的电流可以补偿由于工艺中的加工偏差而引起的栅电极与发射尖的距离偏差，从而通过控制发射尖的电流来统一不同像素之间的发射效率，达到像素亮度的均匀性。同时达到保护发射尖由于工艺偏差的影响，避免了某些像素发射率过高导致的发射尖烧毁的现象。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。