專利名稱：平板真空攝像器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種用于攝像系統(tǒng)的平板真空攝像器件，屬于真空攝像器件技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)有的真空攝像器件采用熱陰極電子槍發(fā)射電子，通過電磁偏轉(zhuǎn)線圈實(shí)現(xiàn)電子束掃描。由于熱陰極發(fā)射需燈絲加熱，功耗和體積大，其掃描需有電磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，四角分辨率低，無法制成平板型結(jié)構(gòu)，往往不能滿足高分辨率電視的要求。
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高分辨率的平板真空攝像器件，它可以滿足高分辨電視的要求。
本發(fā)明可以由電子槍、光導(dǎo)層、導(dǎo)電層和外殼組成，其特點(diǎn)是電子槍采用場致發(fā)射微尖結(jié)構(gòu)，可以由微尖陳列和柵極構(gòu)成，柵極位于微尖陳列與光導(dǎo)層之間。外殼的端面為玻璃面板，玻璃面板的內(nèi)側(cè)為導(dǎo)電層和光導(dǎo)層，外殼內(nèi)各電極可通過芯柱與外電路連接。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有分辨率和靈敏度高、體積小、功耗低和壽命長等優(yōu)點(diǎn)。由于陰極采用場致發(fā)射微尖結(jié)構(gòu)，而不需要有現(xiàn)有技術(shù)中的熱陰極燈絲。由于微尖可以做得很小，發(fā)射電子的路程很短，不需要聚焦系統(tǒng)，可有效地提高攝像器件的分辨率，特別是四角的分辨率幾乎與其它區(qū)域相同，這是傳統(tǒng)真空攝像器件無法達(dá)到的性能。采用電子學(xué)的方法控制微尖的電子發(fā)射強(qiáng)度與次序，可以省去現(xiàn)有技術(shù)中的掃描系統(tǒng)，有利于做成平板型結(jié)構(gòu)，既可用于慢掃描模式，也可用于快掃描模式。為了進(jìn)一步提高靈敏度，降低惰性，可以與微通導(dǎo)板組合，以便能應(yīng)用于微光攝像領(lǐng)域。本器件不僅可以用于高清晰度廣播電視，還可用于醫(yī)學(xué)及其它領(lǐng)域。


圖1為分立式微尖的攝像器件結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為整體式微尖的攝像器件結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為條形微尖的攝像器件結(jié)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明可采用附圖所示的方案實(shí)現(xiàn)。微尖可采用鉬Mo、鎢W、鈦Ta等金屬材料制成，也可采用a-Si、多晶硅Si、單晶硅Si、砷化全鎵GaAs、磷化銦InP等半體材料制成，還可采用金屬鎳Ni制成。微尖間距可取0.3～100μm，整個(gè)器件的直徑可為3～100mm、厚度為1～20mm。每個(gè)象素可由一個(gè)微尖構(gòu)成，也可采用多個(gè)微尖(例如2～1000個(gè)微尖)構(gòu)成。玻璃面板內(nèi)側(cè)的導(dǎo)電層可以通過蒸上一層半透明金屬制成，光導(dǎo)層可以在導(dǎo)電層上再蒸上一層具有光電效應(yīng)的材料構(gòu)成。由多個(gè)分立式微尖構(gòu)成微尖陳列的攝像器件如圖1所示，微尖陳列5采用鎢絲制成，每個(gè)象素可由一個(gè)或一組微尖構(gòu)成，方格形結(jié)構(gòu)的柵極可用鎢、鉬、鎳或其他合適的金屬制成；微尖電子發(fā)射的驅(qū)動(dòng)電路可采用薄膜晶體管，例如圖中所示的場效應(yīng)晶體管，當(dāng)某場效應(yīng)管的柵極G和源極S均加上電壓時(shí)，該管導(dǎo)通，源極S和漏極D之間的電壓VsD可加到某個(gè)微尖上，采用適當(dāng)?shù)男?、幀時(shí)鐘脈沖，可實(shí)現(xiàn)電視掃描。由整體式微尖陳列構(gòu)成的攝像器件如圖2所示，整體式微尖陳列可以在硅片上刻蝕而成，此時(shí)柵極G由幀柵G1和行柵G2兩個(gè)柵極構(gòu)成，當(dāng)兩列幀柵和兩行行柵均加上正電壓時(shí)，處于此幀柵和行柵所構(gòu)成的柵孔中的微尖或微尖組因受正電場作用而發(fā)射電子。由條形微尖陳列構(gòu)成的攝像器件如圖3所示，采用金屬或半導(dǎo)體材料制成條形微尖，例如采用豎狀條形微尖，而柵極G則采用水平條狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)在相鄰兩條柵極上加正電壓，在微尖陳列的某一條微尖上加負(fù)電壓，其余微尖的電壓為零，使交叉點(diǎn)的微尖所處電場達(dá)到場致發(fā)射所需的場強(qiáng)，該微尖即可發(fā)射電子，采用柵極時(shí)仲脈沖與微尖陳列時(shí)鐘脈沖按一定規(guī)律變化，即可達(dá)到電子掃描的目的。圖3所示的結(jié)構(gòu)也可以采用水平條狀結(jié)構(gòu)微尖，柵極采用豎直條狀結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種用于攝像系統(tǒng)的平板真空攝像器件，由電子槍、光導(dǎo)層、導(dǎo)電層和外殼組成，其特征在于電子槍采用場致發(fā)射微尖結(jié)構(gòu)，由微尖陳列和柵極構(gòu)成，柵極位于微尖陳列與光導(dǎo)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板真空攝像器件，其特征在于微尖陳列中的每個(gè)微尖都是獨(dú)立的，柵極采用方格形結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板真空攝像器件，其特征在于微尖陳列中的各個(gè)微尖均連在一起而構(gòu)成一個(gè)整體，柵極采用由行柵和幀柵構(gòu)成的雙柵極結(jié)構(gòu)，行柵和幀柵均采用條形結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板真空攝像器件，其特征在于微尖陳列中的每一列微尖連在一起，各列微尖之間相互獨(dú)立，柵極采用條形結(jié)構(gòu)，條形柵極與列狀微尖相互垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的平板真空攝像器件，其特征在于微尖采用金屬或半導(dǎo)體材料構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的平板真空攝像器件，其特征在于微尖陳列中的微尖間距為0.3～100μm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的平板真空攝像器件，其特征在于器件的直徑為3～100mm，厚度為1～20mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的平板真空攝像器件，其特征在于每個(gè)象素由1～1000個(gè)微尖構(gòu)成。
全文摘要
平板真空攝像器件可由電子槍、光導(dǎo)層、導(dǎo)電層和外殼組成，電子槍采用場致發(fā)射的微尖陳列和柵極構(gòu)成，柵極位于微尖陳列與光導(dǎo)層之間，外殼的端面為玻璃面板，面板內(nèi)側(cè)為導(dǎo)電層和光導(dǎo)層，外殼內(nèi)各電極通過芯柱與外電路連接，控制時(shí)鐘脈沖可實(shí)現(xiàn)微尖發(fā)射電子的掃描，具有結(jié)構(gòu)簡單、分辨率和靈敏度高、體積小、功耗低和壽命長等優(yōu)點(diǎn)，既可用于慢掃描，也可用于快掃描模式，不僅可用于高清晰度廣播電視，還可用于醫(yī)學(xué)及其它領(lǐng)域。
文檔編號H01J1/30GK1153397SQ9511282
公開日1997年7月2日 申請日期1995年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月29日
發(fā)明者呂永積, 王群偉, 李英杰, 邵佑軍, 付軍, 馬安晶 申請人:廣播電影電視部廣播科學(xué)研究院