專利名稱：平板真空攝像器件的制作方法
技術領域：
本實用新型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領域。
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)，結構復雜，四角分辨率低，無法制成平板型結構，往往不能滿足高分辨率電視的要求。
本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，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。
本實用新型可以由電子槍、光導層、導電層和外殼組成，其特點是電子槍采用場致發(fā)射微尖結構，可以由微尖陳列和柵極構成，柵極位于微尖陳列與光導層之間。外殼的端面為玻璃面板，玻璃面板的內(nèi)側為導電層和光導層，外殼內(nèi)各電極可通過芯柱與外電路連接。
本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有分辨率和靈敏度高、體積小、功耗低和壽命長等優(yōu)點。由于陰極采用場致發(fā)射微尖結構，而不需要有現(xiàn)有技術中的熱陰極燈絲。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到的性能。采用電子學的方法控制微尖的電子發(fā)射強度與次序，可以省去現(xiàn)有技術中的掃描系統(tǒng)，有利于做成平板型結構，既可用于慢掃描模式，也可用于快掃描模式。為了進一步提高靈敏度，降低惰性，可以與微通導板組合，以便能應用于微光攝像領域。本器件不僅可以用于高清晰度廣播電視，還可用于醫(yī)學及其它領域。


圖1為分立式微尖的攝像器件結構示意圖；圖2為整體式微尖的攝像器件結構示意圖；圖3為條形微尖的攝像器件結構示意圖。
本實用新型可采用附圖所示的方案實現(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，整個器件的直徑可為3~100mm、厚度為1~20mm。每個象素可由一個微尖構成，也可采用多個微尖(例如2~1000個微尖)構成。玻璃面板內(nèi)側的導電層可以通過蒸上一層半透明金屬制成，光導層可以在導電層上再蒸上一層具有光電效應的材料構成。由多個分立式微尖構成微尖陳列的攝象器件如
圖1所示，微尖陳列5采用鎢絲制成，每個象素可由一個或一組微尖構成，方格形結構的柵極可用鎢、鉬、鎳或其他合適的金屬制成；微尖電子發(fā)射的驅(qū)動電路可采用薄膜晶體管，例如圖中所示的場效應晶體管，當某場效應的柵極G和源極S均加上電壓時，該管導通，源極S和漏極D之間的電壓VsD可加到某個微尖上，采用適當?shù)男?、幀時鐘脈沖，可實現(xiàn)電視掃描。微尖陳列5固定在外殼的底部，微尖之間相互獨立，每個(或每組)微尖均有場效應晶體管構成的電子發(fā)射電路連接，方格形結構的柵極4位于微尖陳列5與光導層之間，光導層3通過導電層2與外殼的端面玻璃面板1聯(lián)接。由整體式微尖陳列構成的攝像器件如圖2所示，整體式微尖陳列可以在硅片上刻蝕而成，微尖陳列5固定在外殼的底部，微尖之間相互連成一體，柵極4由幀柵G1和行柵G2兩個柵極構成，柵極4位于微尖陳列5與光導層3之間，幀柵G1接近光導層3，行柵G2接近微尖陳列5，光導層3通過導電層2與外殼的端面玻璃面板1聯(lián)接。當兩列幀柵和兩行行柵均加上正電壓時，處于此幀柵和行柵所構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。由條形微尖陳列構成的攝像器件如圖3所示，微尖陳列5固定在外殼的底部，由一排條形微尖組成，各條微尖之間互相獨立，每條微尖中微尖相互連成一體，采用金屬或半導體材料制成條形微尖，例如采用豎狀條形微尖，柵極4為水平條狀結構，柵極4位于微尖陳列5與光導層3之間，光導層3通過導電層2與外殼的端面玻璃1面板聯(lián)接，當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電壓，其余微尖的電壓為零，使交叉點的微尖所處電場達到場致發(fā)射所需的場強，該微尖即可發(fā)射電子，采用柵極時鐘脈沖與微尖陳列時鐘脈沖按一定規(guī)律變化，即可達到電子掃描的目的。圖3所示的結構也可以采用水平條狀結構微尖，柵極采用豎直條狀結構。
權利要求1.一種用于攝像系統(tǒng)的平板真空攝像器件，由電子槍、光導層、導電層和外殼組成，其特征在于電子槍采用場致發(fā)射微尖結構，由微尖陣列和柵極構成，柵極位于微尖陣列與光導層之間。
2.根據(jù)權利要求1所述的平板真空攝像器件，其特征在于外殼的端面為玻璃面板，玻璃面板的內(nèi)側為導電層和光導層，外殼內(nèi)各電極通過芯柱與外電路連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的平板真空攝像器件，其特征在于微尖陣列采用多個分立式微尖結構，每個象素由一個或一組微尖構成，方格形結構柵極用鎢、鉬、鎳或其他合適的金屬制成。
4.根據(jù)權利要求1所述的平板真空攝像器件，其特征在于微尖陣列采用整體式微尖結構，在硅片上刻蝕而成，柵極G由幀柵G1和行柵G2兩個柵極構成。
5.根據(jù)權利要求1、2、3或4所述的平板真空攝像器件，其特征在于微尖陣列的微尖間距為0.3～100μm，整個器件的直徑為3～100mm，厚度為1～20mm。
專利摘要平板真空攝像器件可由電子槍、光導層、導電層和外殼組成，電子槍采用場致發(fā)射的微尖陳列和柵極構成，柵極位于微尖陳列與光導層之間，外殼的端面為玻璃面板，面板內(nèi)側為導電層和光導層，外殼內(nèi)各電極通過芯柱與外電路連接，控制時鐘脈沖可實現(xiàn)微尖發(fā)射電子的掃描，具有結構簡單、分辨率和靈敏度高、體積小、功耗低和壽命長等特點，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)學及其它領域。
文檔編號H01J31/26GK2263401SQ9524118
公開日1997年9月24日 申請日期1995年12月29日 優(yōu)先權日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研究院