CN101373196B - 一种测量MgO外逸电子发射电流的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
一种测量MgO外逸电子发射电流的方法及其装置，涉及一种利用金属网板构成的GEM装置测量MgO外逸电子发射电流的技术领域。本发明在真空腔体下底板的上方设置放大电流读出板，放大电流读出板上分别设置信号读出机构和读出板引出电极，下金属带孔板上连接下金属板引出电极，上金属带孔板上连接上金属带孔板引出电极，上下金属带孔板之间设置双锥形通孔的绝缘带孔板与金属孔匹配贴合，成为电子放大区，控制电子漂移间距支撑的上方设置前基板，前基板的下表面涂覆MgO膜层。本发明提供一种以将微小的MgO外逸电子发射电流在电场作用下放大，同时抑制MgO的二次电子发射，使检测到的电流能够比较准确地反映MgO的外逸电子发射电流。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用气体电子放大(Gas Electron Multiplication，简称GEM)测量微小电流的方法的技术领域，尤其涉及一种利用金属网板构成的GEM装置测量MgO外逸电子发射电流的方法的技术领域。
背景技术
MgO薄膜在等离子体显示器件(PDP)是一层关键的膜层，称为保护膜，传统的作用是起到保护介质层的作用，防止工作气体放电后产生的离子轰击介质层，同时MgO还具有高二次发射系数的特点，在PDP基板表面蒸镀MgO可降低着火电压，提高器件的性能。随着MgO研究的深入，经过一定的掺杂处理，或在特定工艺条件下，或采用纳米级MgO源制备的MgO薄膜在PDP器件除具有传统的作用之外，还具有外逸电子发射的作用，这对于PDP中降低统计延迟时间，实现高分辨率显示具有重要作用。目前采用的测量方法主要是在PDP器件中直接测量MgO的外逸电子发射电流，但由于PDP中MgO的外逸电子的发射电流很小，且易淹没在噪音中，直接测量的方法对测量仪器的精度及电路的降噪技术要求很高。
发明内容
本发明目的是提供一种针对PDP中MgO的外逸电子的微小发射电流测量，以将微小的外逸电子发射电流在电场作用下放大，同时抑制MgO的二次电子发射，使检测到的电流能够比较准确地反映MgO的外逸电子发射电流，对评价该电流对PDP器件性能的影响起到重要作用。
本发明为实现上述目的采用如下技术方案：
本发明包括一个真空腔体，真空腔体下底板的上方设置放大电流读出板，放大电流读出板上分别设置信号读出机构和读出板引出电极，放大电流读出板两侧的上方分别设置控制电子转移间距支撑，控制电子转移间距支撑的上方设置下金属带孔板，下金属带孔板上连接下金属板引出电极，下金属带孔板的上方设置具有双锥形通孔绝缘带孔板，绝缘带孔板的上方设置上金属带孔板，上金属带孔板上连接上金属带孔板引出电极，上金属带孔板的上方设置控制电子漂移间距支撑，控制电子漂移间距支撑的上方设置前基板，前基板包括自上而下布置的衬底基板、前板电极，前板电极的下表面涂覆MgO膜层，前板电极上连接前基板引出电极。
比较好的是：本发明的上金属带孔板和下金属带孔板上分别分布着品字型的锥形通孔，锥形孔大孔直径为200～1000μm，锥形孔小孔直径为100～600μm，上金属带孔板和下金属带孔板的厚度为100～200μm，品字形锥形孔的中心排列的节距为1mm～5mm。
比较好的是：本发明的绝缘带孔板上分布双锥形通孔，双锥形通孔的大孔位于绝缘板的上下表面，双锥形通孔的大孔直径为100～600μm，与锥形通孔小孔直径一致，双锥形通孔的小孔位于绝缘板内部的中间位置，双锥形通孔的小孔直径为80～500μm，双锥形通孔的品字形排列的中心节距为1mm～5mm，双锥形通孔的中心距与品字形锥形通孔的中心距一致，绝缘带孔板的厚度为0.4mm～2mm。
比较好的是：本发明的控制电子漂移间距支撑的高度在1～3mm，上述控制电子转移间距支撑的高度为1～3mm。
比较好的是：本发明的衬底基板由玻璃或陶瓷构成。
比较好的是：本发明的衬底基板由金属板构成。
比较好的是：本发明的前板电极由银、铜或铝材料通过蒸镀光刻工艺构成。
利用测量MgO的外逸电子的发射电流装置的测量方法，在真空腔体内充入一定气压的工作气体，在前基板引出电极与上金属带孔板引出电极之间施加直流电场，其电压低于工作气体的着火电压，使得MgO膜层产生外逸电子发射，产生的外逸电子在电子漂移区的电场作用下越过漂移区，进入由上金属带孔板、下金属带孔板以及绝缘带孔板的双面锥形通孔中，此时在上金属带孔板引出电极与下金属板引出电极之间施加直流电场，由于强电场的作用，电子发生雪崩效应，急剧放大，在下金属板引出电极与读出板引出电极之间施加直流电场，使雪崩后形成的放大电流通过双面锥形孔通道，进入放大电流转移区，并被放大电流读出板的信号读出机构所接受，由***电路处理。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点：
1、本发明的测量MgO的外逸电子的发射电流的方法利用了汤生放电的现象，利用特定形状的电极产生强大电场导致电子雪崩现象，使MgO的外逸电子微小的发射电流放大，以便精确的测量，同时可抑制MgO二次电子发射电流的影响。
2、本发明的测量MgO的外逸电子的发射电流的装置结构紧凑可靠，部件加工简单可行。
附图说明
图1为本发明测试装置的结构示意图。
图2为本发明前基板的结构示意图。
图3为本发明金属带孔板的结构示意图。
图4为本发明绝缘带孔板的结构示意图。
图5为本发明MgO外逸电子发射电流放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：
如图1、图2所示，本发明包括一个真空腔体1，真空腔体1下底板的上方设置放大电流读出板8，放大电流读出板8上分别设置信号读出机构26和读出板引出电极27，放大电流读出板8两侧的上方分别设置控制电子转移间距支撑7，控制电子转移间距支撑7的上方设置下金属带孔板5，下金属带孔板5上连接下金属板引出电极19，下金属带孔板5的上方设置具有双锥形通孔绝缘带孔板6，绝缘带孔板6的上方设置上金属带孔板4，上金属带孔板4上连接上金属带孔板引出电极18，上金属带孔板4的上方设置控制电子漂移间距支撑3，控制电子漂移间距支撑3的上方设置前基板2，前基板2包括自上而下布置的衬底基板9、前板电极10，前板电极10的下表面涂覆MgO膜层12，前板电极10上连接前基板引出电极11。
如图3所示，本发明的上金属带孔板4和下金属带孔板5上分别分布着品字型的锥形通孔13，锥形孔大孔14直径为200～1000μm，锥形孔小孔15直径为100～600μm，上金属带孔板4和下金属带孔板5的厚度16为100～200μm，品字形锥形孔的中心排列的节距17为1mm～5mm。
如图4所示，本发明的绝缘带孔板6上分布双锥形通孔，双锥形通孔的大孔20位于绝缘板的上下表面，双锥形通孔的大孔直径21为100～600μm，与锥形通孔小孔直径一致，双锥形通孔的小孔22位于绝缘板内部的中间位置，双锥形通孔的小孔直径23为80～500μm，双锥形通孔的品字形排列的中心节距24为1mm～5mm，双锥形通孔的中心距与品字形锥形通孔的中心距一致，绝缘带孔板6的厚度25为0.4mm～2mm，
本发明的控制电子漂移间距支撑3的高度在1～3mm，上述控制电子转移间距支撑7的高度为1～3mm。
本发明的衬底基板9由玻璃或陶瓷构成。
本发明的衬底基板9由金属板构成。
本发明的前板电极10由银、铜或铝材料通过蒸镀光刻工艺构成。
利用测量MgO的外逸电子的发射电流装置的测量方法，在真空腔体1内充入一定气压的工作气体，在前基板引出电极11与上金属带孔板引出电极18之间施加直流电场，其电压低于工作气体的着火电压，使得MgO膜层12产生外逸电子发射，产生的外逸电子在电子漂移区的电场作用下越过漂移区，进入由上金属带孔板4、下金属带孔板5以及绝缘带孔板6的双面锥形通孔中，此时在上金属带孔板引出电极18与下金属板引出电极19之间施加直流电场，由于强电场的作用，电子发生雪崩效应，急剧放大，在下金属板引出电极19与读出板引出电极27之间施加直流电场，使雪崩后形成的放大电流通过双面锥形孔通道，进入放大电流转移区，并被放大电流读出8的信号读出机构26所接受，由***电路处理。
本发明的上金属带孔板4与下金属带孔板5的边缘设计半腐蚀槽，将上金属带孔板引出电极18、下金属板引出电极19折弯并引出到真空腔体1的外部；绝缘带孔板6上分布双锥形通孔，双锥形通孔的大孔20位于绝缘板的上下表面，双锥形通孔的大孔直径21与金属板的锥形小孔的直径一致，双锥形通孔的小孔22位于绝缘板的内部的中间位置，双锥形通孔的小孔直径23为80～500μm，双锥形通孔的品字形排列的中心节距24与上金属带孔板4、下金属带孔板5的节距17完全一致。绝缘带孔板6可由玻璃、陶瓷或聚酰亚胺类材料制备，双锥形通孔通过金属板的锥形小孔的图案为光学掩膜，通过双面光刻、化学腐蚀形成。
本实施例仅给出了部分具体的应用例子，但对于从事平板显示器的专利人员而言，还可根据以上启示设计出多种变形产品，这仍被认为涵盖于本发明之中。
Claims (8)
1.一种测量MgO的外逸电子的发射电流的装置，其特征在于包括一个真空腔体(1)，真空腔体(1)下底板的上方设置放大电流读出板(8)，放大电流读出板(8)上分别设置信号读出机构(26)和读出板引出电极(27)，放大电流读出板(8)两侧的上方分别设置控制电子转移间距支撑(7)，控制电子转移间距支撑(7)的上方设置下金属带孔板(5)，下金属带孔板(5)上连接下金属板引出电极(19)，下金属带孔板(5)的上方设置具有双锥形通孔的绝缘带孔板(6)，绝缘带孔板(6)的上方设置上金属带孔板(4)，上金属带孔板(4)上连接上金属带孔板引出电极(18)，上金属带孔板(4)的上方设置控制电子漂移间距支撑(3)，控制电子漂移间距支撑(3)的上方设置前基板(2)，前基板(2)包括自上而下布置的衬底基板(9)、前板电极(10)，前板电极(10)的下表面涂覆MgO膜层(12)，前板电极(10)上连接前基板引出电极(11)。
2.根据权利要求1所述的测量MgO的外逸电子的发射电流的装置，其特征在于：上述上金属带孔板(4)和下金属带孔板(5)上分别分布着品字型的锥形通孔(13)，锥形通孔大孔(14)直径为200～1000μm，锥形通孔小孔(15)直径为100～600μm，上金属带孔板(4)和下金属带孔板(5)的厚度(16)为100～200μm，品字形锥形通孔的中心排列的节距(17)为1mm～5mm。
3.根据权利要求1所述的测量MgO的外逸电子的发射电流的装置，其特征在于：上述绝缘带孔板(6)上分布双锥形通孔，双锥形通孔的大孔(20)位于绝缘板的上下表面，双锥形通孔的大孔直径(21)为100～600μm，与锥形通孔小孔直径一致，双锥形通孔的小孔(22)位于绝缘板内部的中间位置，双锥形通孔的小孔直径(23)为80～500μm，双锥形通孔的品字形排列的中心节距(24)为1mm～5mm，双锥形通孔的中心距与品字形锥形通孔的中心距一致，绝缘带孔板(6)的厚度(25)为0.4mm～2mm。
4.根据权利要求1所述的测量MgO的外逸电子的发射电流的装置，其特征在于：上述控制电子漂移间距支撑(3)的高度在1～3mm，上述控制电子转移间距支撑(7)的高度为1～3mm。
5.根据权利要求1所述的测量MgO的外逸电子的发射电流的装置，其特征在于：上述衬底基板(9)由玻璃或陶瓷构成。
6.根据权利要求1所述的测量MgO的外逸电子的发射电流的装置，其特征在于：上述衬底基板(9)由金属板构成。
7.根据权利要求1所述的测量MgO的外逸电子的发射电流的装置，其特征在于：上述前板电极(10)由银、铜或铝材料通过蒸镀光刻工艺构成。
8.利用权利要求1所述的测量MgO的外逸电子的发射电流装置的测量方法，其特征在于：在真空腔体(1)内充入一定气压的工作气体，在前基板引出电极(11)与上金属带孔板引出电极(18)之间施加直流电场，其电压低于工作气体的着火电压，使得MgO膜层(12)产生外逸电子发射，产生的外逸电子在电子漂移区的电场作用下越过漂移区，进入由上金属带孔板(4)、下金属带孔板(5)以及绝缘带孔板(6)形成的双锥形通孔中，此时在上金属带孔板引出电极(18)与下金属板引出电极(19)之间施加直流电场，由于强电场的作用，电子发生雪崩效应，急剧放大，在下金属板引出电极(19)与读出板引出电极(27)之间施加直流电场，使雪崩后形成的放大电流通过双面锥形孔通道，进入放大电流转移区，并被放大电流读出板(8)的信号读出机构(26)所接受，由***电路处理。
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