專利名稱：能增強(qiáng)電子發(fā)射特性的發(fā)射器配置結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及場致發(fā)射顯示器，更具體地說，涉及由碳納米管制成的場致發(fā)射顯示器。
背景技術(shù)：
場致發(fā)射顯示器(FED)使用冷陰極作為發(fā)射電子的源，以便得到圖形。FED的整個質(zhì)量依賴于形成電子發(fā)射層的發(fā)射器的特性。第一FEDs使用主要由鉬(Mo)制成的發(fā)射器，即由稱為Spindt型金屬尖形成的發(fā)射器。作為這種現(xiàn)有技術(shù)的例子，在美國專利No.3,789,471中公開了具有場致發(fā)射陰極的顯示器系統(tǒng)。
然而，在具有金屬尖發(fā)射器的FED的制造過程中，由于使用半導(dǎo)體制造工藝，該工藝包含光刻和蝕刻工藝以便形成其中提供發(fā)射器的孔，以及淀積鉬的工藝以便形成金屬尖，因此不僅制造復(fù)雜并且需要高技術(shù)，而且需要昂貴的設(shè)備，從而增加了整個設(shè)備的成本。這些因素使這種FED的批量生產(chǎn)成問題。
于是，場致發(fā)射顯示器工業(yè)中的技術(shù)人員正在進(jìn)行大量的探索和研究，以便形成平面結(jié)構(gòu)的發(fā)射器，該發(fā)射器能夠在低電壓(10-50V)發(fā)射電子，并且能夠簡單地制造發(fā)射器結(jié)構(gòu)。已知碳基材料例如石墨、金剛石、DLC(金剛石狀石墨)、C60(富勒烯)或者碳納米管適合用于平面發(fā)射器的制造。尤其是，相信碳納米管是用于FEDs的理想的發(fā)射器結(jié)構(gòu)，因為它們能夠在大約10-50V的相當(dāng)?shù)偷尿?qū)動電壓下發(fā)射電子。
美國專利No.6,062,931和6,097,138公開了冷陰極場致發(fā)射顯示器，它們涉及使用碳納米管技術(shù)的FED的領(lǐng)域。這些專利中公開的FED采用具有陰極、陽極和柵極的三極管結(jié)構(gòu)。在這些FED的制造過程中，首先陰極形成在襯底上，然后在陰極上提供發(fā)射器之后，柵極形成在發(fā)射器上。即，現(xiàn)有技術(shù)的FED具有如下的結(jié)構(gòu)，其中，在陰極和陽極之間設(shè)置柵極，而將自發(fā)射器發(fā)射的電子引向熒光層。
為了提高FED的特性，使用上述三極管結(jié)構(gòu)，并且使用碳基材料即碳納米管形成發(fā)射器。然而，在形成在絕緣層中的孔中難以精確地形成發(fā)射器，該絕緣層提供在柵極下面。這是在使用膏劑(paste)的印刷工藝形成發(fā)射器的工藝中存在困難的結(jié)果。尤其是，難于在用于形成發(fā)射器的微孔中提供膏劑。
此外，對于具有傳統(tǒng)三極管結(jié)構(gòu)的FED，在從發(fā)射器發(fā)射的電子形成電子束并且在該狀態(tài)向它們預(yù)定的熒光體運行時，當(dāng)經(jīng)過其上施加正電壓的柵極區(qū)時，存在由柵極提供給電子束過大的發(fā)散力的情況。在這種情況下，作為電子束的不希望的分散的結(jié)果，從發(fā)射器發(fā)射的電子束使與預(yù)定的熒光體相鄰的熒光體發(fā)光。因此，顏色純度和整個圖像質(zhì)量退化。
為了解決這個問題，已經(jīng)公開了一種結(jié)構(gòu)，其中，篩形的金屬柵格設(shè)置在陰極和陽極之間，以努力實現(xiàn)由發(fā)射器發(fā)射的電子的良好聚焦控制。日本公開專利No.2000-268704公開了這種FED。
在具有金屬柵格的FED中，除了上述優(yōu)點之外，還防止了由施加給陽極的高壓產(chǎn)生的電弧，該電弧會毀壞包含發(fā)射器的陰極結(jié)構(gòu)。然而，當(dāng)電子束從發(fā)射器發(fā)射時，電子束不能通過形成在金屬柵格中的孔，而是撞擊金屬柵格，從而降低了電子束的使用效率。因此，由于到達(dá)熒光體的電子束的最后數(shù)量低于所要求的數(shù)量，因此降低了圖像的亮度。
在其中柵極設(shè)置在襯底上的陰極下面且發(fā)射器形成在陰極上的FED中(例如，由受讓人公開的美國專利No.6,420,726)，上述問題變得更糟。這是由于大部分電子束的發(fā)射出現(xiàn)在發(fā)射器的邊緣。如果電子束不能未被削弱的通過金屬柵格，那么照射熒光體的電子束的數(shù)量顯著減少。
在所有包含F(xiàn)ED的顯示器件中，發(fā)光源(在FEDs情況下的冷陰極電子發(fā)射)必須均勻照射像素以便提供好的圖像質(zhì)量。然而，其中發(fā)射器設(shè)置在陰極邊緣部分的發(fā)射器的上述結(jié)構(gòu)對于均勻向每個像素發(fā)射電子來說是不利的。
這是發(fā)射器和陰極之間的小接觸面積的結(jié)果，這導(dǎo)致接觸電阻增加，干擾電子發(fā)射。此外，當(dāng)發(fā)射器形成在陰極上時，發(fā)射器的配置不均勻，使得電子發(fā)射出現(xiàn)在部分區(qū)域中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面是提供一種場致發(fā)射顯示器，該顯示器增加電子發(fā)射水平，并且確保像素之間均勻的電子發(fā)射。
本發(fā)明的另外的方面和優(yōu)點將在后面的描述中部分地提出，并且從該描述將是顯而易見的，或者通過本發(fā)明的實施可以認(rèn)識到。
根據(jù)上面的方面，本發(fā)明的實施例提供了一種場致發(fā)射顯示器，其包含第一襯底；在第一襯底上以預(yù)定圖形形成的多個柵極；形成在第一襯底上覆蓋柵極的絕緣層；以預(yù)定圖形形成在絕緣層上的多個陰極；電接觸陰極設(shè)置的發(fā)射器；與第一襯底相對設(shè)置的第二襯底，其間具有預(yù)定的間隙，第一襯底和第二襯底形成真空容器；形成在與第一襯底相對的第二襯底表面上的陽極；以及以預(yù)定圖形形成在陽極上的熒光層。除去部分陰極以形成發(fā)射器容納部分，并且在發(fā)射器容納部分之間形成柵欄，發(fā)射器之一設(shè)置在每個發(fā)射器容納部分中，電接觸陰極。
沿著陰極的長度以預(yù)定間隔形成發(fā)射器容納部分。優(yōu)選地是，沿著陰極的一個邊緣形成發(fā)射器容納部分。而且，優(yōu)選地是，發(fā)射器容納部分是沿著陰極的一個邊緣形成的溝槽，并且形成發(fā)射器容納部分的溝槽是矩形。
在與陰極形成密閉空間的發(fā)射器容納部分中設(shè)置發(fā)射器。發(fā)射器的端部接觸發(fā)射器容納部分內(nèi)的陰極的側(cè)壁。而且，發(fā)射器基本是具有長邊和短邊的矩形，并且發(fā)射器的寬度可以沿著短邊方向變化。在另一個方面中，將發(fā)射器的端部插入發(fā)射器容納部分內(nèi)形成在陰極側(cè)壁內(nèi)的溝槽中。
發(fā)射器可以安裝在發(fā)射器容納部分內(nèi)，并且在陰極上延伸預(yù)定的距離。發(fā)射器的最接近柵欄的邊緣可以完全安裝在發(fā)射器容納部分內(nèi)，不到達(dá)陰極的對應(yīng)邊緣，或者它們可以凹陷地形成。
此外，在每個發(fā)射器容納部分中以預(yù)定的間隔形成多個接觸電極，接觸電極從陰極延伸，而發(fā)射器設(shè)置在發(fā)射器容納部分中，接觸接觸電極。接觸電極可以由與陰極一樣的材料制成，或者由與陰極所用不同的導(dǎo)電材料制成。而且，此時，最接近柵欄的發(fā)射器的邊緣可以凹陷地成形，可以完全設(shè)置在發(fā)射器容納部分內(nèi)，而不到達(dá)陰極的對應(yīng)邊緣，可以延伸到發(fā)射器容納部分的外部并且越過陰極的對應(yīng)邊緣，或者與發(fā)射器容納部分的開口，即與陰極的對應(yīng)邊緣對準(zhǔn)。
場致發(fā)射顯示器還包含多個與柵極電連接的的反電極，其與發(fā)射器相距預(yù)定的距離設(shè)置在絕緣層上，并起到向發(fā)射器形成電場的作用。反電極通過形成在絕緣層中的連接孔與柵極連接。
發(fā)射器由碳基材料，即碳納米管、C60(富勒烯)、金剛石、DLC(金剛石狀碳)、石墨或者這些材料的組合制成。
而且，柵格安裝在陰極和陽極之間，而金屬薄膜形成在熒光層上。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的場致發(fā)射顯示器的局部透視圖；圖2是圖1的場致發(fā)射顯示器的截面圖；圖3a和3b是示出從圖1的場致發(fā)射顯示器的發(fā)射器發(fā)射的電子束軌跡的計算機(jī)模擬圖；圖4a和4b是示出從傳統(tǒng)場致發(fā)射顯示器的發(fā)射器發(fā)射的電子束軌跡的計算機(jī)模擬圖；圖5、6和7是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的場致發(fā)射顯示器的改進(jìn)示例的局部平面圖；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的場致發(fā)射顯示器的主要部件的局部平面圖；圖9是用來描述根據(jù)本發(fā)明第二實施例的場致發(fā)射顯示器的改進(jìn)示例的局部平面圖；圖10是示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的場致發(fā)射顯示器的主要部分的局部平面圖；圖11是用來描述根據(jù)本發(fā)明第三實施例的場致發(fā)射顯示器的改進(jìn)示例的局部平面圖；圖12是用來描述根據(jù)本發(fā)明另一實施例的場致發(fā)射顯示器的局部平面圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的各實施例。
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的場致發(fā)射顯示器的局部透視圖；而圖2是從圖1的方向A看到的場致發(fā)射顯示器的截面圖。
如圖所示，場致發(fā)射顯示器(FED)包含預(yù)定尺寸的第一襯底2(下文稱為后襯底)和預(yù)定尺寸的第二襯底4(下文稱為前襯底)。前襯底4基本上平行于后襯底2設(shè)置，其間具有預(yù)定間隙，并且前襯底4和后襯底2在該狀態(tài)下連接，以便限定FED的外形。
在后襯底2上設(shè)置能夠產(chǎn)生電場的構(gòu)件，而在前襯底4上設(shè)置能夠通過發(fā)射的電子實現(xiàn)預(yù)定圖像的結(jié)構(gòu)，其中電子是由于所產(chǎn)生的電場所發(fā)射的，下面將更詳細(xì)地描述。
多個透明柵極6以預(yù)定的圖形(例如帶狀圖形)、按預(yù)定間隔沿著圖1的X軸方向形成在后襯底2上。此外，絕緣層8形成在后襯底2的整個表面上，覆蓋柵極6。絕緣層8可以由玻璃材料、SiO2、聚酰胺、氮化物、這些成份的化合物或者其中層疊了這些成份的結(jié)構(gòu)制成。在本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例中，用于絕緣層8的材料是透明的。
多個不透明的陰極10以預(yù)定的圖形(例如帶狀圖形)、按預(yù)定間隔沿著圖1的Y軸方向形成在絕緣層8上。于是，陰極10垂直于柵極6。
此外，通過在后襯底2的像素區(qū)中產(chǎn)生的電場而發(fā)射電子的發(fā)射器12形成在像素區(qū)中的陰極10內(nèi)。發(fā)射器12在陰極10的長度方向上形成。即沿著每個陰極10的兩個長邊之一并以如下方式形成發(fā)射器12，且其間具有預(yù)定的間隙，即，使得發(fā)射器12對應(yīng)于像素的位置定位。
在傳統(tǒng)FED中，發(fā)射器與陰極電連接。在本發(fā)明的第一實施例中，發(fā)射器12設(shè)置在形成陰極10中形成的發(fā)射器容納部分10a中，以便與其接觸(即，與陰極10電連接)。發(fā)射器容納部分10a通過切掉陰極10的一部分而形成。在本發(fā)明的第一實施例中，發(fā)射器容納部分10a形成為矩形槽。隨著沿著每個陰極10長邊之一以預(yù)定的間隔(即，在對應(yīng)于像素位置的位置)形成發(fā)射器容納部分10a，由發(fā)射器容納部分10a之間的陰極10形成柵欄(fence)10b。
現(xiàn)在將更詳細(xì)地描述陰極10和發(fā)射器12之間的連接結(jié)構(gòu)，發(fā)射器設(shè)置在陰極10的發(fā)射器容納部分10a。發(fā)射器12是對應(yīng)于發(fā)射器容納部分10a的形狀的矩形。當(dāng)安裝在發(fā)射器容納部分10a中時，發(fā)射器12的上表面與前襯底4相對。發(fā)射器12的短邊與陰極10，即限定發(fā)射器容納部分10a的陰極10的側(cè)壁緊密接觸。此外，為了在每個發(fā)射器12和陰極10之間設(shè)置間隙10c，發(fā)射器12不完全插入到發(fā)射器容納部分10a中。即，發(fā)射器12設(shè)置在發(fā)射器容納部分10a中，使得與陰極10相鄰的發(fā)射器12的長邊不接觸陰極10，且其間存在間隙。
上面是如何配置發(fā)射器12的一個示例。應(yīng)理解各種其它的結(jié)構(gòu)也是可能的。
發(fā)射器12由碳基材料，例如碳納米管、C60(富勒烯)、金剛石、DLC(金剛石狀碳)、石墨或者這些材料的組合制成。對于制造發(fā)射器12，可以使用絲網(wǎng)印刷工藝、化學(xué)汽相淀積(CVD)法或者濺射法。在本發(fā)明的第一實施例中，發(fā)射器12由碳納米管制成。
也形成在絕緣層8上的是反電極14。反電極14使電子能夠從發(fā)射器12理想地發(fā)射，同時僅需要給柵極6施加最小的驅(qū)動電壓。在FED工作期間，將預(yù)定電壓施加給柵極6，以便在用于發(fā)射電子的發(fā)射器12之間產(chǎn)生電場。反電極14起到在它們自身和發(fā)射器12之間形成附加電場的作用。反電極14對應(yīng)于像素區(qū)設(shè)置在后襯底2上。
在本發(fā)明的第一實施例中，反電極14基本上成形為規(guī)則的正方形。然而，不限制使用其它形狀。
反電極14與柵極6電連接，以便與柵極6的工作聯(lián)系。電連接是通過形成在絕緣層8中的孔8a來實現(xiàn)，該絕緣層8在反電極14安裝之前露出柵極6。反電極14可以延伸到孔8a中，直到它們接觸柵極6，或者可以將其它導(dǎo)電材料填入孔8a中，以便互連反電極14和柵極6。此外，利用印刷工藝、光刻工藝等，孔8a對應(yīng)于反電極14的安裝位置而形成。
形成在前襯底4上的是由ITO(氧化銦錫)制成的陽極16、以預(yù)定間隔沿著X軸方向形成的R、G、B熒光層18。而且，用于提高對比度的黑基質(zhì)(matrix)20形成在前襯底4上、熒光層18之間，在熒光層18和黑基質(zhì)20上形成由鋁或其它類似材料制成的薄金屬膜層22。薄金屬膜層22有助于提高FED的耐壓特性和亮度特性。
如上所述，基本上平行地設(shè)置后襯底2和前襯底4，其間具有預(yù)定的間隙，并且處于陰極10垂直于熒光層18的狀態(tài)下。后襯底2和前襯底4使用圍繞后襯底2和前襯底4周邊施加的密封劑例如玻璃料(frit)密封。后襯底2和前襯底4之間抽氣，以便實現(xiàn)其間的真空態(tài)。而且，在像素區(qū)外部的區(qū)域，在后襯底2和前襯底4之間設(shè)置墊塊24。墊塊24保持后襯底2和前襯底4之間的預(yù)定間隙在這兩個部件的整個面積上均勻一致。在本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例中，墊塊24包含用于支撐前襯底4的上墊塊24a和用于后襯底2的下墊塊24b。
此外，將具有多個孔26a的柵格26安裝在上墊塊24a和下墊塊24b之間。柵格26防止在顯示器內(nèi)出現(xiàn)電弧的情況下毀壞陰極，并且起到聚焦由發(fā)射器12發(fā)射的電子形成的電子束的作用。在本發(fā)明的第一實施例中，柵格26的孔26a對應(yīng)于后襯底2的像素。然而，孔26a也可以以非均勻的方式設(shè)置而不對應(yīng)于像素的位置。
在如上構(gòu)成的FED中，通過將預(yù)定的電壓施加給陽極16、陰極10、柵極6和柵格26(從幾到幾十的正電壓施加給柵極6，從幾到幾十的負(fù)電壓施加給陰極10，從幾百到幾千的正電壓施加給陽極16，從幾十到幾百的正電壓施加給柵格26)，在柵極6和發(fā)射器12之間產(chǎn)生電場，使得從發(fā)射器12發(fā)射電子。發(fā)射的電子形成為電子束，并且引向熒光層18來撞擊熒光層。結(jié)果，照亮熒光層18而實現(xiàn)預(yù)定的圖像。
在FED工作期間，反電極14在柵極6和發(fā)射器12之間形成附加電場，使得電子可以從發(fā)射器的側(cè)面(圖中的右側(cè))發(fā)射。此外，發(fā)射器12和陰極10之間的間隙10c允許從發(fā)射器12的相對側(cè)(圖中的左側(cè))發(fā)射電子。
圖3a和3b是示出根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的從FED的發(fā)射器12發(fā)射的電子束(E/B)軌跡的計算機(jī)模擬圖，圖3a詳細(xì)示出隨著電子束(E/B)離開發(fā)射器12之一并射向柵格26的電子束(E/B)的軌跡，而圖3b詳細(xì)示出隨著電子束(E/B)通過柵格26并在前襯底4和后襯底2之間的間隙運行的電子束(E/B)的軌跡。
參考圖3a和3b，從發(fā)射器12發(fā)射的電子束(E/B)沒有像圖4a和4b所示的傳統(tǒng)FED那樣傾斜到一側(cè)，而代之以相當(dāng)均勻地分布在既定熒光層的相應(yīng)位置周圍。用于比較的傳統(tǒng)FED構(gòu)造有直接形成在陰極上的反射器，與本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例不同。
在本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的FED中形成的良好電子束軌跡是從發(fā)射器12的兩個長邊發(fā)射電子的結(jié)果。這種情況的出現(xiàn)是在發(fā)射器12和陰極10之間形成間隙10c，該間隙允許在發(fā)射器12和陰極10之間也產(chǎn)生用于發(fā)射電子的電場(除了發(fā)射器12的相對的長邊之外)的結(jié)果。
因此，電子更均勻并且比傳統(tǒng)FED更大量地從發(fā)射器12發(fā)射，導(dǎo)致著屏在熒光層18上的電子束的強(qiáng)度增加，增強(qiáng)了顯示圖像的亮度。此外，從發(fā)射器12的兩側(cè)發(fā)射電子導(dǎo)致發(fā)射器12的利用效率提高，使得發(fā)射器12的壽命和可靠性提高。
在發(fā)射器容納部分10a之間形成的柵欄10b作用為屏蔽，以防止為每個像素產(chǎn)生的電場進(jìn)入其它像素區(qū)。結(jié)果，由電子形成的電子束不受相鄰像素的電場的影響，從而更好地著屏在它們既定的熒光體上。
另一方面，在對比例的FED中，產(chǎn)生的電子束斜向一側(cè)，如圖4b所示(圖中的右側(cè))，使得許多電子束沒有通過柵格26的孔26a而受阻。這極大地減少了用于產(chǎn)生圖像的電子束的數(shù)量。
現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明第一實施例的FED的改進(jìn)示例。圖5示出第一改進(jìn)示例。在該FED中，使用本發(fā)明第一實施例的FED的基本結(jié)構(gòu)。但在陰極10的每個發(fā)射器容納部分10a中至少設(shè)置兩個發(fā)射器12。利用該結(jié)構(gòu)，電子從每個發(fā)射器12的每個長邊發(fā)射，由此進(jìn)一步增大電子束的利用效率。
在根據(jù)本發(fā)明第一實施例的FED的第二改進(jìn)示例中，發(fā)射器12如此安裝在發(fā)射器容納部分10a中，使得與陰極10的接觸電阻最小。參考圖6，發(fā)射器12的短邊的形狀與在本發(fā)明第一實施例中使用的結(jié)構(gòu)有所改變。具體地說，發(fā)射器12的大部分的寬度w2保持相同，但接觸陰極10的發(fā)射器12的短邊尺寸增加到新的寬度w1，w1比w2大。利用該結(jié)構(gòu)，發(fā)射器12和陰極10之間的接觸面積增大，而這些部件之間的接觸電阻減小，從而使接觸電阻對電子發(fā)射的負(fù)面影響最小。
在根據(jù)本發(fā)明第一實施例的FED的另一個改進(jìn)示例中，參考圖7，發(fā)射器12如在本發(fā)明第一實施例中那樣設(shè)置在發(fā)射器容納部分10a中，此外，發(fā)射器12的端部插入到陰極10中形成的溝槽10d內(nèi)。
現(xiàn)在將描述本發(fā)明的第二實施例。圖8示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的FED的主要部分的局部平面圖。
如圖所示，發(fā)射器40設(shè)置在形成于陰極42中的發(fā)射器容納部分42a內(nèi)，即，發(fā)射器40設(shè)置在發(fā)射器容納部分42a之內(nèi)，并且在陰極42上延伸預(yù)定的距離。利用該結(jié)構(gòu)，發(fā)射器40自身作為電阻層，使得在發(fā)射器40的邊緣的整個區(qū)域?qū)е戮鶆虬l(fā)射電子。
更詳細(xì)地說，在發(fā)射器如傳統(tǒng)器件那樣直接形成在陰極的邊緣上(不形成發(fā)射器容納部分)的情況下，從發(fā)射器發(fā)射的電子取決于發(fā)射器的面積而變化，這種發(fā)射電子的變化在發(fā)射器的邊緣尤其嚴(yán)重。根據(jù)本發(fā)明第二實施例的發(fā)射器40作用為具有電阻率的電阻層，使得在發(fā)射器40的邊緣的所有區(qū)域，柵極44和陰極42之間的電壓差相等。因此在發(fā)射器的所有邊緣部分上均勻出現(xiàn)電子發(fā)射。
此時，有可能使發(fā)射器40的最接近反電極46的邊緣與陰極42的相應(yīng)邊緣對準(zhǔn)。然而，優(yōu)選地是，如圖8所示，發(fā)射器40更向內(nèi)安裝在發(fā)射器容納部分42a中，使得發(fā)射器40和陰極42的邊緣不對準(zhǔn)，這使得產(chǎn)生的電子束聚焦更好。
參考圖9，為了使電子束向發(fā)射器40的中心匯聚，以實現(xiàn)電子束的更好聚焦，發(fā)射器40可以形成有邊緣，該邊緣與反電極46最接近，并形成為凹形。
圖10是示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的FED主要部分的局部平面圖。根據(jù)該實施例的FED具有與前面描述的實施例的FED相同的基本結(jié)構(gòu)。然而，第三實施例與第一和第二實施例關(guān)于用于在發(fā)射器容納部分52a內(nèi)設(shè)置發(fā)射器50的結(jié)構(gòu)不同，使得發(fā)射器50和陰極52之間的接觸電阻減小。
更詳細(xì)地說，發(fā)射器50設(shè)置在陰極52的發(fā)射器容納部分52a中，接觸多個接觸電極54，接觸電極54從陰極52延伸到每個發(fā)射器容納部分52a中而形成。接觸電極54是四邊形并且由與陰極52一樣的材料制成，使得接觸電極54可以與陰極52同時形成。接觸電極54還可以由與陰極52不同的導(dǎo)電材料制成，并且可以制成除了四邊形之外的其它形狀。
此外，如圖10所示，發(fā)射器50可以形成為使得其最接近陰極52中形成發(fā)射器容納部分52a開口的邊緣的邊緣未達(dá)到陰極52的該邊緣。另外，發(fā)射器50中最接近陰極52的形成發(fā)射器容納部分52a開口的邊緣的邊緣可以延伸超過陰極52的該邊緣，如圖11所示。盡管未示出，發(fā)射器50的這些邊緣可以與陰極52的相應(yīng)邊緣對準(zhǔn)。發(fā)射器50的這些外邊緣還可以凹陷地形成。
利用上述基本結(jié)構(gòu)，發(fā)射器50接觸設(shè)置在發(fā)射器容納部分52a內(nèi)的多個接觸電極54，使得增加了與陰極52的接觸面積。這樣減小了發(fā)射器50和陰極52之間的接觸電阻，增強(qiáng)了電子發(fā)射(即，允許從發(fā)射器50發(fā)射更多的電子)。此外，接觸電阻可以像本發(fā)明第二優(yōu)選實施例中那樣針對每個發(fā)射器而變化，以便實現(xiàn)均勻的電子發(fā)射。
圖12是用來描述根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的FED的局部平面圖。預(yù)定尺寸的孔12d形成在與安裝每個發(fā)射器12的位置相鄰，即與發(fā)射器容納部分12a相鄰的陰極10中。在FED工作期間，電場圍繞每個發(fā)射器12形成，即，電場自孔12d并自發(fā)射器容納部分12a形成，使得發(fā)射器12被電場圍繞。這樣改善了發(fā)射器12的電子發(fā)射。
通過本發(fā)明的FED精細(xì)的電子發(fā)射特性，提高了亮度和整個圖像質(zhì)量，增強(qiáng)了發(fā)射器的壽命和可靠性。
盡管上文已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的實施例，但應(yīng)清楚地理解，這里所教導(dǎo)的基本發(fā)明概念的許多變化和/或修改對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯然的，上述許多變化和/或修改將落在如附加的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精髓和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種場致發(fā)射顯示器，包括第一襯底；在第一襯底上以預(yù)定圖形形成的多個柵極；形成在第一襯底上覆蓋柵極的絕緣層；以預(yù)定圖形形成在絕緣層上的多個陰極；電接觸陰極而設(shè)置的發(fā)射器；與第一襯底相對設(shè)置的第二襯底，其間具有預(yù)定的間隙，第一襯底和第二襯底形成真空容器；形成在與第一襯底相對的第二襯底表面上的陽極；以及以預(yù)定圖形形成在陽極上的熒光層，其中，陰極的一部分被除去以形成發(fā)射器容納部分，在發(fā)射器容納部分之間形成柵欄，發(fā)射器之一設(shè)置在每個發(fā)射器容納部分中，電接觸陰極。
2.如權(quán)利要求1所述的場致發(fā)射顯示器，其特征在于，發(fā)射器容納部分沿著陰極的長度以預(yù)定間隔形成。
3.如權(quán)利要求2所述的場致發(fā)射顯示器，其特征在于，發(fā)射器容納部分沿著陰極的一個邊緣形成。
4.如權(quán)利要求1所述的場致發(fā)射顯示器，其特征在于，發(fā)射器容納部分是沿著陰極的一個邊緣形成的溝槽。
5.如權(quán)利要求4所述的場致發(fā)射顯示器，其特征在于，形成發(fā)射器容納部分的溝槽是矩形的。
6.如權(quán)利要求1所述的場致發(fā)射顯示器，其特征在于，發(fā)射器設(shè)置在與陰極形成密閉空間的發(fā)射器容納部分中。
7.如權(quán)利要求6所述的場致發(fā)射顯示器，其特征在于，發(fā)射器的端部接觸發(fā)射器容納部分內(nèi)的陰極的側(cè)壁。
8.如權(quán)利要求7所述的場致發(fā)射顯示器，其特征在于，發(fā)射器基本是具有長邊和短邊的矩形，且發(fā)射器的寬度可以沿著短邊方向變化。
9.如權(quán)利要求6所述的場致發(fā)射顯示器，其特征在于，發(fā)射器的端部插入發(fā)射器容納部分中形成在陰極側(cè)壁內(nèi)的溝槽中。
10.如權(quán)利要求6所述的場致發(fā)射顯示器，其特征在于，每個發(fā)射器分隔為兩個或更多個發(fā)射器。
11.如權(quán)利要求1所述的場致發(fā)射顯示器，其特征在于，發(fā)射器安裝在發(fā)射器容納部分內(nèi)，并延伸預(yù)定的距離到陰極上。
12.如權(quán)利要求11所述的場致發(fā)射顯示器，其特征在于，發(fā)射器的最接近柵欄的邊緣完全安裝在發(fā)射器容納部分內(nèi)，且不到達(dá)陰極的相應(yīng)邊緣。
13.如權(quán)利要求11所述的場致發(fā)射顯示器，其特征在于，發(fā)射器的最接近柵欄的邊緣凹陷地形成。
14.如權(quán)利要求1所述的場致發(fā)射顯示器，其特征在于，多個接觸電極在每個發(fā)射器容納部分中以預(yù)定的間隔形成，接觸電極從陰極延伸，而發(fā)射器設(shè)置在發(fā)射器容納部分中，接觸接觸電極。
15.如權(quán)利要求14所述的場致發(fā)射顯示器，其特征在于，接觸電極由與陰極相同的材料制成。
16.如權(quán)利要求14所述的場致發(fā)射顯示器，其特征在于，接觸電極由與陰極所用的材料不同的導(dǎo)電材料制成。
17.如權(quán)利要求14所述的場致發(fā)射顯示器，其特征在于，接觸電極是四邊形。
18.如權(quán)利要求14所述的場致發(fā)射顯示器，其特征在于，發(fā)射器的最接近柵欄的邊緣凹陷地形成。
19.如權(quán)利要求14所述的場致發(fā)射顯示器，其特征在于，發(fā)射器的最接近柵欄的邊緣完全設(shè)置在發(fā)射器容納部分內(nèi)，且不到達(dá)陰極的相應(yīng)邊緣。
20.如權(quán)利要求14所述的場致發(fā)射顯示器，其特征在于，發(fā)射器的最接近柵欄的邊緣延伸到發(fā)射器容納部分之外，并越過陰極的相應(yīng)邊緣。
21.如權(quán)利要求14所述的場致發(fā)射顯示器，其特征在于，發(fā)射器的最接近柵欄的邊緣與發(fā)射器容納部分的開口，即與陰極的相應(yīng)邊緣對準(zhǔn)。
22.如權(quán)利要求1所述的場致發(fā)射顯示器，還包括多個反電極，該反電極與柵極電連接，以距發(fā)射器預(yù)定距離設(shè)置在絕緣層上，并作用為向發(fā)射器形成電場。
23.如權(quán)利要求22所述的場致發(fā)射顯示器，其特征在于，反電極通過形成在絕緣層中的連接孔與柵極連接。
24.如權(quán)利要求1所述的場致發(fā)射顯示器，其特征在于，發(fā)射器由碳基材料制成。
25.如權(quán)利要求24所述的場致發(fā)射顯示器，其特征在于，發(fā)射器由碳納米管、C60(富勒烯)、金剛石、DLC(金剛石狀碳)、石墨或者這些材料的組合制成。
26.如權(quán)利要求1所述的場致發(fā)射顯示器，其特征在于，柵格安裝在陰極和陽極之間。
27.如權(quán)利要求1所述的場致發(fā)射顯示器，還包括形成在熒光層上的金屬薄膜層。
28.如權(quán)利要求1所述的場致發(fā)射顯示器，其特征在于，在與每個發(fā)射器相鄰區(qū)域處、在陰極中形成孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種場致發(fā)射顯示器，其包括第一襯底；在第一襯底上以預(yù)定圖形形成的柵極；形成在第一襯底上覆蓋柵極的絕緣層；以預(yù)定圖形形成在絕緣層上的陰極；電接觸陰極設(shè)置的發(fā)射器，與第一襯底相對設(shè)置的第二襯底，其間具有預(yù)定的間隙，第一襯底和第二襯底形成真空容器；形成在與第一襯底相對的第二襯底表面上的陽極；以及以預(yù)定圖形形成在陽極上的熒光層。陰極的一部分被去除，以形成發(fā)射器容納部分，而柵欄形成在發(fā)射器容納部分之間，發(fā)射器之一設(shè)置在每個發(fā)射器容納部分中，電接觸陰極。
文檔編號H01J1/62GK1510711SQ0310314
公開日2004年7月7日 申請日期2003年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月20日
發(fā)明者李天 , 李天珪, 李相祚, 李炳坤, 安商爀, 吳泰植, 金鐘玟 申請人:三星Sdi株式會社