專利名稱：電子發(fā)射裝置和防止靜電電荷積聚的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子發(fā)射裝置，且更具體地涉及一種電子發(fā)射裝置，其具有用于防止靜電電荷在絕緣層上積聚的電極結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
一般地，電子發(fā)射裝置分為其中使用熱陰極作為電子發(fā)射源的第一類型，和其中使用冷陰極作為電子發(fā)射源的第二類型。冷陰極電子發(fā)射裝置又包括場發(fā)射器陣列(FEA)裝置、表面?zhèn)鲗Оl(fā)射器(SCE)裝置、金屬-絕緣體-金屬(MIM)裝置、金屬-絕緣體-半導體(MIS)裝置和彈道電子表面發(fā)射器(BSE)裝置。
依據(jù)它們特定的類型電子發(fā)射裝置可以具有不同的結(jié)構(gòu)。但是，大多數(shù)類型包括兩個基板，其通過某些形式的隔離物分開，且在該兩個基板之間的空間中形成真空室。在基板之一形成具有驅(qū)動電極的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)來發(fā)射電子。在另一基板上形成磷光層和電子加速電極來發(fā)射光和顯示期望的圖像。通常用兩個彼此垂直設(shè)置的電極形成驅(qū)動電極。
通過由眾所周知的矩陣尋址(matrix address)技術(shù)運行驅(qū)動電極來控制電子發(fā)射的速率。在第一和第二電極之間形成絕緣層來從彼此電絕緣兩者。具有電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的基板以及具有磷光層的基板通常彼此平行，兩基板之間有一距離。諸如玻璃料的密封材料用于將基板彼此密封來形成真空室。如此形成的真空室分為顯示區(qū)和非顯示區(qū)。
在具有以上傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的電子發(fā)射裝置中，在顯示區(qū)的絕緣層通常用一個或兩個電極覆蓋。另一方面，被玻璃料涂布的密封線周圍的非顯示區(qū)中的絕緣層沒有被電極覆蓋，而是暴露于室內(nèi)的真空。作為該結(jié)構(gòu)的結(jié)果，在傳統(tǒng)電子發(fā)射裝置的絕緣層上在非顯示區(qū)中積聚靜電荷且導致裝置故障，諸如不正常運行、電弧和跳火。
為了防止這些問題，U.S.Patent No.5929560公開了一種場發(fā)射顯示裝置，其中在非顯示區(qū)中在絕緣層上形成離子屏蔽層來防止絕緣層上積聚靜電荷。離子屏蔽層是一電極層，防止靜電荷在非顯示區(qū)中在絕緣層上積聚，其中將獨立來自設(shè)置于顯示區(qū)的電極的電壓提供該電極層。
在傳統(tǒng)技術(shù)中，包括以上說明的離子屏蔽技術(shù)，因為離子屏蔽層從一IC接受其驅(qū)動電壓，該IC不同于用于驅(qū)動發(fā)射電極的IC，增加了結(jié)構(gòu)元件的數(shù)量且因此增加了制造的成本。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一示范性實施例中，提供有一種電子發(fā)射裝置，其防止靜電荷在絕緣層上積聚，而不引入獨立的驅(qū)動IC。
在本發(fā)明的實施例中，電子發(fā)射裝置包括第一電極，形成于基板上，具有預定的圖案；和絕緣層，形成于基板上且覆蓋第一電極。第二電極形成于絕緣層上，具有預定的圖案。至少兩個導電層形成于絕緣層的周邊，平行于第一電極，且部分覆蓋絕緣層。導電層電連接于第一電極。
導電層與第一電極一對一相應。各自的導電層電連接于相應的第一電極。
第一電極具有暴露于絕緣層外部的端部分，且導電層接觸絕緣層的側(cè)面和第一電極的頂表面。
電子發(fā)射裝置還包括電子發(fā)射區(qū)，電連接于第一和第二電極之一。
第二電極和絕緣層具有部分暴露第一電極的開口部分，且在第一電極上開口部分內(nèi)形成電子發(fā)射區(qū)。電子發(fā)射區(qū)接觸第二電極。
在本發(fā)明的另一示范性實施例中，電子發(fā)射裝置包括第一和第二基板，彼此面對；和第一電極，形成于第一基板上，具有預定圖案。絕緣層形成于第一基板上且覆蓋第一電極。第二電極形成于絕緣層上，具有預定圖案。至少兩個導電層形成于絕緣層的周邊上，平行于第一電極且部分覆蓋絕緣層。導電層電連接于第一電極。至少一第三電極形成于第二基板上。磷光層形成于第三電極的表面上。


圖1是簡化透視圖，顯示依據(jù)本發(fā)明構(gòu)建的電子發(fā)射裝置的一實施例的部分。
圖2是依據(jù)本發(fā)明構(gòu)建的電子發(fā)射裝置的一實施例的部分橫截面圖的簡化圖。
圖3是簡化透視圖，顯示依據(jù)本發(fā)明構(gòu)建的電子發(fā)射裝置的第二實施例的部分。
具體實施例方式
如圖1所見，在一實施例中，電子發(fā)射裝置100包括彼此平行的第一基板2和第二基板4。通過密封構(gòu)件20將基板2、4彼此貼附組裝基板2、4，在基板2、4之間留下距離?；?、4之間的內(nèi)空間被抽空來成為部分真空狀態(tài)，因此產(chǎn)生基板之間的真空室。
作為第一電極組，在第一基板2上以條的圖案形成一些陰極電極6。陰極電極6的條彼此分開且，例如沿圖1的y軸形成。絕緣層8形成于第一基板2的表面上，覆蓋陰極電極6。作為第二電極組，在絕緣層8上以另一條的圖案形成一些柵極電極10。柵極電極10的條彼此分開且沿垂直于陰極電極6條的方向的方向延伸。例如，如果陰極電極6沿圖1的y軸延伸，則柵極電極10沿同一圖中的x軸延伸。陰極電極6和柵極電極10交叉的區(qū)域被稱為像素區(qū)?；?上像素區(qū)所處的、且由此電子發(fā)射區(qū)所基本實現(xiàn)的區(qū)域被稱為顯示區(qū)。非顯示區(qū)可能不對應于顯示區(qū)。在某些實施例中，非顯示區(qū)可以對應于接近真空室的邊緣和周邊的區(qū)域，兩個基板在這些區(qū)域貼附在一起。
導電層22覆蓋部分絕緣層8且電連接于真空室外部的陰極電極6。在一實施例中，一些導電層22可以形成于非顯示區(qū)中的部分絕緣層8上。例如，可以以條的形式在絕緣層8上形成導電層22，沿垂直于柵極電極10的方向延伸。在某些實施例中，導電層22的條接近真空室的內(nèi)邊界停止且不到達柵極電極10。在該實施例中，導電層22可以平行于陰極電極6，沿陰極電極6且在陰極電極6之上延伸，其中陰極電極在絕緣層8之下延伸而導電層22在絕緣層8之上延伸?？梢栽趯щ妼?2和陰極電極6之間有一對一的對應。
最關(guān)心靜電荷積聚的區(qū)域是非顯示區(qū)。某些非顯示區(qū)可以位于接近真空室的周邊，那里可能暴露絕緣層8且可能積聚電荷而沒有機會通過金屬或其它導電材料放電。結(jié)果，在某些實施例中，導電層22可以不沿陰極電極6的整體長度延伸。圖1中所示的導電層22僅部分地延伸入真空室且一般保持接近室的內(nèi)周。
紅、綠和藍磷光層14設(shè)置于第二基板4的表面上，第二基板4面對第一基板2，兩基板之間有一距離。黑色層16位于磷光層14之間來提高屏幕對比度。作為第三組電極，通過沉積導電層，例如基于鋁的金屬層，在磷光層14和黑色層16上形成陽極電極18。陽極電極18連接到加速電子束所需的高電壓且通過產(chǎn)生金屬背效應提高由磷光層14產(chǎn)生的屏幕亮度。
圖2是圖1的電子發(fā)射裝置100在這些圖的yz平面沿陰極電極6并橫跨柵極電極10所切的橫截面圖。如圖2所見，在每個像素區(qū)中，形成一個或多個孔或井，稱為柵極井8a、10a。柵極井始于柵極電極10且終于絕緣層8，因此相應于柵極電極10中的井的部分稱為10a，或相應于絕緣層8中的部分稱為8a。柵極井8a、10a能夠部分暴露陰極電極6。
電子發(fā)射區(qū)12可以形成于柵極井8a、10a內(nèi)的陰極電極6上。在一實施例中，電子發(fā)射區(qū)12可以包括一種施加電場后能夠發(fā)射電子的材料。例如，電子發(fā)射區(qū)12可以用碳納米管、石墨、石墨納米纖維、金剛石、類金剛石碳、C60、硅納米線、這些材料的合成物等材料形成。電子發(fā)射層12的形成可以通過直接生長、絲網(wǎng)印刷、化學氣相沉積、濺射或相似工藝實現(xiàn)。同樣如圖2所見，導電層22的端部分被延伸至密封構(gòu)件20的外部，該導電層22擴展于絕緣層8的側(cè)面和陰極電極6的頂表面，在那里導電層22接觸陰極電極6。
當驅(qū)動電壓施加于陰極電極6和柵極電極10時，由于陰極電極6和柵極電極10之間的電壓差在電子發(fā)射區(qū)12周圍形成電場。在由此產(chǎn)生的電場的影響下從電子發(fā)射區(qū)12發(fā)射電子。陽極電極18可以連接到加速電子束所需的高的正電壓，該電子束產(chǎn)生于發(fā)射區(qū)12中。通過陽極產(chǎn)生的電子的加速和金屬背效應都提高了屏幕亮度。
在另一實施例中，陽極電極18可以用諸如氧化銦錫(ITO)的透明導電材料取代金屬材料形成。在該實施例中，首先陽極電極(未顯示)用透明導電材料形成于第二基板4上，然后磷光層14和黑色層16形成于陽極電極上。如果需要，在某些實施例中，金屬層可以形成于磷光層14和黑色層16上來增加屏幕亮度。陽極電極18可以形成于第二基板4的整個表面上。在其它實施例中，陽極電極18可以依據(jù)預定的圖案僅形成于部分第二基板4上。
在電子發(fā)射裝置100中的導電層22可以用于防止靜電荷積聚于非顯示區(qū)中的絕緣層8的部分上。導電層22覆蓋非顯示區(qū)密封構(gòu)件內(nèi)、接近真空室的內(nèi)邊界的絕緣層8的部分，以防止在電子發(fā)射裝置的驅(qū)動期間產(chǎn)生的靜電荷積聚于絕緣層8上。因為導電層22電連接于陰極電極6，所以導電層22被陰極電極6的驅(qū)動IC驅(qū)動和控制。因此，在電子發(fā)射裝置100的該實施例中，可以用基本電極驅(qū)動IC一起驅(qū)動陰極電極6和導電層22。
在一實施例中，導電層22可以通過在絕緣層8上沉積導電層且構(gòu)圖該導電層與柵極電極10一起形成。
圖3是本發(fā)明的電子發(fā)射裝置的另一實施例200的部分透視圖。
如圖3所見，一些柵極電極24排列于第一基板2上，在柵極電極24之間具有距離，以平行條沉積或形成柵極電極24。絕緣層8形成于柵極電極24之上第一基板2的整個表面上。絕緣層8覆蓋柵極電極24。一些陰極電極26彼此分開地形成于絕緣層8上。以垂直于柵極電極24條的平行條沉積或形成陰極電極26。電子發(fā)射區(qū)28形成于陰極電極26的一側(cè)或邊緣上。電子發(fā)射區(qū)28在形成于陰極電極26的一邊上的井、凹陷、缺口、凹痕、凹點或中空部分26a中形成。
在如圖3所示的電子發(fā)射裝置200的實施例中，導電層30形成或設(shè)置于非顯示區(qū)中的絕緣層8的部分之上。導電層30可以覆蓋非顯示區(qū)中的絕緣層8。導電層30幫助防止在絕緣層8上的靜電荷積聚。導電層30在一側(cè)延伸至密封構(gòu)件20的內(nèi)壁，穿過密封構(gòu)件20，且延伸至密封構(gòu)件20的另一側(cè)上的真空室的外部，在這里導電層30電連接于柵極電極24，其形成或設(shè)置于絕緣層8之下。因此，可以通過柵極電極24的驅(qū)動IC驅(qū)動導電層30。在某些實施例中，可以為柵極電極24使用獨立的驅(qū)動IC。
如上說明，導電層30和柵極電極24之間的連接防止靜電荷在絕緣層8上積聚。這又可以幫助防止與靜電荷的積聚有關(guān)的問題，諸如裝置不正常、電弧和跳火。
該電子發(fā)射裝置和防止靜電荷積聚的方法可以用于任何電子發(fā)射裝置，包括例如FEA裝置、SCE裝置、MIM裝置、MIS裝置、BSE裝置等。
雖然，前面描述了本發(fā)明的示范性實施例，但是應當理解這里所傳達的本發(fā)明的基本構(gòu)思的許多變化和修改將落在由權(quán)利要求所界定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電子發(fā)射裝置，包括第一電極，形成于基板上，具有第一圖案；絕緣層，形成于所述基板上，所述絕緣層覆蓋所述第一電極；第二電極，形成于所述絕緣層上，具有第二圖案；和至少兩個導電層，形成于所述絕緣層的周邊，平行于所述第一電極，所述導電層在周邊之內(nèi)部分地覆蓋所述絕緣層，且在周邊之外接觸相應的第一電極。
2.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射裝置，其中所述導電層與所述第一電極一對一相應。
3.如權(quán)利要求2所述的電子發(fā)射裝置，其中所述導電層電連接于相應的第一電極。
4.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射裝置，其中所述第一電極延伸超出所述絕緣層且在所述絕緣層的外邊緣接觸所述導電層。
5.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射裝置，還包括電子發(fā)射區(qū)，其電連接于所述第一電極或所述第二電極。
6.如權(quán)利要求5所述的電子發(fā)射裝置，其中所述第二電極和所述絕緣層具有部分暴露所述第一電極的井，且其中所述電子發(fā)射區(qū)形成在所述井內(nèi)的第一電極上。
7.如權(quán)利要求5所述的電子發(fā)射裝置，其中所述電子發(fā)射區(qū)接觸所述第二電極。
8.如權(quán)利要求5所述的電子發(fā)射裝置，其中所述電子發(fā)射區(qū)用從包括碳納米管、石墨、石墨納米纖維、金剛石、類金剛石碳、C60和硅納米線的組選擇的材料形成。
9.一種電子發(fā)射裝置，包括第一和第二基板，彼此面對；第一電極，形成于所述第一基板上，具有圖案；絕緣層，形成于所述第一基板上且覆蓋所述第一電極；第二電極，形成于所述絕緣層上，具有圖案；至少兩個導電層，形成于所述絕緣層的周邊內(nèi)，平行于所述第一電極，且部分覆蓋所述絕緣層。所述導電層在所述絕緣層的外邊緣電連接于所述第一電極；至少一第三電極，形成于所述第二基板上；和磷光層，形成于所述第三電極的表面上。
10.如權(quán)利要求9所述的電子發(fā)射裝置，其中所述導電層與所述第一電極一對一相應，且其中所述導電層電連接于相應的第一電極。
11.如權(quán)利要求9所述的電子發(fā)射裝置，其中所述第一電極延伸超出所述絕緣層且在所述絕緣層的外邊緣接觸所述導電層。
12.如權(quán)利要求9所述的電子發(fā)射裝置，還包括電子發(fā)射區(qū)，其電連接于所述第一電極和所述第二電極之一。
13.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射裝置，其中所述第一圖案包括平行條，且其中所述第二圖案包括垂直于所述第一圖案的條的平行條。
14.一種電子發(fā)射裝置，包括第一基板；第二基板，面對所述第一基板且在所述第一和第二基板之間形成一室，其中在所述室中產(chǎn)生部分真空；至少一個第一電極，形成于所述第一基板上；絕緣層，形成于所述第一基板上，所述絕緣層覆蓋所述第一電極；至少一個第二電極，形成于所述絕緣層上；和導電層，平行于所述第一電極形成，所述導電層部分覆蓋所述絕緣層，且所述導電層在所述室的外部、在所述室的周邊電連接于所述第一電極。
15.一種防止在電子發(fā)射裝置中靜電荷積聚的方法，所述電子發(fā)射裝置具有形成于第一基板上的第一和第二電極和形成在所述第一或第二電極上的電子發(fā)射區(qū)，所述第一和第二電極被其間的絕緣層分開，所述第一和第二電極的交點形成像素區(qū)域，所述電子發(fā)射區(qū)適于在所述第一和第二電極建立的電勢的影響下發(fā)射電子；所述電子發(fā)射裝置還具有相對于所述第一基板的第二基板，所述兩個基板形成封閉的室，所述室在內(nèi)部包含部分真空；所述方法包括在所述絕緣層上形成導電層，其平行于所述第一電極或者所述第二電極，其中所述導電層通過所述絕緣層與相應的平行電極分開；延伸所述導電層至所述室的外部；沿所述室外部的所述絕緣層的邊緣，將所述導電層電連接到相應的平行電極；通過導電層將形成于所述絕緣層的非像素區(qū)上的靜電荷釋放至所述室的外部。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括通過同一電路驅(qū)動所述導電層和所述相應的平行電極。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述導電層接近所述室的內(nèi)邊界形成。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中以條的圖案形成所述第一和第二電極，所述第一電極條垂直于所述第二電極條延伸。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其中以平行于所述第一電極的部分條形成所述導電層，所述部分條從所述室的周邊部分地向內(nèi)延伸。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其中以平行于所述第二電極的部分條形成所述導電層，所述部分條從所述室的周邊部分地向內(nèi)延伸。
全文摘要
本發(fā)明公開一種具有導電層的電子發(fā)射裝置，該導電層用于防止在該裝置的絕緣層上積聚靜電荷，該裝置不需獨立的驅(qū)動電路。該裝置包括陰極電極，該陰極電極形成于基板上且通過形成于陰極電極上的絕緣層與柵極電極分開。陰極和柵極電極的交點形成顯示區(qū)域，而在易受靜電荷積聚影響的絕緣層的非顯示區(qū)形成導電層，平行于陰極或柵極電極，一般通過絕緣層與這些電極分開。在裝置的真空室外，導電層電連接于它們對應的電極。由此形成和連接的導電層將裝置內(nèi)部絕緣層上的靜電荷釋放至外部電路。
文檔編號H01J1/30GK1722352SQ200510075958
公開日2006年1月18日 申請日期2005年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月31日
發(fā)明者黃成淵 申請人:三星Sdi株式會社