專利名稱：電子發(fā)射裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電子發(fā)射裝置，更具體地說，涉及一種電子發(fā)射裝置的電子發(fā)射區(qū)的結構。
背景技術：
采用冷陰極作為電子發(fā)射區(qū)的不同類型的電子發(fā)射裝置包括場發(fā)射器陣列(FEA)型、表面導電發(fā)射器(SCE)型、以及金屬/絕緣層/金屬(MIM)型。在FEA型的情況下，施加電場后發(fā)射電子的材料被用作電子發(fā)射區(qū)。發(fā)射的電子撞擊一熒光層從而產生光。FEA型的總體質量主要取決于電子發(fā)射區(qū)的特性。
在最初開發(fā)的FEA型中，鉬(Mo)用作電子發(fā)射區(qū)的材料，采用了一種末端尖銳并具有微米級范圍的尺寸的錐形結構。美國專利No.3789471公開了這種常規(guī)技術的例子，該專利披露了一種包括場發(fā)射陰極的顯示裝置。
然而，這種常規(guī)電子發(fā)射區(qū)結構的一個嚴重缺陷是，必須使用半導體工藝來產生錐形電子發(fā)射區(qū)。這使制造變得困難并降低了生產率。此外，隨著基板尺寸的擴大，整個裝置要想獲得均勻的質量比較困難，這使得常規(guī)電子發(fā)射區(qū)結構不適宜用在大尺寸設備中。
因此，涉及FEA型的制造和研究的人們正在開發(fā)采用厚層工藝，如絲網印刷，形成電子發(fā)射區(qū)的方法，并且還采用了即使在大約10-50V的低電壓驅動條件下也能很好地實現(xiàn)電子發(fā)射的碳基材料。這些碳基材料的例子包括石墨、金剛石、類金剛石碳以及碳納米管。此外，可用作電子發(fā)射區(qū)的納米尺寸的材料包括納米管、納米線和納米纖維。在這些材料中，納米管尤其是碳納米管，由于其極微小的端部(tip)(即，大約100的曲率半徑)以及由于碳納米管能夠在約1-10V/μm的低電場條件下發(fā)射電子，很有希望用作電子發(fā)射區(qū)。
在美國專利No.6062931和No.6097138中披露了利用碳納米管的常規(guī)冷陰極FEA的例子。
在FEA型采用包括陰極、陽極和柵極的所謂的三極管結構的情況下，可采用頂部柵極(top-gate)結構。在頂部柵極結構中，陰極首先形成在基板上，電子發(fā)射區(qū)形成在陰極上，然后柵極再安裝在電子發(fā)射區(qū)上。

發(fā)明內容
在本發(fā)明的一個示范性實施例中，提供了一種電子發(fā)射裝置，該裝置能使電場在電子發(fā)射區(qū)的整個表面上均勻地形成，從而使電子均勻地發(fā)射，使電子束擴散最小化，并使電子發(fā)射區(qū)不會過熱，從而提高了電子發(fā)射區(qū)的壽命。
在本發(fā)明的示范性實施例中，一種電子發(fā)射裝置包括第一基板和第二基板，其彼此相對設置且二者之間具有一個預定間隔；多個陰極，在與第二基板相對的第一基板的表面上形成；絕緣層，用來覆蓋陰極，并具有穿過該絕緣層、在預定位置處形成的多個孔；多個柵極，在絕緣層上形成，并具有穿過該柵極的多個孔，柵極的孔在對應于絕緣層的孔的區(qū)域形成，且柵極和絕緣層的孔露出陰極；多個電子發(fā)射區(qū)，在陰極暴露區(qū)域上的孔中形成；以及一個陽極，在與第一基板相對的第二基板的表面上形成。電子發(fā)射區(qū)中與鄰近陰極的表面相對的表面，以預定的曲率半徑彎曲。
陰極的長軸和柵極的長軸大體上是垂直的。
在一實施例中，與陰極鄰近的電子發(fā)射區(qū)的表面朝向第一基板凹陷而形成。在這一例子中，電子發(fā)射區(qū)大體對應孔中心的區(qū)域具有最小的厚度。
在另一實施例中，與陰極鄰近的電子發(fā)射區(qū)的表面遠離第一基板凸起而形成。在這一例子中，電子發(fā)射區(qū)位于接觸絕緣層的孔中，電子發(fā)射區(qū)大體對應孔中心的區(qū)域具有最大的厚度。
在又一實施例中，電子發(fā)射區(qū)中與鄰近陰極的表面相對的表面形成的形狀類似于當孔中沒有電子發(fā)射區(qū)，預定的驅動電壓施加到陰極、柵極和陽極上時形成的等電位線的整體形狀。


通過結合附圖參考以下的詳細說明，本發(fā)明將變得更好理解，而對本發(fā)明更完整的了解以及本發(fā)明隨帶的優(yōu)點也將變得更清楚，在附圖中同樣的參考標記指代相同或類似的部件，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一示范性實施例的電子發(fā)射裝置的局部分解透視圖。
圖2是沿圖1的I-I線截取的電子發(fā)射裝置局部截面圖，其中電子發(fā)射裝置表示成組合狀態(tài)。
圖3是圖2的電子發(fā)射裝置的特定區(qū)域的局部截面圖。
圖4是圖1的電子發(fā)射裝置的特定區(qū)域的局部截面圖，表示在孔中沒有形成電子發(fā)射區(qū)的情況下等電位線的分布。
圖5是圖1的電子發(fā)射裝置的局部截面圖，表示在圍繞電子發(fā)射區(qū)的區(qū)域中形成的等電位線的分布。
圖6是表示測得的電場強度的曲線圖，該電場強度作為圖1的電子發(fā)射裝置的電子發(fā)射區(qū)表面上的位置的函數(shù)，其中水平軸表示離電子發(fā)射區(qū)中心的距離。
圖7是根據(jù)本發(fā)明第二示范性實施例的FEA型電子發(fā)射裝置的特定區(qū)域的局部截面圖，表示在孔中沒有形成電子發(fā)射區(qū)的情況下等電位線的分布。
圖8是根據(jù)本發(fā)明第二示范性實施例的FEA型電子發(fā)射裝置的局部截面圖。
圖9是圖8的FEA型電子發(fā)射裝置的特定區(qū)域的局部截面圖。
圖10是圖8的FEA型電子發(fā)射裝置的特定區(qū)域的局部截面圖，表示在圍繞一電子發(fā)射區(qū)的區(qū)域中形成的等電位線分布。
圖11是表示測得的電場強度的曲線圖，該電場強度作為圖8的FEA型電子發(fā)射裝置的電子發(fā)射區(qū)表面上的位置的函數(shù)，其中水平軸表示離電子發(fā)射區(qū)中心的距離。
圖12是根據(jù)本發(fā)明第三示范性實施例的FEA型電子發(fā)射裝置特定區(qū)域的局部截面圖。
圖13是根據(jù)本發(fā)明第四示范性實施例的FEA型電子發(fā)射裝置特定區(qū)域的局部截面圖。
圖14是利用頂部柵極結構的常規(guī)FEA型電子發(fā)射裝置的局部截面圖。
圖15是圖14的電子發(fā)射裝置的后基板的局部平面圖。
圖16是圖14的FEA型電子發(fā)射裝置的特定區(qū)域的局部截面圖，表示在圍繞電子發(fā)射區(qū)的區(qū)域中形成的等電位線的分布。
圖17是表示測得的電場強度的曲線圖，該電場強度作為電子發(fā)射區(qū)表面上的位置的函數(shù)，其中水平軸表示離電子發(fā)射區(qū)中心的距離。
具體實施例方式
以下將參考附圖詳細描述本發(fā)明的示范性實施例。
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一示范性實施例的電子發(fā)射裝置的局部分解透視圖。圖2是沿圖1的I-I線截取的局部截面圖，其中電子發(fā)射裝置以組合狀態(tài)表示。圖3是圖2電子發(fā)射裝置的特定區(qū)域的局部截面圖。
作為不同類型冷陰極電子發(fā)射裝置的一個例子，F(xiàn)EA型電子發(fā)射裝置包括第一基板2和第二基板4。第一基板2和第二基板4設置成彼此相對且二者之間具有一預定間隔。在第一基板2上設置了一種利用電場使電子發(fā)射的結構，在第二基板4上設置了一種通過與發(fā)射電子交互作用實現(xiàn)發(fā)光的結構。
更具體地，陰極6在與第二基板4相對的第一基板2的表面上形成，并且在一個方向上(例如，圖中的Y方向)以條狀圖案的方式形成。進一步地，絕緣層8在第一基板2的整個表面上形成，并覆蓋陰極6。柵極10在基本垂直于陰極6的方向上(例如，圖中的X方向)按條狀圖案的方式在絕緣層8上形成。即，陰極6的長軸基本設置在Y方向上，柵極的長軸基本設置在X方向上。
像素區(qū)域通過陰極6和柵極10的交叉界定。穿過柵極10和絕緣層8的至少一個孔12在對應于每個像素區(qū)域的區(qū)域中形成?？?2在其形成的區(qū)域露出陰極6。進一步地，電子發(fā)射區(qū)14在相應陰極6的暴露區(qū)域上的每個孔12中形成。
在一個實施例中，電子發(fā)射區(qū)14由碳基材料制成。碳基材料的例子包括碳納米管、石墨、金剛石、類金剛石碳以及C60(球形碳分子)。碳基材料可以是這些材料中的一種或其組合。此外，在本實施例中，電子發(fā)射區(qū)14可由納米尺寸的材料制成，包括納米管、納米纖維和納米線，如碳納米管和石墨納米纖維。納米尺寸材料也可以是這些材料中的一種或其組合。
陽極16在與第一基板2相對的第二基板4的表面上形成，熒光層18在陽極16上形成。陽極16由透明材料，如ITO(銦錫氧化物)制成，從而使可見光穿過其中進行傳播，該可見光由激發(fā)熒光層18產生?？尚纬梢唤饘賹?未示出)以覆蓋熒光層18，并提供金屬背部效應(metal back effect)，用來提高屏幕亮度。如果采用了這樣一種構造，金屬層就可代替陽極16來使用，第二基板4上就不需要形成陽極16。
如上所述構造出的第一基板2和第二基板4沿著第一基板2和第二基板4的相對邊緣用密封劑(未示出)密封。密封在第一基板2和第二基板4之間具有預定間隙的狀態(tài)下實施。將第一基板2和第二基板4之間的空氣抽出以在其間形成約為10-7托的真空狀態(tài)。在密封第一基板2和第二基板4之前，其間設置了隔離物20以保持預定間隔。
在如上所述構造出的FEA型電子發(fā)射裝置中，向陰極6、柵極10和陽極16施加預定的外部電壓，以驅動FEA型電子發(fā)射裝置。作為一個例子，幾到幾十伏的正電壓施加到陰極6，幾十伏的正電壓(通過向陰極電壓附加一臨界電壓來獲得)施加到柵極10，幾百到幾千伏的正電壓施加到陽極16。
結果，根據(jù)陰極6和柵極10之間的電壓差來向電子發(fā)射區(qū)14施加了一電場，以便從電子發(fā)射區(qū)14發(fā)射電子。發(fā)射的電子通過施加到陽極16的高正電壓被吸引到第二基板4，從而撞擊熒光層18。這激發(fā)了熒光層18從而使其發(fā)光。選擇性地執(zhí)行這種操作從而實現(xiàn)圖像顯示。
下面將說明在根據(jù)本發(fā)明第一示范性實施例的FEA型電子發(fā)射裝置中，電子發(fā)射區(qū)14的表面形狀。要表明的是，通過以特定方式形成電子發(fā)射區(qū)14，能夠向電子發(fā)射區(qū)14施加一均勻的電場。
通過觀察孔12內沒有設置電子發(fā)射區(qū)14，且預定驅動電壓施加到陰極6、柵極10和陽極16時等電位線的分布，可以確定形成電子發(fā)射區(qū)14應當采取的方式(即它們的表面形狀)。
首先來觀察這種情況，其中，依照陰極6和柵極10間的電壓差施加到電子發(fā)射區(qū)14的電場強度E-1要大于依照陰極6和陽極16間的電壓差施加到電子發(fā)射區(qū)14的電場強度E-2。
圖4是圖1的FEA型電子發(fā)射裝置一特定區(qū)域的局部截面圖，表示在孔中沒有形成電子發(fā)射區(qū)的情況下等電位線的分布。進一步地，圖4所示的等電位線分布是在向陰極6施加0V電壓、向柵極10施加60V電壓、向陽極16施加1kV電壓(見圖2)，且所得電場強度E-1和E-2分別為6V/μm和2V/μm時獲得的。
用來進行測量的FEA型電子發(fā)射裝置具有以下尺寸孔徑為30μm，陰極6與柵極10間的距離(即絕緣層厚度)為10μm，陰極6與陽極16間的距離為500μm。
參考圖4，孔12中的等電位線分布是這樣的，即孔12底部(靠近陰極6)的等電位線基本上是平的，但是在遠離陰極6、靠近柵極10的方向上，它們以凸起結構開始向外突出。等電位線的這種凸起結構隨著距陰極6的距離增加而變得更加明顯。
本發(fā)明第一示范性實施例中的電子發(fā)射區(qū)14是考慮了這種等電位線的分布而形成的。也就是說，參考圖3，每個電子發(fā)射區(qū)14所形成的厚度都是在相應的孔12的邊緣處為最小，而朝向孔12中心的厚度逐漸增大，從而使最大厚度基本上形成于孔12的中心。因此，電子發(fā)射區(qū)呈凸起狀。從上部觀察時(在如圖1和2所示朝向第一基板2的方向Z上)，電子發(fā)射區(qū)14的直徑小于或基本上等于孔12的直徑。
圖5是圖1的FEA型電子發(fā)射裝置的特定區(qū)域的局部截面圖，表示在圍繞電子發(fā)射區(qū)的區(qū)域中形成的等電位線的分布，圖6是表示測得的電場強度的曲線圖，該電場強度是圖1中電子發(fā)射裝置的電子發(fā)射區(qū)表面上位置的函數(shù)，其中水平軸表示距電子發(fā)射區(qū)中心的距離。
用來進行等電位線試驗的FEA型電子發(fā)射裝置采用以下條件孔徑為20μm，電子發(fā)射區(qū)14在孔12中心處的最大厚度為2μm，施加到陰極6、柵極10和陽極16的電壓等于孔12中未形成電子發(fā)射區(qū)時測試等電位線分布所用的電壓。
如上所述，電子發(fā)射區(qū)14的表面形狀為平滑形成的凸狀，當特定的驅動電壓施加到電極6、10和16時，施加到電子發(fā)射區(qū)14的電場并不是集中在電子發(fā)射區(qū)14的任何一個區(qū)域。相反，施加到電子發(fā)射區(qū)14的電場在其整個表面上基本上是均勻的。
具有施加到電子發(fā)射區(qū)14的基本均勻的電場的最終效果是，電子從電子發(fā)射區(qū)14的整個表面更均勻地發(fā)射。因此，電子束的擴散減小了，因而色彩純度提高了，且防止了電子發(fā)射區(qū)14的發(fā)熱，從而提高了電子發(fā)射區(qū)14的壽命。
下面來考察情況略有改變時的結果。特別地，在依照陰極6和柵極10間的電壓差施加到電子發(fā)射區(qū)14的電場強度E-1小于依照陰極6和陽極16間的電壓差施加到電子發(fā)射區(qū)14的電場強度E-2時，考察等電位線的分布。
圖7是根據(jù)本發(fā)明第二示范性實施例的FEA型電子發(fā)射裝置的特定區(qū)域的局部截面圖，表示在孔中沒有形成電子發(fā)射區(qū)的情況下等電位線的分布。
用來進行測量的FEA型電子發(fā)射裝置具有與第一示范性實施例(其中在孔12中沒有形成電子發(fā)射區(qū))所用裝置相同的大小。然而，圖7所示的等電位線分布是在向陰極6施加0V電壓、向柵極10施加0V電壓、向陽極16施加10kV電壓，且所得電場強度E-1和E-2分別為0V/μm和20V/μm時獲得的。
如圖7所示，孔12中形成的等電位線朝向第一基板2的方向彎曲成凹狀。相應地，根據(jù)本發(fā)明第二示范性實施例的電子發(fā)射區(qū)的表面形狀對應于等電位線的該形狀(即，具有朝向第一基板2凹陷而成的彎曲形狀)而形成。
圖8是根據(jù)本發(fā)明第二示范性實施例的FEA型電子發(fā)射裝置的局部截面圖，圖9是圖8的FEA型電子發(fā)射裝置的特定區(qū)域局部截面圖。
在本示范性實施例中，電子發(fā)射區(qū)22接觸到絕緣層8，并在靠近其接觸絕緣層8的孔12邊緣處具有最大厚度。電子發(fā)射區(qū)22的厚度從這些與絕緣層8的接觸點開始逐漸減小，從而使其厚度在電子發(fā)射區(qū)22的中心區(qū)域為最小。電子發(fā)射區(qū)22的表面形狀對應于厚度的這種變化。也就是說，電子發(fā)射區(qū)22的外表面朝向第一基板2凹陷地形成。此外，在從上部(在圖8所示朝向第一基板2的Z方向)觀察時，電子發(fā)射區(qū)22的直徑基本上等于孔12的直徑。
圖10是圖8的FEA型電子發(fā)射裝置的特定區(qū)域局部截面圖，表示在圍繞一電子發(fā)射區(qū)22的區(qū)域中形成的等電位線分布，圖11是表示測得的電場強度的曲線圖，該電場強度是圖8的FEA型電子發(fā)射裝置的電子發(fā)射區(qū)表面上位置的函數(shù)，其中水平軸表示距電子發(fā)射區(qū)22中心的距離。
用來進行試驗的FEA型電子發(fā)射裝置具有如下尺寸電子發(fā)射區(qū)直徑為30μm，電子發(fā)射區(qū)22的最大厚度(在孔12邊緣)為2.5μm，電子發(fā)射區(qū)22的最小厚度(在孔12的中心)為1.5μm。此外，如參照圖7所述，0V電壓施加到陰極6，0V電壓施加到柵極10，10kV電壓施加到陽極16(見圖8)。
憑借上述平滑形成的凹狀電子發(fā)射區(qū)22表面，當上述特定驅動電壓施加到電極6、10和16上時，施加到電子發(fā)射區(qū)22的電場不會集中在電子發(fā)射區(qū)22的任一區(qū)域。相反，施加到電子發(fā)射區(qū)22的電場在其整個表面上基本上是均勻的。這也可通過圖11的曲線得到證明。
在第二示范性實施例中，具有施加到電子發(fā)射區(qū)22的基本均勻的電場的最終效果與第一示范性實施例是相同的。也就是說，電子從電子發(fā)射區(qū)22的整個表面更均勻地發(fā)射，從而使電子束擴散最小化，以便提高色彩純度，并防止電子發(fā)射區(qū)22的發(fā)熱，因而提高了電子發(fā)射區(qū)22的壽命。
通過限制孔12中的電子發(fā)射區(qū)中的電子發(fā)射區(qū)域，同時采用上述基本結構，可以進一步防止電子束的擴散。這將在下面描述。
圖12是根據(jù)本發(fā)明第三示范性實施例的FEA型電子發(fā)射裝置特定區(qū)域的局部截面圖。在本實施例中，一電子發(fā)射區(qū)24位于孔12中央?yún)^(qū)域的陰極6上，其尺寸使電子發(fā)射區(qū)24外緣設置成與絕緣層8保持一預定距離。一無放電導電層26圍繞電子發(fā)射區(qū)24的外緣并向絕緣層8延伸。電子發(fā)射區(qū)24和無放電導電層26的組合結構類似于第一示范性實施例中電子發(fā)射區(qū)14的結構(見圖3)。即，電子發(fā)射區(qū)24和無放電導電層26的組合結構在遠離陰極6的方向上凸起形成。
圖13是根據(jù)本發(fā)明第四示范性實施例的FEA型電子發(fā)射裝置特定區(qū)域的局部截面圖。在本實施例中，一電子發(fā)射區(qū)28位于孔12中央?yún)^(qū)域的陰極6上，其尺寸使電子發(fā)射區(qū)28外緣設置成與絕緣層8保持一預定距離。一無放電導電層30圍繞電子發(fā)射區(qū)28的外緣并向絕緣層8延伸。電子發(fā)射區(qū)28和無放電導電層30的組合結構類似于第二示范性實施例中電子發(fā)射區(qū)22的結構(見圖9)。即，電子發(fā)射區(qū)28和無放電導電層30的組合結構凹陷形成成，其凹陷方向朝向陰極6。
利用第三和第四示范性實施例的這些構造，如上述實施例那樣，電場均勻地施加到的電子發(fā)射區(qū)24和28的表面上。此外，由于電子發(fā)射區(qū)24和28的上述形狀，電子發(fā)射集中在孔12的中央?yún)^(qū)域，因而進一步防止了電子束擴散，最終提高了FEA型電子發(fā)射顯示裝置的色彩純度。
在如上所述本發(fā)明的電子發(fā)射裝置中，每個電子發(fā)射區(qū)的表面上均勻地形成電場。結果，電子發(fā)射在電子發(fā)射區(qū)整個表面上均勻地發(fā)生，從而通過電子束擴散的最小化而提高色彩純度，并防止電子發(fā)射區(qū)過熱，從而具有更長的壽命。
盡管已在上文結合幾個示范性實施例詳細描述了本發(fā)明的實施例，應當理解，本發(fā)明并不限于公開的示范性實施例，而是相反，應當是覆蓋了包含在本發(fā)明精神和范圍之內的各種修改和/或等效配置，如所附權利要求書所限定的。
圖14是使用頂部柵極結構的常規(guī)FEA型電子發(fā)射裝置的局部截面圖，圖15是圖14的FEA型電子發(fā)射裝置的后基板局部平面圖。
陰極3、絕緣層5和柵極7按此順序在后基板1上形成。陰極3以線形圖案形成，柵極7以基本上垂直于陰極3的線性圖案形成。孔9在陰極3與柵極7交叉的區(qū)域形成?？?穿過柵極7和絕緣層5，以露出交叉區(qū)域處的陰極3。電子發(fā)射區(qū)11安裝在每個孔9中、陰極3對應的暴露區(qū)域上。電子發(fā)射區(qū)11在特定驅動條件下發(fā)射電子。在前基板13相對后基板1的表面上形成有陽極15和熒光層17。
前基板13和后基板1用密封劑(未示出)密封在一起。同樣，在前基板13和后基板1之間的空間抽成約10-7托的高真空狀態(tài)。在密封前基板13和后基板1之前，在二者之間設置了隔離物17，以便在這些元件之間保持一預定間隔。
電子發(fā)射區(qū)11一般用一種具有粘性、適于印刷的漿料制成。該漿料通過把聚合物與納米尺寸材料，如碳納米管粉末，在溶劑中相混合而制成。在把該漿料印刷在陰極3的暴露部分之后，進行干燥和燒結，以完成電子發(fā)射區(qū)11的形成。電子發(fā)射區(qū)11形成比孔9更小的尺寸，并形成均勻的厚度。
然而，上述方法的一個問題是，盡管電子發(fā)射區(qū)11易于制造，但是它們的形成并沒有考慮電場強度水平和電子束發(fā)射圖案。也就是說，這種制造電子發(fā)射區(qū)11的方法是為了方便(即，使制造簡單)的目的而開發(fā)的，沒有試圖形成一種使FEA型的性能提高的電子發(fā)射區(qū)11。
圖16是圖14的FEA型電子發(fā)射裝置的特定區(qū)域的局部截面圖，表示在圍繞一個電子發(fā)射區(qū)11的區(qū)域中形成的等電位線分布。圖17是表示測得的電場強度的曲線圖，該電場強度是電子發(fā)射區(qū)表面上位置的函數(shù)，其中水平軸表示距電子發(fā)射區(qū)中心的距離。
用來進行測量的FEA型電子發(fā)射裝置具有以下尺寸孔徑為30μm，絕緣層厚度為15μm，電子發(fā)射區(qū)的直徑和厚度分別為20μm和2μm。此外，0V電壓施加到陰極3，60V電壓施加到柵極7，1kV電壓施加到陽極15。
通過將這些預定的驅動電壓施加到陰極3和柵極7上，電子發(fā)射區(qū)11表面上的電場是不均勻的。相反，電場集中在其周邊。這是由于電子發(fā)射區(qū)11的周邊最靠近柵極7，因此受施加到柵極7上的柵極電壓的影響最大。
由于這種現(xiàn)象，更多的電子從電子發(fā)射區(qū)11的邊緣發(fā)射，而不是在其整個區(qū)域上均勻地發(fā)射。因此，所得的電子束向外擴散，從而降低色彩純度。此外，電子發(fā)射區(qū)11變得更容易劣化，從而降低了電子發(fā)射區(qū)的壽命。
權利要求
1.一種電子發(fā)射裝置，包括第一基板和第二基板，彼此相對設置且二者之間具有預定間隔；多個陰極，在與所述第二基板相對的所述第一基板的表面上形成；絕緣層，用來覆蓋所述陰極，并具有穿過該絕緣層、在預定位置處形成的多個孔；多個柵極，在所述絕緣層上形成，并具有穿過該柵極的多個孔，所述柵極的孔在對應于所述絕緣層的孔的區(qū)域形成，且所述柵極的孔和所述絕緣層的孔露出所述陰極；多個電子發(fā)射區(qū)，在所述陰極被暴露的區(qū)域在所述孔中形成；以及陽極，在與所述第一基板相對的第二基板的表面上形成；其中，所述電子發(fā)射區(qū)中與鄰近陰極的表面相對的表面，以預定的曲率半徑彎曲。
2.如權利要求1所述的電子發(fā)射裝置，其中所述陰極的長軸和所述柵極的長軸大體上是垂直的。
3.如權利要求1所述的電子發(fā)射裝置，其中與所述陰極鄰近的所述電子發(fā)射區(qū)的表面朝向所述第一基板凹陷而形成。
4.如權利要求3所述的電子發(fā)射裝置，其中所述電子發(fā)射區(qū)大體對應所述孔中心的區(qū)域具有最小的厚度。
5.如權利要求1所述的電子發(fā)射裝置，其中與所述陰極鄰近的電子發(fā)射區(qū)的表面遠離第一基板凸起而形成。
6.如權利要求5所述的電子發(fā)射裝置，其中所述電子發(fā)射區(qū)位于所述孔中并與所述絕緣層接觸。
7.如權利要求5所述的電子發(fā)射裝置，其中所述電子發(fā)射區(qū)大體對應所述孔中心的區(qū)域具有最大的厚度。
8.如權利要求1所述的電子發(fā)射裝置，其中所述電子發(fā)射區(qū)由納米尺寸的材料制成。
9.如權利要求8所述的電子發(fā)射裝置，其中所述納米尺寸的材料從由納米管、納米纖維和納米線以及這些材料的組合所構成的組中選取。
10.如權利要求1所述的電子發(fā)射裝置，其中所述電子發(fā)射區(qū)由碳基材料制成。
11.如權利要求10所述的電子發(fā)射裝置，其中所述碳基材料從由碳納米管、石墨、金剛石、類金剛石碳、C60(球形碳分子)和這些材料的組合所構成的組中選取。
12.一種電子發(fā)射裝置，包括第一基板和第二基板，彼此相對設置且二者之間具有預定間隔；多個陰極，在與所述第二基板相對的所述第一基板的表面上形成；絕緣層，用來覆蓋所述陰極，并具有穿過該絕緣層、在預定位置處形成的多個孔；多個柵極，在所述絕緣層上形成，并具有穿過該柵極的多個孔，所述柵極的孔在對應于所述絕緣層的孔的區(qū)域形成，且所述柵極的孔和所述絕緣層的孔露出陰極；多個電子發(fā)射區(qū)，在所述陰極被暴露的區(qū)域在所述孔中形成；以及一個陽極，在與所述第一基板相對的所述第二基板的表面上形成；其中，所述電子發(fā)射區(qū)與鄰近所述陰極的表面相對的表面形成的形狀類似于當所述孔中沒有電子發(fā)射區(qū)，且預定的驅動電壓施加到所述陰極、柵極和陽極上時形成的等電位線的整體形狀。
13.如權利要求12所述的電子發(fā)射裝置，其中與所述陰極鄰近的所述電子發(fā)射區(qū)的表面朝向所述第一基板凹陷而形成。
14.如權利要求12所述的電子發(fā)射裝置，其中與所述陰極鄰近的所述電子發(fā)射區(qū)的表面遠離所述第一基板凸起而形成。
15.如權利要求12所述的電子發(fā)射裝置，其中所述電子發(fā)射區(qū)由納米尺寸的材料制成。
16.如權利要求15所述的電子發(fā)射裝置，其中所述納米尺寸的材料從由納米管、納米纖維和納米線以及這些材料的組合所構成的組中選取。
17.如權利要求12所述的電子發(fā)射裝置，其中所述電子發(fā)射區(qū)由碳基材料制成。
18.如權利要求17所述的電子發(fā)射裝置，其中所述碳基材料從由碳納米管、石墨、金剛石、類金剛石碳、C60(球形碳分子)和這些材料的組合所構成的組中選取。
19.一種電子發(fā)射裝置，包括第一基板和第二基板，彼此相對設置且二者之間具有預定間隔；多個陰極，在與所述第二基板相對的所述第一基板的表面上形成；絕緣層，在所述第一基板上形成；多個柵極，在所述第一基板上形成，使得所述絕緣層在柵極和陰極之間插入；多個電子發(fā)射區(qū)，與所述陰極相接觸而形成；陽極，在與所述第一基板相對的所述第二基板的表面上形成；以及多個熒光層，在與鄰近所述第二基板的表面相對的所述陽極的表面和鄰近所述第二基板的陽極的表面之一上形成，使得該熒光層在所述陽極和所述第二基板之間插入，其中所述電子發(fā)射區(qū)與鄰近所述陰極的表面相對的表面以一預定的曲率半徑彎曲。
20.一種電子發(fā)射裝置，包括第一基板和第二基板，彼此相對設置且二者之間具有預定間隔；多個陰極，在與所述第二基板相對的所述第一基板的表面上形成；絕緣層，在所述第一基板上形成；多個柵極，在所述第一基板上形成，使得所述絕緣層在柵極和陰極之間插入；多個電子發(fā)射區(qū)，與所述陰極相接觸而形成；陽極，在與所述第一基板相對的所述第二基板的表面上形成；以及多個熒光層，在與鄰近所述第二基板的表面相對的所述陽極的表面和鄰近所述第二基板的所述陽極的表面之一上形成，使得所述熒光層在陽極和第二基板之間插入，其中，所述電子發(fā)射區(qū)與鄰近所述陰極的表面相對的表面形成的形狀類似于當所述孔中沒有電子發(fā)射區(qū)，且預定的驅動電壓施加到所述陰極、柵極和陽極上時形成的等電位線的整體形狀。
全文摘要
一種電子發(fā)射裝置，包括第一基板和第二基板，彼此相對且二者之間具有一間隔。陰極在第一基板上形成。絕緣層覆蓋陰極且具有孔。柵極在絕緣層上形成，且在對應絕緣層孔的位置處具有孔，以便露出陰極。電子發(fā)射區(qū)在孔中在陰極上形成。陽極在第二基板上形成。電子發(fā)射區(qū)的外表面形成的形狀類似于孔中沒有電子發(fā)射區(qū)，預定的驅動電壓施加到電極上時所形成的等電位線的形狀。
文檔編號H01J1/00GK1661759SQ20051006409
公開日2005年8月31日 申請日期2005年2月28日 優(yōu)先權日2004年2月26日
發(fā)明者崔龍洙, 李相祚, 李炳坤, 李天珪 申請人:三星Sdi株式會社