專利名稱：一種場發(fā)射顯示裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種場發(fā)射顯示裝置，尤指一種借助納米尺度電子發(fā)射子以實現(xiàn)低能量消耗的場發(fā)射顯示裝置。
背景技術(shù)：
近年來平板顯示器已被廣泛的發(fā)展與應用于個人計算機等電子領域。一種最普遍的平板顯示器是具有高分辨率的主動矩陣液晶顯示器。然而，液晶顯示器本身固有的一些性質(zhì)致使其不適合于很多應用。例如，液晶顯示器具有許多制造上的不足，包括在玻璃面板上沉積無定型硅的速度較慢、良率較低。而且，液晶顯示器需要背光源，但是，背光源產(chǎn)生的能量大部分都不能被利用而造成能量浪費。再者，液晶顯示器之顯示圖像受環(huán)境亮度及視角的限制，即在明亮的環(huán)境和在較寬的視角很難看到其圖像。另外，液晶顯示器的響應時間取決于液晶對所加電場的響應時間，所以，液晶顯示器的響應速度相應較慢。典型液晶顯示器的響應時間一般為25ms至75ms。以上的不足限制了液晶顯示器在許多方面的應用，例如，高清晰度電視、大型顯示器等。等離子體顯示器技術(shù)則更適合于高清晰度電視及大型顯示器。但是，等離子體顯示器消耗電量較多，且等離子體顯示器本身產(chǎn)生的熱量太多。
近年來在液晶顯示器及等離子體顯示器基礎上又發(fā)展了其它平板顯示器。如平板場發(fā)射顯示器，克服了液晶顯示器及等離子體顯示器的一些不足并具有一些重要的優(yōu)點。例如，場發(fā)射顯示器與傳統(tǒng)薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCDs)及等離子體顯示器相比，具有更高的對比度、更廣的視角、更高的亮度、更低的能量消耗、更短的響應時間以及更寬的工作溫度。
場發(fā)射顯示器與液晶顯示器最重要的一點不同為，場發(fā)射顯示器運用彩色熒光粉自發(fā)光，而不需要采用復雜而耗電的背光源與濾光片，且?guī)缀跛械墓舛寄鼙皇褂谜呖吹?。而且，場發(fā)射顯示器不需要使用薄膜晶體管陣列，克服了主動矩陣液晶顯示器的昂貴的背光源及低良率問題。
場發(fā)射顯示器中，通過對尖端施加電壓，電子從陰極的尖端發(fā)出，然后轟擊沉積在透明基板背面上的熒光粉而產(chǎn)生圖像。發(fā)射電流及產(chǎn)生的圖像亮度皆在很大程度上取決于陰極上場發(fā)射電子源的發(fā)射材料的工作函。因此，要得到高效的場發(fā)射顯示器，就必須采用合適的場發(fā)射材料。
圖3是傳統(tǒng)場發(fā)射顯示裝置11的示意性側(cè)視圖。該場發(fā)射裝置11通過在玻璃基底14上沉積一電阻層12而形成。該電阻層12主要含有無定型硅。一由介電材料，如SiO2形成之絕緣層16及一金屬門極層18一起沉積并通過蝕刻而形成多個微洞(未標示)。金屬微尖端21分別形成在微洞內(nèi)。一陰極結(jié)構(gòu)22被電阻層12所包覆。該電阻層12位于絕緣層16下，但該電阻層12仍然具有一定傳導性。如果微尖端21低于該金屬門電極18時，能否控制電阻層12的電阻使之不致完全絕緣，但仍然可以作為有效的電阻以防止過度的電流是非常重要的。
該場發(fā)射顯示裝置仍具以下缺陷。首先，精確制備超細金屬微尖端2 1來作為電子發(fā)射源相當困難。其次，非常必要使電子管內(nèi)部保持高真空環(huán)境(大約10-7托)，以確保微尖端21的連續(xù)工作精確性。而維持此高真空則會大大增加制造成本。再者，典型場發(fā)射顯示裝置需在陰極與陽極間提供一高電壓，通常高于1000伏特。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種低耗電量并可準確可靠發(fā)射電子的場發(fā)射顯示裝置。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的提供一場發(fā)射顯示裝置，其包括一陰極、一與陰極相連的緩沖層、多個形成在緩沖層上的電子發(fā)射子及一與該多個發(fā)射子相隔一定空間間距的陽極。每個發(fā)射子包括一與該緩沖層相連的第一部分。該緩沖層與發(fā)射子的第一部分由硅的氮化物(SiNx)制成，該緩沖層與該發(fā)射子的第一部分共同具有至少一漸變的電阻分布，且電阻最高的部分靠近陰極，電阻最低的部分靠近陽極。
本發(fā)明的目的還可以通過在上述場發(fā)射顯示裝置的緩沖層形成至少一個漸變的電阻分布，使最靠近陰極部分的電阻最高，而最靠近陽極部分的電阻最低而實現(xiàn)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明場發(fā)射顯示裝置通過在緩沖層與發(fā)射子的第一部分共同形成至少一漸變的電阻分布，使最靠近陰極部分的電阻最高，而最靠近陽極部分的電阻最低，故，僅需在陰極與陽極間提供一較低的發(fā)射電壓即可使電子從發(fā)射子的第二部分發(fā)射出，從而降低電量的消耗，同時可準確可靠發(fā)射電子。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明場發(fā)射顯示裝置通過在緩沖層形成至少一漸變的電阻分布，使最靠近陰極部分的電阻最高，而最靠近陽極部分的電阻最低，故，僅需在陰極與陽極間提供一較低的發(fā)射電壓即可使電子從發(fā)射子的第二部分發(fā)射出，從而降低電量的消耗，同時可準確可靠發(fā)射電子。

圖1是本發(fā)明場發(fā)射顯示裝置的示意性剖面圖。
圖2是本發(fā)明場發(fā)射顯示裝置的一個發(fā)射子的放大立體圖。
圖3已知場發(fā)射顯示裝置的示意性側(cè)視圖。
具體實施方式
請參照圖1，本發(fā)明場發(fā)射顯示裝置包括一第一基底10、一由導電材料制成并形成在第一基底10上的陰極20、一與陰極20相連的緩沖層30、形成在緩沖層上的多個發(fā)射子40、一與該多個發(fā)射子40間隔一定空間間距的陽極50及一第二基底60。
該第一基底10包括一玻璃板101和一硅層102。該硅層102形成在該玻璃板101上，以提供該玻璃板101與陰極20更有效連接。
請一并參閱圖2，每個發(fā)射子40包括一形成在緩沖層30上的柱狀第一部分401和一遠離緩沖層30的圓錐狀第二部分402。該緩沖層30和該第一部分401由硅的氮化物(SiNx)制成，其中X可根據(jù)需要的化學計量比而控制。在本實施例中，X被控制以使該緩沖層30和該第一部分401共同形成一個或多個漸變的電阻分布，使電阻最高的部分靠近陰極20，電阻最低的部分靠近陽極50。該第二部分402分別形成在第一部分401上，并由鈮(Nb)制成。
在本實施例中，每個第一部分401的柱狀微結(jié)構(gòu)，直徑為5至50納米，長度為0.2至2.0納米。每個第二部分402的圓錐狀微結(jié)構(gòu)的末端包括一環(huán)形上表面(未標示)，該上表面的直徑為0.3至2.0納米。該緩沖層30和發(fā)射子40可通過化學氣相沉積(CVD)、等離子體輔助化學氣相沉積(PECVD)或其他一些合適的化學物理沉積方法，如反應濺射、離子束濺射、雙離子束濺射以及其他一些適于生長的方法預先形成。該第一部分401和第二部分402的形狀可通過電子束蝕刻或其他一些合適的蝕刻方法形成。
本發(fā)明另外一個可替代的實施例中，通過改變化學計量比僅使該緩沖層30形成一個或多個漸變的電阻分布，但仍然使電阻最高的部分靠近陰極20，電阻最低的部分靠近陽極50。
該陽極50形成在第二基底60上，包括涂有熒光粉層501的透明電極502。該透明電極502允許光通過。該透明電極502可包括銦錫氧化物(ITO)類透明材質(zhì)。該熒光粉層501在吸收由發(fā)射子40的第二部分402發(fā)出的電子后會發(fā)出熒光。該第二基底60最好由玻璃制成。
本發(fā)明的場發(fā)射顯示裝置1工作時，一發(fā)射電壓加在陰極20和陽極50間使電子從多個發(fā)射子40的第二部分402發(fā)出。該電子穿過多個發(fā)射子40和陽極50間的空間間距后被熒光粉層501吸收。熒光粉層501發(fā)出熒光而產(chǎn)生圖像。
權(quán)利要求
1.一種場發(fā)射顯示裝置，其包括一陰極、一形成在陰極上的緩沖層、多個排列在緩沖層上的發(fā)射子和一與發(fā)射子相隔一定間距的陽極，每個發(fā)射子包括一與該緩沖層相連的第一部分，其特征在于，該緩沖層和至少部分發(fā)射子的第一部分由硅的氮化物制成，該緩沖層和該第一部分共同包括至少一漸變的電阻分布，且電阻最高的部分靠近陰極，電阻最低的部分靠近陽極。
2.如權(quán)利要求1所述的場發(fā)射顯示裝置，其特征在于該第一部分包括一基本呈柱狀的微結(jié)構(gòu)，該微結(jié)構(gòu)的直徑為5至50納米，長度為0.2至2.0納米。
3.如權(quán)利要求1所述的場發(fā)射顯示裝置，其特征在于該每一發(fā)射子進一步包括一由鈮制成的第二部分，該第二部分和發(fā)射子的第一部分連成一體。
4.如權(quán)利要求3所述的場發(fā)射顯示裝置，其特征在于該每一發(fā)射子的第二部分包括一基本呈圓錐狀的微結(jié)構(gòu)，該微結(jié)構(gòu)包括一上表面，該上表面的直徑為0.3至2.0納米。
5.如權(quán)利要求1所述的場發(fā)射顯示裝置，其特征在于該陽極包括一涂有熒光粉的透明電極，該透明電極包括銦錫氧化物。
6.如權(quán)利要求1所述的場發(fā)射顯示裝置，其特征在于該陰極包括玻璃，其形成在一第一基底上，該陽極包括玻璃，其形成在一第二基底上。
7.如權(quán)利要求6所述的場發(fā)射顯示裝置，其特征在于在該第一基底進一步包括一硅層。
8.一種場發(fā)射顯示裝置，其包括一陰極、一形成在陰極上的緩沖層、多個排列在緩沖層上的發(fā)射子和一與發(fā)射子相隔一定間距的陽極，每個發(fā)射子包括一與該緩沖層相連的第一部分，其特征在于，該緩沖層和至少部分發(fā)射子的第一部分由硅的氮化物制成，該緩沖層包括至少一漸變的電阻分布，且電阻最高的部分靠近陰極，電阻最低的部分靠近陽極。
9.如權(quán)利要求8所述的場發(fā)射顯示裝置，其特征在于該每一發(fā)射子進一步包括一由鈮制成的第二部分，該第二部分和發(fā)射子的第一部分相連。
10.如權(quán)利要求8所述的場發(fā)射顯示裝置，其特征在于該第一部分包括一基本呈柱狀的微結(jié)構(gòu)，該微結(jié)構(gòu)的直徑為5至50納米，長度為0.2至2.0納米。
11.如權(quán)利要求9所述的場發(fā)射顯示裝置，其特征在于該每一發(fā)射子的第二部分包括一基本呈圓錐狀的微結(jié)構(gòu)，該微結(jié)構(gòu)包括一上表面，該上表面的直徑為0.3至2.0納米。
全文摘要
一種場發(fā)射顯示裝置包括一陰極、一與陰極相連的緩沖層、多個形成于緩沖層上的電子發(fā)射子和一與該多個發(fā)射子間隔一定空間間距的陽極。每個發(fā)射子包括一柱狀第一部分和一圓錐狀第二部分。該緩沖層與發(fā)射子之第一部分均由硅的氮化物制成。該緩沖層與發(fā)射子的第一部分共同具有一漸變的電阻分布，使最靠近陰極部分的電阻最高，而最靠近陽極部分的電阻最低。發(fā)射子的第二部分由鈮組成。當在陰極與陽極間施加一發(fā)射電壓，電子就會從發(fā)射子發(fā)射出，并穿過該空間間距而被陽極接收。因為該漸變電阻的存在，故使發(fā)射電壓較低。
文檔編號H01J29/04GK1467776SQ0214745
公開日2004年1月14日 申請日期2002年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月12日
發(fā)明者陳杰良 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司