專(zhuān)利名稱(chēng)：彈道電子表面發(fā)射器件發(fā)射器及應(yīng)用其的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彈道電子表面發(fā)射器件(BSD)發(fā)射器、使用該BSD發(fā)射器的場(chǎng)發(fā)射顯示器(FED)、和使用該BSD發(fā)射器的場(chǎng)發(fā)射型背光裝置。
背景技術(shù)：
顯示器在信息和媒體傳遞方面起到重要的作用，并廣泛用于個(gè)人電腦監(jiān)視器和電視機(jī)中。顯示器通常為使用高速熱電子發(fā)射的陰極射線管(CRT)，或迅速發(fā)展起來(lái)的平板顯示器。平板顯示器的類(lèi)型包括液晶顯示器(LCD)、等離子顯示板(PDP)、場(chǎng)發(fā)射顯示器(FED)等。
在FED中，當(dāng)在柵電極與以預(yù)定距離設(shè)置于陰極電極上的發(fā)射器之間施加強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，從發(fā)射器中發(fā)射出電子并且電子與陽(yáng)極電極上的熒光材料相碰撞，從而發(fā)光。因此，F(xiàn)ED是使用作為電子發(fā)射源的冷陰極的電子形成圖像的顯示器。FED的圖像質(zhì)量受發(fā)射器的特征，如結(jié)構(gòu)和材料等高度影響。
圖1A為說(shuō)明常規(guī)FED的部分截面圖。圖1B為說(shuō)明常規(guī)FED的部分頂視圖。參照?qǐng)D1A和1B，所述FED具有三極結(jié)構(gòu)，即陰極電極11、陽(yáng)極電極21和柵電極14′。所述陰極電極11和柵電極14′形成在后基板10上。所述陽(yáng)極電極21形成在前基板20的底表面上。由R、G和B熒光體構(gòu)成的熒光層23和用于改善對(duì)比度的黑矩陣22形成在陽(yáng)極電極21的底表面上。在所述后基板10和前基板20之間設(shè)置間隔體30從而維持預(yù)定的距離。所述FED具有這樣的構(gòu)造，即包括形成在后基板10上的陰極電極11、順序形成在后基板10上的具有精細(xì)開(kāi)口13的絕緣層15以及柵電極14′，和形成在所述開(kāi)口13內(nèi)陰極電極11上的發(fā)射器16。
主要由鉬(Mo)構(gòu)成的Spindt型金屬尖(或微尖)，在最初研發(fā)的FED中已經(jīng)用作發(fā)射器16。在具有這樣金屬尖的FED中，必須形成極精細(xì)的孔從而設(shè)置發(fā)射器并且必須通過(guò)鉬的沉積在整個(gè)圖像區(qū)域形成均勻的金屬微尖?？墒?，很難使FED中的所有發(fā)射器都具有一致的特性。所述發(fā)射器的制造工序非常復(fù)雜并需要高技術(shù)和昂貴的設(shè)備。此外，使用上述金屬尖很難制造大的顯示器。
因此，已經(jīng)進(jìn)行了很多嘗試通過(guò)使用碳納米管(CNT)用作發(fā)射器來(lái)簡(jiǎn)化制造工序并制造大顯示器。如圖2所示，運(yùn)用絲網(wǎng)印刷或使用合成設(shè)備能夠以一種簡(jiǎn)單的方式將具有納米級(jí)直徑和高的縱橫比(長(zhǎng)度/直徑)的碳納米管用作發(fā)射器56。可是，作為碳納米管最重要部分的尖部欠缺耐久性，并且因此可能在開(kāi)/關(guān)操作中被損壞或折斷，自碳納米管作為冷發(fā)射器這就發(fā)生。已經(jīng)相信，所述發(fā)射器損壞或折斷的原因主要是當(dāng)加速的電子撞擊熒光體而發(fā)光時(shí)，陽(yáng)離子離開(kāi)所述熒光體并且也加速與所述發(fā)射器相撞。在圖2中，附圖標(biāo)記51和54分別表示陰極電極和柵電極。
進(jìn)一步的問(wèn)題是，當(dāng)碳納米管彼此接近放在一起時(shí)，所述碳納米管的縱橫比降低而閥值電壓增加，從而減少碳納米管的優(yōu)勢(shì)。因此，必須將碳納米管設(shè)置得相互之間具有恒定的間距，而這是一個(gè)復(fù)雜的工藝。
為了克服上述尖型發(fā)射器的這些問(wèn)題，已經(jīng)研發(fā)了平坦型發(fā)射器。所述平坦型發(fā)射器包括使用類(lèi)金剛石碳(diamond-like carbon)的發(fā)射器、表面?zhèn)鲗?dǎo)發(fā)射器、金屬-絕緣體-金屬(在下文，稱(chēng)作“MIM”)發(fā)射器以及BSD發(fā)射器。
MIM和BSD發(fā)射器不需要高度真空或用于聚焦電子束的單獨(dú)元件。這些發(fā)射器具有20V或更小的驅(qū)動(dòng)電壓并且其表面是抗污染的。盡管如圖3所示的使用BSD發(fā)射器的場(chǎng)發(fā)射裝置適合于FED，但所述BSD發(fā)射器是基于應(yīng)用納米技術(shù)的冷陰極電子源的技術(shù)，其中電子發(fā)射的原理與常規(guī)尖型發(fā)射器的不同。
圖4為說(shuō)明運(yùn)用使用多孔多晶硅(PPS)的BSD發(fā)射器的常規(guī)FED的結(jié)構(gòu)的示意圖。參照?qǐng)D4，納米晶體結(jié)構(gòu)的多孔多晶硅薄層350形成在玻璃基板上并在所述多孔多晶硅薄層350的周?chē)纬啥嗑Ч璧难趸瘜?40。隨后，在所述多孔多晶硅薄層350和氧化層340的表面上形成例如金的電極層314。陽(yáng)極電極321和熒光層323順序形成在玻璃基板的表面上。BSD的構(gòu)造處于真空狀態(tài)。當(dāng)在BSD中的電極311和321之間施加電壓時(shí)，穿透納米晶體結(jié)構(gòu)的電子在基本沒(méi)有碰撞的情況下被加速并發(fā)射到真空內(nèi)(彈道電子發(fā)射現(xiàn)象)。附圖標(biāo)記330表示間隔體。
通過(guò)將n型摻雜硅晶體浸入含HF的乙醇水溶液中并進(jìn)行電化學(xué)氧化產(chǎn)生上述PPS?？墒牵茈y實(shí)現(xiàn)PPS氧化層的形成和固定。使用上述方法產(chǎn)生的PPS的電子發(fā)射特性對(duì)于電化學(xué)氧化的條件及密封和排氣過(guò)程中基板的溫度非常敏感。因此，很難獲得穩(wěn)定而均勻的電子發(fā)射特性。
屬于光接收型平板顯示器的液晶顯示器(LCD)，具有輕的重量并消耗較低電能。可是，LCD本身不能發(fā)光從而形成圖像。LCD可通過(guò)使用外部入射的光線形成圖像。因此，在LCD的后側(cè)安裝背光裝置。
以前，為線光源的冷陰極熒光燈(CCFL)以及為點(diǎn)光源的發(fā)光二極管(LED)通常被用作背光裝置。可是，常規(guī)背光裝置通常具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，因此非常昂貴。此外，光源被設(shè)置在常規(guī)背光裝置的兩側(cè)，因此由于光反射和透射使得電耗增加。特別地，隨LCD的尺寸變大，更難確保背光裝置的均勻亮度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種彈道電子表面發(fā)射器件(BSD)發(fā)射器，其能夠易于被制造并能長(zhǎng)時(shí)間發(fā)射穩(wěn)定和均勻的彈道電子。
本發(fā)明也提供一種使用BSD發(fā)射器制造的場(chǎng)發(fā)射顯示器(FED)。
本發(fā)明進(jìn)一步提供一種使用BSD發(fā)射器制造的場(chǎng)發(fā)射型背光裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種BSD發(fā)射器，其包括后基板；形成在所述后基板上的陰極電極；垂直排列在所述陰極電極上并用作用于傳導(dǎo)彈道電子的材料的碳納米管；以及形成在垂直排列的碳納米管上的薄金屬電極層。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種場(chǎng)發(fā)射顯示器，其包括上述BSD發(fā)射器；以及與所述BSD發(fā)射器相對(duì)設(shè)置并與其以預(yù)定距離間隔開(kāi)的前基板，陽(yáng)極電極及具有圖案的熒光層順序形成在所述前基板表面上。
仍根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種場(chǎng)發(fā)射型背光裝置，其包括上述BSD發(fā)射器；以及與所述BSD發(fā)射器相對(duì)設(shè)置并與其以預(yù)定距離間隔開(kāi)的前基板，陽(yáng)極電極和熒光層順序形成在所述前基板表面上。


通過(guò)參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其他特征及優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，在所述附圖中圖1A為說(shuō)明常規(guī)場(chǎng)發(fā)射顯示器(FED)的部分截面圖；
圖1B為說(shuō)明常規(guī)FED的部分頂視圖；圖2為說(shuō)明使用碳納米管的常規(guī)FED的示意圖；圖3為說(shuō)明使用多孔多晶硅(PPS)的常規(guī)彈道電子表面發(fā)射器件(BSD)發(fā)射器的構(gòu)造及其操作原理的部分截面圖；圖4為說(shuō)明運(yùn)用使用PPS的BSD的常規(guī)FED的構(gòu)造的示意圖；圖5為說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的BSD發(fā)射器的部分截面示意圖；圖6為說(shuō)明彈道電子傳輸現(xiàn)象的示意圖；圖7為說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的FED的截面圖；圖8為說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的場(chǎng)發(fā)射型背光裝置的截面圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的場(chǎng)發(fā)射顯示器(FED)。在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記指代相同的元件。
圖5為說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的BSD發(fā)射器的部分截面示意圖。如圖5所示，在本發(fā)明中使用的垂直排列的碳納米管內(nèi)的電子傳導(dǎo)具有彈道電子傳輸特性。彈道電子傳輸導(dǎo)體指其中電子能在不碰撞的情況下移動(dòng)的導(dǎo)體，所述電子具有對(duì)應(yīng)于在陽(yáng)極電極和陰極電極之間施加的電壓的能量。以往認(rèn)為上述的彈道電子只在高真空條件下產(chǎn)生?？墒牵呀?jīng)發(fā)現(xiàn)通過(guò)使用納米技術(shù)彈道電子傳輸在固相(solid phase)內(nèi)也能發(fā)生，類(lèi)似于在真空狀態(tài)下。
如上所述的使用多孔多晶硅(PPS)的發(fā)射器具有這樣的在固體內(nèi)的彈道電子傳輸。平均自由程指當(dāng)電子在無(wú)限大的硅晶體中行進(jìn)時(shí)與組成固體的原子和電子碰撞之前，電子行進(jìn)的距離。N型硅的平均自由程大約為100nm。如果硅由具有遠(yuǎn)小于100nm的尺寸的納米晶體構(gòu)成，則納米晶體的尺寸小于平均自由程，從而當(dāng)電子傳輸通過(guò)硅納米晶體時(shí)與硅原子碰撞的概率非常低。如圖3所示，當(dāng)所述硅納米晶體63由氧化層64相互分隔開(kāi)時(shí)，在固體中可發(fā)生彈道電子傳輸現(xiàn)象，類(lèi)似于在真空下。與此相反，當(dāng)電子經(jīng)常與導(dǎo)體中的雜質(zhì)或缺陷碰撞時(shí)，電子是漫射的。在圖3中，附圖標(biāo)記7表示金屬電極。
因?yàn)樘技{米管具有量子力學(xué)控制范圍內(nèi)的直徑和長(zhǎng)度，所以在碳納米管中也能觀察到彈道電子傳輸。傳導(dǎo)性沒(méi)有相對(duì)于長(zhǎng)度反比例地減少，而是被賦予量子化的值。如圖6所示，碳納米管的直徑處是納米尺寸的，因此電子在直徑方向上被限制，但可沿縱向方向傳輸。人們相信，由于一維狀態(tài)，如圖6所示，能夠獲得彈道電子傳輸特性。也就是說(shuō)，相信當(dāng)碳納米管的長(zhǎng)度L與傳輸電子的平均自由程l基本相等，并且碳納米管的直徑W近似于費(fèi)米波長(zhǎng)λF時(shí)，可獲得彈道電子傳輸特性。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，地電位或負(fù)電壓被施加到BSD發(fā)射器中的陰極電極并且正電壓被施加到薄金屬電極層，并且在兩端之間流過(guò)ICNT電流。可是，使用CNT作為冷發(fā)射器的常規(guī)FED不包含上述的薄金屬電極層。常規(guī)FED只包含用于發(fā)射電子的作為提取電極(withdrawal electrode)的柵電極。在常規(guī)FED中在柵電極和陰極電極之間沒(méi)有電流。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的BSD發(fā)射器中使用的碳納米管可以是單壁的或多壁的。所述碳納米管的電傳導(dǎo)性可以是非導(dǎo)電的(non-conductive)、半導(dǎo)電(semiconductive)的或金屬性(metallic)的。當(dāng)垂直排列的碳納米管為金屬性碳納米管時(shí)，在垂直排列的碳納米管和薄金屬電極層之間可插入絕緣層。如果沒(méi)有絕緣層，則存在在所述碳納米管和薄金屬電極層之間發(fā)生短路的危險(xiǎn)。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所使用的垂直排列的碳納米管可以具有最大2μm的長(zhǎng)度。如果垂直排列的碳納米管具有大于2μm的長(zhǎng)度，則彈道電子傳輸?shù)母怕士赡芙档投娮勇涞母怕蕦?huì)增加，而這是不利的。
可使用任何常規(guī)的方法，例如CVD生長(zhǎng)方法、模板(template)方法和自組裝單層(self-assembly monolayer)(SAM)方法來(lái)制造垂直排列的碳納米管。
在CVD生長(zhǎng)方法中，以高度分散的納米微粒的形式在基板上形成金屬催化劑，例如過(guò)渡金屬諸如鐵(Fe)、鈷(Co)和鎳(Ni)，然后基板被裝入石英舟。隨后，以恒定流速在高溫將碳源氣體例如甲烷、乙烯和乙炔注入到上述石英舟中，從而獲得碳納米管。過(guò)渡金屬微粒不僅起到催化劑的作用，而且也能作為碳納米管的晶核晶粒。因此，碳納米管以高密度和垂直生長(zhǎng)的方式形成。
在模板方法中，使用由陽(yáng)極氧化鋁(anodic aluminum oxide)(AAO)構(gòu)成的模板。將催化劑電沉積到模板中孔的末端，并且隨后使模板經(jīng)歷熱CVD從而獲得碳納米管。獲得的碳納米管具有高度均勻的直徑以及沿孔長(zhǎng)度的良好垂直排列。
在SAM方法中，碳納米管在其端部被羧基替換從而獲得更短的碳納米管，并且隨后用蒸餾水洗該短的碳納米管。接著，使用BH3-THF將碳納米管的端部還原為-OH基，通過(guò)SOCl2用-Cl對(duì)其進(jìn)行替換，并且接著使用KSH用-SH對(duì)其替換。因而，所獲得的碳納米管允許在薄金屬層例如Au上自組裝，從而獲得垂直排列的碳納米管。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其上生長(zhǎng)有垂直排列的碳納米管的基板可直接用作陰極電極。
參照?qǐng)D5，BSD發(fā)射器中使用的薄金屬電極層114可由Au、Cr或Cr-Ni合金構(gòu)成并垂直于陰極電極111形成。由于通過(guò)使薄金屬電極層114垂直于陰極電極111而能夠以無(wú)源驅(qū)動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)矩陣，所以上述情況是有利的。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，薄金屬電極層114可以具有15至30nm的厚度。如果薄金屬電極層114具有小于15nm的厚度，則存在部分薄金屬電極層將不形成的可能性。如果薄金屬電極層114具有大于30nm的厚度，則彈道電子很難穿過(guò)薄金屬電極層114。
絕緣層115可由SiO2構(gòu)成并具有10至100nm的厚度。如果絕緣層115具有小于10nm的厚度，則存在金屬性碳納米管113與薄金屬電極層114之間發(fā)生短路的危險(xiǎn)。如果絕緣層115具有大于100nm的厚度，則彈道電子很難穿過(guò)薄金屬電極層114。
以下描述BSD的構(gòu)造。在后基板110上以預(yù)定的圖案例如條形且以預(yù)定距離彼此間隔地形成多個(gè)陰極電極111?？赏ㄟ^(guò)在后基板110上沉積導(dǎo)電金屬材料或透明導(dǎo)電材料例如氧化銦錫(ITO)到預(yù)定厚度例如大約幾百至幾千并以條形構(gòu)圖沉積的材料，來(lái)形成陰極電極111。接著，在構(gòu)圖后的陰極上垂直排列碳納米管113，并且當(dāng)垂直排列的碳納米管113為金屬性時(shí)，在垂直排列的碳納米管113的表面上形成具有幾十nm厚度的絕緣層115。隨后，在絕緣層115上形成具有15至30nm厚度的薄金屬電極層114，薄金屬電極層114垂直于陰極電極111，從而獲得BSD發(fā)射器。薄金屬電極層114可被構(gòu)圖成條形。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，由于絕緣層115和薄金屬電極層114被順序形成在垂直排列的碳納米管113上，所以在制造陰極期間能夠防止氣體或污染的負(fù)面影響，并在密封或排氣過(guò)程中可以最小化碳納米管的損壞。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的FED包括上述BSD發(fā)射器，以及與BSD發(fā)射器相對(duì)設(shè)置并與BSD發(fā)射器以預(yù)定距離間隔的前基板，具有圖案的陽(yáng)極電極和熒光層順序形成在前基板表面上。
圖7為說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的FED的示意圖。
參照?qǐng)D7，F(xiàn)ED包括兩個(gè)基板，即以預(yù)定距離彼此間隔且彼此相對(duì)的后基板110和前基板120。在后基板110和前基板120之間插入間隔體130從而維持預(yù)定的距離。通常，玻璃基板用作后基板110和前基板120。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的BSD發(fā)射器，作為實(shí)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)射的元件被設(shè)置在后基板110上，并且元件被設(shè)置在前基板120上，該元件用于使用從BSD發(fā)射器發(fā)射出的電子表現(xiàn)預(yù)定圖像。
參照?qǐng)D7，在前基板120的與后基板110相對(duì)的底表面上形成陽(yáng)極電極121。由R、G和B熒光體構(gòu)成的熒光層123形成在陽(yáng)極電極121的表面上。陽(yáng)極電極121由透明導(dǎo)電材料ITO構(gòu)成從而使從熒光層123發(fā)出的可見(jiàn)光透過(guò)。構(gòu)成熒光層123的R、G和B熒光體具有沿陰極電極111的縱向延伸的縱向圖案。當(dāng)其上生長(zhǎng)有垂直排列的碳納米管的基板用作陰極電極111時(shí)，由金屬構(gòu)成的導(dǎo)電層105可置于基板和后基板110之間從而允許其間的電傳導(dǎo)。
在陽(yáng)極電極121的底表面上的熒光體123之間可設(shè)置黑矩陣122，從而改善圖像的對(duì)比度。
在熒光層123和黑矩陣122上可形成薄金屬層124。薄金屬層124主要由鋁構(gòu)成并具有大約幾百的厚度從而允許從發(fā)射器115發(fā)出的電子很容易地穿過(guò)。薄金屬層124起到增加FED亮度的功能。具體地，當(dāng)熒光層123的R、G和B熒光體被從發(fā)射器115發(fā)出的電子束激發(fā)并因而發(fā)出可見(jiàn)光時(shí)，所發(fā)出的可見(jiàn)光被薄金屬層124反射。因此，向前行進(jìn)的可見(jiàn)光的光強(qiáng)度增大，從而引起亮度的增加。
一方面，當(dāng)薄金屬層124形成在前基板120上時(shí)，可以省略陽(yáng)極電極121的形成。薄金屬層124是導(dǎo)電的，并且因此當(dāng)電壓被施加到薄金屬層124時(shí)，薄金屬層124能夠替代陽(yáng)極電極121。
后基板110和前基板120以預(yù)定的距離相互間隔開(kāi)，使得發(fā)射器115和熒光層123彼此相對(duì)設(shè)置。在后基板110和前基板120的邊緣上施加密封劑(未示出)從而將兩基板密封。如上所述，在后基板110和前基板120之間插入間隔體130從而保持預(yù)定的距離。
以下將說(shuō)明上述FED的操作。
在根據(jù)本發(fā)明的FED中，當(dāng)在陰極電極111和薄金屬電極層114之間施加驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，來(lái)自陰極電極111的電子注入到碳納米管113層中。隨后，由于彈道電子傳輸現(xiàn)象使得電子進(jìn)入薄金屬電極層114并通過(guò)隧道效應(yīng)在真空條件下發(fā)射。由彈道電子傳輸現(xiàn)象引起的上述電子發(fā)射允許高能量的電子，導(dǎo)致低散射。因此，即使沒(méi)有使用單獨(dú)的聚焦電極也能改善色純度。此外，由于彈道電子具有高能量并幾乎不受殘留氣體的影響，因此沒(méi)有必要維持高真空。所以能夠?qū)崿F(xiàn)具有更好實(shí)用性的薄顯示器。
所發(fā)射的電子被陰極電極111和陽(yáng)極電極121之間施加的電場(chǎng)引向熒光層123并與該熒光層123碰撞。因此，熒光層123的R、G和B熒光體受到激發(fā)而發(fā)出可見(jiàn)光。
仍根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的場(chǎng)發(fā)射型背光裝置包括上述BSD發(fā)射器以及與BSD發(fā)射器相對(duì)設(shè)置并與BSD發(fā)射器以預(yù)定距離間隔開(kāi)的前基板，陽(yáng)極電極和熒光層順序形成在前基板的一表面上。
圖8為說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的場(chǎng)發(fā)射型背光裝置的截面圖。
參照?qǐng)D8，場(chǎng)發(fā)射型背光裝置包括兩個(gè)基板，即以預(yù)定距離間隔開(kāi)且彼此相對(duì)的后基板210和前基板220。在后基板210和前基板220之間插入間隔體230從而維持預(yù)定的距離。通常，玻璃基板用作后基板210和前基板220。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的BSD發(fā)射器作為實(shí)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)射的元件，被設(shè)置在后基板210上；并且陽(yáng)極電極221和作為由于熒光材料受從BSD發(fā)射器發(fā)出的電子激發(fā)而發(fā)出可見(jiàn)光的元件的熒光層223，被順序設(shè)置在前基板220的底表面上。另一方面，后基板210和前基板220以預(yù)定的距離相互間隔開(kāi)，使得BSD發(fā)射器215和熒光層223彼此相對(duì)地設(shè)置。在后基板210和前基板220的邊緣上施加密封劑(未示出)從而將兩基板密封。在后基板210和前基板220之間插入間隔體230從而保持預(yù)定的距離。
場(chǎng)發(fā)射型背光裝置電功率消耗低于常規(guī)的背光裝置例如使用冷陰極熒光燈的背光裝置。此外，場(chǎng)發(fā)射型背光裝置具有即使發(fā)光區(qū)域大仍具有相對(duì)均勻的亮度的優(yōu)點(diǎn)。
如上所述，能夠很容易地生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的BSD發(fā)射器。BSD發(fā)射器中使用的碳納米管未起冷發(fā)射器的作用，而是作為傳送彈道電子的通道，并且不存在碳納米管在開(kāi)/關(guān)操作期間被損壞的危險(xiǎn)。因此，能夠保證長(zhǎng)期驅(qū)動(dòng)的可靠性。此外，由于絕緣層和薄金屬電極層被順序形成在碳納米管上，能夠防止氣體或污染的負(fù)面影響并能最小化碳納米管的損壞。根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的FED，即使在不使用單獨(dú)聚焦電極的情況下也能夠提供高的色純度，并且不必維持高真空。此外，碳納米管的物理和化學(xué)特性在顯示器生產(chǎn)過(guò)程中不可能改變，并由此減少顯示器操作特性的改變，允許增加顯示器的實(shí)用性。
盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的示例性實(shí)施例具體示出和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可在形式和細(xì)節(jié)方面進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種彈道電子表面發(fā)射器件(BSD)發(fā)射器，包括后基板；陰極電極，其形成在所述后基板上；碳納米管，其垂直排列在所述陰極電極上并用作用于傳導(dǎo)彈道電子的材料；和薄金屬電極層，其形成在所述垂直排列的碳納米管上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈道電子表面發(fā)射器件發(fā)射器，其中地電位或負(fù)電壓施加到所述陰極電極，正電壓施加到所述薄金屬電極層，并且ICNT電流在兩端之間流動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈道電子表面發(fā)射器件發(fā)射器，其中所述垂直排列的碳納米管為金屬性碳納米管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈道電子表面發(fā)射器件發(fā)射器，其中當(dāng)所述垂直排列的碳納米管為金屬性碳納米管時(shí)，絕緣層被置于所述垂直排列的碳納米管和所述薄金屬電極層之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈道電子表面發(fā)射器件發(fā)射器，其中所述垂直排列的碳納米管具有最大2μm的長(zhǎng)度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈道電子表面發(fā)射器件發(fā)射器，其中所述垂直排列的碳納米管使用CVD生長(zhǎng)方法、模板方法和自組裝單層(SAM)方法制造。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈道電子表面發(fā)射器件發(fā)射器，其中所述薄金屬電極層由Au、Cr或Cr-Ni合金構(gòu)成并垂直于所述陰極電極形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈道電子表面發(fā)射器件發(fā)射器，其中所述薄金屬電極層具有15至30nm的厚度。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的彈道電子表面發(fā)射器件發(fā)射器，其中所述絕緣層由SiO2構(gòu)成并具有10至100nm的厚度。
10.一種場(chǎng)發(fā)射顯示器，包括根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項(xiàng)的彈道電子表面發(fā)射器件發(fā)射器；和與所述彈道電子表面發(fā)射器件發(fā)射器相對(duì)設(shè)置并與所述彈道電子表面發(fā)射器件發(fā)射器以預(yù)定距離間隔開(kāi)的前基板，陽(yáng)極電極及具有圖案的熒光層順序形成在所述前基板的一表面上。
11.一種場(chǎng)發(fā)射型背光裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項(xiàng)的彈道電子表面發(fā)射器件發(fā)射器；和與所述彈道電子表面發(fā)射器件發(fā)射器相對(duì)設(shè)置并與所述彈道電子表面發(fā)射器件發(fā)射器以預(yù)定距離間隔開(kāi)的前基板，陽(yáng)極電極及熒光層順序形成在所述前基板的一表面上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種彈道電子表面發(fā)射器件(BSD)發(fā)射器。其包括后基板；形成在所述后基板上的陰極電極；垂直排列在陰極電極上并用作用于傳導(dǎo)彈道電子的材料的碳納米管；以及形成在所述垂直排列的碳納米管上的薄金屬電極層。能夠很容易地生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的BSD發(fā)射器。所述BSD發(fā)射器中使用的碳納米管未起冷發(fā)射器的作用，而是作為傳送彈道電子的通道，并且不存在碳納米管在開(kāi)/關(guān)操作期間被損壞的危險(xiǎn)。因此，能夠保證長(zhǎng)期驅(qū)動(dòng)的可靠性。根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的FED，即使在不使用單獨(dú)聚焦電極的情況下也能夠提供高的色純度，并且不必維持高真空。此外，減少了顯示器操作特性的改變，允許增加顯示器的實(shí)用性。
文檔編號(hào)H01J1/304GK1670884SQ20051005165
公開(kāi)日2005年9月21日 申請(qǐng)日期2005年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月24日
發(fā)明者吳泰植, 金鐘玟 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社