專利名稱：電子發(fā)射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子發(fā)射裝置，尤其涉及一種具有設(shè)置在基板上的改進的絕緣結(jié)構(gòu)的電子發(fā)射裝置，該絕緣結(jié)構(gòu)位于驅(qū)動電極之間以使它們相互絕緣。
背景技術(shù)：
通常，電子發(fā)射裝置分成使用熱陰極作為電子發(fā)射源的裝置和使用冷陰極作為電子發(fā)射源的裝置。冷陰極電子發(fā)射裝置存在幾種類型，包括場發(fā)射器陣列(FEA)型、表面導(dǎo)電發(fā)射(SCE)型、金屬-絕緣體-金屬(MIM)型、以及金屬-絕緣體-半導(dǎo)體(MIS)型。
MIM型電子發(fā)射裝置具有金屬-絕緣體-金屬(MIM)結(jié)構(gòu)的電子發(fā)射區(qū)，MIS型電子發(fā)射裝置具有金屬-絕緣體-半導(dǎo)體(MIS)結(jié)構(gòu)的電子發(fā)射區(qū)。當(dāng)電壓加到兩個金屬上或者加到金屬和位于絕緣體另一側(cè)上的半導(dǎo)體時，電子從高電勢金屬或半導(dǎo)體遷移到低電勢金屬，并被加速。
SCE型電子發(fā)射裝置包括形成在基板上且相互面對的第一和第二電極，以及設(shè)置在第一和第二電極之間的導(dǎo)電薄膜。在導(dǎo)電薄膜處制造出微裂紋(micro-cracks)以形成電子發(fā)射區(qū)。當(dāng)電壓加到電極同時使得電流流到導(dǎo)電薄膜的表面時，從電子發(fā)射區(qū)發(fā)射電子。
FEA型電子發(fā)射裝置基于以下原理當(dāng)具有低功函數(shù)或高縱橫比(aspectratio)的材料用作電子發(fā)射源時，在真空氣氛中，由于電場容易從材料發(fā)射出電子。已經(jīng)開發(fā)出基于鉬(Mo)或硅(Si)的前尖點頂端(front sharp-pointedtip)結(jié)構(gòu)或者由含碳的材料形成的層，例如碳納米管、石墨和/或類金剛石碳，用作FEA型電子發(fā)射裝置的電子發(fā)射區(qū)。
盡管電子發(fā)射裝置根據(jù)其類型在它們的具體結(jié)構(gòu)方面具有差異，它們?nèi)炕旧暇哂行纬烧婵杖萜?或真空室)的第一和第二基板。電子發(fā)射區(qū)形成在第一基板上，在第一基板上同時形成了用于控制電子發(fā)射區(qū)的電子發(fā)射的驅(qū)動電極。磷光體層形成在第二基板上，在第二基板上同時形成了用于有效將從第一基板發(fā)射的電子加速至磷光體層從而發(fā)射光和/或顯示圖像的陽極電極。
對于FEA型電子發(fā)射裝置，陰極和柵極電極形成在第一基板上作為驅(qū)動電極。陰極電極電連接到電子發(fā)射區(qū)，以提供電流給電子發(fā)射區(qū)。利用柵極電極和陰極電極之間的電壓差，在電子發(fā)射區(qū)周圍形成電場，從而引起電子發(fā)射。陰極和柵極電極通過設(shè)置在其間的絕緣層相互絕緣。
對于FEA型電子發(fā)射裝置，絕緣層可以使用被稱為薄膜工藝，例如沉積工藝的工藝形成1μm或更小的厚度；或者使用被稱為厚膜工藝，例如絲網(wǎng)印刷工藝、刮片工藝(doctor blade process)和/或疊層工藝(laminatingprocess)的工藝形成1μm或更大的厚度。
在薄膜工藝的情況下，可容易地形成微像素。然而，對于通過薄膜工藝形成的薄絕緣層，由于柵極電極相對于電子發(fā)射區(qū)的高度降低(因為通過薄膜工藝形成的絕緣層薄)，加在陽極電極上的高電壓產(chǎn)生的電場(此后簡稱為陽極電場)可直接影響電子發(fā)射區(qū)。
因此，在上述的薄膜工藝情況下，由于陽極電場的影響，在電子發(fā)射裝置被驅(qū)動時，電子可能從電子發(fā)射區(qū)發(fā)射到本應(yīng)被關(guān)閉的像素，從而通過像素的磷光體層發(fā)射出不希望有的光。所以，在具有通過薄膜工藝形成的薄絕緣層的電子發(fā)射裝置中，不應(yīng)當(dāng)給陽極電極施加高電壓，從而限制了屏幕發(fā)光的強度。
在厚膜工藝的情況下，柵極電極可以形成在高于電子發(fā)射區(qū)的平面由此減少電子束的擴展，從而可以防止裝置因陽極電場發(fā)生誤操作，但是由于絕緣層的高介電常數(shù)，通過厚膜工藝形成的厚絕緣層可以在陰極電極和柵極電極之間形成寄生電容。因此，在具有厚絕緣層的電子發(fā)射裝置中，驅(qū)動信號因厚絕緣層的寄生電容可易于失真，從而難以正確地驅(qū)動各個像素。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個示范性實施例中，提供一種電子發(fā)射裝置，其具有厚絕緣層以使驅(qū)動電極相互之間通過適當(dāng)?shù)姆绞诫娊^緣，以及抑制絕緣層的寄生電容產(chǎn)生的信號失真，從而提高電子發(fā)射裝置的電操作特性。
一個實施例中，該電子發(fā)射裝置包括其間具有預(yù)定距離的相互面對的第一和第二基板；和形成在所述第一基板上的電子發(fā)射區(qū)。第一和第二電極放置在第一基板上并相互絕緣以控制所述電子發(fā)射區(qū)的電子發(fā)射。絕緣層設(shè)置在所述第一與第二電極之間。陽極電極形成在所述第二基板上。磷光體層形成在所述陽極電極的表面上。所述絕緣層具有包括電物理性質(zhì)彼此不相同的至少兩層的多層結(jié)構(gòu)。
所述絕緣層具有至少兩層電阻率彼此不同的絕緣層。所述絕緣層具有第一層和形成在所述第一層的表面上的第二層，該第二層具有第二電阻率，該第一層具有第一電阻率，所述第二電阻率低于所述第一電阻率。
所述絕緣層具有2μm或更大的厚度，所述第二層具有105到1012Ωcm的電阻率。所述第二層的厚度實現(xiàn)為所述絕緣層的厚度的至多1/2。
另一個實施例中，該電子發(fā)射裝置包括其間具有距離的相互面對的第一和第二基板；和形成在所述第一基板上并放置在不同平面的第一、第二和第三電極。電子發(fā)射區(qū)電連接到所述第一電極。下絕緣層設(shè)置在所述第一與第二電極之間。上絕緣層設(shè)置在所述第一和第二電極中的一個與所述第三電極之間。磷光體層形成在所述第二基板上。陽極電極形成在所述磷光體層的表面上。所述下絕緣層和上絕緣層的每一個具有包括電物理性質(zhì)彼此不相同的至少兩層的多層結(jié)構(gòu)。
所述下絕緣層和上絕緣層中每一個的所述至少兩層的電阻率彼此不相同。即，所述下絕緣層和上絕緣層中每一個具有第一層和形成在所述第一層的表面上的第二層，該第二層具有第二電阻率，該第一層具有第一電阻率，所述第二電阻率低于所述第一電阻率。所述上絕緣層的第二層在一個實施例中放置在上絕緣層的第一層的上表面上。
所述下絕緣層和上絕緣層中每一個具有2μm或更大的厚度。所述下絕緣層的第二層和所述上絕緣層的第二層的每一個具有105到1012Ωcm的電阻率。所述下絕緣層的所述第二層的厚度實現(xiàn)為所述下絕緣層的總厚度的至多1/2，且所述上絕緣層的所述第二層的厚度實現(xiàn)為所述上絕緣層的總厚度的至多1/2。


圖1是按照本發(fā)明第一實施例的電子發(fā)射裝置的局部分解透視圖；圖2是按照本發(fā)明第一實施例的電子發(fā)射裝置的局部剖視圖；圖3是按照本發(fā)明第二實施例的電子發(fā)射裝置的局部剖視圖；
圖4是按照本發(fā)明第三實施例的電子發(fā)射裝置的局部分解透視圖；圖5是按照本發(fā)明第三實施例的電子發(fā)射裝置的局部剖視圖；圖6是按照本發(fā)明第四實施例的電子發(fā)射裝置的局部剖視圖；圖7是按照本發(fā)明第五實施例的電子發(fā)射裝置的局部分解透視圖；圖8是按照本發(fā)明第五實施例的電子發(fā)射裝置的局部剖視圖；圖9是按照本發(fā)明第六實施例的電子發(fā)射裝置的局部剖視圖；圖10是按照本發(fā)明第七實施例的電子發(fā)射裝置的局部分解透視圖；圖11是按照本發(fā)明第七實施例的電子發(fā)射裝置的局部剖視圖；圖12是按照本發(fā)明第八實施例的電子發(fā)射裝置的局部剖視圖。
具體實施例方式
本申請文件中，當(dāng)提到第一部分在第一部分上時，第一部分可以直接位于第二部分上或者經(jīng)由第三部分間接位于第二部分上。
如圖1和圖2所示，第一實施例的電子發(fā)射裝置包括相互平行間隔開的第一和第二基板2和4，其間具有預(yù)定距離。在第一基板2處提供電子發(fā)射結(jié)構(gòu)以發(fā)射電子，在第二基板4處提供光發(fā)射或者圖像顯示結(jié)構(gòu)以由于電子發(fā)出可見光。
多個陰極電極6布置在第一基板2上作為第一電極。沿著第一基板2的第一方向條形構(gòu)圖陰極電極6，同時相互之間間隔開一距離。絕緣層8形成在第一基板2的整個表面上，覆蓋陰極電極6。
多個柵極電極10形成在絕緣層8上作為第二電極。沿著垂直于陰極電極6的第一方向的第二方向條形構(gòu)圖柵極電極10，同時相互之間間隔開一距離。
本實施例中，當(dāng)陰極和柵極電極6和10的相交區(qū)域定義為像素區(qū)域時，在每個相應(yīng)像素區(qū)域的柵極電極6和絕緣層8處形成一個或更多個開口12，局部露出陰極電極6。電子發(fā)射區(qū)14形成在開口12內(nèi)部的陰極電極6上。電子發(fā)射區(qū)14電連接至陰極電極6。
電子發(fā)射區(qū)14由在加上電場時發(fā)射出電子的材料形成，例如含碳材料和/或納米尺度材料。一個實施例中，使用碳納米管、石墨、石墨納米纖維、金剛石、類金剛石碳、C60、和/或硅納米線，通過絲網(wǎng)印刷、直接生長、化學(xué)氣相沉積和/或濺射形成電子發(fā)射區(qū)14。
圖1中示出，電子發(fā)射區(qū)14的形狀是圓形，且在各相應(yīng)像素區(qū)沿著陰極電極6的長度線性排布。然而，電子發(fā)射區(qū)14的平面形狀、每像素的數(shù)量、以及布置方式不限于圖中所示，可以多種方式加以改變。
仍然參照圖1和2，絕緣層8設(shè)置在陰極和柵極電極6和10之間，以使它們相互電絕緣。本實施例中，絕緣層8具有雙層結(jié)構(gòu)。該雙層結(jié)構(gòu)包括電物理性質(zhì)彼此不相同的第一和第二層8a和8b。具體地說，一個實施例中，絕緣層8的雙層結(jié)構(gòu)由電阻率彼此不同的第一和第二層8a和8b形成。
利用電阻率的差異，第一和第二層8a和8b中的一個可以基本上上用作絕緣層，而另一層可以用作具有比前者低的電阻率的電阻層。
具體而言，在一個實施例中，絕緣層8具有用例如玻璃料的普通絕緣材料形成的第一層8a、和用具有105到1012Ωcm電阻率的材料形成在第一層8a上的第二層8b。第一層8a基本上用作絕緣層，而第二層8b由于其電阻率特性降低了陰極與柵極電極6和10的相交區(qū)域處絕緣層8的電容。
第二層8b的電阻率顯著高于形成柵極電極10的導(dǎo)電材料的電阻率，和第二層8b接觸的柵極電極10的電絕緣情況實現(xiàn)為和與傳統(tǒng)絕緣層相同的程度。僅供參考，用于柵極電極10的主要材料由鋁(Al)和/或鉬(Mo)形成，鋁的電阻率是2.65×10-6Ωcm，鉬的電阻率是5.7×10-6Ωcm。
絕緣層8通過厚膜工藝形成，例如絲網(wǎng)印刷工藝、刮片工藝、和/或疊層工藝。一個實施例中絕緣層的厚度是1μm或更大，更加特別地具有2μm或更大的厚度。在一個實施例中用作電阻層的第二層8b的厚度實現(xiàn)為絕緣層8總厚度的至多1/2(例如1μm或更小)，使得第二層8b不會扭曲絕緣層8的絕緣特性。
利用絕緣層8的上述厚度，柵極電極10相對于電子發(fā)射區(qū)14具有充分的高度，在驅(qū)動電子發(fā)射裝置期間，柵極電極10局部屏蔽陽極電場對于電子發(fā)射區(qū)14的影響。
如圖1和2所示，絕緣層8的第二層8b可以放置在第一層8a以上；或者按照本發(fā)明第二實施例如圖3所示，絕緣層8′的第二層8b′放置在絕緣層8′的第一層8a′以下。盡管未在圖中示出，第二層既可放置在第一層上方也可放置在第一層下面。
回到圖1和2，對于第二層8b放置在第一層8a上方的結(jié)構(gòu)，第二層8b防止電子堆積在絕緣層8上，從而防止堆積的電子引起電子誤放電。
磷光體層16和黑層18形成在第二基板4面對第一基板2的表面上。使用金屬材料，例如鋁，在磷光體層16和黑層18上形成陽極電極20。陽極電極20接收從電子發(fā)射結(jié)構(gòu)朝磷光體層16加速電子束所需的高電壓，并將從磷光體層16輻射至第一基板2的可見光朝第二基板反射，從而進一步提高屏幕亮度。
或者，陽極電極可以由透明導(dǎo)電材料形成，例如銦錫氧化物(ITO)，而不是由金屬材料形成。這種情況下，陽極電極(未示出)放置在磷光體層和黑層面對第二基板的表面上。該電極被分割成多個分離的具有預(yù)定的圖案的部分；或者形成在第二基板的整個表面上。
第一和第二基板2和4使用密封劑(未示出)彼此密封，其間具有預(yù)定距離，使得柵極電極10面對陽極電極20。第一和第二基板2和4之間的內(nèi)部空間抽成真空狀態(tài)，從而構(gòu)建電子發(fā)射裝置。多個隔板22布置在第一和第二基板2和4之間的非發(fā)光區(qū)域，使它們相互間隔預(yù)定距離。
通過從外部提供預(yù)定電壓給陰極電極6、柵極電極10和陽極電極20來驅(qū)動上述結(jié)構(gòu)的電子發(fā)射裝置。例如，幾百至幾千伏正(+)的直流(DC)電壓加在陽極電極20上。掃描信號施加給柵極電極10，數(shù)據(jù)信號施加給陰極電極6。利用陰極和柵極電極6和10之間的電壓差控制各個像素的開啟和關(guān)閉。
在陰極和柵極電極6和10之間的電壓差超過閾值的像素處，在電子發(fā)射區(qū)14周圍形成電場，且從這些電子發(fā)射區(qū)14發(fā)射出電子。發(fā)射出的電子通過加在陽極電極20的高壓被吸引，且被引導(dǎo)以碰撞相關(guān)像素處的磷光體層16，從而發(fā)射光線。
在按照第一實施例且具有以上驅(qū)動方法的電子發(fā)射裝置中，由于絕緣層8具有電阻率為105到1012Ωcm的第二層8b，在對應(yīng)于陰極和柵極電極6和10的相交區(qū)域的絕緣層8處不可避免形成的電容得以降低，從而抑制驅(qū)動信號的失真。因此，對于按照本實施例的電子發(fā)射裝置，各個像素被正確地驅(qū)動，從而增強顯示特性。
圖4是按照本發(fā)明第三實施例的電子發(fā)射裝置的局部分解透視圖，圖5是該電子發(fā)射裝置的局部剖視圖，示出了其組合狀態(tài)。
如圖所示，對于按照本發(fā)明第三實施例的電子發(fā)射裝置，柵極電極10′是多個第二電極，絕緣層8是具有第一和第二層8a和8b的雙層結(jié)構(gòu)，陰極電極6′是多個第一電極，它們依次形成在第一基板2上。
柵極和陰極電極10′和6′構(gòu)圖成條形且相互垂直，電子發(fā)射區(qū)14′對應(yīng)于各個像素區(qū)形成在陰極電極6′的一側(cè)周邊，使得電子發(fā)射區(qū)14′的至少一個橫邊被陰極電極6′包圍。
對電極24形成在第一基板2上，以通過絕緣層8拉出柵極電極10′的電場。對電極24與電子發(fā)射區(qū)14′間隔開，其間具有一距離，同時設(shè)置在陰極電極6′之間，并通過形成在絕緣層8處的孔(或過孔)26電連接到柵極電極10′。與電子發(fā)射區(qū)14′類似，對電極24提供為與在第一基板2上定義的像素區(qū)域相對應(yīng)。
對于圖4和5的電子發(fā)射裝置，掃描信號施加到陰極電極6′，數(shù)據(jù)信號施加到柵極電極10′，使得可以利用陰極和柵極電極6′和10′之間的電壓差控制相應(yīng)像素的開啟和關(guān)閉。
因此，在陰極和柵極電極6′和10′之間的電壓差超過閾值的像素處，在電子發(fā)射區(qū)14′周圍，從柵極電極10′所處的電子發(fā)射區(qū)14′的底部和從對電極24所處的電子發(fā)射區(qū)14′的橫邊形成電場。電子從電子發(fā)射區(qū)14′發(fā)射出，并通過加在陽極電極20上的高電壓被吸引，從而碰撞相關(guān)像素處的磷光體層16。
圖4和5的電子發(fā)射裝置中，在上述驅(qū)動過程期間，用作電阻層的第二層8b降低了絕緣層8的電容，從而抑制了驅(qū)動信號的失真。如圖4和5所示，第二層8b可以放置在第一層8a上方；或者按照本發(fā)明第四實施例如圖6所示，絕緣層8′的第二層8b′放置在絕緣層8′的第一層8a′的下面。而且，盡管未示出，第二層可以放置在第一層上方和第一層下面。
圖7是按照本發(fā)明第五實施例的電子發(fā)射裝置的局部分解透視圖，圖8是該電子發(fā)射裝置的局部剖視圖，示出了其組合狀態(tài)。
如圖所示，按照本發(fā)明第五實施例的電子發(fā)射裝置的基本構(gòu)造元件與第一實施例所示出和/或描述的基本上相同，除了聚焦電極28形成在柵極電極10上方作為第三電極。絕緣層30設(shè)置在柵極電極10與聚焦電極28之間，以使它們相互電絕緣。設(shè)置在陰極和柵極電極6和10之間的絕緣層8在下文中稱為下絕緣層，設(shè)置在柵極和聚焦電極10和28之間的絕緣層30在下文中稱為上絕緣層。
在聚焦電極28和上絕緣層30處形成開口32，以露出第一基板2上的電子發(fā)射區(qū)14。分別為像素區(qū)提供開口32，使得聚焦電極28聚焦在每個像素區(qū)發(fā)射出的電子。聚焦電極28可以形成在第一基板2的整個表面上，或者分割成具有預(yù)定圖形的多個分離部分。沒有圖示后一種情況。
本實施例中，上絕緣層30也具有雙層結(jié)構(gòu)，具有電阻率彼此不相同的第一和第二層30a和30b。第一層30a用普通絕緣材料例如玻璃料形成，在一個實施例中第二層30b具有105到1012Ωcm的電阻率。因此，第一層30a基本上用作設(shè)置于柵極和聚焦電極10和28之間的絕緣層，第二層30b降低了上絕緣層30的電容，從而抑制了信號失真。
上絕緣層30也通過厚膜工藝形成，例如絲網(wǎng)印刷工藝、刮片工藝和/或疊層工藝。一個實施例中上絕緣層30具有1μm或更大的厚度，更加特別地具有2μm或更大的厚度。上絕緣層30的厚度(D1，如圖8所示)在一個實施例中實現(xiàn)為大于下絕緣層8的厚度(D2，如圖8所示)，使得聚焦電極28相對于電子發(fā)射區(qū)14具有充分的高度。
另外，上絕緣層30的第二層30b的厚度在一個實施例中實現(xiàn)為上絕緣層30的總厚度的至多1/2。
而且，上絕緣層30的第二層30b在一個實施例中放置在第一層30a上方。這種情況下，由于第二層30b相比較于第一層30a具有低的電阻率特性，聚焦電極28電氣增厚(electrically thickened)。因此，提高了聚焦電極28的聚焦能力，并有效地屏蔽了陽極電場對于電子發(fā)射區(qū)14的影響，從而構(gòu)建了高效率的電子發(fā)射裝置。為此，上絕緣層30的第二層30b具有大于下絕緣層8的第二層8b的厚度。
同時，如圖7和8所示，下絕緣層8的第二層8b可以放置在下絕緣層8的第一層8a的上方；或者按照本發(fā)明第六實施例如圖9所示，下絕緣層8′的第二層8b′放置在下絕緣層8′的第一層8a′的下面。盡管圖中未示出，下絕緣層的第二層可以放置在下絕緣層的第一層的上方和第一層的下面。
在電子發(fā)射裝置工作期間幾至幾十伏負(fù)(-)的直流(DC)電壓加到聚焦電極28，以聚焦從電子發(fā)射區(qū)14發(fā)射的電子，從而減小電子束的擴展。
圖10是按照本發(fā)明第七實施例的電子發(fā)射裝置的局部分解透視圖，圖11是該電子發(fā)射裝置的局部剖視圖，示出了其組合狀態(tài)。
如圖所示，按照本發(fā)明第七實施例的電子發(fā)射裝置的基本構(gòu)造元件與第三實施例所示出和/或描述的基本上相同，除了聚焦電極28形成在陰極電極6′上方作為第三電極。上絕緣層30設(shè)置在陰極電極6′與聚焦電極28之間，以使它們相互電絕緣。
上絕緣層30和聚焦電極28也具有開口32，露出第一基板2上的電子發(fā)射區(qū)14′。所述開口32分別對應(yīng)于電子發(fā)射區(qū)14′設(shè)置。聚焦電極28可以形成在第一基板2的整個表面上，或者可以分割成具有預(yù)定圖形的多個分離部分。后一情況沒有圖示。
上絕緣層30具有雙層結(jié)構(gòu)，具有電阻率彼此不相同的第一和第二層30a和30b。用例如玻璃料的普通絕緣材料形成第一層30a，第二層30b在一個實施例中具有105到1012Ωcm的電阻率。因此，第一層30a基本上用作設(shè)置在陰極和聚焦電極6′和28之間的絕緣層，而第二層30b降低了上絕緣層30的電容，從而抑制了信號失真。
絕緣層8設(shè)置在柵極和陰極電極10′和6′之間，下文稱為下絕緣層。下和上絕緣層8和30的每一個具有1μm或更大的厚度，更加特別地具有2μm或更大的厚度。上絕緣層30的厚度在一個實施例中實現(xiàn)為大于下絕緣層8的厚度，使得聚焦電極28相對于電子發(fā)射區(qū)14′具有充分的高度。
為了使聚焦電極28電氣增厚，上絕緣層30的第二層30b放置在上絕緣層30的第一層30a的上方。上絕緣層30的第二層30b的厚度在一個實施例中實現(xiàn)為上絕緣層30的總厚度的至多1/2，且第二層8b的厚度在一個實施例中實現(xiàn)為下絕緣層8的總厚度的至多1/2。
如圖10和11所示，下絕緣層8的第二層8b可以放置在下絕緣層8的第一層8a的上方；或者按照本發(fā)明第八實施例如圖12所示，下絕緣層8′的第二層8b′放置在下絕緣層8′的第一層8a′的下面。盡管圖中未示出，下絕緣層的第二層可以放置在下絕緣層的第一層的上方和第一層的下面。
如上所述，在按照本發(fā)明的電子發(fā)射裝置中，在第一與第二電極的相交區(qū)域處，和/或在第二電極與第三電極的相交區(qū)域處，絕緣層8的電容被降低，從而抑制驅(qū)動信號的失真。因此，對于該電子發(fā)射裝置，電子發(fā)射裝置的各個像素被正確地驅(qū)動，從而增強顯示特性。
在絕緣層的第二層放置在其第一層上方的情況下，可以防止引發(fā)問題的在絕緣層處的電子堆積，并也可以防止源于其的誤放電。而且，在提供聚焦電極且上絕緣層的第二層放置在其第一層的上方的情況下，聚焦電極被電氣增厚，以有效地屏蔽陽極電場對電子發(fā)射區(qū)的影響，從而實現(xiàn)構(gòu)建出高效率的電子發(fā)射裝置。
而且，盡管上文對本發(fā)明特定實施例的解釋涉及FEA型電子發(fā)射裝置，其中電子發(fā)射區(qū)使用在真空氣氛下加上電場時發(fā)射出電子的材料制成，但是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不限于FEA型電子發(fā)射裝置，并可以應(yīng)用于其它類型的電子發(fā)射裝置，此時驅(qū)動電極放置在不同的平面，且絕緣層插置于至少兩個不同平面之間。
盡管聯(lián)系特定示范性實施例對發(fā)明進行了說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，本發(fā)明不限于公開的實施例，而是相反的情況，本發(fā)明旨在涵蓋包括在權(quán)利要求書及其等同物精神和范圍內(nèi)的各種修改。
權(quán)利要求
1.一種電子發(fā)射裝置，包括其間具有預(yù)定距離的相互面對的第一和第二基板；形成在所述第一基板上的電子發(fā)射區(qū)；設(shè)置在所述第一基板上并相互絕緣以控制所述電子發(fā)射區(qū)的電子發(fā)射的第一和第二電極；設(shè)置在所述第一與第二電極之間的絕緣層；形成在所述第二基板上的陽極電極；以及形成在所述陽極電極的表面上的磷光體層，其中所述絕緣層具有包括電物理性質(zhì)彼此不相同的至少兩層的多層結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射裝置，其中所述絕緣層的所述至少兩層的電阻率彼此不相同。
3.如權(quán)利要求2所述的電子發(fā)射裝置，其中所述絕緣層具有第一層和形成在所述第一層的表面上的第二層，該第二層包括第二電阻率，該第一層包括第一電阻率，所述第二電阻率低于所述第一電阻率。
4.如權(quán)利要求3所述的電子發(fā)射裝置，其中所述第二層具有105到1012Ωcm的電阻率。
5.如權(quán)利要求3所述的電子發(fā)射裝置，其中所述絕緣層具有2μm或更大的厚度。
6.如權(quán)利要求5所述的電子發(fā)射裝置，其中所述第二層的厚度實現(xiàn)為所述絕緣層的厚度的至多1/2。
7.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射裝置，其中所述第一和第二電極放置在兩個不同的平面，同時所述絕緣層插置于所述兩個不同的平面之間。
8.如權(quán)利要求7所述的電子發(fā)射裝置，其中所述電子發(fā)射區(qū)電連接至所述第一和第二電極之一。
9.一種電子發(fā)射裝置，包括其間具有距離的相互面對的第一和第二基板；形成在所述第一基板上并放置在不同平面的第一、第二和第三電極；電連接到所述第一電極的電子發(fā)射區(qū)；設(shè)置在所述第一與第二電極之間的下絕緣層；設(shè)置在所述第一和第二電極中的一個與所述第三電極之間的上絕緣層；形成在所述第二基板上的磷光體層；以及形成在所述磷光體層的表面上的陽極電極，其中所述下絕緣層和上絕緣層的每一個具有包括電物理性質(zhì)彼此不相同的至少兩層的多層結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求9所述的電子發(fā)射裝置，其中所述下絕緣層和上絕緣層中每一個的所述至少兩層的電阻率彼此不相同。
11.如權(quán)利要求10所述的電子發(fā)射裝置，其中所述下絕緣層和上絕緣層中的每一個具有第一層和形成在所述第一層的表面上的第二層，該第二層包括第二電阻率，該第一層包括第一電阻率，所述第二電阻率低于所述第一電阻率。
12.如權(quán)利要求11所述的電子發(fā)射裝置，其中所述下絕緣層的第二層和所述上絕緣層的第二層的每一個具有105到1012Ωcm的電阻率。
13.如權(quán)利要求11所述的電子發(fā)射裝置，其中所述下絕緣層和上絕緣層中每一個具有2μm或更大的厚度。
14.如權(quán)利要求13所述的電子發(fā)射裝置，其中所述下絕緣層的所述第二層的厚度實現(xiàn)為所述下絕緣層的厚度的至多1/2。
15.如權(quán)利要求13所述的電子發(fā)射裝置，其中所述上絕緣層的所述第二層的厚度實現(xiàn)為所述上絕緣層的厚度的至多1/2。
16.如權(quán)利要求11所述的電子發(fā)射裝置，其中所述上絕緣層比所述下絕緣層厚。
17.如權(quán)利要求11所述的電子發(fā)射裝置，其中所述上絕緣層的所述第二層比所述下絕緣層的所述第二層厚。
18.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、所述下絕緣層、所述第二電極、所述上絕緣層、以及所述第三電極依次設(shè)置在所述第一基板上。
19.如權(quán)利要求9所述的電子發(fā)射裝置，其中所述第二電極、所述下絕緣層、所述第一電極、所述上絕緣層、以及所述第三電極依次設(shè)置在所述第一基板上。
20.如權(quán)利要求19所述的電子發(fā)射裝置，進一步包括基本上設(shè)置在與所述第一電極相同的平面的對電極，該對電極通過在所述下絕緣層形成的孔電接觸所述第二電極。
21.如權(quán)利要求9所述的電子發(fā)射裝置，其中所述第三電極具有用于通過來自所述電子發(fā)射區(qū)的電子束的開口，并接收用于聚焦所述電子束的負(fù)電壓。
22.一種電子發(fā)射裝置，包括其間具有距離的相互面對的第一和第二基板；設(shè)置在所述第一基板上、位于兩個不同的平面的陰極和柵極電極，同時下絕緣層插置于所述兩個不同的平面之間；電連接到所述陰極電極的電子發(fā)射區(qū)；形成在所述第一基板上、位于所述陰極和柵極電極之一上方的聚焦電極，同時上絕緣層插置于所述聚焦電極與所述陰極和柵極電極所述之一之間；形成在所述第二基板上的磷光體層；以及形成在所述磷光體層的表面上的陽極電極，其中所述下絕緣層和上絕緣層的每一個具有包括電阻率彼此不相同的至少兩層的多層結(jié)構(gòu)。
23.如權(quán)利要求22所述的電子發(fā)射裝置，其中所述下絕緣層和上絕緣層中每一個具有第一層和形成在所述第一層的表面上的第二層，該第二層具有105到1012Ωcm的電阻率。
24.如權(quán)利要求23所述的電子發(fā)射裝置，其中所述下絕緣層和上絕緣層中每一個具有2μm或更大的厚度，且所述下絕緣層的所述第二層和所述上絕緣層的所述第二層中每一個具有1μm或更小的厚度。
25.如權(quán)利要求23所述的電子發(fā)射裝置，其中所述上絕緣層的所述第二層物理接觸所述聚焦電極。
26.如權(quán)利要求22所述的電子發(fā)射裝置，其中所述電子發(fā)射區(qū)包括選自由碳納米管、石墨、石墨納米纖維、金剛石、類金剛石碳、C60、硅納米線及其組合構(gòu)成的組的材料。
全文摘要
一種電子發(fā)射裝置，包括其間具有預(yù)定距離的相互面對的第一和第二基板；和形成在所述第一基板上的電子發(fā)射區(qū)。第一和第二電極放置在第一基板上并相互絕緣以控制所述電子發(fā)射區(qū)的電子發(fā)射。絕緣層設(shè)置在所述第一與第二電極之間。陽極電極形成在所述第二基板上。磷光體層形成在所述陽極電極的表面上。所述絕緣層具有包括電物理性質(zhì)彼此不相同的至少兩層的多層結(jié)構(gòu)。
文檔編號H01J29/04GK1828812SQ20061005496
公開日2006年9月6日 申請日期2006年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月28日
發(fā)明者黃成淵 申請人:三星Sdi株式會社