專利名稱：電子發(fā)射裝置和電子發(fā)射顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子發(fā)射裝置和具有該電子發(fā)射裝置的電子發(fā)射顯示裝置，并具體涉及減小寄生電容器電容的電子發(fā)射裝置，以及具有該電子發(fā)射裝置的電子發(fā)射顯示裝置。
背景技術(shù)：
通常，電子發(fā)射裝置具有在施加預(yù)定的驅(qū)動信號時發(fā)射電子的電子發(fā)射源，從而可用于利用所發(fā)射的電子工作的多種裝置。例如，電子發(fā)射顯示裝置使用電子發(fā)射裝置顯示所需的屏幕圖像。
將電子發(fā)射裝置分成使用熱陰極作為電子發(fā)射源的第一種類型，和使用冷陰極作為電子發(fā)射源的第二種類型。
在第二種電子發(fā)射裝置中，已知有場發(fā)射體陣列(FEA)型，表面?zhèn)鲗?dǎo)發(fā)射體(SCE)型，金屬-絕緣體-金屬(MIM)型和金屬-絕緣體-半導(dǎo)體(MIS)型。
這種電子發(fā)射裝置可設(shè)有用于控制電子從電子發(fā)射源的發(fā)射的驅(qū)動電極，和用于將電子發(fā)射源發(fā)射的電子聚焦的聚焦電極。
在彼此分隔一定距離的聚焦電極和驅(qū)動電極的重疊區(qū)域形成具有相對較高電容的寄生電容器。該寄生電容器可使施加給驅(qū)動電極的驅(qū)動信號發(fā)生延遲，或者引起其他信號失真。
當(dāng)使用這種具有相對較高電容的寄生電容器的電子發(fā)射裝置構(gòu)成電子發(fā)射顯示裝置時，因信號失真會導(dǎo)致電子發(fā)射顯示裝置的顯示質(zhì)量下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的多個實施例提供一種電子發(fā)射裝置，其降低驅(qū)動電極和聚焦電極間寄生電容器的電容，從而防止信號延遲；并提供具有該電子發(fā)射裝置的電子發(fā)射顯示裝置，以顯示質(zhì)量提高的所需屏幕圖像。
根據(jù)本發(fā)明一個方面，一種電子發(fā)射裝置包括在基板上形成的用于發(fā)射電子的電子發(fā)射區(qū)，用于控制電子發(fā)射的驅(qū)動電極，和與驅(qū)動電極電絕緣的聚焦電極。驅(qū)動電極具有引起電子從電子發(fā)射區(qū)發(fā)射的有效部分，和與該有效部分電連接的第一電壓施加部分。聚焦電極具有使從電子發(fā)射區(qū)發(fā)射的電子聚焦的聚焦部分，和與所述聚焦部分電連接的第二電壓施加部分。所述有效部分和聚焦部分設(shè)置在彼此不同的平面中，且第一電壓施加部分和第二電壓施加部分不重疊。
所述有效部分和第一電壓施加部分處于彼此不同的平面中，且第一電壓施加部分和第二電壓施加部分設(shè)置在相同平面中，但彼此分隔一定距離。或者，有效部分和第一電壓施加部分可以設(shè)置在相同平面中，而聚焦部分和第二電壓施加部分可設(shè)置在與有效部分和第一電壓施加部分不同的平面中。
在一個實施例中，第一和第二電壓施加部分彼此相對地設(shè)置，且電子發(fā)射區(qū)設(shè)置在它們之間。
在一個實施例中，所述有效部分具有多個分離地形成的、與基板上限定的單位像素區(qū)相對應(yīng)的有效部分段，并且第一電壓施加部分與多個有效部分段電連接。所述聚焦部分具有多個分離地形成的、與單位像素區(qū)相對應(yīng)的聚焦部分段，并且第二電壓施加部分與多個聚焦部分段電連接。多個有效部分段分別與多個聚焦部分段中相應(yīng)的聚焦部分段相對應(yīng)地形成。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，電子發(fā)射顯示裝置包括熒光物質(zhì)層和陽極以及電子發(fā)射裝置。
利用根據(jù)這些實施例的電子發(fā)射裝置，可改進(jìn)電極形狀，從而最小化或減小電極的重疊區(qū)域，因而，可降低電極之間寄生電容器的電容。利用具有根據(jù)本發(fā)明的電子發(fā)射裝置的電子發(fā)射顯示裝置，可最小化或減小信號延遲，并提高屏幕圖像質(zhì)量。


通過參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，本發(fā)明的上述和其他方面將更加顯而易見，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明一實施例的電子發(fā)射顯示裝置的部分分解透視圖；圖2為圖1中所示的電子發(fā)射顯示裝置的部分剖面圖；圖3為圖1中所示的電子發(fā)射顯示裝置的部分平面圖；以及圖4為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的電子發(fā)射裝置的部分透視圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖更充分地描述本發(fā)明，在附圖中表示出本發(fā)明的實施例。
圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電子發(fā)射顯示裝置的部分分解透視圖，圖2為圖1中所示的電子發(fā)射顯示裝置的部分剖面圖。圖3為圖1中所示的電子發(fā)射顯示裝置的部分平面圖。
如圖1-3中所示，根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電子發(fā)射顯示裝置包括彼此平行設(shè)置且分隔預(yù)定距離的第一基板2和第二基板4。在第一基板2處設(shè)置電子發(fā)射結(jié)構(gòu)，在第二基板4處設(shè)置光發(fā)射結(jié)構(gòu)，由電子導(dǎo)致發(fā)射可見光線，用于發(fā)光或顯示。
陰極6在第一基板2上沿圖1中y軸的方向取向，且第一絕緣層8形成在第一基板2的整個表面上，覆蓋陰極6。
在第一基板2上限定的單位像素(子像素)區(qū)處，在第一絕緣層8上分離地設(shè)置柵極10的有效部分101。在本實施例中，柵極10的有效部分101分別處于各自的單位像素區(qū)。不過，本發(fā)明不限于此，有效部分還可以擴(kuò)展到多個單位像素區(qū)上。
在陰極6上每個單位像素區(qū)處形成一個或多個電子發(fā)射區(qū)12，并在第一絕緣層8和柵極10的有效部分101中形成與各電子發(fā)射區(qū)12相對應(yīng)的開口部分14，同時暴露出電子發(fā)射區(qū)12。
用在施加電場時發(fā)射電子的材料，如碳質(zhì)材料或納米(nm)尺寸材料形成電子發(fā)射區(qū)12。可由碳納米管、石墨、石墨納米纖維、金剛石、金剛石狀碳、C60、硅納米絲或其組合，通過絲網(wǎng)印刷、直接生長、化學(xué)汽相沉積或濺射，形成電子發(fā)射區(qū)12。
在附圖中將電子發(fā)射區(qū)12表示成圓形形狀，并且在各單位像素區(qū)處沿陰極6的長度方向線性地排列。不過，電子發(fā)射區(qū)12的平面形狀、每個單位像素的電子發(fā)射區(qū)12的數(shù)量以及排列不限于所示出的，而可以通過多種方式改變。
第二絕緣層16形成在第一絕緣層8上，覆蓋柵極10的有效部分101，并在第二絕緣層16上形成柵極10的第一電壓施加部分102和聚焦電極18。
沿有效部分101的與陰極6垂直的邊緣(沿附圖中的x軸方向)形成第一電壓施加部分102。第一電壓施加部分102與有效部分101電連接，以向其施加驅(qū)動電壓。為此，有效部分101與電壓施加部分102通過在第二絕緣層16處每個重疊區(qū)域形成的通孔20彼此電連接。
在第一基板2上限定的各單位像素處，聚焦電極18具有用于將從電子發(fā)射區(qū)12發(fā)射的電子聚焦的聚焦部分181，和沿著聚焦部分181的與陰極6垂直的邊緣形成且與聚焦部分181相連的第二電壓施加部分182。在本實施例中，在各單位像素區(qū)域處分離地形成聚焦電極18的聚焦部分181。不過，本發(fā)明不限于此，一個聚焦部分還可以擴(kuò)展到多個單位像素區(qū)上。
在第二絕緣層16和聚焦部分181處形成開口部分22，使電子束能夠通過。例如，在各單位像素處一個接一個地設(shè)置開口部分22，共同地將在每個單位像素處發(fā)射的電子聚焦。
柵極10的第一電壓施加部分102和聚焦電極18的第二電壓施加部分182彼此平行地延伸，電子發(fā)射區(qū)12置于它們之間。即，柵極10的第一電壓施加部分102沿附圖的x軸方向設(shè)置在單位像素陣列的一個邊緣，聚焦電極18的第二電壓施加部分182設(shè)置在其相對的邊緣。由此，在第二絕緣層16上，聚焦電極18的聚焦部分181和第二電壓施加部分182與柵極10的電壓施加部分102分隔，從而避免電短路。
在本實施例中，柵極10的有效部分101與聚焦電極18的聚焦部分181重疊，但在不同平面中延伸。相反，柵極10的第一電壓施加部分102和聚焦電極18的第二電壓施加部分182在相同平面中延伸，但設(shè)置成彼此移位，從而它們不重疊。
在本實施例中，主要負(fù)責(zé)引起電子發(fā)射的有效部分101，與主要負(fù)責(zé)將電子聚焦的聚焦部分181重疊。相反，僅略微地用于發(fā)射或聚焦電子的第一電壓施加部分102和第二電壓施加部分182，不重疊。由此，可最小化或減小柵極10與聚焦電極18的重疊區(qū)域。在本實施例中，通過最小化或減小柵極10與聚焦電極18的重疊區(qū)域，可有效地減小寄生電容器的電容。
在第二基板4的面對第一基板2的表面上形成紅色、綠色和藍(lán)色熒光物質(zhì)層24，同時這些熒光物質(zhì)層彼此分隔一定距離，并且在各熒光物質(zhì)層24之間設(shè)置黑色層26，以提高屏幕對比度。
用諸如鋁(Al)的金屬材料在熒光物質(zhì)層24和黑色層26上形成陽極28。陽極28從外部接收用于加速電子束所需的電壓，并且將熒光物質(zhì)層24向第一基板2輻射出的可見光線朝向第二基板4反射，從而增加屏幕亮度。
可由透明導(dǎo)電層如氧化銦錫(ITO)取代金屬層，形成陽極。在此情形中，陽極設(shè)置在熒光物質(zhì)層和黑色層的面對第二基板的表面上?？蓪㈥枠O圖案化成具有多個分離的部分。
在第一基板2與第二基板4之間設(shè)置間隔物30，并使用密封劑如玻璃粉，將第一基板2與第二基板4的外圍彼此密封。排空第一基板2與第二基板4之間的內(nèi)部空間，使其處于真空狀態(tài)，從而構(gòu)造電子發(fā)射顯示裝置。與設(shè)有黑色層26的非光發(fā)射區(qū)相對應(yīng)地設(shè)置間隔物30。
通過由外部向陰極6、柵極10、聚焦電極18和陽極28施加預(yù)定電壓來操作上述結(jié)構(gòu)的電子發(fā)射顯示裝置。例如，將掃描信號電壓施加給陰極6和柵極10中的任何一個，并將數(shù)據(jù)信號電壓施加給另一電極。將幾伏到數(shù)十伏的負(fù)(-)電壓施加給聚焦電極18，將數(shù)百到數(shù)千伏的正(+)電壓施加給陽極28。
因而，在陰極6與柵極10之間的電壓差超過閾值電壓的單位像素處，在電子發(fā)射區(qū)12周圍形成電場，并從電子發(fā)射區(qū)12發(fā)射電子。所發(fā)射的電子被聚焦，通過聚焦電極18，并且被施加給陽極28的高壓所吸引，從而碰撞熒光物質(zhì)層24，使其發(fā)光。
如上所述，對于根據(jù)本發(fā)明該實施例的電子發(fā)射裝置，減小柵極10與聚焦電極18的重疊區(qū)域，從而可有效地降低柵極10與聚焦電極18之間寄生電容器的電容。因此，利用根據(jù)本發(fā)明該實施例的電子發(fā)射顯示裝置，可減小或防止信號延遲，從而可提高屏幕圖像質(zhì)量。
在本實施例中，在第一基板上形成的電子發(fā)射區(qū)和驅(qū)動電極構(gòu)成用于發(fā)射電子的電子發(fā)射裝置，并且使用該電子發(fā)射裝置構(gòu)成電子發(fā)射顯示裝置。不過，根據(jù)本發(fā)明的電子發(fā)射裝置可用于制造多種裝置。
圖4為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的電子發(fā)射裝置的部分透視圖。
如圖4中所示，對于根據(jù)本實施例的電子發(fā)射裝置，在第一基板52上形成陰極56，第一絕緣層58形成在第一基板52上并覆蓋陰極56。柵極60的有效部分601和柵極60的第一電壓施加部分602形成在第一絕緣層58上。在本實施例中，有效部分601分離地設(shè)置在各單位像素處，并且第一電壓施加部分602沿附圖的x軸方向取向。柵極60形成為梳形，不過本發(fā)明不限于此。
第二絕緣層66覆蓋柵極60，并在第二絕緣層66上形成聚焦電極68的聚焦部分681和第二電壓施加部分682。在本實施例中，聚焦部分681分離地設(shè)置在各單位像素處，并且第二電壓施加部分682沿附圖的x軸方向取向。即，聚焦電極68形成為梳形，不過本發(fā)明不限于此。
當(dāng)從平面?zhèn)扔^察時，柵極60的第一電壓施加部分602和聚焦電極68的第二電壓施加部分682彼此平行地設(shè)置，電子發(fā)射區(qū)62置于它們之間。從而，第一電壓施加部分602與第二電壓施加部分682彼此不重疊。因而，可最小化或減小柵極60與聚焦電極68的重疊區(qū)域。在本實施例中，柵極60的有效部分601和第一電壓施加部分602處于相同平面，從而可按照一種簡單的方式形成柵極60。
對于根據(jù)前面實施例的結(jié)構(gòu)，柵極具有有效部分和第一電壓施加部分。不過，本發(fā)明不限于此，而可以作出改變，只要用于控制電子從電子發(fā)射區(qū)發(fā)射的驅(qū)動電極中的任何一個具有有效部分和第一電壓施加部分即可。
本發(fā)明可使用多種結(jié)構(gòu)來使驅(qū)動電極與聚焦電極的對電子的發(fā)射或聚焦不會有很大作用的部分的重疊最小。
盡管上面詳細(xì)描述了本發(fā)明的實施例，顯然應(yīng)當(dāng)理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員易于想到的此處基本發(fā)明概念的許多改變和/或變型，也處于如所附權(quán)利要求及其等效內(nèi)容所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電子發(fā)射裝置，包括在基板上形成的用于發(fā)射電子的電子發(fā)射區(qū)；用于控制電子從所述電子發(fā)射區(qū)發(fā)射的驅(qū)動電極，該驅(qū)動電極包括用于引起電子發(fā)射的有效部分，和與所述有效部分電連接的第一電壓施加部分；以及與所述驅(qū)動電極電絕緣的聚焦電極，該聚焦電極包括用于將從所述電子發(fā)射區(qū)發(fā)射的電子聚焦的聚焦部分，和與所述聚焦部分電連接的第二電壓施加部分，其中所述有效部分和聚焦部分設(shè)置在彼此不同的平面中，并且第一電壓施加部分和第二電壓施加部分不重疊。
2.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射裝置，其中所述有效部分和第一電壓施加部分設(shè)置在彼此不同的平面中，并且第一電壓施加部分和第二電壓施加部分設(shè)置在彼此相同的平面中，同時彼此分隔開。
3.如權(quán)利要求2所述的電子發(fā)射裝置，還包括基本覆蓋所述有效部分的絕緣層，其中所述第一電壓施加部分形成在所述絕緣層上，使得第一電壓施加部分通過絕緣層中形成的通孔與有效部分電連接。
4.如權(quán)利要求3所述的電子發(fā)射裝置，其中所述第一電壓施加部分和有效部分在重疊區(qū)域處彼此重疊，并且在絕緣層處形成的通孔與重疊區(qū)域的位置相對應(yīng)。
5.如權(quán)利要求3所述的電子發(fā)射裝置，其中所述第一電壓施加部分、聚焦部分和第二電壓施加部分設(shè)置在絕緣層上。
6.如權(quán)利要求2所述的電子發(fā)射裝置，其中所述第一電壓施加部分和第二電壓施加部分彼此相對地設(shè)置，并且電子發(fā)射區(qū)置于它們之間。
7.如權(quán)利要求6所述的電子發(fā)射裝置，其中所述第一電壓施加部分和第二電壓施加部分彼此平行地設(shè)置。
8.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射裝置，其中所述有效部分和第一電壓施加部分設(shè)置在相同平面中，聚焦部分和第二電壓施加部分設(shè)置在與有效部分和第一電壓施加部分不同的平面中。
9.如權(quán)利要求8所述的電子發(fā)射裝置，其中所述第一電壓施加部分和第二電壓施加部分彼此相對地設(shè)置，且電子發(fā)射區(qū)置于它們之間。
10.如權(quán)利要求9所述的電子發(fā)射裝置，其中所述第一電壓施加部分和第二電壓施加部分彼此平行地設(shè)置。
11.如權(quán)利要求8所述的電子發(fā)射裝置，其中所述驅(qū)動電極形成為梳形形狀。
12.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射裝置，還包括在所述基板上限定的單位像素區(qū)，其中所述有效部分包括多個分離地形成的、與單位像素區(qū)相對應(yīng)的有效部分段，并且第一電壓施加部分與所述多個有效部分段電連接，并且所述聚焦部分包括多個分離地形成的、與單位像素區(qū)相對應(yīng)的聚焦部分段，并且第二電壓施加部分與多個聚焦部分段電連接，所述多個有效部分段分別與多個聚焦部分段中相應(yīng)的聚焦部分段相對應(yīng)地形成。
13.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射裝置，還包括在所述基板上形成的第一電極，其中所述驅(qū)動電極形成在第一電極上，絕緣層置于它們之間。
14.如權(quán)利要求13所述的電子發(fā)射裝置，其中所述電子發(fā)射區(qū)形成在第一電極上、且在基板上限定的單位像素區(qū)處，并且在驅(qū)動電極的有效部分處形成與電子發(fā)射區(qū)相對應(yīng)的開口。
15.如權(quán)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)用選自由碳納米管、石墨、石墨納米纖維、金剛石、金剛石狀碳、C60和硅納米線組成的組中的至少一種材料形成。
16.一種電子發(fā)射顯示裝置，包括第一基板；與第一基板面對的第二基板；在第一基板上形成的用于發(fā)射電子的電子發(fā)射區(qū)；用于控制電子從所述電子發(fā)射區(qū)發(fā)射的驅(qū)動電極，該驅(qū)動電極包括用于引起電子從電子發(fā)射區(qū)發(fā)射的有效部分，和與所述有效部分電連接的第一電壓施加部分；以及與所述驅(qū)動電極電絕緣的聚焦電極，該聚焦電極包括用于將從所述電子發(fā)射區(qū)發(fā)射的電子聚焦的聚焦部分，和與所述聚焦部分電連接的第二電壓施加部分；在第二基板上形成的熒光物質(zhì)層；以及在熒光物質(zhì)層的表面上形成的陽極，其中所述有效部分與聚焦部分設(shè)置在彼此不同的平面中，并且第一電壓施加部分和第二電壓施加部分不重疊。
17.如權(quán)利要求16所述的電子發(fā)射顯示裝置，其中所述有效部分和第一電壓施加部分設(shè)置在彼此不同的平面中，第一電壓施加部分和第二電壓施加部分設(shè)置在相同平面中，且彼此分隔開。
18.如權(quán)利要求16所述的電子發(fā)射顯示裝置，其中所述有效部分和第一電壓施加部分設(shè)置在相同平面中，聚焦部分和第二電壓施加部分設(shè)置在與有效部分和第一電壓施加部分不同的平面中。
19.如權(quán)利要求16所述的電子發(fā)射顯示裝置，還包括在第一基板上限定的單位像素區(qū)，其中所述有效部分包括多個分離地形成的、與單位像素區(qū)相對應(yīng)的有效部分段，并且第一電壓施加部分與所述多個有效部分段電連接，并且所述聚焦部分包括多個分離地形成的、與單位像素區(qū)相對應(yīng)的聚焦部分段，并且第二電壓施加部分與多個聚焦部分段電連接，所述多個有效部分段分別與多個聚焦部分段中相應(yīng)的聚焦部分段相對應(yīng)地形成。
20.如權(quán)利要求16所述的電子發(fā)射顯示裝置，其中所述第一電壓施加部分和第二電壓施加部分彼此相對地設(shè)置，且電子發(fā)射區(qū)設(shè)置于它們之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電子發(fā)射裝置，包括在基板上形成的用于發(fā)射電子的電子發(fā)射區(qū)，用于控制電子發(fā)射的驅(qū)動電極，和與驅(qū)動電極電絕緣的聚焦電極。驅(qū)動電極具有用于引起電子從電子發(fā)射區(qū)發(fā)射的有效部分，和與有效部分電連接的第一電壓施加部分。聚焦電極具有用于將從電子發(fā)射區(qū)發(fā)射的電子聚焦的聚焦部分，和與聚焦部分電連接的第二電壓施加部分。有限部分和聚焦部分彼此設(shè)置在不同的平面中，第一電壓施加部分和第二電壓施加部分不重疊。
文檔編號H01J31/12GK1841636SQ200610057628
公開日2006年10月4日 申請日期2006年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者安商爀 申請人:三星Sdi株式會社