CN100395863C

CN100395863C - 四极场发射显示器

Info

Publication number: CN100395863C
Application number: CNB2004100456824A
Authority: CN
Inventors: 杨镇在
Original assignee: Teco Nanotech Co Ltd
Current assignee: Teco Nanotech Co Ltd
Priority date: 2004-04-30
Filing date: 2004-04-30
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2024-04-30
Also published as: CN1691268A

Abstract

一种四极场发射显示器，包括：一阳极电极层组件及一阴极电极层组件。其中，该阴极电极层组件的收敛电极层两侧向通孔内伸出两个相对应的凸起部，所述两个凸起部分别包括由第一折点、第二折点、第三折点所构成的两个斜面，并形成带有渐缩入口、馈入口及渐宽出口的收敛电极通孔；所述收敛电极层的高度由第一段高度及第二段高度构成，利用收敛电极层高度的第一段高度与第二段高度的高度比调整通孔形状及聚焦范围，使电子束通过网罩的收敛电极层的通孔时，具有良好的收敛效果。

Description

四极场发射显示器

技术领域

本发明涉及一种四极场发射显示器。

背景技术

传统的四极场发射显示器的结构如图1所示，具有一阳极电极层组件1a，包括一基板(substrate)11a，在所述基板11a上形成一第一导电层12a，在第一导电层12a上形成包覆第一导电层12a的第二导电层13a，由所述第一、二导电层12a、13a形成受电子束撞击而击发的阳极电极层14a；其阴极电极层组件2a包括一基板21a，在所述基板21a上形成一第一绝缘层22a，在所述的第一绝缘层22a上形成一闸极导电层23a，在所述的闸极导电层23a上形成一第二绝缘层24a，并在第二绝缘层24a上形成一收敛电极层25a，可以利用微影或蚀刻方法，在所述第一绝缘层22a、闸极(gate)导电层23a、第二绝缘层24a及收敛电极层25a上形成有一通孔(hole)26a，以及暴露基板21a的凹陷区域27a，在由所述通孔26a及凹陷区域27a暴露的基板21a表面形成第一导电层28a，在第一导电层28a上形成一第二导电层29a，第一、二导电层28a、29a形成了一阴极电极层30a。

上述收敛电极采用一种金属网罩设置，该闸极导电层23a具有特定的厚度，可以为50μm至200μm，由于一般以微影或网印制造的收敛电极仅数十个微米或者更小，因此这种收敛电极相对较厚。另外这种结构还存在以下的缺点：

1、由于电子束从闸极被吸引后即开始扩散，因此收敛电极层的厚度越厚，电子束通过收敛电极的路径越长，电子束的部分电子越容易被收敛电极吸收而流失，导致电子束电流密度降低。

2、若为避免电子流失而将收敛通孔设置得大于闸极通孔，会使闸极网罩的各该通孔间隙缩小，对于高阶析数组难以实施。

3、若为避免电子流失而将收敛电极通孔设置得大于闸极通孔，需对收敛电极提供更高的电压，才能实现收敛电子束的效果。因此公知技术对此收敛电极设置提供了简单的对策，在网罩的制造中，采用两侧蚀刻的方式，使收敛电极的通孔可以逐渐变大。这种结构虽然可以减少电子束被收敛电极吸收的机会，然而，由于需对收敛电极提供一特定电压方可实现聚焦及对荧光粉体发光区域面积的击发，避免溢色或电子束面积不够大而丧失聚焦效果，因而其收敛的效果不明显。

发明内容

本发明的主要目的是解决现有技术的上述缺点，本发明调整传统四极场发射显示器的网罩收敛电极层通孔形状(如图2所示)，使网罩的收敛电极层通孔实现最佳的收敛效果。

为实现上述目的，本发明提供了一种四极场发射显示器，包括：一阳极电极层组件及一阴极电极层组件，在阴极电极层组件的收敛电极层两侧向通孔内形成两个相对应的凸起部，该两个凸起部分别包括由第一折点、第二折点、第三折点所构成的两个斜面，并且由内而外形成有渐缩入口，馈入口及渐宽出口的收敛电极层通孔；该收敛电极层厚度由第一段高度及第二段高度所形成，利用收敛电极层厚度的第一段高度与第二段高度的比例调整聚焦范围，使网罩的收敛电极层通孔实现最佳的收敛效果。

附图说明

图1是传统四极场发射显示器的结构示意图；

图2是本发明的四极场发射显示器的结构示意图；

图3是本发明的第一种网罩收敛电极层通孔电子束发射形状示意图；

图4是本发明的第二种网罩收敛电极层通孔电子束发射形状示意图；

图5是本发明的第三种网罩收敛电极层通孔电子束发射形状示意图；

图6是本发明的第四种网罩收敛电极层通孔电子束发射形状示意图；

图7是本发明的第五种网罩收敛电极层通孔电子束发射形状示意图。

附图1中组件代表符号列表如下：

阳极电极层组件 1a 基板 11a

第一导电层 12a 第二导电 13a

阳极电极层 14a 阴极电极层组件 2a

基板 21a 第一绝缘层 22a

闸极导电层 23a 第二绝缘层 24a

收敛电极层 25a 通孔 26a

凹陷区域 27a 第一导电层 28a

第二导电层 29a 阴极电极层 30a

附图2到附图7中组件代表符号列表如下：

阳极电极层组件 1 基板 11

第三导电层 12 第四导电层 13

阳极电极层 14 阴极电极层组件 2

基板 21 第一绝缘层 22

闸极导电层 23 第二绝缘层 24

收敛电极层 25 通孔 26

凹陷区域 27 第一导电层 28

第二导电层 29 阴极电极层 30

凸起部 31、31′ 第一折点 31a

第一折点 31a′ 第二折点 31b

第二折点 31b′ 第三折点 31c

第三折点 31c′ 斜面 32、33

斜面 32′、33′第一段高度 a

第二段高度 b 凸起距离 c

表面 251 底面 252

表面 231

具体实施方式

下面结合附图对本发明的内容进行详细的说明。

图2是本发明的四极场发射显示器的结构示意图。如图2所示，本发明的四极场发射显示器包括：一阳极电极层组件1及一与所述阳极电极层组件1相对应的阴极电极层组件2。通过调整阴极电极层组件2的网罩收敛电极层通孔形状，使网罩的收敛电极层通孔实现最佳的收敛效果。

上述阳极电极层组件1包括一基板(substrate)11，此基板11可由玻璃材料制成，在所述基板11上形成一第三导电层(ITO，氧化铟锡)12，在第三导电层12上形成包覆第三导电层12的第四导电层13，此第四导电层13由荧光粉(phosphor)材料制成，所述第三导电层12和第四导电层13形成了一受电子束撞击而击发的阳极电极层14。

所述阴极电极层组件2包括一基板21，基板21为玻璃材料，在所述基板21上形成一第一绝缘层(Dielectric)22，在所述第一绝缘层22上形成一闸极导电层23，该闸极导电层23上形成一第二绝缘层24，并在该第二绝缘层24上形成一收敛(焦距)层25，可以利用微影或蚀刻方法，在所述第一绝缘层22、闸极(gate)导电层23、第二绝缘层24及收敛电极层25上形成通孔(hole)26，以及暴露基板21的凹陷区域27，在由所述通孔26及凹陷区域27暴露的基板21表面形成一第一导电层(银胶)28，再利用喷涂或黄光微影方式在第一导电层28上形成第二导电层(纳米碳管)29，所述第一导电层28和第二导电层29在阴极电极层组件2上构成阴极电极层30。

上述收敛电极层25两侧向通孔26内伸出两个相对应的凸起部31、31′，该凸起部31包括由第一折点31a、第二折点31b、第三折点31c所构成两个斜面32、33；而另一凸起部31′包括由第一折点31a′、第二折点31b′、第三折点31c′所构成的两个斜面32′、33′；收敛电极层25的高度(厚度)由第一段高度a(第一拐点到平面cc′的距离)及第二段高度b(第三折点到平面cc′的距离)够成，该凸起部31的第二折点31b的凸起部距离为c。

同样地，上述第一折点31a和另一个第一拐点31a′形成了一开口逐渐加大的出口(宽度d)，而第二折点31b和另一个第二折点31b′形成一馈入口(宽度e)，而第二导电层形成有一电子发射源(宽度为g)，而第三折点31c和另一个第三折点31c′形成了渐缩的入口(宽度f)，而凸起部31的第二折点31b与第三折点31c形成了高度为h的斜面33，而收敛电极层25表面251的宽度为i，收敛电极层25底面252的宽度为j，闸极导电层23表面231的宽度为k。

由此可知，本发明对公知的收敛电极层通孔加以设计，可以达到最佳的收敛效果。使这种收敛电极层网罩得以实施的条件如下：

1、e＝g；即收敛电极层通孔等于电子发射源(第二导电层29)的直径；

2、d＞e；f＞e；d＞＝f；通过对通孔两侧进行蚀刻设置。

3、a∶b＝0.8～1.2为最佳。

因此，以蚀刻方式实现d与f大于e，使电子束通过收敛电极层的通孔区面积最小，避免电子束流失；

内部(inside)一侧，f＞e，这种结构所形成的电场等位线对电子束有收敛的效果；

外部(outside)的一侧，d＞e，对电子束有发散的效果，不过也可以避免电子束的电子流失的区域缩减；

a与b的比例用于调整聚焦范围。

根据上述的条件，本文提供了多个实验结果，首先，图3是本发明的第一种网罩收敛电极层通孔的电子束发射形状示意图。如图3所示，对收敛电极层提供一特定电压，在b＝0时，出现发散现象，收敛效果不佳。需提供较大收敛极电压才能实现收敛效果，然而当所提供的电压过大时，将取代闸极而使各单元电子束均被击发。

图4所示了本发明的第二种网罩收敛电极层通孔的电子束发射形状示意图。如图4所示，对收敛电极层提供一特定电压，当a∶b＝0.2，开始有收敛效果，不过仍有发散，需提供较大的收敛极电压才能实现收敛效果。此时有溢色发生。

图5是本发明的第三种网罩收敛电极层通孔的电子束发射形状示意图。如图5所示，对收敛电极层提供一特定电压，当a∶b＝0.5～2时，收敛最佳，电子束分布均匀。可调整收敛极电压实现控制收敛电子束的目的。

图6是本发明的第四种网罩收敛电极层通孔的电子束发射形状示意图。如图6所示，对收敛电极层提供一特定电压，当a∶b＝8时，收敛太过，击发荧光粉区域面积过小。收敛电极层提供很小电压即可有收敛效果，不过电压调整范围过小，难以操作。

图7是本发明的第五种网罩收敛电极层通孔的电子束发射形状示意图。如图7所示，对收敛电极层提供一特定电压，当a＝0时，发生预聚焦现象，使电子束击发区域成色纯度不均(甜甜圈)地分布。

上述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。在本发明权利要求范围内所做的等效变化与修改，都在本发明的专利范围内。

Claims

1.一种四极场发射显示器，通过调整网罩收敛电极层的开口形状，使网罩收敛电极层开口对通过的电子束的发射具有形状收敛效果，该显示器包括：

一阳极电极层组件，包括一基板，在所述基板上形成一阳极电极层；

一阴极电极层组件，包括一基板，在所述基板上形成一第一绝缘层，在所述第一绝缘层上形成一闸极导电层，所述闸极导电层上形成一第二绝缘层，在所述第二绝缘层上形成一收敛电极层，所述第一绝缘层、闸极导电层、第二绝缘层及所述收敛电极层上形成有通孔以及暴露基板的凹陷区域，在由所述通孔及凹陷区域暴露的基板表面形成有第一导电层和第二导电层，该第一导电层和第二导电层构成一阴极电极层；其特征在于，

所述收敛电极层两侧向通孔内伸出两个相对应的凸起部，所述两个凸起部分别包括由第一折点、第二折点、第三折点所构成的两个外凸斜面，所述第二折点位于所述第一折点和所述第三折点之间，并于两相邻的所述第三折点间形成渐缩入口，两相邻的所述第二折点间形成馈入口，两相邻的所述第一折点间形成渐宽出口，所述渐缩入口、馈入口及渐宽出口相互连通而形成所述收敛电极通孔；

所述收敛电极层的高度由所述第一折点到两个凸起部的所述第二折点所形成的平面之间的第一段高度及所述第三折点到两个凸起部的所述第二折点所形成的平面之间的第二段高度所形成；所述收敛电极层的所述第一段高度与所述第二段高度的比例为0.5-2，其用于调整电子束的聚焦范围。

2.根据权利要求1所述的四极场发射显示器，其特征在于，所述基板由玻璃材料制成。

3.根据权利要求1所述的四极场发射显示器，其特征在于，所述阳极电极层由第三导电层及第四导电层构成。

4.根据权利要求3所述的四极场发射显示器，其特征在于，所述阳极电极层的第三导电层由氧化铟锡材料构成。

5.根据权利要求3所述的四极场发射显示器，其特征在于，所述阳极电极层的第四导电层由荧光粉材料构成。

6.根据权利要求1所述的四极场发射显示器，其特征在于，所述第一导电层由银胶材料构成。

7.根据权利要求1所述的四极场发射显示器，其特征在于，所述第二导电层由纳米碳粉材料构成。

8.根据权利要求1所述的四极场发射显示器，其特征在于，所述一个凸起部的第二折点与另一凸起部的第二折点的距离形成的馈入口的宽度等于所述阴极电极层的第二导电层直径。

9.根据权利要求1所述的四极场发射显示器，其特征在于，所述一个凸起部的第一折点与另一凸起部的第一折点的距离大于所述一个凸起部的第二折点到另一凸起部的第二折点的距离，从而形成渐宽出口。

10.根据权利要求1所述的四极场发射显示器，其特征在于，所述一个凸起部的第三折点与另一凸起部的第三折点的距离大于所述一个凸起部的第二折点到另一凸起部的第二折点的距离，从而形成渐缩入口。

11.根据权利要求1所述的四极场发射显示器，其特征在于，所述一个凸起部的第一折点至另一凸起部的第一折点的距离大于或等于所述一个凸起部的第三折点到另一凸起部的第三折点的距离。

12.根据权利要求1所述的四极场发射显示器，其特征在于，所述一个凸起部的第一折点到另一凸起部的第一折点的距离以及所述一个凸起部的第三折点至另一凸起部的第三折点的距离大于所述一个凸起部的第二折点至另一凸起部的第二折点的距离，使电子束通过收敛电极层的孔径最小的馈入口，避免电子束流失。

13.根据权利要求1所述的四极场发射显示器，其特征在于，所述一个凸起部的第三折点到另一凸起部的第三折点的距离大于一个凸起部的第二折点至另一凸起部的第二折点的距离。

14.根据权利要求1所述的四极场发射显示器，其特征在于，所述一个凸起部的第一折点至另一凸起部的第一折点的距离大于所述一个凸起部的第二折点到另一凸起部的第二折点的距离。