CN1906724A - 场致发射器件以及利用该器件的场致发射显示装置 - Google Patents

场致发射器件以及利用该器件的场致发射显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1906724A
CN1906724A CNA2005800014268A CN200580001426A CN1906724A CN 1906724 A CN1906724 A CN 1906724A CN A2005800014268 A CNA2005800014268 A CN A2005800014268A CN 200580001426 A CN200580001426 A CN 200580001426A CN 1906724 A CN1906724 A CN 1906724A
Authority
CN
China
Prior art keywords
field emission
field
emission
emitter
wire netting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2005800014268A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1906724B (zh
Inventor
宋润镐
李镇浩
姜光镛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Original Assignee
Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI filed Critical Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Publication of CN1906724A publication Critical patent/CN1906724A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1906724B publication Critical patent/CN1906724B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J1/02—Main electrodes
    • H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
    • H01J1/304—Field-emissive cathodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J3/00—Details of electron-optical or ion-optical arrangements or of ion traps common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J3/02—Electron guns
    • H01J3/021—Electron guns using a field emission, photo emission, or secondary emission electron source
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/46—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
    • H01J29/467—Control electrodes for flat display tubes, e.g. of the type covered by group H01J31/123
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/46—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
    • H01J29/48—Electron guns
    • H01J29/481—Electron guns using field-emission, photo-emission, or secondary-emission electron source
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2201/00—Electrodes common to discharge tubes
    • H01J2201/30—Cold cathodes
    • H01J2201/304—Field emission cathodes
    • H01J2201/30446—Field emission cathodes characterised by the emitter material
    • H01J2201/30453—Carbon types
    • H01J2201/30469—Carbon nanotubes (CNTs)

Abstract

提供了一种场致发射器件以及利用该器件的场致发射显示装置。所述场致发射器件包括：阴极部分，所述阴极部分含有基板、形成在所述基板上的阴极电极以及连接到所述阴极电极的场致发射体；形成在所述场致发射体周围的阴极部分上并包围所述场致发射体的场致发射抑制栅极部分；以及，场致发射诱发栅极部分，所述场致发射诱发栅极部分含有具有至少一个穿透孔的金属网和形成在所述金属网的至少一部分上的介电层，其中所述场致发射抑制栅极部分抑制电子从所述场致发射体发射，并且所述场致发射诱发栅极部分诱发电子从所述场致发射体发射。根据这种结构，能够显著改善场致发射器件的传统问题，包括栅极漏电流、由阳极电压引起的电子发射和电子束发散。

Description

场致发射器件以及利用该器件的场致发射显示装置
技术领域
本发明涉及一种场致发射器件以及利用该器件的场致发射显示装置，更具体而言，涉及一种具有场致发射抑制栅极部分(gate portion)的场致发射器件以及利用该器件的场致发射显示装置，所述栅极部分执行抑制电子发射的功能。
背景技术
在真空或者特定气体氛围中，当向场致发射器件施加电场时，该场致发射器件从阴极发射体发射出电子，从而其广泛地用作微波装置、传感器、平板显示器等的电子源。
来自场致发射器件的电子发射效率根据器件结构、发射体材料和发射体形状等而极大地变化。场致发射器件的结构可以主要划分成包括阴极和阳极的二极管型以及包括阴极、栅极和阳极的三极管型。
在三极管型场致发射器件中，阴极或场致发射体执行发射电子的功能，栅极执行诱发电子发射的功能，阳极执行接收所发射的电子的功能。由于在三极管型结构中，用于电子发射的电场施加到与发射体相邻的栅极上，所以与二极管型相比，其可以实现低电压驱动并可以容易地控制发射电流，从而使其被广泛地开发。
场致发射体材料可以包括金属、硅、金刚石、类金刚石碳、碳纳米管、碳纳米纤维，由于其薄而尖锐的形状以及稳定性，碳纳米管和碳纳米纤维被广泛用作发射体材料。
下文中，将描述根据现有技术的被广泛使用的场致发射器件中的spindt型场致发射器件。图1是根据现有技术的spindt型场致发射器件的示意性结构图。
spindt型场致发射器件包括阴极、栅极和阳极，其中阴极含有基板11、形成在基板11上的阴极电极12、金属尖13以及形成为包围金属尖13并且其中具有栅极开口22的栅电极23，栅电极23形成在绝缘体21上。阳极电极32形成在设置成与上述整体结构相对的阳极基板31上。
为了制造这样的场致发射器件，在于绝缘体21中形成直径约为1μm的栅极开口22并在其上形成牺牲绝缘层之后，应用电子束蒸镀法以自对准的方式形成金属尖13。
因此，应形成微细图案并在上述工艺中应用了通过电子束蒸镀法的自对准技术，导致了将场致发射器件用于实现大面积型的应用的困难。
为了解决工艺期间的这类问题，已进行了利用更为简单的工艺来制造场致发射器件的尝试，因此，生产碳纳米管和碳纳米纤维作为场致发射体材料之一适应于这种尝试。
碳纳米管和碳纳米纤维中的每种都具有极小的直径(～nm)和较长的长度(～μm)，使得它们适用于电子发射源。然而，当将这些材料用作电子发射源使其具有使电子发射被容易地诱发并被控制的结构时，与spindt型金属尖相比，不易以自对准的方式形成电子发射栅极。
图2是根据现有技术的利用碳纳米管或碳纳米纤维的场致发射器件的示意性结构图。图2与图1的spindt型场致发射器件的不同之处在于，用作图2的场致发射器件的场致发射体14的碳纳米管或碳纳米纤维通过形成在绝缘体内的大的栅极开口(～10μm)而暴露。
结果，发射的电子常常流入到场致发射栅极中从而成为漏电流。此外，所述开口与绝缘体的厚度相比较大，使得由于阳极电压而发生电子发射，从而难于控制电子发射，并且当所发射的电子束到达阳极时，该所发射的电子束大大地发散。
这些现象会劣化场致发射器件的特性，特别是，在其应用于平板显示器时会引起严重的问题。
发明内容
本发明致力于一种新型的场致发射器件。
本发明还致力于一种能够减小流入到作为电子发射诱发电极的栅极中的漏电流同时有助于控制电子发射的场致发射器件
本发明还致力于一种能够防止主要位于栅电极附近的碳纳米管或碳纳米纤维中的电子发射所导致的漏电流和电子束发散现象的场致发射器件。
本发明的一个方面提供了一种场致发射器件，包括：阴极部分，所述阴极部分含有基板、形成在所述基板上的阴极电极以及连接到所述阴极电极的场致发射体；形成在所述场致发射体周围的阴极部分上并包围所述场致发射体的场致发射抑制栅极部分；以及，场致发射诱发栅极部分，所述场致发射诱发栅极部分含有具有至少一个穿透孔的金属网和形成在所述金属网的至少一部分上的介电层，其中所述场致发射抑制栅极部分抑制电子从所述场致发射体发射，并且所述场致发射诱发栅极部分诱发电子从所述场致发射体发射。
本发明的另一方面提供了一种场致发射显示装置，包括：阴极部分，所述阴极部分包括在基板上以条形形式排列使得矩阵寻址能够进行并彼此绝缘的阴极电极和场致发射抑制栅电极，以及由所述电极限定的像素，每个像素具有连接到所述阴极电极的场致发射体；场致发射抑制栅极部分，所述场致发射抑制栅极部分含有所述阴极部分的场致发射抑制栅极和以包围所述场致发射体的形式形成在所述场致发射体周围的区域上的绝缘体；场致发射诱发栅极部分，所述场致发射诱发栅极部分含有金属网和形成在所述金属网的至少一部分上的介电层，所述金属网具有允许从所述场致发射体发射的电子穿过的至少一个穿透孔；以及，阳极部分，所述阳极部分含有阳极电极和连接到所述阳极电极的荧光体，其中所述场致发射抑制栅极部分抑制电子从所述场致发射体发射并且所述场致发射诱发栅极部分诱发电子从所述场致发射体发射，从而使从所述场致发射体发射的电子经由所述穿透孔与所述荧光体碰撞。
附图说明
通过参照附图详细描述其优选实施例，本发明的以上和其他特征及优点将对于本领域普通技术人员而言变得更加明显，其中：
图1是根据现有技术的spindt型场致发射器件的示意性结构图；
图2是根据现有技术的利用碳纳米管或碳纳米纤维的场致发射器件的示意性结构图；
图3至6是根据本发明实施例的场致发射器件的示意性剖面图；
图7是示出根据本发明示范性实施例的场致发射显示装置的一部分的剖面图；以及
图8是用于说明在图7的场致发射显示装置中以矩阵形式排列的像素阵列结构的平面图。
具体实施方式
以下将参照附图更充分地描述本发明，附图中示出了本发明的优选实施例。然而，本发明可以以不同的形式实施，而不应被解释为仅限于在此阐述的实施例。并且，提供这些实施例是为了使本公开彻底而全面，并将本发明的范围充分告知本领域技术人员。
第一实施例
图3是根据本发明一实施例的场致发射器件的示意性剖面图。
图3的场致发射器件包括阴极部分100、场致发射抑制栅极部分200以及场致发射诱发栅极部分300。该场致发射器件例如可以用作场致发射显示器中的一个点像素，并且在实际制造场致发射显示器时多个单位像素以矩阵形式排列并包括有互连，从而将各种信号施加到每个单位像素。此外，可以包括阳极部分400从而加速从场致发射器件发射的电子。在阳极部分400上形成阳极电极420。可选择地，根据本实施例的场致发射器件可以多方面地应用于电子束光刻装置、微波装置和传感器、背光等等以及场致发射显示器。
可选择地，场致发射诱发栅极部分300可以形成在具有金属网形状的单独的基板上。
阴极部分100包括：由比如玻璃、陶瓷和聚酰亚胺的绝缘基板形成的阴极基板110；在阴极基板110的预定区域上由金属、金属化合物等形成的阴极电极120；以及在一部分阴极电极120上由金刚石、类金刚石碳、碳纳米管、碳纳米纤维等中的任何一种所形成的膜型(薄膜或厚膜)场致发射体130。例如，阴极基板110具有0.5mm至5mm的厚度，并且阴极电极120具有0.1μm至1.0μm的厚度。
场致发射抑制栅极部分200包括：由氧化物层或氮化物层形成的绝缘体210；具有穿透绝缘体210的结构的场致发射抑制栅极开口220；以及在一部分绝缘体210上由金属、金属化合物等形成的场致发射抑制栅电极230。
例如，绝缘体210和场致发射抑制栅电极230分别具有0.5μm至20μm的厚度以及0.1μm至1.0μm的厚度，并且场致发射抑制栅极开口220具有5μm至100μm的厚度。
场致发射诱发栅极部分300包括金属网320、形成在金属网之内的穿透孔310以及形成在与阴极部分100相对的至少一部分表面上的介电层330。优选地，穿透孔310具有这样的结构，即，使其具有倾斜的内壁并且其孔尺寸从阴极部分100朝向阳极部分400减小。该结构用于将从场致发射体130发射的电子聚焦到阳极电极420上，从而能够制造具有高分辨率的FED。同时，对于本领域技术人员而言显而易见的是，穿透孔310的形状等并非被具体限定而是可以变化。
此外，形成在穿透孔310的内壁上的介电层330用于防止从场致发射体130发射的电子与金属网320直接碰撞。因此，介电层330可以形成在金属网320的整个表面上或者可以仅形成在一部分所述表面上。优选地，介电层330可以形成为覆盖穿透孔310的倾斜内壁。同时，当介电层330仅形成在部分金属网320上时，可以更有效的防止由于热膨胀系数差异所致的损坏。
可以将各种类型的层用作介电层330，包括通过通常的化学气相沉积(CVD)法沉积的氧化硅层，用于通常的半导体工艺的薄膜、比如氮化硅层等，通过旋转涂敷旋涂玻璃(SOG)层形成的氧化硅层，通过用于通常的等离子体显示面板(PDP)的丝网印刷法、即浆料/烧结法(paste/sinteringmethod)形成的厚绝缘层等等，并且优选利用粘贴/烧结法来形成介电层330。
与阴极部分100和场致发射抑制栅极部分200分开的金属网320可以由单一金属板形成，比如铝、铁、铜、镍或其合金，并且也可以由包含低热膨胀系数的合金板形成，比如不锈钢、镍铁合金(invar)、可伐尔合金(kovar)等。鉴于场致发射诱发栅极部分300的功能，金属网320可以形成为具有10□至500□的厚度。
同时，电场施加到金属网320中场致发射体130的方向(图3的实线方向)从而使电子从场致发射体130被发射，并且在与通过金属网320被引入到场致发射体130的所述电场相反的方向(图3的虚线方向)上将电场施加到场致发射抑制栅电极230，使得电子不从场致发射体130发射。
场致发射体130可以由厚膜或薄膜形成，并且可以通过利用催化剂金属在阴极电极120上直接生长金刚石、类金刚石碳、碳纳米管和碳纳米纤维中的任何一种而形成，或者可以通过印制浆料来形成，该浆料包含已经生长的粉末型金刚石、类金刚石碳、碳纳米管和碳纳米纤维中的任何一种。
优选地，场致发射抑制栅极部分200的场致发射抑制栅极开口220的尺寸制造成绝缘体210的厚度的一倍至二十倍，使得场致发射抑制栅电极230能够容易地抑制电子从场致发射体130被发射。当所述尺寸超过二十倍时，对于场致发射抑制栅极部分200而言，变得难于屏蔽由于场致发射诱发栅极部分300而引入到场致发射体130的电场，而这又使得抑制由场致发射诱发栅极部分300引起的场致发射体130的场致发射变得困难。绝缘体210优选具有0.5μm至20μm的厚度。
场致发射诱发栅极部分300与介电层330一起，用于抑制由阳极电压所引起的场致发射体130的电子发射，并能够具有聚焦电子束的效果使得从场致发射体130发射的电子到达阳极部分410的特定位置。
此外，场致发射栅极开口300的穿透孔310的尺寸制造成金属网320和介电层330的厚度和的一倍至三倍，从而在通过阳极电极420引起电场时，能够抑制电子从场致发射体130被发射。当所述尺寸超过三倍时，对于场致发射诱发栅极部分300而言，变得难于屏蔽由于施加到阳极电极420的阳极电压而引入到场致发射体130的电场，而这又使得抑制由阳极电压引起的场致发射体130的场致发射变得困难。
同时，介电层330能够防止从场致发射体130发射的电子流入到场致发射诱发栅电极330中。
此外，可以包括阳极部分400从而加速从场致发射体130发射的电子。阳极部分400例如具有由透明基板410上的透明导电层形成的阳极电极420，所述透明基板410比如是玻璃、塑料、各种陶瓷、各种透明绝缘基板等。因此，可以形成厚度为0.5mm至5.0mm的阳极基板410，并且可以形成厚度约为0.1μm的阳极电极420。
同时，阴极部分100、场致发射抑制栅极部分200、场致发射诱发栅极部分300和阳极部分400可以被真空封装，使得阴极部分100的场致发射体130经由场致发射抑制栅极开口220和场致发射诱发栅极部分300的穿透孔310与阳极部分400的阳极电极420相对。
可选择地，可以通过间隔物(未示出)等使阴极部分100、场致发射抑制栅极部分200、场致发射诱发栅极部分300和阳极部分400粘附从而彼此相对。
此外，电场在朝向场致发射体130的方向(图3的实线箭头)被施加到场致发射诱发栅电极330，从而使得电子从场致发射体130被发射，并且在与通过场致发射诱发栅电极引入到场致发射体130的所述电场的方向相反的方向(图3的虚线箭头)上，电场施加到场致发射抑制栅电极230，从而不允许电子从场致发射体130被发射。可以使场致发射诱发栅电极330的电势高于场致发射体130的电势，并且可以使场致发射抑制栅电极230的电势低于场致发射体130的电势。
例如，如图3所示，场致发射体130接地，正电压施加到场致发射诱发栅电极330，负电压施加到场致发射抑制栅电极230。
同时，与阴极部分100和场致发射抑制栅极部分220无关，场致发射诱发栅极部分300可以制造成网状形式，使得其制造工艺非常简单，并能能够提高其制造生产率和产量。
图4是根据本发明另一实施例的场致发射器件的剖面图。为了说明的简化，将描述与上述实施例不同的部分。
图4的实施例与图3的FED的不同之处在于场致发射诱发栅极部分300的金属网320的形状。根据本实施例，金属网320的内壁不具有单一的倾斜角度而是具有至少两个倾斜角度。优选地，金属网320的内壁可以形成为具有突出体。通过这种结构，从场致发射体130发射的电子能够更有效地聚焦在面对场致发射体的阳极部分400的阳极电极420上。
图5是根据本发明又一实施例的场致发射器件的剖面图。为了说明的简化，将描述与上述实施例不同的部分。
该实施例与图3的FED的不同之处在于，在图5的场致发射器件中，场致发射诱发栅极部分300的介电层330仅形成在一部分金属网320上。未形成介电层330的区域(由图5中的附图标记340表示)可以保留为空的。这种结构能够防止介电层330由于金属网320与介电层330之间的热膨胀系数的差异而损坏。也就是说，当介电层330仅形成在一部分金属网320上时，能够更有效地防止由于热膨胀系数的差异所致的损坏。
图6是根据本发明再一实施例的场致发射器件的剖面图。为了说明的简化，将描述与上述实施例不同的部分。图6是沿着根据本发明另一实施例的场致发射器件的一部分所得到的单位像素的剖面图。
本实施例与图3的场致发射器件的不同之处在于，每单位像素形成场致发射抑制栅极部分200的多个开口220。在这种情况下，阴极部分100的场致发射体130的点数目可以等于开口220的数目，并且场致发射体130的数目也可以是一个。参照图6，阴极部分100的场致发射体130的点数目表示为等于开口220的数目。场致发射诱发栅极部分300的穿透孔310的数目为每单位像素一个。然而，在变型实施例中，每单位像素穿透孔310的数目可以变化。
这样的结构具有使高电压被有效地施加到阳极电极420上的优点，这能够防止阳极电极的高电压所致的电场经由数个点不利地影响场致发射体130。
场致发射显示装置
接下来，将参照图7和8描述制造根据本发明一示范性实施例的利用场致发射器件的场致发射显示装置的实例。
图7是示出根据本发明一示范性实施例的场致发射显示装置的一部分的剖面图，图8是用于说明在图7的场致发射显示装置中以矩阵形式排列的像素阵列结构的平面图。
参照图7，场致发射显示装置包括阴极部分100、场致发射抑制栅极部分200、场致发射诱发栅极部分300以及阳极部分400。
阴极部分100包括以条形形式排列使得矩阵寻址能够进行并在基板110上彼此绝缘的阴极电极120和场致发射抑制栅电极230，以及由电极限定的像素，其中每个像素具有连接到阴极电极120的场致发射体130。场致发射抑制栅极部分200具有形成在场致发射体周围的区域上的绝缘层210、场致发射抑制栅电极230和开口220。场致发射诱发栅极部分300包括金属网320和形成在金属网320内部的穿透孔310，以及形成在面对阴极部分100的至少一部分金属网上的介电层330。
对于阴极部分100、场致发射抑制栅极部分200和场致发射诱发栅极部分300的详细描述与上述场致发射器件相同，因此为简单起见，将省略对其的描述。
阳极部分400含有在由比如玻璃的透明绝缘基板形成的阳极基板410上的阳极电极420，形成在每个阳极电极420的一部分上的红(R)、绿(G)、蓝(B)荧光体430，以及形成在荧光体430之间的黑矩阵440。阴极部分100、场致发射抑制栅极部分200、场致发射诱发栅极部分300以及阳极部分400被真空封装，使得阴极部分100的场致发射体130经由场致发射诱发栅极部分300的穿透孔310和场致发射抑制栅极部分200的开口220与阳极部分400的荧光体430相对对准，同时利用间隔物500作为其间的支撑物。在这种情况下，间隔物500用于保持阳极部分400与阴极部分100、场致发射抑制栅极部分200和场致发射诱发栅极部分300之间的间隔，并且间隔物500不必设置到所有像素。
以下，将详细描述用于该场致发射器件的驱动方法的实例。
将例如100V至1500V的恒定的直流电压施加到场致发射诱发栅极部分300的金属网320从而诱发从阴极部分100的场致发射体130的电子发射，同时将高直流电压(例如1000V至15000V)施加到阳极部分400的阳极电极420从而加速具有高能量的所发射的电子，并且将具有约0V至50V负电压的显示扫描脉冲信号施加到场致发射抑制栅电极230，并且将具有0V至50V的负电压或者0V至50V的正电压的数据脉冲信号施加到阴极电极120，由此实现图像。
在这种情况下，通过调制施加到阴极电极120上的数据信号的脉冲幅度或脉冲宽度，能够实现显示器的灰度表示。
参照图8，图7的各个点像素以矩阵形状排列，并且阴极电极120和场致发射抑制栅电极230设置为场致发射显示器的矩阵寻址电极。阳极部分400未示出并且场致发射体130的尺寸小于图8中场致发射诱发栅极穿透孔310，然而，对于本领域技术人员显而易见的是，在实际实施时，场致发射体130的尺寸可以形成为大于场致发射诱发栅极部分300的穿透孔310。
根据如上所述的本发明，当将本发明的场致发射器件应用于场致发射显示装置时，场致发射所需的电场经由场致发射诱发栅极部分的金属网施加，从而能够自由地调整阳极部分与阴极部分之间的间隔，由此显著提高场致发射显示器的亮度。
本发明的场致发射器件能够显著改善以下问题，包括栅极漏电流、由阳极电压引起的电子发射、常规碳场致发射器件的电子束发散。
此外，施加到场致发射诱发栅电极的电压抑制了阳极电压所引起的场致发射体的电子发射，并且在阳极部分与栅极部分之间总体上形成了均匀的电势从而防止了局部的电弧放电，由此显著提高了场致发射显示器的寿命。
同时，场致发射诱发栅极部分的具有倾斜内壁的穿透孔用于将场致发射体发射的电子聚焦到面对发射体的阳极的荧光体上，由此能够制造具有高分辨率的场致发射显示装置。
尽管已经参照附图描述了本发明的示范性实施例，但本发明并不限于这些实施例，本领域技术人员应理解的是，在不偏离本发明的精神和范围的前提下，可以进行各种变化和改进。

Claims (24)

1.一种场致发射器件，包括：
阴极部分，所述阴极部分含有基板、形成在所述基板上的阴极电极以及连接到所述阴极电极的场致发射体；
形成在所述场致发射体周围的阴极部分上并包围所述场致发射体的场致发射抑制栅极部分；以及
场致发射诱发栅极部分，所述场致发射诱发栅极部分含有具有至少一个穿透孔的金属网和形成在所述金属网的至少一部分上的介电层，
其中所述场致发射抑制栅极部分抑制电子从所述场致发射体发射，并且所述场致发射诱发栅极部分诱发电子从所述场致发射体发射。
2.根据权利要求1所述的场致发射器件，其中所述场致发射诱发栅极部分的所述介电层形成在所述金属网的整个表面或部分表面上。
3.根据权利要求1所述的场致发射器件，其中所述场致发射诱发栅极部分的穿透孔的尺寸不大于所述金属网和所述介电层的厚度和的一倍至三倍。
4.根据权利要求1所述的场致发射器件，其中所述金属网的穿透孔具有至少一个倾斜的内壁。
5.根据权利要求4所述的场致发射器件，其中所述介电层覆盖所述穿透孔的所述倾斜的内壁。
6.根据权利要求1所述的场致发射器件，其中所述场致发射抑制栅极部分与所述场致发射诱发栅极部分电绝缘，并且含有其中具有场致发射抑制栅极开口的绝缘体以及形成在所述绝缘体上的场致发射诱发栅电极。
7.根据权利要求6所述的场致发射器件，其中所述场致发射抑制栅极开口的尺寸是所述绝缘体的厚度的一倍至二十倍。
8.根据权利要求4所述的场致发射器件，其中所述金属网的内壁包括具有至少两个倾斜角度的突出体。
9.根据权利要求1所述的场致发射器件，其中所述场致发射诱发栅极部分的金属网是由铝、铁、铜和镍之一形成的金属板，或者是含有不锈钢、镍铁合金和可伐尔合金中的至少一种的合金板。
10.根据权利要求1所述的场致发射器件，其中对于每单位像素，所述场致发射抑制栅极部分被划分成多个部分。
11.根据权利要求1所述的场致发射器件，其中所述阴极部分中所述金属网的穿透孔的尺寸大于所述阳极部分中所述金属网的穿透孔的尺寸。
12.根据权利要求1所述的场致发射器件，其中所述场致发射体由薄膜或厚膜形成，所述薄膜或厚膜由金刚石、类金刚石碳、碳纳米管和碳纳米纤维之一形成。
13.根据权利要求12所述的场致发射器件，其中所述场致发射体通过利用催化剂金属在所述阴极电极上直接生长金刚石、类金刚石碳、碳纳米管和碳纳米纤维中的任何一种而形成。
14.根据权利要求12所述的场致发射器件，其中所述场致发射体通过印制含有粉末型金刚石、类金刚石碳、碳纳米管和碳纳米纤维中的任何一种的浆料而形成。
15.一种场致发射显示装置，包括：
阴极部分，所述阴极部分包括在基板上以条形形式排列使得矩阵寻址能够进行并彼此绝缘的阴极电极和场致发射抑制栅电极，以及由所述电极限定的像素，每个像素具有连接到所述阴极电极的场致发射体；
场致发射抑制栅极部分，所述场致发射抑制栅极部分含有以包围所述场致发射体的形式形成在所述场致发射体周围的区域上的绝缘体，所述绝缘体具有在所述阴极部分的所述场致发射抑制栅极中的栅极开口；
场致发射诱发栅极部分，所述场致发射诱发栅极部分含有金属网和形成在所述金属网的至少一部分上的介电层，所述金属网具有允许从所述场致发射体发射的电子从中穿过的至少一个穿透孔；以及
阳极部分，所述阳极部分含有阳极电极和连接到所述阳极电极的荧光体，
其中所述场致发射抑制栅极部分抑制电子从所述场致发射体发射并且所述场致发射诱发栅极部分诱发电子从所述场致发射体发射，从而使从所述场致发射体发射的电子经由所述穿透孔与所述荧光体碰撞。
16.根据权利要求15所述的场致发射显示装置，其中所述阴极部分、所述场致发射抑制栅极部分、所述场致发射诱发栅极部分和所述阳极部分被真空封装，使得所述阴极部分的场致发射体经由场致发射抑制栅极开口和所述穿透孔与所述阳极部分的阳极电极相对。
17.根据权利要求16所述的场致发射显示装置，其中恒定的直流电压施加到所述场致发射诱发栅极部分从而诱发电子从所述阴极部分的场致发射体发射，具有负电压的扫描信号输入到所述场致发射抑制栅极部分，具有正或负电压的数据信号输入到所述阴极部分，从而显示图像。
18.根据权利要求17所述的场致发射显示装置，其中所述数据信号的脉冲幅度或脉冲宽度被调制从而表示灰度级。
19.根据权利要求15所述的场致发射显示装置，其中所述阳极部分包括透明基板，形成在所述透明基板上的透明电极，形成在每个透明电极的预定区域上的红、绿、蓝色荧光体，以及形成在所述荧光体之间的黑矩阵。
20、根据权利要求15所述的场致发射显示装置，其中所述场致发射诱发栅极部分形成在单独的基板上。
21.根据权利要求15所述的场致发射显示装置，其中所述阴极部分、所述场致发射抑制栅极部分和所述场致发射诱发栅极部分利用间隔物作为支撑物而与所述阳极部分相对。
22.根据权利要求15所述的场致发射显示装置，其中所述介电层形成在所述金属网的整个表面或部分表面上。
23.根据权利要求15所述的场致发射显示装置，其中所述场致发射抑制栅极开口的尺寸等于或小于所述绝缘层厚度的一倍至二十倍。
24.根据权利要求15所述的场致发射显示装置，其中所述金属网的所述穿透孔具有至少一个倾斜的内壁。
CN2005800014268A 2004-06-04 2005-06-03 场致发射器件以及利用该器件的场致发射显示装置 Expired - Fee Related CN1906724B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040041014A KR100540144B1 (ko) 2004-06-04 2004-06-04 전계방출소자 및 이를 이용한 전계 방출 표시장치
KR10-2004-0041014 2004-06-04
KR1020040041014 2004-06-04
PCT/KR2005/001664 WO2005119722A1 (en) 2004-06-04 2005-06-03 Field emission device and field emission display device using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1906724A true CN1906724A (zh) 2007-01-31
CN1906724B CN1906724B (zh) 2010-05-05

Family

ID=35463115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2005800014268A Expired - Fee Related CN1906724B (zh) 2004-06-04 2005-06-03 场致发射器件以及利用该器件的场致发射显示装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20060290259A1 (zh)
EP (1) EP1751782A4 (zh)
JP (1) JP2007511881A (zh)
KR (1) KR100540144B1 (zh)
CN (1) CN1906724B (zh)
TW (1) TWI277120B (zh)
WO (1) WO2005119722A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110945620A (zh) * 2017-05-25 2020-03-31 微-X有限公司 产生射频调制的x射线放射的器件
CN113517166A (zh) * 2021-07-12 2021-10-19 葛伟 一种微阵列平板显示器件

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4763973B2 (ja) * 2004-05-12 2011-08-31 日本放送協会 冷陰極素子及びその製造方法
US7839067B2 (en) * 2005-08-10 2010-11-23 Pureron Japan Co., Ltd. Carbon film having shape suitable for field emission
TWI384899B (zh) * 2006-12-20 2013-02-01 Teco Elec & Machinery Co Ltd Field structure of the field emission type display element
TW200828388A (en) * 2006-12-29 2008-07-01 Tatung Co Field emission display
JP2009099384A (ja) * 2007-10-17 2009-05-07 Hitachi Ltd 画像表示装置
CN101452797B (zh) 2007-12-05 2011-11-09 清华大学 场发射电子源及其制备方法
KR101104073B1 (ko) * 2008-12-18 2012-01-12 한국전자통신연구원 전계 방출 장치
KR20110107194A (ko) * 2010-03-24 2011-09-30 삼성전자주식회사 전계 방출 소자
KR101864219B1 (ko) * 2011-05-31 2018-06-05 한국전자통신연구원 전계 방출 장치
CN111199852A (zh) * 2018-11-16 2020-05-26 核工业西南物理研究院 一种光诱导场致发射阴极电子发射装置
KR102607332B1 (ko) * 2020-03-24 2023-11-29 한국전자통신연구원 전계 방출 장치
KR102640904B1 (ko) * 2021-11-04 2024-02-27 주식회사바텍 엑스레이 소스

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0322329A (ja) * 1989-06-19 1991-01-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 平板型画像表示装置
JPH0765697A (ja) * 1993-08-20 1995-03-10 Sony Corp 電子放出源及びその製造方法及び表示装置
US5578901A (en) * 1994-02-14 1996-11-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Diamond fiber field emitters
WO1996000977A1 (en) * 1994-06-30 1996-01-11 Philips Electronics N.V. Display device
JPH0896704A (ja) * 1994-09-28 1996-04-12 Sony Corp 粒子放出装置、電界放出型装置及びこれらの製造方法
KR100266517B1 (ko) * 1995-07-07 2000-09-15 가네꼬 히사시 전계 방출 냉 캐소드 및 개선된 게이트 구조를 갖는 전자 총
JP3397556B2 (ja) * 1996-01-10 2003-04-14 キヤノン株式会社 電子線発生装置及び該装置を用いた画像形成装置
JPH1012127A (ja) * 1996-06-24 1998-01-16 Nec Corp 電界電子放出装置
JPH10149778A (ja) * 1996-09-17 1998-06-02 Toshiba Corp 微小冷陰極管とその駆動方法
US5955833A (en) * 1997-05-06 1999-09-21 St. Clair Intellectual Property Consultants, Inc. Field emission display devices
US5945777A (en) * 1998-04-30 1999-08-31 St. Clair Intellectual Property Consultants, Inc. Surface conduction emitters for use in field emission display devices
US6224447B1 (en) * 1998-06-22 2001-05-01 Micron Technology, Inc. Electrode structures, display devices containing the same, and methods for making the same
US20020000771A1 (en) * 1998-08-21 2002-01-03 Shichao Ge Flat panel display with improved micro-electron lens structure
JP2000243218A (ja) * 1999-02-17 2000-09-08 Nec Corp 電子放出装置及びその駆動方法
JP2000285801A (ja) * 1999-03-31 2000-10-13 Canon Inc 電子放出素子の製造方法、該電子放出素子を用いた電子源および画像形成装置
JP2001035347A (ja) * 1999-07-15 2001-02-09 Ise Electronics Corp 電界放射冷陰極およびその製造方法ならびに表示装置
JP3969981B2 (ja) * 2000-09-22 2007-09-05 キヤノン株式会社 電子源の駆動方法、駆動回路、電子源および画像形成装置
JP2003092056A (ja) * 2001-09-14 2003-03-28 Canon Inc 電子放出素子、電子源及び画像形成装置
AU2002339597A1 (en) * 2001-11-09 2003-05-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. Vacuum display device
TW200415665A (en) * 2002-10-09 2004-08-16 Noritake Co Ltd Flat panel display and method of manufacturing the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110945620A (zh) * 2017-05-25 2020-03-31 微-X有限公司 产生射频调制的x射线放射的器件
CN113517166A (zh) * 2021-07-12 2021-10-19 葛伟 一种微阵列平板显示器件

Also Published As

Publication number Publication date
EP1751782A4 (en) 2008-12-10
CN1906724B (zh) 2010-05-05
US20060290259A1 (en) 2006-12-28
TW200609981A (en) 2006-03-16
EP1751782A1 (en) 2007-02-14
TWI277120B (en) 2007-03-21
KR100540144B1 (ko) 2006-01-12
KR20050116088A (ko) 2005-12-09
JP2007511881A (ja) 2007-05-10
WO2005119722A1 (en) 2005-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1906724A (zh) 场致发射器件以及利用该器件的场致发射显示装置
CN1103110C (zh) 场电子发射材料和装置
CN100482027C (zh) 场致发射显示器
CN1598999A (zh) 场致发射器件
JP3995567B2 (ja) カーボン系物質で形成されたエミッタを有する電界放出表示装置
CN1913091A (zh) 电子发射器件、电子发射型背光单元和平板显示装置
CN1913090A (zh) 电子发射器件、电子发射型背光单元和平板显示装置
CN1707727A (zh) 场发射器件及使用该场发射器件的场发射显示器
CN1700397A (zh) 电子发射装置和采用该装置的电子发射显示器
CN1866457A (zh) 电子发射器件及采用该器件的电子发射显示设备
CN1913089A (zh) 电子发射器件、电子发射型背光单元和平板显示装置
CN1210755C (zh) 碳纳米管场发射显示器
CN1750229A (zh) 电子发射装置及其制造方法
CN101075543A (zh) 发光装置和显示装置
CN1862755A (zh) 电子发射器件和制造电子发射器件的方法
CN1801451A (zh) 场发射显示器
JP4119279B2 (ja) 表示装置
CN1873890A (zh) 电子发射装置
CN1959915A (zh) 间隔物和包含该间隔物的电子发射显示器
CN1744255A (zh) 电子发射装置
CN1828812A (zh) 电子发射装置
CN1956136A (zh) 间隔物和包含该间隔物的电子发射显示器
CN100346444C (zh) 图像显示装置
CN1841637A (zh) 电子发射装置
CN1661759A (zh) 电子发射装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100505

Termination date: 20210603

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee