TW445477B - Field electron emission cathode and the method of manufacturing the same - Google Patents

Field electron emission cathode and the method of manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
TW445477B
TW445477B TW087119995A TW87119995A TW445477B TW 445477 B TW445477 B TW 445477B TW 087119995 A TW087119995 A TW 087119995A TW 87119995 A TW87119995 A TW 87119995A TW 445477 B TW445477 B TW 445477B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
cathode
layer
patent application
item
field emission
Prior art date
Application number
TW087119995A
Other languages
English (en)
Inventor
Richard Allan Tuck
Peter Graham Adpar Jones
Original Assignee
Printable Field Emitters Ltd
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 Printable Field Emitters Ltd filed Critical Printable Field Emitters Ltd
Application granted granted Critical
Publication of TW445477B publication Critical patent/TW445477B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/02Manufacture of electrodes or electrode systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/02Manufacture of electrodes or electrode systems
    • H01J9/022Manufacture of electrodes or electrode systems of cold cathodes
    • H01J9/025Manufacture of electrodes or electrode systems of cold cathodes of field emission cathodes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)

Description

A A5 A 7 1 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明1() 本發明關於場發射裝置,而尤其是製造可定址場電子 發射陰極陣列的方法。本發明之較佳實施例之目標爲提供 製造多電極控制及集中結構之低製造成本的方法。‘ 對於那些熟知本技術之人士已變爲很淸楚的是,其實 際場發射裝置的要訣,特別是展示,是容許以低電壓控制 發射電流的排列。本領域中之大多數技術是關於頂端基礎 的發射器-即,利用自動尖銳微頂端作爲場發射源的結構 〇 有相當多的習知技術關於頂端基礎的發射器。本技術 之工作者的主要目標已成爲以一個離開自每個單發射頂端 小於1 /2 m之開口(閘)來放置一電極,以致所須之高電 場可藉由使用1 〇 〇 V或更小之應用電位而達成一這些發 射器被稱爲閘陣列。此技術之第一個實際的了解是由c A Spindt所說明,其工作於加州的史丹福硏究機構( J.Appl.Phys.39,7,pp3504-3505,(l968)) 。Spind+t 之陣例使用 鉬發射頂端,其利用一種自我掩蔽技術而藉由金屬之真空 蒸發進入圓柱狀凹陷於一 S i基底上之一.S i 0 2層中。許 多變形及改良於基本的Spindt科技被描述於科學的及專利 的文獻中。 一種替代之重要方式是創造使用矽微工程的閘陣列。 利用此科技之場電子發射展示目前正被製造,而引起全球 許多組織的興趣。再次有許多之變形已被描述。 所有頂端基礎之發射系統的一個主要問題是它們易於 因離子衝擊,高電流下之歐姆熱以及由裝置中之電崩潰所 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝. 、·§! S, 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨0X297公釐) 厶厶5 4 7 7 A7 ______ B7__ 五、發明説明2() 產生之激變損壞而受損。製造大區域裝置是既困難且昂貴 的。而且,爲了獲得低控制電壓,其基本的發射組件,包 括一頂端及其相關的閘開口,其直徑必須大約約1 // m ( 1微米)或更小。此種結構之創造需要具有其高相關成分 結構之半導體型式的製作科技。此外,當大區域爲必要時 ,昂貴及緩慢之步驟以及重複之裝備必須被使用。 於大約1 9 8 5年,發現到鑽石之細的薄膜可以從一 種氫甲烷環境中被裁培於加熱的基底上,以提供寬廣區域 的場發射器。 於 1 9 8 8 年 S Bajic 與 RV Latham, (Journal of Physics D Applied Physics,vol.21 200-204(1988)),描述了 一 種低成本的複合物,其創造了 一種高密度之金屬一絕緣器 —金屬一絕綠器一真空(Μ I Μ I. V )的發射台。其複合 物具有導電微粒散布於—種環氧基樹脂中。其敷層藉由標 準的旋轉敷層技術被施加於表面上。 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之洼意事务再填窝本頁) 後來(1 995 ) Tuck, Taylor 與 Latham(GB2304989)改良 了上述之Μ I Μ I V發射器,藉由取代環氧基樹脂以一種 無機的絕緣器,其不但改良了穩定性還致能它被操作於密 閉之真空裝置中。 此種寬廣區域之發射器的最佳範例可製造可使用的電 流於小於1 0 V // m — 1的電場中。於此規格之環境中,一 寬廣區域之場發射器是任何物質,其藉由它的組成,微小 結構,工作性能或其他性質來發射可使用的電子流於可被 合理地產生於一平面或接近平面之表面的宏觀電場中一即 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -5- 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 Δ 似 77 Α7 _Β7_ 五、發明説明3() ,無須使用自動尖銳的微頂端作爲發射台。 電子光學分析顯示其控制一寬廣區域發射器之所需的 特徵尺寸是幾乎大於用於一頂端基礎系統之一個位數的量 。Z h u與其他人(美國專利5,2 8 3,5 0 1 )說明 了具有鑽石基礎發射器之此種結構。Moyer(美國專利5, 4 7 3,2 1 8 )聲明一種電子光學的改良,.其中一導電層 置於寬廣區域發射器上以不但預防發射進入閘絕緣器同時 集中電子通過閘開口。此種結構之觀念不是嶄新的而是電 子光學上相當於其已使用於熱離子裝置中數十年.的配備。 例如Winsor (美國專利3,500,1 10)描述一種淺 柵極於陰極電位上以預防不想要的電子欄截一柵極組於相 關陰極之一正電位。不久之後Mir.am (美國專利4,〇 9 6,4 0 6 )改良此技術而製造一種接合柵極結構,其中 淺柵極及控制柵極被分離以一固態絕綠器且放置與陰極接 觸。Moyer的裝置只是取代Miram之結構中的熱離子陰極以 一相當的寬廣區域場發射器。然而,此類結構是有用的, 而其最至要之挑戰爲以低成本且於大區域下來建構它們的 方法。此領域即爲本發明之較佳實施例對於本技術所作出 的貢獻。 本發明之較佳實施例的目標是提供成本有效率之場發 射結構及裝置,其利用寬廣區域的發射器。發射器結構可 被使用於裝置包含:場電子發射展示板;高功率脈衝裝置 ,例如電子M A S E R S及磁旋管;交叉場微波管,例如 C F A s ;線性光束管,例如調速管;閃光X射線管;觸 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > Α4規格(210Χ297公釐) -6- I T--丄ί袭-- C請先閲請背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ
I 經濟部中央標準局員工消費合作社印製
44547 I A7 _____B7_. 五、發明説明4() 發點火火花間隙及相關裝置;消毒用之寬廣區域X射線源 ;真空鑛:太空車用的離子推進器;粒子加速器;燈;臭 氧發生器:以及電漿反應器。 依據本發明之一方面,.有提供一種製造一場電子發射 陰極的方法,包括以下步驟: a .以低分解裝置沈積一序列之一第一導電層,一場 發射層及一第二導電層於一絕緣基底上以形成至 少一個陰極電極; b .以低分解裝置沈積一序列之一絕緣層及一第三導 電層於該陰極電極上,以.形成至少一個閘電極; c .於如此所形成之結構上塗以一光阻層;. d .以高分解裝置曝露該光阻層以形成至少一群發射 元件,其或每個該群被置於介於一個該陰極電極 ||1與一個該閘電極之間的一重疊區域中; 議边 || ·接續地蝕刻該導電及絕緣層以曝露該場發射層於 11 該元件中;以及 ί ·移除該光阻層之剩餘區域。 該陰極最好是一陰極陣列,該陰極電極與該閘電極個 別包括陰極定址軌跡與閘定址軌跡,其軌跡被排列於可定 址的列及行’而步驟d,包含形成該群發射元件之一種型 態。 最好有至少一個或所有該陰極定址軌跡可定址一些元 件的列或行。 每個列及/或行可以是窄的或寬的,以取入如意欲一 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨0X297公釐) --------裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- 4 4 4547 Ί Α7 _____Β7 五 '發明説明5()
般的少或一般的多,根據陰極的應用D 該曝露或蝕刻步驟最好是包含形成基準標記於陰極陣 列上,以於陣列之製造後幫助一陽極或其他元件之接續的 陣列校準。 如上述之一種方法可包括形成至少一個該導電層的步 驟,其藉由一液體光亮金屬之應用或藉由無電極電鍍。 如上述之一種方法可包括形成至少一個該導電層的步 驟,其藉由一種除了真空蒸發或噴鍍的裝置。 該場發射層最好是包括一層寬廣區域的場發射器物質 〇 如上述之一種方法可包括接續地沈積一第二絕緣層及 第四導電層於陰極上的進一步步驟,在完成步驟a至f之 後,以形成一集中柵極。 本發明延伸至一種場電子發射陰極,其已經藉由本發 明之任何先前的方面的一種方法來被製造。 -經濟部中央標準局負工消費合作社印製 .依據本發明之另一方面,有提供一種場發射裝置,其 包括具有場致發光磷光體之一陽極以及如上述之一陰極, 其中陰極被排列以衝擊該磷光體。 該磷光體最好是被安排於紅,綠及藍色之族群中以形 成一彩色展示。 如上述之一種場發射裝置可包含陽極驅動裝置以輪流 激勵該紅,綠及藍色族群。 如上述之一種場發射裝置可進一步包括一交叉指型或 網狀型式之電極,其被插入該磷光體之間並且被安排以被 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > Μ現格(210X297公釐) -8 - 經濟部中央標準爲負工消費合作社印製 在在5 4· 7 7 A7 B7 五、發明説明6() 驅動於小於其該磷光體所被驅動的一個電位,於是形成電 位井於其磷光體周圍以吸引電子朝向該磷光體且補償任何 介於陰極與陽極之間的不對準。 陰極可被提供以一進一步之控制柵極於該閘電極’以 及一種驅動裝置以驅動該控制柵極來妨礙由陰極所發射之 電子。 此一場發射裝置可進一步包括裝置以提供垂直於發射 器表面之一磁場。 第一導霜層,場發射層及第二導電層可使用低分解裝 置而被成形,爲一整體的或以層爲基礎之於一層上。同理 可應用於絕緣層及第三導電層。高分解曝露步驟最好是整 體製造方法中所需之唯一的高分解步驟,以致相關於軌跡 之交叉的族群位置上的容許度是由相當大的軌跡(例如列 及行)尺寸所決定而非由明顯較小的發射器元件尺寸。一 種導電層之第一蝕刻最好是被選擇以致它不會侵害絕緣或 場發射層。一種絕緣層之第二蝕刻最好是被選擇以致它不 會侵害導電層。因此,其蝕刻可交替使用第一及第二蝕刻 而被執行於接續的步驟中,以致蝕刻後之每個層形成對於 下個待蝕刻層之.一掩蔽,因而提供層中之開口的自我校準 0 於此詳細說明之環境中,其"低分解裝置〃及''高分 解裝置"之意義說明如下。高分解裝置是一種裝置,其可 以形成所選定發射器元件尺寸之良好定義的結構。低分解 裝置是一種裝置。其可以形成陰極定址軌跡之選定尺寸的 (請先聞讀背面之注意事項再填耗本頁)
免浪尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公楚) ~ )445471 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消t合作社印製 五、發明説明7() 良好定義的結構而非較小的,選定的發射器元件尺寸。 例如,高分解裝置可以是一種裝置,其可以形成等於 或小於其由低分解裝置所能形成之良好定義之結構的最小 尺寸的 50%,40%,30%,20%,10%或 5% 的一個最小尺的良好定義結構。低分解裝置可以是一種石 版的裝置,其可形成達到一最小尺寸1 0 0,7 0,5 0 ,4 0或3 0 M m之良好定義的結構。高分解裝置可以是 —種光蝕刻裝置,其可形成達到一最小尺寸2 0或1 0 μ m或更小之良好定義的結構,而最好是能達到幾/z m寬 或更小。如一實例,1 0 0 jtz m寬之陰極與閘軌跡由石版 裝置所形成,而8 // m寬之發射器元件由光蝕刻裝置所形 成。 爲了更了解本發明,並且顯示相同之實施例可執行其 效果,現在將提供參考,藉由實施,對於其伴隨之圖形| 其中: 圖1 a顯示如將被使用於一大區域單色場發射展示之 一可定址陣列的四個像素; 圖1 b顯示一理想化的發射器元件結構; 圖1 c顯示理想化此一結構而使用厚的薄膜製作技術 的問題; 圖1 d顯示一接近理想之發射器元件結構如何可使用 液體光子及一種上釉而被製作; 圖顯示圖1 d中之結構如何可藉使用介於一絕緣 與最後
'«SMI 層之間的一個平坦化層而被改進; =1! (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 . ~ /'iy 木紙張尺度適用中國國家楯孪(CNS } A4規格(210X297公釐) -1〇 -
MU 附件一(A):第87!1州5號專利申請案中文說明書修正頁 -民國90年4月修正 ΔΛ5^1_ 五、 發明說明(8 圖2顯示於一彩色展示中之一像素排列; 圖3顯示於形成一發射元件中之蝕刻步驟; (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖4 ( a )至(f )顯示於使用照相平版術以形成一 可定址陣列中的步驟; 圖5 ( a )至(d )顯示於使用一種混合印刷與照相 平版術以形成一可定址陣列的步驟; 圖6(a)及(b )顯示集中電極如何可被合倂入裝置 圖7顯示使用此處所描述之方法及結構的一個完整展 示;以及 圖8 (b)及(b)顯示一陽極上介於發射器元件族 群與嶙光體嵌片之間的不對準如何可藉由特殊陽極結構而 被調節。 圖9顯示一平面非定址發射器結構的一個實例,其可 被使用作爲一電子源於許多不同的應用中。 元件說明 ’ 130,131 -234, 235, 118, 119 尺寸 112 陰極位址列 12 2 閘位址行 : 120-121 發射器元件 今· 231 '232*233 行. 111 絕緣基底 113 場發射器材料 114 陰影栅層 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐> 五、發明説明9( 4 2 4 5 4 6 4 0 5 0 4 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 3 0 0 3 0 1 3 0 2 3 0 3 3 0 4 3 0 5 3 0 6 3 0 7 3 0 8 3 0 9 3 4 5 6 閘(柵)絕緣器層 柵位址行 導電膏 直徑 深度 1 位置 處理方法 絕緣層 平面化層 基底 第一導電層 場發射層 第二導電層 絕緣器 第三,閘導電體層 光阻層 區域 玻璃表面 0 蝕刻回絕緣塗料之下 偏壓 白金電極 開口 下部割切 黃金薄膜 I.--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(2丨0X2.97公釐) -12- 4 A5 4- 7 7 A7 B7 五、發明説明ι6 ) 3 17 過度蝕刻 3 19 元件 4 0 0 基底 301,401,403 金屬隔片 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 4 0 4 陰 極位 址 列 4 1 1 結 構 4 2 1 可 熔的 玻 璃 絕 緣 層 4 2 2 黃 金閘 層 4 2 3 關 位址 行 4 3 1 結 構 4 3 2 基 準標 記 4 4 1 發 射器 元 件 5 1 1 基 底 5 0 1 黃 金 5 0 2 玻 璃爲 基 礎 的 發 射器 5 0 3 黃 金 5 1 2 可 熔的 玻 璃 絕 緣 器 5 1 3 黃 金軌 跡 5 1 4 整 個表 面 5 2 2 發 射器 型 離 5 2 3 基 準標 記 5 3 0 發 射器 元 件 6 0 0 基 底 6 0 1 陰 極位 址 層 —.—------ci)裝— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準(C'NS ) A4規格(210X 297公釐) -13-
Zt 45 4· 7 7 Α7 Β7 五、發明説明4 6 0 2 窗 jTTii 廣 區 域 發 射 層 6 0 3 陰 影 柵 層 6 0 4 閘 ( 栅 ) 絕 緣 器層 6 0 5 控 制 閘 ( 柵 ) 層 6 0 6 集 中 柵 絕 緣 器 層 6 0 7 集 中 柵 6 1 0 陽 極 板 6 1 1 透 明 導 電 層 6 1 2 導 電 黑 色 矩 陣 6 1 3 嵌 片 6 2 0 負 電 壓 6 2 正電壓 (請先閲讀背而之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局買工消費合作社印製 6 2 3 可 變 電 壓 6 2 4 直 流 電 位 7 0 1 陰 極 平 面 7 0 6 密 閉 土斗 條 7 0 2 陽 極 平 面 7 0 3 像 素 型 態 7 0 4 疏 散隔 片 7 0 rj 基 準 標 記 7 1 0 陰 極 定 址 模 組 7 1 1 行 位 址 模 組 7 1 2 陽 極 電 壓 電 源供應 8 1 0 陽 極 位 址 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4规格(210Χ29?公釐) -14- A7 B7 五、發明説明ιέ 8 0 0 陰 極 平面 8 0 1 ’ '80 2 9 8 0 3 交 叉 8 0 4 ' 8 〇 5 , 8 0 6 電 力 8 0 7, 8 0 8 > 8 0 9 軌 道 8 1 1 不 對 準 8 1 2 磷 光 體 嵌 片 8 1 3 電 極 8 1 4 主 要 陽 極 供 應 8 1 5 電 位 8 .1 6 電 子 9 0 1 電 絕 緣 基 底 9 0 2 導 電 層 9 0 3 寬 廣 區 域 場 發 射 層 9 0 4 有 孔 的 集 中 柵 層 9 0 5 絕 緣 層 9 0 6 閘 層 9 0 7 發 射 器 元 件 9 0 9 電 源 供 應 9 1 0 ,9 點 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本發明之實施例可以具有許多應用並且將藉由下列範 例而被說明。應了解其下列說明只爲了顯示本發明之某些 實施例。不同的替換及修飾可由那些熟知本技術人士所發 明。 -15- 表紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(2丨〇χ297公釐) 經濟部中央梯準局員工消費合作社印製 4 4 5 4 7 "7 A7 ______B7____ 五、發明説明β ) 於大的場發射展示中,其像素尺寸是一些低成本成形 技術所能輕易達成的,例如屏蔽印刷或光蝕刻。例如印刷 電路如今可被製作以淸楚定限的7 5 # m軌跡。 圖i 3顯示具有一對角線尺寸爲一公尺之一假設的 16 : 9HDTV展示(單色以簡化)的四個像素。尺寸 131 爲 0 . 75 mm而尺寸 13 ◦爲 0 . 50mm。圖 2顯示一類似之彩色展示的兩個像素,其中尺寸2 3 4及 235對應於圖la中的尺寸131及130。行231 ,2 3 2及2 3 3控制三個主要色彩中流至磷光體的電流 〇 再次參考圖1 a,其可顯現陰極位址例1 1 2及閘位 址行1 2 2爲大約幾十公釐寬且可由一些印刷及石版印刷 技術所形成。然而,發射器元件尺寸1 2 0是由欲達成想 要的控制電壓所需之跨導而指定的。由於大數目的波道, 故其驅動電子裝置形成一主要成本表素於任何矩陣定址的 展示中,以較高電壓之裝置成正比的成本更高。爲了達成 可接受之總成本,其驅動電壓最好是幾十伏特。 以參考圖1 a ,其發射器元件可以是,例如,溝狀的 1 2 0或圓形的1 2 1的陣列。圖1 b顯示跨越兩個此種 發射器元件之狹窄尺寸的一個斷面圖。其結構是形成於一 絕緣基本1 1 1之上。其層如以下:陰極位址列1 1 2 ; 一場發射器物質1 1 3 ;陰影柵極層1 1 4 ;閘(柵極) 絕緣器層1 1 5 ;柵極位址行1 1 6。 爲了電子光學之理由,其尺寸1 1 8與1 1 9必須爲 本紙張尺度適用中國國家梯準(CNS ) A4規格(2I0X297公釐) -----crv 裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本莧) 訂 麵 -16- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 厶 45 4 7 7 ^ A7 B7 五、發明説明4 ) 彼此可相比的。此一安排同時有助於簡單的蝕刻。.靜電的 模擬顯示其對於一個4 Ο V之控制電壓擺動(負行進於列 上及正行進於行上),尺寸1 1 8爲大約8 #1«。對於一 個1 5 V擺動,其減至大約4 μ m。 而這些尺寸是小的,它已讓我們想起,以一適當的自 我校準程序,抗拒型態之單曝露以使得它們落入具有準直 顯示之一對一接觸曝露或一對一接近曝露的制度中。適當 的大區域高密度曝露系統,無論有或無準直,被建造於印 刷電路板之製作。只有當多曝露爲必須時,其刻畫半導體 製造之非常昂貴且緩慢的步驟及校準裝備才是必須的。而 且,每個位於像素中之發射器族群的位置可能受制於一明 顯更大的容許度(位置1 4 1至1 4 0 ),相較於假如掩 蔽步驟爲必須以形成發射器元件時所需要的。 爲了致能發射器嵌片被與陽極上之磷光體型態對準, 於展示板之組裝期間,其相對於發射器元件型態之已知位 置中的基準標記可被光蝕刻,於單一高分解掩蔽階段期間 〇 假設列與行結構是一種可以被屏蔽印刷的尺寸,則有 人可能企圖考慮使用標準的電子厚薄膜來形成其結構。圖 1 C顯示以此方式之問題,其中目標爲如圖1 b中具有大 約8 y m之尺寸1 1 8及大約5 // m之尺寸1 1 9的一個 結構。導電厚薄膜膏是由金屬微粒及溶於一種適當溶液之 —種玻璃所組成。最小的層厚度是大約5 v m,具有粗糙 度± 1至2 v m。專利的絕緣膏具有類似的粗糙度。 (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 、-裝· 訂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4规格(2IOX297公釐〉 _ 17 經濟部中夾標準局貞工消费合作社印製 A7 B7 五.、發明説明化 ) 其可看出,即使沒有任何可能發生於蝕刻期間的下部 割切,由標準的厚薄膜技術所形成之結構是圖1 b中之理 想結構的一種非常不良的代表。不只將有過多的變化性從 元件至元件,還有相較於直徑1 4 5之過大深度1 4 6將 是電子光學上無法接受的。 檢視圖1 C顯示其層中之過大厚度及多數的不規律是 由那些形成自導電層1 4 2者所造成的。爲此原因,大多 數的場發射裝置製作程序使用真空或電漿沈積的薄薄膜, 其接近地順應於基底的外形。它們的使用於本發明之實例 中是不被排除的。然而,此類薄膜之放置需要昂貴的裝備 ,特別是於大的基底尺寸及高的生產量:於是製造成本中 之最大的減少可能只被了解於使用不需真空系統的沈積技 術。 · 於一些非相關的工業中,鏡子般的反射薄膜已由化學 技術所製造,以一個良好的實例爲鏡子上的鍍銀-於建築 玻璃工業中,紅外線反射敷層,其由賤射敷層所製造,現 在是由更爲低成本之現場噴灑熱分解之氧化錫薄膜直接於 熱的漂浮玻璃上所製造。 多年來,陶器及玻璃工業已經以光亮的金屬層來裝飾 它們的器皿,其使用一種含有有機金屬複合物的塗料一所 請的樹脂酸鹽或光亮金,鈀及白金.。其金屬層之形成是藉 由塗抹一種塗料並且燃燒該目標於4 8 0 °C與9 2 0 °C之 間,於該溫度下,其有機金屬複合物會分解以得到0 . 1 至〇 . 2 // m之純的金屬薄膜。例如鍺及鉻等之少許金屬 本紙浪尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210X297公釐) _化- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 自::.产 經濟部中央標準局負-Χ.消費合作杜印製 在 A7 _B7 五、發明説明粍 ) 被加入以控制其形態且幫助其接合。目前大部分產品及發 展活動均集中於薄膜之裝飾性質。然而,其科技已完全被 建立。雖然很少(或者不)使用,或被知道,於今日之技 術,但此類技術已於過去被電子管工業所使用。例如Fred Rosebury之經典原文%電子管及真空技術手冊〃首先發行 於1964年(由美國物理學會所複印一 I SBN 1 -56 3 96-1 2 1 — 0)提供了一種光亮白金的處方。 最近,Koroda (美國專利4,098,939)他們之電 極使用於一真空的螢光展示。 於液體光亮黃金之關鍵的電子應用中,需要謹慎以避 免形成於薄膜表面上之一種鈉硫酸鹽的起霜。該起霜被相 信是因鈉複合物與來自硫磺基黃金有機金屬複合物之分解 的硫磺複合物之互作用所形成的。此起霜可被減至最小或 消除,鞾使用一種低鈉玻璃-例如硼矽酸鹽一或藉使用敷 層於鹼石灰玻璃上。一種適宜的敷層是矽石,其沉澱自熱 漂浮玻璃上之一種氣體狀態的母質。以此方式處理之玻璃 是由Pi Iking ton於商標名Per mabloc之下所製造的。 因此,藉由替換厚薄膜導電膏以一種液體光亮金屬,, 最好是黃金,達成一種低成本低電壓場發射展示的障礙之 一可被克服。其敷層之形成可被沈積藉由噴灑,旋轉,滾 動塗層,屏蔽印刷,有線滾轉塗層或其他適宜的技術且接 * 著只要燃燒於空氣中即可。於這裡的某些技術之狀況中, 例如屏蔽印刷,其形成可直接被應用於導電軌跡型態中, 於是消除了一個照相平版術的階段。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、*τ 本紙張尺度適用中國國家榇準(CNS > Α4規格(210X297公釐> -19 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明if ) 淸楚的還有其他的非真空技術以製造金屬薄膜。然而 ’我們並不知道任何此種技術於場發射裝置之技術中的使 用。多少此事實必定是由於已建立之半導體製作程序的使 用乃藉由已遷移自其技術的工作者。於來自已建立之技術 的偏差已發生的狀況下,它們是微小的。例如DeM erc uri 〇 等等(美國專利5 ,4 5 8,5 2 Ο )使用一種閘微頂端 結構中之電鍍,但只是接著加厚其層且關閉開口,其起始 金屬層中真空裝置所沈積。 形成導電組件之一替代方法是使用具有一種光觸發催 化劑的無電電鍍。還有其他非真空的方法。 使用於傳統厚薄膜科技之絕緣膏可被取代以一種玻璃 組成,其可被帶至遠遠超過它的融化點而進入一地帶,其 中它具有低黏稠度且被容許流動至一平坦的薄膜(如同於 一種釉中)以形成均勻(或接近均勻)厚度的閘陰極絕緣 層。 形成絕緣層之一種替代的方法是藉使用液體化學母質 ,例如膠質凝膠,氣凝膠或聚硅氧烷。一旦其層被形成, 它便被加熱以分解母質來形成一種無機的複合物,例如一 種氧化物(如氧化矽),一種陶器或一種玻璃。 圖1 d顯示其藉由引用形成得自一種液體光亮金屬, 無電電鍍或其他適宜之程序15的平坦金屬層以及形成自 一補充之低成本程序的絕緣器層1 5 1的一種低成本方法 ,則接近於圖1 b中所顯示之理想結構可被實現。 假如需要的話,(見圖1 e )此安排可被進一步改良 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4规格(210X297公釐) -20- -----'———.,.)裝__ ·"ί·' (請先閲讀背面之注意事項再塊寫.本頁) 、1Τ 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明4 ) ,藉由使用一種平坦化的層1 5 2,例如寬泛使用於半導 工業之旋塗上玻璃組成的一種。
實例I 現在參考圖3 ,我們將說明一圖解的實例。於此例中 ,發射器元件可以黃金/低融化點玻璃之薄板的結構被形 成於一玻璃基底上,其使用濕式蝕刻處理方法。自然地, 乾式蝕刻處理方法可以被使用,但是會增加製造成本。 此種物質之結合的一個優點的因爲低融化點玻璃與黃 金具有接近其蘇打石灰玻璃的熱延展係數,於是一種合理 的防扭曲結構被製造。 於階段1之前,第一導電層3 0 1,場發射器層 302,第二導電層303,絕緣器304及第三閘導體 層3 0 5已被形成於基底3 0 0之上。因此,階段1加入 其處理方法於某一點,其中所有的軌跡型態已由低分解成 形技術所形成且一適當的光阻層3 0 6已被曝露而發展以 一種柵元件開口的型態來曝露這些薄板的區域3 0 7至不 同的蝕刻階段。一種絕緣塗料或塗漆將也已被施用以保護 其反向邊及玻璃基底的邊緣》 其需求爲兩種溶液。一種溶液須移除黃金但不會侵害 玻璃,而另一種則移除玻璃但不會侵害黃金。以此方式, 其元件結構之自我校準可達成,如下列說明將解釋之。 一種用於玻璃但不會侵害黃金的適宜蝕刻爲氫氟酸。 至於用以蝕刻黃金的則有更多選擇。王水,典型的黃 (請先閲請背面之注意事項再填寫本頁) ¥ 訂 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) -21 - 經濟部中央標準扃負工消費合作社印黎 為厶5 Λ 7 1 Α7 Β7 五、發明説明d ) 金蝕刻劑,是一種令人不悅的物質並且,爲強烈之氧化性 ,可能侵害光阻。兩種實際的組成是一種碘化鉀中的碘溶 液或一種溴化鉀中的溴溶液(Bahl _美國專利4,1 9 0 ,4 8 9 )。 現在,回到圖3,於階段2中,來自階段1的結構曝 露至黃金蝕刻溶液。那些熟知本技術人士所已知的是’黃 金有種傾向會於絕緣塗料之下蝕刻回去,如3 0 9, 3 1 0所顯示。而一個較小的開口可被使用以補償此效應 於頂端黃金屬3 0 5的蝕刻期間,此方法無法被使用於層 3 0 3。此下部割切是由電化等效應所引起且可藉由施加 —偏壓3 1 1至黃金層相對於浸入至蝕刻溶液中之一白金 電極3 1 2來被抑制,此事實已被報告於本技術中(美國 專利4,131 ,525)。一旦上面的黃金層已被移除 以曝露玻璃表面3 0 8,則其組成便被洗濯以移除任何活 性的黃金蝕刻劑。將有一個洗濯階段於每個步驟之間,但 爲了簡化,這些剩餘的洗濯階段未被說明。 於階段3中,氫氟酸被使用以移除玻璃閘陰極絕緣層 3 0 4。藉由使得絕緣器避開自出射電子光束,而因此減 少充電效應,任何發生的下部割切3 1 5具有一有利的效 應於發射元件的電子性能但產生某許新的問題於階段4。 然而1已知的是其結構的電壓一電流特性是由開口 3 1 4 的尺寸所主宰。而且,電極的排列集中其電子於它們離開 陰極時,使得其容許發射器尺寸之直徑上之一增加超過它 的額定値,其可能已由稍微的過度蝕刻3 1 7所引發。於 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -22 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説魄(ί ) 所有狀況中,其黃金薄膜3 1 6保護發射器不受任何由氫 氟酸所導致之侵害而作用如同一蝕刻制止。此爲特別重要 的,對於一種玻璃爲基礎的發射器,例如那些描述於Tuck 等等者(英國專利23049 89)。 於階段4中,黃金蝕刻被使用以移除層3 0 3,以玻 璃層3 0 4及絕緣塗料層3 0 6來保護上面的黃金軌跡 3 0 5。假如其遮蓋元件3 1 9時,則上面黃金層之浸触 可被補償於絕緣塗料中之開口的原本尺寸。再次,其黃金 層之偏壓可被使用以避免下部割切。 於階段5中,絕緣塗料被移除以留下完成的結構。
實例I I 現在參考圖4之不同部分,其中左手邊的圖是切割平 面圖而右手邊的圖是橫斷面圖,其將可看出上述之自我校 準技術如何可被結合與低分解的光石版印刷術來產生一陣 列式可定址場發射展示的陰極平面。所有圖形均被簡化並 且是關於一種單一像素及其相關的連接軌跡。 圓4 a顯示一金屬/玻璃爲基礎的場發射器/金屬夾 層403./ 402/40 1 ,其沈積於一基底400上, 以一曝露且.發展的絕緣塗料型態來定義陰極位址列4 0 4 。爲了圖示之目的,其金屬薄膜是由一種液體光亮黃金處 理方法以及來自一融合之玻璃爲基礎之層的發射器薄膜所 形成(GB2304989)。其母質層可能已經由噴灑 ,旋轉,絲網,有線滾動敷層或一些其他的敷層技術。於 (請先閲讀背面之;i意事項再填寫本頁) )裝- 訂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(2丨0 X 297公釐) -23- Λ Α7 Β7 五、發明説明2<ί 敷層以其組成後,三個層之每個將已被燃燒於空氣中以形 成最後的組合。於製造過程中,此可被便利地執行於隧道 式烘爐之中。 使用先前敘述之蝕刻,其黃金及玻璃爲基礎的發射器 層被接續且選擇性地移除。最後,絕緣塗料層被移除以形 成圖4 b中的結構4 1 1。 圖4 c顯示已被過度敷層後之結構,其使用與一可熔 玻璃絕緣層4 2 1及一黃金閘層4 2 2相同的技術。再次 其燃燒將被執行於空氣中。一種絕緣塗料型態被形成以定 義一閘位址行4 2 3。一種黃金蝕刻被使用以移除不要的 物質。最後,其絕緣塗料被去除以形成圖4 d中之結構 4 3 1。絕緣器層4 2 1被保持原狀,因爲用來移除它的 化學原料將同時侵害玻璃基底。 進一步之絕緣塗料層現在被塗抹,成形且發展,其使 用如先前所描述之一種單一高分解曝露系統以形成圖4 e 中所顯示之發射器元件型態及基準標記4 3 2。 經濟部中央標準局負工消費合作杜印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 如先前圖3所描述之實例I的發射器元件蝕刻程序視 在被使用以形成具有如圖4 f中所顯示之發射器元件 4 4 1的完成結構。
實例I I I 現在參考圖5之不同的部分,其可看出上述之自我校 準技術如何可被結合與低分解的直接印刷技術以產生一陣 列式可定址場發射展示的陰極平面。所有圖均被簡化並且 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > A4规格(21〇Χ2_97公釐) -24- Λ Α7 Β7 五、發明説明2έ ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 關於一種單一像素及其相關的連接軌跡。爲了易於與實例 I I作比較,其液體光亮黃金/低融合點玻璃被使用。然 而,光觸發的無電鎳鍍可被用來取代黃金以硝酸或氯化氫 酸/氯化鐵蝕刻。於某些狀況下,一種減少氣體可被使用 於燃燒作用期間以減少鎳的氧化。 現在回到圖5,我們繼續探討其實例根據液體光亮黃 金與低融合點玻璃。圖5 a顯示基底5 1 1 ,黃金5 0 3 ,玻璃爲基礎的發射器5 0 2,黃金5 0 1結構形成以與 實例I I相同的方式,但於此狀況下,其母質組成被選擇 性地使用,例如由屏蔽印刷,以形成所要的軌跡型態。 圖5 b顯示一種可熔的玻璃絕緣器5 1 2及黃金軌跡 5 1 3形成如同實例I I ,再次以其所要的軌跡型態。假 如想要的話,其絕緣器層可覆蓋整個表面5 1 4。 一層絕緣塗料現在被塗抹,成形及發展,其使用一種 單一高分解曝露系統,如先前所述,以形成圖5 c中所顯 示之發射器元件型態5 2 2及基準標記5 2 3。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 圖3中所顯示之發射器元件蝕刻程序,如先前實例I 所描述,現在被使用以形成具有圖5 d中所顯示之發射器 元件5 3 0的完成結構。 一位熟知本技術人士將從上述教學了解其顯著的節省 於製造成本上,其實現可藉由一種利用一序列空氣中處理 方法及低成本石版印刷術的方法,而非半導體製作技術, 以形成一完整的場發射展示陰極平面。 使用一種於一閘發射器上的集中柵以集中電子光束的 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公瀣) ΛΑ5Α7*Τ Α7 Β7 五、發明説明2$ ) 方式已被利用而且最先由T u c k所描述(美國專利4, 1 4 5,.6 3 5 )。之後基本上相同的安排被利用於一種 場發射展示,由Palevsky等等(美國專利5 ,5 4 3 ,6 9 1)。此一結構可被製作被本發明之實施例中,藉由覆 蓋一進一步的絕緣器層以及一進一步的金屬層於圖4 d及 5 d之結構上。該層可爲連續的或被成形以減少內軌跡容 量或滿足某些其他功用。發射元件及它們相關的集中電極 接著被蝕刻,其使用先前於實例I中所描述的技術,或者 ,假如不同的材料系統被使用時,則以它們之適宜的蝕刻 系統。圖6 a顯示此一完成的結構,其中一基底6 0 0於 其上有:一陰極位址層6 0 1 ; —寬廣區域的發射層 602 陰影柵層603 閘(柵)絕緣器層604 ;—控制閘(栅)層6 0 5 ; —集中柵絕緣器層6 0 6及 一集中柵6.0 7。陽極板610於其上具有一透明導電層 6 1 1 (例如銦錫氧化物)及導電黒陣列6 1 2以掩蔽介 於陽極發光的磷光體嵌片6 1 3之間的空間。一個相關於 接地爲正的D C電位6 2 4被加至導電層6 1 1以加速來 自陽極板之電子至足夠的能量以導致來自磷光體6 1 3的 陰極發光度。 於陽極板上,一個相關於接地之負電壓6 2 0選擇一 陽極列,.而相關於接地之正電壓6 2 1及6 1 2則調節來 自陰極的電流。不同的驅動計劃可被使用分布自類比電壓 控制至電壓脈衝寬度調節。一可變電壓6 2 3 (通常以相 關於控制閘爲負)彤成一電子透鏡且集中小光束。 ---------Ο 裂II /•\ f請先閑绩背面之注意事唄—嗔寫本頁) 訂 Η; 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CMS ) A4規格(210X 25>7公釐〉 26- 經濟部中夬標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明) 另外一種更爲粗的集中網系統,類似於其由Palevsky 所描述的(美國專利5,5 4 3,6 9 1 ),可被製作以 直接印刷一層絕綠器及導電器於一完整的閘陣列上。此一 安排被顯示於圖6 b中,其中絕緣體及集中柵層被覆蓋於 一閘結構6 0 0上,其結構完全相同於先前所描述且顯示 於圖1 a中者 再次於電極6 0 1上之一可變的電位6 0 4被使用以集中電子光束來打擊陽極板6 0 3。 現在移動至圖7,其可看出一完整的場發射展示如何 可被實現,其利用此處所描述之方法及結構。 如先前描述之7 0 1所形成的一個陰極平面,有或無 —整合的集中柵,藉由一密閉的封條7 0 6而被加入至一 陽極平面7 0 2。該陽極平面7 0 2於其上具有隔片,一 導電層,黑色陣列及磷光體嵌片於同前所述之一像素型態 7 0 3中。爲了抗拒大氣的壓力,下列之疏散隔片7 0 4 被配置於像素的結構之間。其隔片可由是玻璃的,陶製的 或其他適合的材料。密閉封條7 0 6可包含一預先形成的 外形且可以一玻璃混合物來被接合至陰極至陽極板。於密 封程序期間,基準標記7 0 7 (如前述般形成)被使用以 對準陰極與陽極扳之像素的結構。吸氣裝置可被倂入其組 成以抽取剩餘的氣體。此類吸氣器之某些理想的位置是由 Tuck等等所描述(英國專利2,306,246)。 完整結構之疏散及烘烤可以是經由一抽取管及烤箱(未顯 示)或者藉由以適當的操作來完成密封程序於一真空爐中 (CNS )八衫娜(210X297公釐) -27 - ---------裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T _ B7 五、發明説嗎4 ) 完整的展示被電驅動,藉由一陰極定址模組7 1 0 ; 一行位址模組7 1 1以及一陽極電壓電源供應7 1 2。於 一集中柵被使用的情況下,一個額外的集中栅供應(未顯 示)使被提供。如其後說明之額外的陽極開關及集中供應 (未顯示)也可被提供。 —種方法以形成基準標記來幫助陰極與陽極板上之像 素結構的對準已被描述於前且被顯示於圖4及5之不同部 分中。然而,某些剩餘之不對準仍可能發生。此爲特別麻 煩的於彩色展示中,其中與陰極位址線8 1 0平行之方向 上的不對準可能導致電子打擊錯誤的磷光體嵌片之色彩純 度上之一相關的喪失。 圖8 a顯示一種方法以製造更能容許不對準之一展示 。於此安排中,陽極平面上之導電層是位於三個交叉指形 的部分80 1 ,802及803 6每個部分具有一個主要 顏色的磷光體。該部分被驅動以獨立的電源_供應8 0 4, 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 8 0 5及8 0 6,其每個被打開於一構造的三分之一。來 自陰極平面8 0 0之電子現在被輪流接續地吸引至每個色 彩磷光體且跟隨軌道807,808及809。因爲其他 兩個色彩磷光體未被加能,故它們無法發光而不對準的效 應便被避免了。然而,因爲介於部分之間的電崩潰,故此 方式只可被使用於低陽極電壓系統。此一方式已由Clerc描 述於頂端爲基礎的展示(美國專利5,225,820) <3 圖8 b顯示一種替代的安排,其中展示被致能容許不 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > A4規格(210X297公釐) -28- 經濟部中央摞準局貝工消費含作社印製 ΛΛ541 1 A7 —_____B7_ _ 五、發明説嗎‘) 對準8 1 1,藉由形成集中電子至每個磷光體嵌片8 1 2 ,其利用交叉指型或網形式的一種電極8 1 3在一個小於 主陽極供應8 1 4的正電位8 1 5。每個磷光體嵌片現在 置於一電位牆中,其被足夠地吸引至電子8 1 6以補償像 素結構之不過分的不對準於陰極與陽極上。此一方式已由 Tsai等等描述於頂端爲基礎的展示(美國專利5,508 5 8 4 )。 而本發明之一些實例已在前面被描述於一陣列定址平 板展示的內容中,此處所揭露之方法及結構可被利用於各 種不同的裝置。尤其,一個非定址或部分定址之電子源可 被建構且併入其他的電子裝置或展示中。一種集中柵結構 ,例如先前描述的,可被使用以集中或妨礙發射電子。假 如使用於妨礙模式中,其排列可,尤其當與一個垂直於發 射器表面的磁場相結合時,提供一個低能量的電子源,其 可取代某些裝置中之一熱離子陰極。 圖9顯示一平面非定址發射器結構的一個實例,其可 被使用作爲一電子源於許多不同的應用中。 於一個電的絕緣基底9 0 1上,有提供一導電層
V 9 0 2與一寬廣區域的場發射層9 0 3。一種有孔的集中 柵層9 0 4被用來引導電子通過發射器元件9 0 7,其由 絕綠層9 0 5及閘層9 0 6中之開口所形成。此一結構可 被製作,藉由任何於此說明中所描述之適當的方法。 於此非定址的應用中,其電絕緣基底可被取代以一電 導基底(例如,一種金屬)而其基底9 0 1與導電層 本紙张尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注^^項再填寫本頁) -5 r -29- A7 B7 五、發明説明办) 9 〇 2之功能被結合。一種金屬基底致能焊接以及許多其 他待被使用之標準的工程加入技術。 來自此一結構之電流被控制如下。一種倂入所顯示之 發射器結構的裝置被連接使用與一電子加速陽極(未顯示 於圖9中),以收集發射電流。連接至點9 1 0與9 1 1 之一 D c或脈衝電源供應9 0 9被調整以致其在"開〃的 狀況,一個適宜的正引出場,典型地〜1’ 〇 Μ V m - 1 ( 1 Ο V / χζ m ),被加至曝露於發射器元件9 Ο 7之基礎 上的寬廣區域場發射器的區域,而在"關〃的狀況下,被 施加之電場則小於場發射的門限値。自然地,所施加之電 位可被改變以產生一脈衝或A C發射電流。 可利用此發明之裝置可以包含:場電子發射與其他展 示板;高功率脈衝裝置,例如電子M A S E R S與磁旋管 ;跨場的微波管,例如C F A s ;線性光束管,例如調速 管;閃光X線管;觸發的閃光間隙與相關裝置;用於消毒 之寬度區域X線源:真空錶;用於太空車的離子推進器: 燈;粒子加速器;臭氧發生器;以及電漿反應器。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 --------裝— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
J 於此詳細說明中,其文字%包括〃具有它正常之字典 的意義,以指示非獨特的包含。即,文字$包括"(或任 它的衍生字)之包含一個特徵或更多,並不排除同時包含 進一步之特徵的可能性。 讀者之注意力被導向所有的資料及文件,其發行與此 詳細說明爲同時或於其前而連接此應用,且其被公開給大 眾檢視以此詳細說明,並且所有資料及文件的內容被倂入 本紙張尺度適用_國國家標準(CNS )八4規格(210X297公嫠) -30- A7 B7 五、發明説明軔) 於此作爲參考。
此詳細說明中所揭露之所有特徵_(包含任何伴隨的申 請專利範圍’摘要及圖形),以及/或者任何所揭露之方 法或程序的所有步驟,可被結合於任何形式,除了其中至 少某些此類特徵及/或步驟爲互相排擠的結合D 於此詳細說明中之每個所揭露的特徵(包含任何伴隨 的申請專利範圍,摘要及圖形),可被取代以替代之特徵 而用作相同的,相等的或類似的目的,除非另外說明.因 此’除非另外說明,否則每個所揭露之特徵只是一般系列 之相等或類似特徵的一個例子》 本發明並未局限於前述之實施例的細節。本發明延伸 至此§羊細說明所揭露之特徵的任何薪新的一個,或任何薪 新的組合(包含任何伴隨之申請專利範圍,摘要及圖形) ,或者至任何所揭露之方法或程序的任何嶄新的一個,或 任何嶄新的組合。 I--------^ 裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Η 訂_ 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(2!0Χ297公釐) -31 -

Claims (1)

  1. 八8 B8 C8 D8 \申請專利範圍 附件二(⑺: 第87 1 19995號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國90年4月修正 1 . 一種製造一場電子發射陰極的方法,包括下列步 驟: :: a. 藉由低分解裝置來沈積一序列之一第一導電 層,一場發射層及一第二導電層於一絕緣基 底上以形成至少一個陰極電極; b. 藉由低分解裝置來沈積一序列之一絕緣層及一第 三導電層於陰極電極上,以形成至少一個閘電極; c. 塗敷如此所形成之結構以一光姐層; d. 藉由高分解裝置來曝露該光阻層以形成至少一群 發射元件,其或每個該群被放置介於一個該陰極 |1 電極與一個該閘電極之間的一個重疊區域中; lip !Ρ·接續地蝕刻該導電及絕綠層以曝露該場發射層於 雜, 1|||該元件中;以及 :辱赛j f ·移除該光阻層之剩餘的區域。 2 ·依據申請專利範圍第1項之方法,其中該陰極爲 一種陰極陣列,該陰極電極與該閘電極個別包括陰^定址 軌跡與閘定址軌跡,其軌跡被排列於可定址的列與行L而 步驟d,包含形成該群發射元件的一種型態。 3 .依據申請專利範圍第2項之方法,其中至少一個 或所有該陰極定址軌跡會定址一些元件的列或行。 4 ·依據申請專利範圍第2或3項之方法,其中該曝 水紙張尺度逋用中國國家標準(CNS >八4規格(2]〇Χ2Μ公嫠) (請先閲讀.背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟·邵智慈时4-£;肖工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Ί Δ Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 露與蝕刻步驟包含形成基準標記於陰極陣列上,以幫助其 陣列與一陽極或其他組件之接續的校準於陣列的製造之後 Q 5 依據申請專利範圍第1 ',2或3項之方法,包括 藉由一種液體光亮金屬之應用或藉由無電塗覆金屬以形成 至少一個該導電層的步驟。 6 依據申請專利範圍第1 ,2或3項之方法,包括 非真空蒸發或灑射裝置以形成至少一個該導電層 依據申請專利範園第1 ,2或3項之方法,其中 層包括一層寬廣區域場發射器材料。 依據申請專利範圍第1 ,2或3項之方法,進一 續地沈積一第二絕緣層及第四導電層於陰極上在 a .至f ·之後,以形成一集中柵的步驟。. —種場電子發射裝置,其包含藉由依據申請專利 ,2或3項中之任一項之方法·被製造的一陰極1 用以使該陰極接受一電場以造成該陰極發射電子 請 .先 閣 讀 背 面 藉由一種 的步驟。 7 . 該場發射 8 . 歩包括接 完成步驟 9 . 範圍第1 以及裝置 意 事 項 再 填 寫 本 頁 -2- 1 0 . —種場發射裝置,包括具有電發光性磷光體的 一個陽極以及依據申請專利範圍第9項的一個場電子發射 裝置,其中陰極被安排以衝擊該磷光體。 1 1 .依據申請專利範圍第1 0項之場發射裝置’其 中該磷光體被排列於紅色,綠色.及藍色之族群中以形成一 彩色展示。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) Μ Β8 C8 DB 六、申請專利範圍 1 2 .依據申請專利範圍第1 1項之場發射裝置,包 含陽極驅動裝置以輪流加能該紅色,綠色及藍色族群。 1 3 ·依據申請專利範圍第1 0,1 1或1 2項中之 任一項的場發射裝置,進一步包括一種交叉指型或網型式 的電極,其被插入於該磷光體之間且排列以被驅動於小於 該磷光體所被驅動的一個電位之下,於是形成磷光體周圍 之電位牆以吸引電子朝向該磷光體而且補償任何介於陰極 與陽極之間的不對準。 1 4 ·依據任何申請專利範圍第1 0,1 1或1 2項 的場發射裝置,其中該陰極被提供以一進一步的控制柵於 該閘電極上,以及一驅動裝置以如此驅動該控制柵來阻礙 由陰極所發射的電子。 1 5 .依據申請專利範圍第1 4項之場發射裝置,進 一步包括裝置以提供垂直於發射器表面之一磁場。 (請先閲讀背而之注$項再填寫本頁) 線 經濟部智Μ財是局ΚΚ工消費合作社印製 木紙悵尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(2丨0Χ297公釐) -3 -
TW087119995A 1997-10-22 1998-12-02 Field electron emission cathode and the method of manufacturing the same TW445477B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9722258A GB2330687B (en) 1997-10-22 1997-10-22 Field emission devices

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW445477B true TW445477B (en) 2001-07-11

Family

ID=10820880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW087119995A TW445477B (en) 1997-10-22 1998-12-02 Field electron emission cathode and the method of manufacturing the same

Country Status (11)

Country Link
US (2) US6821175B1 (zh)
EP (1) EP1025576B1 (zh)
JP (1) JP2001521267A (zh)
KR (1) KR100602071B1 (zh)
CN (1) CN1182562C (zh)
AU (1) AU9635098A (zh)
CA (1) CA2307023A1 (zh)
DE (1) DE69814664T2 (zh)
GB (1) GB2330687B (zh)
TW (1) TW445477B (zh)
WO (1) WO1999021207A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8319413B2 (en) 2007-11-23 2012-11-27 Tsinghua University Color field emission display having carbon nanotubes
TWI486998B (zh) * 2013-07-15 2015-06-01 Univ Nat Defense 場發射陰極及其場發射照明燈具

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3634702B2 (ja) * 1999-02-25 2005-03-30 キヤノン株式会社 電子源基板及び画像形成装置
KR100499120B1 (ko) 2000-02-25 2005-07-04 삼성에스디아이 주식회사 카본 나노튜브를 이용한 3전극 전계 방출 표시소자
US7447298B2 (en) * 2003-04-01 2008-11-04 Cabot Microelectronics Corporation Decontamination and sterilization system using large area x-ray source
DE102005063127B3 (de) * 2005-12-30 2007-08-23 Universität Hamburg Mikro- und Nanospitzen sowie Verfahren zu deren Herstellung
KR100829559B1 (ko) * 2006-03-31 2008-05-15 삼성전자주식회사 배기를 겸한 밀봉구조를 갖는 전계방출 디스플레이 소자 및전계방출형 백라이트 소자
EP2168172B1 (en) 2007-07-03 2019-05-22 Microlink Devices, Inc. Methods for fabricating thin film iii-v compound solar cell
WO2011022643A2 (en) * 2009-08-21 2011-02-24 The Regents Of The University Of Michigan Crossed field device
WO2012154602A1 (en) * 2011-05-06 2012-11-15 Showers Robert James Aerogel window film system
US8946992B2 (en) 2011-12-29 2015-02-03 Elwha Llc Anode with suppressor grid
US8928228B2 (en) 2011-12-29 2015-01-06 Elwha Llc Embodiments of a field emission device
US8692226B2 (en) 2011-12-29 2014-04-08 Elwha Llc Materials and configurations of a field emission device
US9349562B2 (en) 2011-12-29 2016-05-24 Elwha Llc Field emission device with AC output
US9018861B2 (en) 2011-12-29 2015-04-28 Elwha Llc Performance optimization of a field emission device
US9646798B2 (en) 2011-12-29 2017-05-09 Elwha Llc Electronic device graphene grid
US8970113B2 (en) 2011-12-29 2015-03-03 Elwha Llc Time-varying field emission device
US8810161B2 (en) 2011-12-29 2014-08-19 Elwha Llc Addressable array of field emission devices
US9171690B2 (en) 2011-12-29 2015-10-27 Elwha Llc Variable field emission device
US8810131B2 (en) 2011-12-29 2014-08-19 Elwha Llc Field emission device with AC output
US8575842B2 (en) 2011-12-29 2013-11-05 Elwha Llc Field emission device
WO2013163589A2 (en) * 2012-04-26 2013-10-31 Elwha Llc Embodiments of a field emission device
US9659735B2 (en) 2012-09-12 2017-05-23 Elwha Llc Applications of graphene grids in vacuum electronics
US9659734B2 (en) 2012-09-12 2017-05-23 Elwha Llc Electronic device multi-layer graphene grid

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2012192A1 (de) * 1970-03-14 1971-10-07 Philips Nv Elektrische Entladungsrohre mit einer Kathode bestehend aus einer zwischen zwei leitenden Schichten hegenden Isolierschicht, und Verfahren zur Herstellung einer fur eine derartige Entladungsrohre bestimmte Kathode
US5903092A (en) * 1994-05-18 1999-05-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Device for emitting electrons
US5473218A (en) * 1994-05-31 1995-12-05 Motorola, Inc. Diamond cold cathode using patterned metal for electron emission control
KR100405886B1 (ko) * 1995-08-04 2004-04-03 프린터블 필드 에미터스 리미티드 전계전자방출물질과그제조방법및그물질을이용한소자
GB2304981A (en) * 1995-08-25 1997-03-26 Ibm Electron source eg for a display
US5628663A (en) * 1995-09-06 1997-05-13 Advanced Vision Technologies, Inc. Fabrication process for high-frequency field-emission device
US5634585A (en) * 1995-10-23 1997-06-03 Micron Display Technology, Inc. Method for aligning and assembling spaced components
US5837331A (en) * 1996-03-13 1998-11-17 Motorola, Inc. Amorphous multi-layered structure and method of making the same
US5696385A (en) * 1996-12-13 1997-12-09 Motorola Field emission device having reduced row-to-column leakage

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8319413B2 (en) 2007-11-23 2012-11-27 Tsinghua University Color field emission display having carbon nanotubes
TWI486998B (zh) * 2013-07-15 2015-06-01 Univ Nat Defense 場發射陰極及其場發射照明燈具

Also Published As

Publication number Publication date
CA2307023A1 (en) 1999-04-29
JP2001521267A (ja) 2001-11-06
GB9722258D0 (en) 1997-12-17
CN1182562C (zh) 2004-12-29
DE69814664T2 (de) 2004-03-11
CN1276912A (zh) 2000-12-13
WO1999021207A1 (en) 1999-04-29
US6821175B1 (en) 2004-11-23
AU9635098A (en) 1999-05-10
DE69814664D1 (de) 2003-06-18
GB2330687A (en) 1999-04-28
GB2330687B (en) 1999-09-29
US20050151461A1 (en) 2005-07-14
KR100602071B1 (ko) 2006-07-14
EP1025576B1 (en) 2003-05-14
KR20010031360A (ko) 2001-04-16
EP1025576A1 (en) 2000-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW445477B (en) Field electron emission cathode and the method of manufacturing the same
KR100648304B1 (ko) 전계 전자 방출 물질, 전계 전자 방출 물질을 형성하는 방법 및, 전계 전자 방출 장치
JP2001521267A5 (zh)
US20060097620A1 (en) Socket for use with a micro-component in a light-emitting panel
CN101180702A (zh) 具有第一和第二基底的微等离子体装置
US20010015318A1 (en) Black matrix material and methods related thereto
KR19990036142A (ko) 전계 전자 방출 물질들 및 소자들
KR20040010356A (ko) 화상표시 장치 및 그 제조방법
JP2007214032A (ja) 電子放出素子、電子源及び画像表示装置の製造方法
KR20020015707A (ko) 전계 전자 방출 물질 제조방법 및 그 물질을 포함하는전계 전자 에미터
US7764010B2 (en) Electron emission device, electron emission display apparatus having the same, and method of manufacturing the same
US7601043B2 (en) Method of manufacturing microholes in a cathode substrate of a field emission display using anodic oxidation
KR20050104643A (ko) 전자 방출 표시장치용 캐소드 기판, 전자 방출 표시장치및 이의 제조 방법
EP1450387B1 (en) Method of manufacturing field emission device
JP2007188874A (ja) 電子放出素子の製造方法、これにより製造された電子放出素子、それを適用したバックライト装置及び電子放出ディスプレイ装置
KR100303546B1 (ko) 전계 방출 표시소자 및 그의 제조 방법
KR940011723B1 (ko) Fed의 제조방법
JPH08162009A (ja) 電子放出素子および該素子を用いた電子源および画像形成装置ならびにそれらの製造方法
JP3397468B2 (ja) 電子源基板及び画像形成装置の製造方法
KR101022656B1 (ko) 전자 방출 표시 장치와, 이의 제조 방법
JP2000090860A (ja) 画像形成装置
EP1159752A1 (en) Cathode structure for a field emission display
JP2002025478A (ja) 平板型表示装置
KR19990054460A (ko) 전계효과 전자방출 표시소자의 스페이서 제조방법
KR20070012132A (ko) 전자방출소자 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
GD4A Issue of patent certificate for granted invention patent
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees