TW548675B - Field emission display device - Google Patents

Description

夂、發明說明C〇

f發明領域J 本發明係關於一種場發射_示 米尺度電子發射子以實現低耗 -種借助奈 【發明背景】 里4耗之知發射顯示裝置。 近年來’平板顯示器發展 人電腦等電子領域。目 =二廣泛的應用於個 有高解析度的主動矩陣=的平板顯示器為具 „固有之褐限性致使其不適合於某“Hf顯示器本身 态於製造方面存在諸多缺點，包括^玻璃二°，液晶顯示 能量之背光源，然，晶顯示器需要較高 見而造成能量浪費。再者，、f旎罝大部分都不能被看 亮度及視角之限制，即在明ί =示器之顯示圖像受環境 看到其圖像。3，液日^ :環境及在較寬的視角报難 加電場的響應時間，：：：3響應時間取決於液晶對所 慢。典型液晶顯示器之塑岸二、不益之響應速度相應較 缺點限制了液晶心至―。上述 視、大型顯示器等。電f § 、〜'用，如向清晰度電 電視及大型顯示器”;？二;技！貝更適合於高清晰度 產生之熱量亦太多。耗電量較多’且其 他平ί ΐ來在液晶顯示器及電漿顯示器基礎上又發屏了龙 液晶顯示器及電襞顯示场發射顯示器，克服了 點。例如，場發射干二盥楂二夫點亚具有一些重要的優 射頌不益與傳統薄膜電晶體液晶顯示器 4%75 友、發明說明（2) (TFT-LCD)及電漿顯示器相比， 的視角、更高的亮度、更低的：旦有/高的對比度、更廣 Μ及更寬的工作溫度範圍。-此里知耗、更短的響應時間 場發射顯示器與液晶顯田 _示器利用彩色熒光粉自.取大不同點為，場發射 的背光源與滤光片，且幾而不需要採用複雜而耗電 而且，場笋射顯_ π τ ^所有的光都能被使用者看到。 ί服了主動矩陣液晶顯示器需配：昂:=，其 晶體，列製程中良率較低的問題貝的月先源及溥膜電 場發射顯示器中，通過對尖 <尖端發出，然後轟擊沈積在透明二:::m從陰極 產生圖像。發射電流及產生之圖像粉而 决於陰極上場發射電子源之發^^=大私度上取 得高效之場發射顯干哭，1 3 ^枓之功函數。故，欲獲 # 一每知耵絲員不态，就必須採用合適之場 射狀係傳統型場發射顯示裝置11之側視圖。該場笋 士衣置11通過在玻璃基底14上沈積一 : 電阻層12主要含有無糖。一由介電；；12=心 之絕緣層16及一金屬閘極層18 一起沈積並通過蝕“形成 稷數微腔（未標示）。金屬微尖端21分別形成在微腔内。— 陰極結構22^電阻層12所包覆。該電阻層12位於絕緣層16 二”，層12仍具有一定傳導性。如果一微尖端心 於该至屬間電極18時，該電阻層12可以作為有效的電阻以 防止過度的電流流入微尖端21，但應控制該 阻值使之不致完全絕緣。 7 % 發明說明（3) 惟’該場發射顯示裝置仍 備超細金屬微尖端21來作為電;先，精確製 ;須使場發射顯示裝置内部；目其次，

ί = ^ 1確㈣尖端21的㈣精A N…工則會大大增加製造成本。 並 、准持此 f需在陰極與陽極間提供者電射顯示裝 伏特，使得裝置之耗電量極大。3亥電[通吊高於】_ 實為：：於此’提供-種改進以上缺點之場發射顯示裝置 【發明目的】 射顯示裝置之目的在於提供-種低電壓、低耗電量的場發 【發明特徵】 緩衝ί發：2::顯t裝置包括：陰極、-與陰極相連的 發射子有一定处衝1上之，子發射子及-與該複數 該緩衝層與；射離緩衝層之第二部分。 成，1中乂可括械 弟一部/刀均由矽之氧化物（Si〇x)製 衝層與發射子根之據第需要的化學計量比而控制，從而使該緩 最靠近陰極邻八:：部分共同具有一漸變的電阻分佈，使 低。發射子：；的，阻最高，而最靠近陽極部分的電阻最 -發射電壓，：：：分由鈮組成。當在陰極與陽極間施加 為陽極接收nt發射子發射出’並穿過該空間間距而 口為遠漸變電阻的存在’故發射電壓較 五、發明說明（4) 本發明場發射顯示裝置 還可共同具有多個漸變的電阻分：舁發射子之第-部分 【較佳實施例】 請參照第一圖，本發明揚 θ — 基底10、一由導電材料製成並‘成二；土二二括-第-20、一與陰極20相連之緩衝Α 土底10上之陰極 極50及一第二基底6〇β 仏疋工間間距之陽 m开該/在一上底;0包括一玻璃板101及-石夕層102。該石夕層 連成接在，玻職】上以提供該玻 上之=第：圖4，每個發射子40包括-形成在緩衝層3° ίϋ Λ 及—遠離緩衝層30之圓錐狀第二部 ^邻，八’40〗A 1發射子亦可為奈米管。該緩衝層3〇及該 弟一。\刀4曰01由矽之氧化物（Si〇x)製成，其中χ可根據需要 的化學計置比而控制。在較佳實施例中，χ被控制以使該 缓衝層30與該第一部分4〇ι共同具有一漸變之電阻分佈， 使電阻最高的部分靠近陰極2〇 ’ f阻最低的部分靠近陽極 50。該圓錐狀第二部分402分別形成在柱狀第一部分4〇1 上，並由銳（Nb)製成。 在較佳實施例中，每個柱狀第一部分4 0 1之直徑為5至 50奈米。該第一部分4〇1之長度為〇· 2至2· 〇微米。每個第 二部分402具有一微結構，在其末段包括一環形上表面（未 標示）。該上表面之直徑為〇·3至2·〇奈米。在較佳實施例 548675

中’该緩衝層3〇及發射子40可通過化學氣相沈積（CVD)、 電浆輔助化學氣相沈積（PEC VD)或其他一些合適的化學物 理沈積方法，如反應濺射、離子束濺射、雙離子束濺射以 及其他^一些適合生長的放電方法預先形成。該第一部分 401及第二部分4〇2可通過電子束蝕刻或其他一些合適 刻方法形成。 在本發明另外一實施例中，該緩衝層3 0與該第 邵分 4 0 1可包括多個漸變之電阻分佈 二陽極50形成在第二基底60上，包括塗佈有熒光粉声 之透明電極502。該透明電極5〇2允許光通過。該透明曰 1極502可包括銦錫氧化物（IT〇)類透明材質。 在吸收由發射子40之第二部分4〇2發出之電子後會= 熒光。忒弟一基底6〇最好由玻璃製成。 本發明之場發射顯示裝置丨工作一 ^,20 ^ „50 , ^ t ^4〇 ^ ； ；〇^ 發出。該電子穿過複數發射子4〇盥 刀4〇2 被煢光粉層5Η吸收，粉層叫===後 之弟一部/刀4 0 1形成漸變之電阻 二仏士 與陽極50間提供-較低之發射電墨即可使：〜在= 之第二部分402發射出，從而降低電量之消耗自上射子40 確可靠發射電子。 电里之4耗，同時可準 綜上所述 利申請。惟， ’本發明符合發明專 以上所述者僅為本發 利要件，爰依法提出專 明之較佳實施例，舉凡 548675

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548675 圖式簡單說明 [ 圖 式 簡 單 說 明 ] 第 一 圖 係 本 發 明 場 發 射顯示 裝置 之 剖 面 圖 〇 第 二 圖 係 本 發 明 場 發 射顯示 裝置 之 一 個 發 射 子之 放大圖 第 二 圖 係 習 知 場 發 射 顯示裝 置之 示 意 性 側 視 圖。 [ 主 要 元 件 符 號 說 明 ] 場 發 射 顯 示 裝 置 1 第 一 基 底 10 玻 璃 板 101 矽 層 102 陰 極 20 緩 衝 層 30 發 射 子 40 柱 狀 第 一 部 分 401 圓 錐 狀 第 二 部 分 402 陽 極 50 熒 光 粉 層 501 透 明 電 極 502 第 基 底 60

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Claims (1)

1. 548675 六、申請專利範圍 1. 一種場發射顯示裝置，其包括： 一陰極； 一緩衝層，該緩衝層形成在該陰極上； 複數發射子形成於緩衝層上，每個發射子包括一 與該緩衝層相連之第一部分及一與第一部分相連 之第二部分，該緩衝層與第一部分由矽之氧化物 製成，該第二部分由鈮製成； 一陽極，該陽極與複數發射子相隔一定空間間距； 其中，該緩衝層與該第一部分共同包括至少一漸變 之電阻分佈，以使電阻最高的部分靠近陰極，電 阻最低的部分靠近陽極。 2. 如申請專利範圍第1項所述之場發射顯示裝置，其中 該第一部分包括一基本呈柱狀之微結構，該微結構 之直徑為5至50奈米。 3 .如申請專利範圍第2項所述之場發射顯示裝置，其中 該基本呈柱狀之微結構之長度為(K 2至2. 0微米。 4. 如申請專利範圍第1項所述之場發射顯示裝置，其中 該每一發射子之第二部分包括一基本呈圓錐狀之微 結構。 5. 如申請專利範圍第4項所述之場發射顯示裝置，其中 該基本呈圓錐狀之微結構包括一遠離該緩衝層之上 表面，該上表面直徑為0.3至2.0奈米。 6. 如申請專利範圍第1項所述之場發射顯示裝置，其中 該陽極包括一塗佈熒光粉之透明電極。

   第13頁 548675 申請專利範圍 如申凊專利範圍第6項所述之場發射顯示裝置，其中 该透明電極包括銦錫氣化物。 9· 10 如申請專利範圍第1項所述之場發射顯示裴置，其中 該陰極包括玻璃，其形成於一第一基底上；該陽極 包括玻璃，其形成於一第二基底上。 如申請專利範圍第8項所述之場發射顯示敦置，其中 忒第一基底進一步包括一矽層，以提供該一 ，該，極間之有效連接。 弟土 & •一種場發射顯示裝置，其包括： ❿ 一陰極； :形成在陰極上之緩衝層； 複數發射子形成於緩衝層上，每個發射子包括一斑 ^緩，層相連之第一部分及一與第一部分相連之 二丁。卩分，該緩衝層與第一部分由矽之氧化物製 发：極:該陽極與複數發射子相隔—定空間間距； u緩衝層包括至少一漸變之電阻分佈，以使 陽1取南的部分靠近陰極’電阻最低的部分靠近 中：Ϊ f:::圍第10項所述之場發射顯示裝置，其 構之直俨至^括大一基本呈柱狀之微結構，該微結 且^工馮5至50奈米。 項所述之場發射顯示裝置，其 土主主大之楗結構之長度為0 · 2至2 · 0微米。

   第14頁 548675 六、申請專利範圍 1 3.如申請專利範圍第1 0項所述之場發射顯示裝置，其 中該第一部分由鈮製成。 1 4.如申請專利範圍第1 3項所述之場發射顯示裝置，其 中該每一發射子之第二部分包括一基本呈圓錐狀之 微結構。 1 5.如申請專利範圍第1 4項所述之場發射顯示裝置，其 中該基本呈圓錐狀之微結構包括一遠離該緩衝層之 上表面，該上表面直徑為0.3至2.0奈米。 1 6. —種場發射顯示裝置，其包括： 一陰極； 一與該陰極相隔一定空間間距之陽極； 複數發射子位於陰極與陽極間，每個發射子係一奈 米管，包括一緊鄰該陰極之柱狀第一部分與一鄰 近該第一部分之圓錐狀第二部分，且該第二部分 與該陰極相隔一定空間間距； 其中，該第一部分由矽之氧化物製成，具有一高電 阻係數；該第二部分由鈮製成，具有一低電阻係 數0