TWI229365B - Field emission display device - Google Patents

Description

1229365 玖、發明說明 (毛明㈣應敘明·發撕狀技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明） 【發明領域】 本發明係祕-種場發麵示m指—種借助奈米尺度電子發 射子以實現低能量消耗之場發射顯示裝置。 【發明背景】 近年來，平板减不杰發展迅速，已被廣泛的應用於個人電腦等電子 躺二目前最為普遍的平板顯㈣為具有高騎度駐驗陣液晶 頒不為。惟’液晶顯示器本身固有之揭限性致使其不適合於某些庶用。 _，液晶I貞示ϋ補造方面存錢錄點，包括在賴祕上沈積無罐 疋型石夕之速度較慢、良率較低。而且，液晶顯示器需要較高能量之背光 源’然1光源產生之能量大部分都不能被看見而造成能餘費。再者， =顯示ϋ之顯補像受魏亮度及視狀關，即麵亮的環境及在 較見的視角很難看到其圖像。另，液晶顯示器的響應時間取決於液晶對 3加電場的響應時間’故’液晶顯示器之響應速度相應較慢。 =器之響應時間:般為25_ 一 夕面的應用，如南清晰度電視、大型顯示哭帝將曰一 α || 適合於高清晰度電視及大型释亍哭、、A H員7^技術則更 兄m員不裔。惟，電漿 其產生之熱量亦太多。 里較多，且 近年來麵晶顯示n及電麵㈣細上又 器。-種平板顯示器如場發射顯示器 、他平板顯示 的—些缺點並具有-些重要的優點。例如，==示=器及電聚顯示器 琢毛射頒不為與傳統薄膜電 □續次w (發明說明頁不敷使用時，請註記並使用續頁） 5 !229365 發明說明_頁 晶體液晶顯示器（TFT—L⑼及電聚顯示 ‘ 的視角、更高的亮度、更低的能量損耗、度' 更廣 作溫度顧。 —仏峨日嫌及更寬的工 場發射顯示器與液晶顯示器之最大 a 2為％叙射頒示器利用彩 戶t=tr需要採用複雜而耗電的背光源與濾光片，且幾乎 克服了主動矩陣液晶顯示器需配備昂貴的背光源及薄膜 屯日日體陣列製程中良率較低的問題。 、邇 場發射顯示器中，通過對尖端旆 也加，電子從陰極之尖端發出， =擊沈綱鳴恤他树罐。細流及產生 ^象綠皆她大程度上取決於陰極上場發射電子狀發射材料之功 函數L故’魏得高效之場發棚轉，—合適之場發射材料。 弟三_傳_場發射顯示如丨之側視圖。該場發射裝如通過 玻底Μ上沈積-電阻層12而形成。該電阻層此要含有無定型 石夕。-由介電材料’如⑽邮邊形成之絕緣層财—金屬閘極外一· 批積並通過侧而形成複數微腔(未標示）。金屬微尖端Μ分別形成在 破腔内。—陰極、纟_為電阻層12所包覆。該電阻層12位於絕緣層16下， ㈣電剛♦物蝴電鋪 …该電阻層12可以作為有效的電阻⑽止過度的電流流人微尖端^， 但應控制該電阻層12的電阻值使之不致完全絕緣。 □續次頁 (發明說明頁不敷使料，請註記並使用續頁） 6 1229365 發明說明、_ _ 惟’典料發軸峨需錢極麵極^. 通㈣於麵簡，使得裝紅_量極大。 ㈤_，該賴 有鐘於此，提供一種改進以上缺點之場發射軒壯卜 【發明目的】 < 料射如裝置實為必要。 本毛月之目的在於提供—種低電壓 【發明特徵】 -耗电里的场务射顯示裝置。 本發明場發射顯示裝置包括 極。每個發射子包括—柱狀、^碰發射子有—定空間間距之陽（ 層之第二部分1緩 衝層之第一部分及一圓錐狀遠離緩衝 成，复中X可㈣Γ 第—部分均由梦之氮化娜_ 第1八丘πΐΓ要的化學計量比而控制，從而使該緩衝層與發射子之 而曰Γ/:有—漸變的餘分佈，使最靠近陰極部分的電阻最高， 取罪近％極部分的電阻最低。發射子之第-邱八+^ m、 , 耵千之弟一邛分由鉬（M〇)組成。當在 :而純4加—發射電壓，電子自發射子發射出，並穿過該空間間 而桃極接收。因為該漸變電阻的存在，故發射電驗低。| 本毛月场备射顯不裝置之緩衝層與發射子之第一部分還可共同具 有夕個漸變的電阻分佈。 【較佳實施例】 +明茶知、第-圖，本發明場發射顯示裝置i包括一第一基底J 0、一由導 ;斗衣成並域在第—基細上之驗⑼、—與陰極腳連之缓衝層 □續次胃（㈣制財敷使科，請註記並麵續頁） 7 1229365 —__ 發明說明續頁 -----—______ · 30、形成在緩衝層30上之複數發射子40、一與該複數發射子_隔一定 空間間距之陽極50及一第二基底β〇。 該第-基底10包括-玻璃板1G1及層⑽。該糾1()2形成在該玻 璃板101上以提供該玻璃板101與陰極20之有效連接。 請參閱第二圖，每個發射子4〇包括一形成在緩衝層3〇上之柱狀第一 部分401及一遠離缓衝層30之圓錐狀第二部分4〇2，其中，該發射子亦可 為奈米管。該緩衝層30及該第一部分401由石夕之氮化物⑽χ)製成，其中 X可根據需要的化學計量比而控制。在較佳實施例中，χ被控制以使該緩參 衝層30與該第-部分備共·有-漸變之電阻分佈，使電阻最高的部分 罪近陰極20，電阻最低的部分靠近陽極5〇。該圓錐狀第二部分4〇2分別形 成在柱狀第一部分401上，並由鉬（Μ〇)製成。 在較佳實施例中，每個柱狀第一部分401之直徑為5至5〇奈米。該第 邙刀401之長度為〇· 2至2· 0微米。每個第二部分4Q2具有一微结構，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。 在本發明另外一實施例中，該緩衝層30與該第一部分4〇1可包括多個鲁 漸變之電阻分佈。 該陽極50形成在第二基底60上，包括塗佈有熒光粉層5〇1之透明電極 502。該透明電極502允許光通過。該透明電極5〇2可包括銦錫氧化物（1丁〇) 類透明材質。該熒光粉層501在吸收由發射子40之第二部分4〇2發出之電 子後會發出熒光。該第二基底60最好由玻璃製成。 □續次頁（發明說明頁不敷使用時，請註記並使用續頁） 1229365 發明說明續頁 本發明之場發射顯示裝置1工作時，一發射電壓加在陰極20與陽極50 間使電子自複數發射子40之第二部分402發出。該電子穿過複數發射子4〇 與陽極50間的空間間距後被熒光粉層5〇 1吸收。熒光粉層501發出熒光而 產生圖像。 本發明之場發射顯示裝置1藉由緩衝層30與發射子4〇之第一部分4〇1, ^成漸變之電阻分佈，心僅需在陰極2〇與陽極50間提供-較低之發射 即可使電子自發射子4{)之第二部分姆射出，從而降低電量之消 耗，同時可準確可靠發射電子。 籲 綜上所述’本發簡合發财利要件，爰依法提出翻申請。惟，以上 所述者僅林發明之她實補，軌麟本 本 案創作精神所作之等效体槪十比产 -人士在板依本 扎飾祕，皆應包含於以下之申 。 9

Claims (1)

1229365 拾、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，· 概發射刊彡极緩觸上，每贿料祕—触麟層相連之 弟-部分及-與第-部分相連之第二部分構成； 一陽極’該陽極與複數發射子相隔—衫間門距. :中:該緩衝層與第一部分由她物製成，該第二部 2. 4· 軸該第—部分共同包括至少—漸變之電阻分佈，且電_ 率取卩分#近陰極，電醇最低的部分靠近陽極。 2^專利範圍第㈣所述之場發射顯示敍，其中該第—部分包括 土本壬柱狀之微結構，該微結構之直徑為5至5〇奈米。 之 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 铽〜構之長度為〇· 2至2· 〇微米。 =申料纖_丨項所叙場發射顯稀置，其愧每—發射子 p分包括一基本呈圓錐狀之微結構。 % 專利範圍糾項所述之場發射顯示裝置，其中該基本呈圓錐狀 奈来。 讀層之絲面，該上表面餘為〇.3至2 〇 如申請專利範圍第i項所述之場 佈榮光粉之透明電極。 貞τ衣置，、中挪極包括一塗 □續次頁 月專利犯圍頁不敷使用時，請註記並使用續頁） 1229365 7. 8· 9· 10. 11 如申請專利範圍第6項所述之場發射顯示裝置，其中該透明電極包括 銦錫氧化物。 如申請專利範圍第i項所述之場發射顯示袭置，其中該陰極包括玻 璃，其形成於-第-基底上；該陽極包括玻璃，其形成於一第二基 底上。 土 如申請專利範圍第8項所述之場發射顯示裝置，其巾該第—基底進一 步包括-石夕層，以提供該第一基底與該陰極間之有效連接。 一種場發射顯示裝置，其包括： 鲁 一陰極； 一形成在陰極上之緩衝層；複數發射子形成於緩衝層上，每個發射子包括一與該 第一部分及一與第一部分相連之第二部分；一陽極，該陽極與複數發射子相隔一定空間間距； 其中’該緩衝層與至少部分發射子之第—部分岭之氮化物製成， ，二分由_成’該緩衝層包括至少―漸變之電阻分佈，以使讀 電阻最高的部分靠近陰極，纽最低的部分#近陽極。 如申請專纖圓_所述之場發細示裝置，財該第—部分包 括基本呈柱狀之微結構，該微結構之直控為5至印奈米。 如申凊專利範圍第11項所述之場發射顯示裝置，財該基本呈柱狀 之微結構之長度為0· 2至2· 0微米。 :緩衝層相連之 □續次胃（憎專·圍頁不敷使㈣，請註記並使用續頁） 12. 1229365 甲請專利範圍項貝 13. 如申請專利範圍第i〇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。 14. 如申請專利範圍第13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缓衝層之上表面，該上表面直徑為0.3至 2. 0奈米。 15. —種場發射顯示裝置，其包括·· 一陰極； -與該陰極相隔—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—奈 __之錄第—嫩—鄰麵1分之_狀第二部分 且5亥第—部分與該陰極相隔一定空間間距； 其中’該第_部分由 有一向電_數；^二 邛刀由鉬製成，具有一低電阻係數。

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