CN1700397A - 电子发射装置和采用该装置的电子发射显示器 - Google Patents

电子发射装置和采用该装置的电子发射显示器 Download PDF

Info

Publication number
CN1700397A
CN1700397A CNA2005100783197A CN200510078319A CN1700397A CN 1700397 A CN1700397 A CN 1700397A CN A2005100783197 A CNA2005100783197 A CN A2005100783197A CN 200510078319 A CN200510078319 A CN 200510078319A CN 1700397 A CN1700397 A CN 1700397A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
electron
emitting device
plate
hole
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.)
Pending
Application number
CNA2005100783197A
Other languages
English (en)
Inventor
俞升濬
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.)
Samsung SDI Co Ltd
Original Assignee
Samsung SDI Co 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 Samsung SDI Co Ltd filed Critical Samsung SDI Co Ltd
Publication of CN1700397A publication Critical patent/CN1700397A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/158—Carbon nanotubes
    • 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
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J31/00—Cathode ray tubes; Electron beam tubes
    • H01J31/08—Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
    • H01J31/10—Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes
    • H01J31/12—Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes with luminescent screen
    • H01J31/123—Flat display tubes
    • H01J31/125—Flat display tubes provided with control means permitting the electron beam to reach selected parts of the screen, e.g. digital selection
    • H01J31/127—Flat display tubes provided with control means permitting the electron beam to reach selected parts of the screen, e.g. digital selection using large area or array sources, i.e. essentially a source for each pixel group

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种电子发射装置和一种使用该电子发射装置的电子发射显示器，其中电子发射装置对于聚焦电子束具有一改善的结构。该电子发射装置包括：形成在一个板上彼此以预定距离分开的第一和第二电极；形成在该板全部区域上并且具有孔的绝缘体，第一电极和第二电极中的第一电极的一部分至少部分通过该孔被露出；形成在第一电极的预定区域上并通过该孔露出的电子发射体；和一形成在该绝缘体上与第二电极连接的第三电极；其中，第一和第二电极的压差引起电子发射体发射电子，被发射的电子由第三电极聚焦。

Description

电子发射装置和采用该装置的电子发射显示器
技术领域
本发明涉及一种电子发射装置和采用该装置的电子发射显示器以提供改善的电子聚焦效率。
本申请要求于2004年3月31日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.2004-21935的优先权和权益，其全部公开内容被引作参考。
背景技术
一个电子发射装置包括一个用于发射电子的电子发射源，和一个用于在被发射的电子与荧光层碰撞时显示图像的显示部分。电子发射显示器的一个例子是场发射显示器(FED)。在一FED中，电子从设置在阴极上的电子发射体被发射，并且被发射的电子与设置在阳极上的荧光层碰撞，从而荧光层发射光，由此产生图像。在该FED中，广泛采用包括一个阴极，一个栅电极和一个阳极的三极管结构。
一个良好的电子发射显示器要求具有足够的亮度和精细度。为了达到足够的亮度，需要足够的发射电流，为了达到精细度，具有小直径的电子束应该聚焦到荧光层。因此，已经提出了多种用于减小从电子发射装置发生的电子束的直径的方法。
作为示例，包括一个在阴极板和阳极板之间施加电压的聚焦电极的结构公开在US专利No.5508584中。图1是表示常规电子发射显示器的一部分的横截面图。
参照图1，阴极板50包括形成在下板52上的缓冲层54，形成在缓冲层54上的阴极56和在阴极56上构图的栅孔64内形成的微尖60。使用栅孔64以用于按顺序构图一栅绝缘体58和栅极62。
进而，阳极板48包括形成在顶板32上的透明电极34。荧光层44形成在透明电极34上，这里荧光层44与微尖60相对应。一个电源(未表示出)向荧光层44提供电压。
另外，聚焦电极38用于聚焦被发射的电子束，使得电子准确地和荧光层44碰撞。聚焦电极38通过按依序构图绝缘体36和电极层34而形成，需要增加制造步骤，因而降低生产率。
进而，尽管聚焦电极38可以附加到电子发射显示器中，但是电子束的聚焦通常仍然是不能令人满意的。
发明内容
相应地，在本发明的一个实施例当中，提供电子发射装置和采用该装置的电子发射显示器，其中电子发射装置具有一改进的聚焦电子束的结构。
根据本发明的实施例，提供一个电子发射装置和采用该装置的电子发射显示器，其中电子发射装置通过一个低成本的简单工艺来制造，并且具有改善的聚焦效率。
根据本发明的实施例，提供的电子发射装置包括：形成在一个板上的第一和第二电极，彼此以预定距离分开；一个形成在该板上并且具有一个孔的绝缘体，第一电极的至少一部分通过该孔被露出；形成在第一电极的预定区域上并通过孔露出的电子发射体；和一个形成在绝缘体上与第二电极连接的第三电极，其中，当第一和第二电极的压差引起发射体发射电子，被发射电子由第三电极聚焦。
根据本发明的实施例，第三电极环绕所述孔，电子发射体由诸如碳纳米管(CNT)，石墨，类金刚石碳(DLC)，或者它们的结合，或由硅(Si)或者碳化硅(SiC)的纳米线或者纳米管的一种材料组成
根据本发明的实施例，通过孔暴露的第一电极中除电子发射体所占据部分外的其余部分被绝缘体所覆盖。
根据本发明的另一个实施例，电子发射装置进一步包括在第二电极和第三电极之间的选择电阻层。
根据本发明的另一个实施例，提供一个电子发射装置，其包括形成在板上的第一和第二电极，互相之间以一定距离隔开；形成在该板上并具有孔的绝缘体，第二电极的至少一部分通过该孔被露出；形成在第二电极的预定区域并且通过该孔被露出的电子发射体；和形成在绝缘体上并与第二电极连接的第三电极；其中第一和第二电极的压差引起电子发射体发射电子，被发射的电子通过第三电极聚焦。
根据本发明的另一个实施例，第二电极通过孔暴露的除为电子发射体所占据的部分外的其余部分被绝缘体所覆盖。
根据本发明的又一个实施例，电子发射装置进一步包括一个处于第二和第三电极之间的电阻层。
根据本发明一个实施例的电子发射显示器包括：第一板，与第一板相对并且隔开一定距离的第二板；和一个支撑第一板和第二板以保持二者之间距离的支撑体，其中栅线和阴极线形成在第一板上，栅线和阴极线相互正交地形成以限定象素，每个象素包括至少一个电子发射装置，该电子发射装置包括：形成在第一板上的以预定距离隔开的第一和第二电极；形成在第一板上并具有孔的绝缘体，第一电极的至少一部分通过该孔被露出；形成在第一电极的预定区域并通过孔被露出的电子发射体；和形成在绝缘体上并与第二电极连接的第三电极；其中第一和第二电极的压差引起发射体发射电子，被发射的电子通过第三电极聚焦。
根据本发明的一个实施例，栅线包括与第三电极相同的材料，阴极线与第一电极独立形成并连接至第一电极。
根据本发明的又一个实施例，电子发射显示器包括：第一板，与第一板相对并且隔开预定距离的第二板；和一个支撑第一板和第二板以保持二者之间距离的支撑体，其中栅线和阴极线形成在第一板上，栅线和阴极线相互正交地形成以限定象素，每个象素包括至少一个电子发射装置，该电子发射装置包括：形成在第一板上的以预定距离隔开的第一和第二电极；形成在第一板上并具有孔的绝缘体，第二电极的至少一部分通过该孔被露出；形成在第二电极的预定区域并通过孔被露出的电子发射体；和形成在绝缘体上并与第二电极连接的第三电极；其中第一和第二电极的压差引起发射体发射电子，被发射的电子通过第三电极聚焦。
根据本发明的又一个实施例，栅线包括与第三电极相同的材料，阴极线与第一电极独立形成并连接至第一电极。
在本发明的再一个实施例当中，电子发射装置包括：形成在板上的以预定距离隔开的第一和第二电极；形成在该板上并具有孔的绝缘体，第一电极的至少一部分通过该孔被露出；形成在第一电极的预定区域并通过孔被露出的电子发射体；和形成在绝缘体上的以预定距离隔开的第三和第四电极，它们分别与第一和第二电极连接，其中第一和第二电极的压差引起发射体发射电子，被发射的电子通过第三和第四电极聚焦。
根据本发明的另一个实施例，第三和第四电极环绕所述孔，电子发射体包括选自像碳纳米管这样的纳米管(CNT)，纳米线，硅(Si)，碳化硅(SiC)，类金刚石碳(DLC)，石墨，或者它们的组合构成的组中的一种材料。
根据本发明的另一个实施例，电子发射装置进一步包括处于第一和第三电极之间的电阻层。
根据本发明的另一个实施例，电子发射装置进一步包括处于第二和第四电极之间的电阻层。
根据本发明的另一个实施例，电子发射显示器包括：第一板，与第一板相对并且隔开预定距离的第二板；和一个支撑第一板和第二板以保持二者之间距离的支撑体，其中栅线和阴极线形成在第一板上，栅线和阴极线相互正交地形成以限定象素，该象素包括至少一个电子发射装置，该电子装置包括：形成在第一板上的以预定距离隔开的第一和第二电极；在第一板上并具有孔的绝缘体，第二电极的至少一部分通过该孔被露出；形成在第一电极的预定区域并通过孔被露出的电子发射体；和形成在绝缘体上互相之间以预定距离隔开的第三电极和第四电极，分别与第一电极和第二电极连接；其中第一和第二电极的压差引起发射体发射电子，被发射的电子通过第三和第四电极聚焦。
根据本发明的又一个实施例，栅线包括与第三电极相同的材料并与第三电极形成在同一面上，阴极线与第一电极独立形成并连接至第一电极。
附图说明
本发明的这些和/或其它方面及其优点，通过以下的结合附图对优选实施例的详细描述将变得更为明显和易于理解。
附图1是表示常规的电子发射显示器的一部分的横截面图；
附图2A-2D是根据本发明的不同实施例的电子发射装置的横截面图；
附图3是采用附图2A的电子发射装置的电子发射显示器的平面图；
附图4附图3的电子发射显示器沿着线A-A′的截面图；
附图5A-5D是表示制造本发明第一实施例的电子发射显示器过程的平面图；
附图6A-6C是根据本发明的又一个实施例的电子发射装置的示意图；
附图7和8是采用附图6A的电子发射装置的电子发射显示器的示意图；
附图9A-9E是表示制造本发明第二实施例的电子发射显示器的过程的平面图；
附图10A-10E是表示制造电子发射显示器的又一实施例的过程的平面示意图；
附图11A-11B表示根据本发明的第二实施例的电子发射装置的实验模拟结果图；
附图12A表示常规电子发射装置聚焦光束的照片；
附图12B表示附图11A的电子发射装置聚焦光束的照片；
具体实施方式
这里，对本发明的特定实施例参照附图进行详细说明，其中本发明的优选实施例易于为本领域的技术人员理解，因此其它的改进将很明显，并且本发明不限于这里公开的实施例。
第一实施例：电子发射装置
这里，根据本发明第一实施例的电子发射装置将参照附图2A详细描述，附图2A是电子发射装置的横截面图。
参照附图2A，电子发射装置201包括形成在板200上互相以预定距离隔开的第一电极210和第二电极212。绝缘体220形成在第一电极210和第二电极212上，其具有孔214，通过该孔暴露出部分第一电极210和第二电极212，同时电子发射体240形成在第一电极210在孔214内的预定区域上。第一电极210和第二电极212可以由不同或者相同的材料组成，并一起沉积在板200上形成。在附图2A中，第一电极210和第二电极212通过孔214暴露，但是在一个替换实施例当中，只有与电子发射体240一起形成的第一电极210通过孔214暴露。
第三电极230通过穿过绝缘体220形成的接触孔(CH)电连接到第二电极212上。当第一电极210和第二电极212的电压差值引起电子发射体240发射电子，一个等量电压施加到第三电极230，由此聚焦被发射的电子。在另一个实施例当中，第三电极230可以在排列，形状等方面具有改变。优选地，第三电极230设计成环绕所述孔214，由此电子束的聚焦效率得到提高。
在该说明书当中，“环绕”意味着第三电极230或者全部或者至少部分围绕孔214的外周。例如，孔可以是类似矩形的形状，其中矩形的四个边中至少两个边为电极所环绕。
板200可以由各种材料构成。例如包括玻璃，诸如钠(Na)这样的低杂质玻璃质材料，或者类似物，涂覆诸如二氧化硅(SiO2)这样的绝缘体的硅基底，陶瓷基底，或者类似物。
第一电极210和第二电极212可以由相同的材料构成，例如，诸如铬(Cr)，铝(Al)，钼(Mo)，铜(Cu)，镍(Ni)，或者金(Au)，采用常规的沉积技术厚度为1000-10000。如有必要，第一基板210和第二基板212可以由透明导电材料构成，例如氧化铟锡(ITO)，氧化锌(ZnO)，或者类似材料，厚度为1000-2000。在一个实施例中，透明导电层是优选的，并且用于采用平板印刷技术生产背后曝光装置。
绝缘体220可通过多种沉积技术形成，例如丝网印刷，溅射，化学气相沉积(CVD)，或者真空沉积，其中绝缘体220的厚度可在几个纳米到几十微米的范围内。该绝缘体220可以包括二氧化硅(SiO2)，或者氮化硅(SiNx)。类似于第一电极210和第二电极212，第三电极230也可以由诸如铬(Cr)，铝(Al)，钼(Mo)，铜(Cu)，镍(Ni)，金(Au)等这些金属通过常规的沉积技术制造，厚度达到几个微米。
电子发射体240可以包括由碳纳米管这样的纳米管(CNT)，纳米线，富勒烯(C60)，类金刚石碳(DLC)，石墨，或者它们的组合构成的材料组中选出的一种材料。根据一个实施例，优选碳纳米管。
第一电极210通过孔214局部暴露，电子发射体240形成在上面，第二电极212全部为绝缘体所覆盖，可以防止电流泄漏。可替换地，第一电极210的全部区域除电子发射体240外均为绝缘体220所覆盖。
附图2B是附图2A的电子发射装置的变型的横截面图。参照附图2B，电子发射装置101包括形成在板100上相互之间以预定距离隔开的第一电极110和第二电极112；形成在第一电极110和第二电极112上具有孔114的绝缘体120；一个电子发射体140；和通过接触孔(CH)穿过绝缘体120而电连接至第二电极112上的第三电极130。第一电极110和第二电极112通过孔114局部暴露，电子发射体140形成在第二电极112在孔114内的预定区域上。与附图2A的电子发射装置相比较，附图2B的电子发射装置将电子发射体140设置在第二电极112上，而不是设置在第一电极110上。
附图2C是附图2A的电子发射装置的另一个变型的横截面图。参照附图2C，电子发射装置501包括形成在板500上相互之间以预定距离隔开的第一电极510和第二电极512；形成在第一电极510和第二电极512上具有孔514的绝缘体520；一个电子发射体540；和通过接触孔(CH)穿过绝缘体520而电连接至第二电极512上的第三电极530。
根据这个实施例，在第二电极512和第三电极530之间另外设置电阻层525。该电阻层525降低电压并且在施加到第三电极530的电压应该低于施加到第二电极512上的电压时非常有用。电阻层525在材料，厚度，分布或者类似参数方面可以变化，只要保证其能够以期望的幅度降低第二电极512和第三电极530之间的电压即可。优选地，电阻层525包括RuO2(～10-5Wcm)，CrO2(～10-3Wcm)，C2O3(～10-3Wcm)，Lu2O3(～10-1Wcm)，或者类似化合物。
附图2D是附图2A的电子发射装置的另一个变型的横截面图。参照附图2D，电子发射装置601包括形成在板600上相互之间以预定距离隔开的第一电极610和第二电极612；形成在第一电极610和第二电极612上具有孔614的绝缘体620；一个电子发射体640；和一个形成在绝缘体620上的第三电极630。第一电极610和第二电极612通过孔614局部暴露，电子发射体640形成在第二电极612在孔614内的预定区域上。根据这个实施例，第三电极630通过接触孔(CH)穿过绝缘体620而电连接至第二电极612上，另外电阻层625设置在第二电极612和第三电极630之间。
电子发射显示器
附图3和4表示采用附图2A的电子发射装置的电子发射显示器，其中附图3是电子发射显示器的平面图，附图4是附图3的电子发射显示器沿线A-A′的截面图。
如图所示，电子发射显示器201包括第一板200和第二板250，二者互相面对并以预定距离隔开。第一板200和第二板250密封在一起形成真空容器。在第一板200上形成栅线260和阴极线270，由此确定出像素。栅线260和阴极线270以预定间隔条形地布置，并且栅线260和阴极线270互相垂直，由此形成像素阵列。这里，栅线260和阴极线270分别连接至对应于每个像素的第三电极230和第一电极210，由此将外部信号传输到第三电极230和第一电极210。
进而，栅线260和第三电极230可由相同或者不同的材料独立形成，然后互相连接，或者可由同一种材料整体形成。同样地，阴极线270和第一电极210可由相同或者不同的材料独立形成，然后互相连接，或者可由同一种材料整体形成。在根据附图3和4所示的实施例的每个像素中，第三电极230与相对应的栅线260采用相同的材料整体形成，但是每个第一电极210与相对应的阴极线270由不同的材料独立形成，其表示本发明的一个非限定性的例子。
同时，每个像素包括至少一个设置在绝缘体220中的孔214，并且形成在第一电极210上的电子发射体240暴露于形成在第二板250上的荧光层252。进而，第三电极230电连接与第一电极210形成在同一面的第二电极212上。因此，当一个预定电压施加到第三电极230上，等量电压也施加到第二电极212上。由于这一结构，第一电极210和第三电极230之间的电压差引起电子发射体140发射电子，被发射的电子束由第三电极230和第二电极212聚焦。例如，一个70V正电压可以施加到第三电极230上，一个-80V负电压可以施加到第一电极210上.
第二板250包括以条形结构布置的荧光层252，其以预定间隔被形成在阳极256的至少一面上。这里，阳极256可以形成为透明电极或者薄金属层。进而，阳极256可以是整体型电极或者具有条形结构。
参照附图4，荧光层252形成在第一板200上与电子发射体240相对，在荧光层之间的区域形成一个黑暗区域254。进而，纵向地设置阳极256以覆盖荧光层252和黑暗区域254。这里，从电子发射体240被发射的电子与荧光层252碰撞，由此引起荧光层252发射可见的红，绿和蓝光。同时，第一板200和第二板250由已知的支撑装置例如垫块或者类似物支撑，以保持它们之间的间隔。在附图4中，R(红)，G(绿)和B(蓝)荧光层252中的一个对应于一个电子发射体240。但是，R(红)，G(绿)和B(蓝)荧光层252中的一个可以对应于多个电子发射体240。
为了加速从电子发射体被发射的电子，施加的合适电压是：施加到第三电极230，约10至120V，施加到第一电极210，约-120V至-10V，施加到阳极256，约1kV至几kV。另外，电子束的聚焦可以通过第三电极调整，因此被加速的电子的聚焦可以通过优化施加到第三电极，第一电极和阳极的电压而得到改善。
以下将参照附图5A-5D描述根据附图2A，3和4的本发明实施例的电子发射显示器第一板的制作过程，附图5A-5D是表示制造根据本发明一个实施例的电子发射显示器的制作过程的平面图。
参照附图5A，在第一板200(见附图4)上形成以预定距离隔开的第一电极210和第二电极212。例如，像氧化铟锡(ITO)，氧化锌(ZnO)等这样的透明导电材料，形成在第一板200上，厚度为1000到2000，然后，对透明导电材料进行选择蚀刻，由此形成第一电极210和第二电极212。例如，第一电极210和第二电极212，具有1300的厚度。
参照附图5B，形成阴极线270使得外部信号传输到第一电极210。例如，诸如铬(Cr)，铝(Al)这样的金属通过任何一种常规的沉积技术，例如平板印刷或者丝网印刷技术沉积至几个微米的厚度，然后干燥，由此形成阴极线270。如上所述，阴极线270可以由与第一电极210相同的材料构成。
参照附图5C，绝缘体220通过溅射，化学气相沉积，真空沉积，平板印刷或者丝网印刷技术沉积约20微米厚，然后干燥。其后，在绝缘体220上形成接触孔(CH)和孔214，其中接触孔(CH)用于将第三电极230(参照附图5D)与第二电极212连接，孔214用于露出所述电子发射体240。
参照附图5D，电子发射体240包括，例如，碳纳米管(CNT)，形成在第一电极210的一部分上。电子发射体240通过孔214而被暴露，通过该孔电子可以被发射出去。进而，诸如铬(Cr)，铝(Al)等金属通过任何一种常规的沉积技术，例如平板印刷或者丝网印刷技术沉积至几个微米的厚度，然后干燥，由此形成栅线260，其同时形成第三电极230。
同时，在第二板250上形成阳极256和R，G，B荧光层252。进而，可以想到阳极256可以是整体型的或者是条形的，并且公知的黑暗区域可以加到第二板250上。
第二实施例：电子发射装置
以下，根据本发明另一实施例的电子发射装置参照附图进行详细描述。附图6A-6C是根据本发明的这个实施例的不同变化的电子发射装置横截面图。这里，为避免重复重点说明与前面实施例的不同之处。
参照附图6A，电子发射装置301包括形成在板300上互相之间以预定距离隔开的第一电极310和第二电极312；形成在第一电极310和第二电极312上具有孔314的绝缘体320；一个电子发射体340；和形成在绝缘体320上的第三电极330和第四电极380。附图6A示出第一电极310和第二电极312通过孔314局部地被暴露。第三电极330和第四电极380形成在绝缘体320上，它们之间留有空隙。第三电极330通过第一接触孔(CH1)连接至第二电极312上，第四电极380通过第二接触孔(CH2)连接至第一电极310。因此，当第一电极310和第二电极312之间的压差引起电子发射体340发射电子，被发射的电子束由第三电极330和第四电极380聚焦。
由于第三电极330通过形成在绝缘体320内的第一接触孔(CH1)电连接到第二电极312，第四电极380通过第二接触孔(CH2)电连接到第一电极310，当第一电极310和第二电极312的电压差值引起电子发射体340发射电子，一个等量电压施加到第二电极312和第三电极330，并且一个等量电压施加到第一电极310和第四电极380。这里，第四电极380对于发射的电子具有推动效果，由此电子束的聚焦效率得到提高。
第三电极330和第四电极380互相隔开形成在绝缘体320的面上，但是本发明不限于这样的结构，可以具有其他变化的结构。优选地，如附图7所示，第三电极330和第四电极380围绕孔314一起构成，由此改进电子束的聚焦效率。例如，其中孔314的形状类似于矩形，第三电极330围绕矩形的三个边，第四电极380围绕另外的一个边。可替换地，对于矩形孔314，第三电极330可以围绕矩形的两个边，第四电极380可以围绕能够矩形的另外两个边的一个或者两个。可以根据所施加的电压考虑到聚焦效率优化第三电极330和第四电极380的结构。
在一个实施例中，第一电极310通过孔314局部暴露，电子发射体340形成在上面，同时，第二电极312全部为绝缘体所覆盖。在这个实施例中，防止了电流泄漏。可替换地，第一电极310的全部区域除电子发射体340之外由绝缘体320所覆盖。
附图6B是附图6A的电子发射装置的变型横截面图。参照附图6B，电子发射装置701包括形成在板700上并且彼此以预定距离隔开的第一电极710和第二电板712；形成在第一电极710和第二电极712的至少之一上并具有孔714的绝缘体720；一个电子发射体740；和形成在绝缘体720上的第三电极730和第四电极780。
第三电极通过接触孔(CH)电连接至第二电极，但是，在这个实施例中，另外有电阻层725设置在第二电极712和第三电极730之间。电阻层725降低电压并且在施加到第三电极730的电压应该低于施加到第二电极712上的电压时非常有用。
附图6C是附图6A中电子发射装置的另一个变型的横截面图。参照附图6C，电子发射装置801包括形成在板800上互相之间以预定距离隔开的第一电极810和第二电极812；形成在第一电极810和第二电极812上具有孔814的绝缘体820；一个电子发射体840；和形成在绝缘体820上的第三电极830和第四电极880。与附图6B的电子发射装置相比，附图6C的电子发射装置包括设置在第一电极810和第四电极880之间的电阻层825。在又一个实施例中，另一个电阻层设置在第二电极812和第三电极830之间。
电子发射显示器
附图7和8表示采用附图6A的电子发射装置的电子发射显示器，其中附图7是电子发射显示器的平面图；附图8是附图7沿着线B-B′的截面图。
这里，为了避免重复将描述与第一实施例的不同之处。如附图7和8所示，电子发射显示器301包括第一板300和第二板350，二者彼此相对以预定距离隔开。两个板互相密封在一起形成真空容器。
同时，像素包括至少一个设置在绝缘体320中的孔314，电子发射体340形成在第一电极310上，被暴露于第二板350上的荧光层352。第三电极330电连接至与第一电极310同一面上形成的第二电极312，第一电极310电连接至第四电极312上。
附图9A-9E是表示制造附图7和8所示的电子发射显示器的过程的平面图。这里，为避免重复将描述与第一实施例的不同之处。
参照附图9A-9C，第一电极310和第二电极312形成在板300上互相之间以预定距离隔开。然后，形成阴极线370以传输外部信号至第一电极310。然后，形成绝缘体320，并且第一接触孔(CH1)和孔314形成在绝缘体320上，其中第一接触孔(CH1)用于连接第三电极330和第二电极312，孔314用于露出电子发射体340。
参照附图9D，电子发射体340，例如，碳纳米管(CNT)形成在第一电极310的一部分上。电子发射体340通过孔314被露出以允许电子被发射出去。进而，形成第三电极330。这里，第一和第二实施例的区别是根据第一实施例形成绝缘体使第三电极在其上，而根据第二实施例形成绝缘体320而使第四电极380和第三电极330一样在其上。
参照附图9E，绝缘体320形成，其中具有第二接触孔(CH2)，全部被金属层所覆盖，然后构图处理以形成第四电极380。
根据第二实施例，与第一实施例相反，第三电极330和第四电极380均设置在绝缘体320上，因此基于第三电极330和第四电极380的结构、形状或者尺寸能够提高聚焦效率。这里，矩形孔314为第三电极330和第四电极380所围绕。即，参照附图7和9E，第三电极330具有一个“C”形，围绕孔314的三面，第四电极380具有矩形形状部分围绕孔314的另一面。但是，第三电极330和第四电极380在结构，形状或者尺寸方面可以变化。
附图10A-10E是表示制造根据本发明的第二实施例的变型的电子发射显示器的平面图。这里为了避免重复描述将描述与前述实施例的不同之处。
参照附图10A-10C，如前所述，在板400上形成以预定距离隔开的第一电极410和第二电极412。然后，形成阴极线470，将外部信号传输到第一电极410，如上所述，第一电极410和第二电极412可以由不同的材料构成，如果必要也可以由相同的材料构成，然后，形成绝缘体420，并且在绝缘体420上形成第一接触孔(CH1)和孔414，其中第一接触孔(CH1)用于将第三电极430和第二电极412连接，孔414用于露出电子发射体440。
参照附图10D，电子发射体440，例如碳纳米管(CNT)，形成在第一电极410的一部分上。电子发射体440通过孔414被露出以允许电子被发射出去。进而，形成第三电极430。这里，第三电极430具有“L”形，其围绕与相关于该像素的矩形孔414的两个边。
参照附图9E，绝缘体420形成，其中具有第二接触孔(CH2)，第四电极480形成在上面，其中第四电极480是与孔414的一个另外的边相应的条形。
根据这个变型，电子发射体440可以展宽以增加电子发射，因而提高亮度。
可替换地，根据另一个变化，孔414可以收窄。即，第二电极412可以完全为绝缘体420所覆盖。具有这种结构可以防止电流泄漏。可替换地，孔414也可以具有与电子发射体440的尺寸相应的尺寸，因此只暴露电子发射体440。
附图11A-11B表示根据本发明第二实施例的电子发射装置的操作过程的模拟。附图11A是用于该模拟的电子发射装置的平面图。这个模拟是在CNT电子发射体的宽度为83微米，阴极电压是-80V，栅电压是60V和阳极电压是1kV的条件下进行的。附图11B表示电子束的轨迹在上述条件下相应地聚焦在像素上。
为了比较本发明第二实施例的电子发射装置与具有一个下栅结构的常规电子发射装置的电子束聚焦效率，也进行了模拟。附图12A是表示常规电子发射装置的电子束聚焦的照片，附图12B是表示附图11A的电子发射装置的电子束聚焦的照片。如其中所示，附图11A的电子发射装置的电子束聚焦比常规电子发射装置更为有效地进行。这里，看起来好像附图12B中聚焦电子束的右部分比附图12A中更宽地分散，但是，这是由于电子发射装置的结构，形状和尺寸尚没有进行优化而造成的。
如上所述，本发明提供一种电子发射装置和采用该电子发射装置的电子发射显示器，其中电子发射装置改善了用于聚焦一电子束的结构，因此简化了制造过程并降低了生产成本。
其中常规聚焦装置，例如网结构加到本发明的电子发射装置，电子束的聚焦效率进一步提高。另外，对于网结构的阳极，可能提高阳极电压。
尽管示出和描述了几个本发明的实施例，但本领域的技术人员可以理解，可以对这些实施例进行各种变化而不脱离本发明的原理和精神，本发明的范围由权利要求书及其等同物来限定。

Claims (30)

1.一种电子发射装置，包括：
形成在一个板上的第一和第二电极，彼此以预定距离分开；
一个形成在该板上并且具有孔的绝缘体，通过该孔至少第一电极的一部分被露出；
形成在第一电极的预定区域上并通过该孔露出的电子发射体；和
一个形成在绝缘体上与第二电极连接的第三电极，其中，第一和第二电极的压差引起电子发射体发射电子，并且被发射的电子由第三电极聚焦。
2.如权利要求1所述的电子发射装置，其中第三电极围绕所述孔。
3.如权利要求1所述的电子发射装置，其中，电子发射体包括选自碳纳米管(CNT)，纳米线，富勒烯(C60)，类金刚石碳(DLC)，石墨和它们的结合构成的材料组的一种材料。
4.如权利要求1所述的电子发射装置，其中第一电极和第二电极包括相同或者不同的材料。
5.如权利要求1所述的电子发射装置，其中第一电极除电子发射体所占据的部分外由绝缘体所覆盖。
6.如权利要求1所述的电子发射装置，其中第三电极通过形成在该绝缘体中的接触孔连接到第二电极。
7.如权利要求1所述的电子发射装置，进一步包括处于第二电极和第三电极之间的电阻层。
8.一种电子发射装置，包括：
形成在一个板上的第一和第二电极，彼此以预定距离分开；
一个形成在该板上并且具有孔的绝缘体，第二电极的至少一部分通过该孔被露出；
形成在第二电极的预定区域上并通过该孔露出的电子发射体；和
一个形成在该绝缘体上与第二电极连接的第三电极，其中，第一和第二电极的压差引起电子发射体发射电子，被发射的电子由第三电极聚焦。
9.如权利要求8所述的电子发射装置，其中第三电极围绕所述孔。
10.如权利要求8所述的电子发射装置，其中，电子发射体包括选自碳纳米管(CNT)，纳米线，富勒烯(C60)，类金刚石碳(DLC)，石墨和它们的结合构成的材料组的一种材料。
11.如权利要求8所述的电子发射装置，其中第一电极和第二电极包括相同或者不同的材料。
12.如权利要求8所述的电子发射装置，其中第二电极除电子发射体所占据的部分外由绝缘体所覆盖。
13.如权利要求1所述的电子发射装置，其中第三电极通过形成在该绝缘体中的接触孔连接到第二电极。
14.如权利要求1所述的电子发射装置，进一步包括处于第二电极和第三电极之间的电阻层。
15.一种电子发射显示器，包括：
第一板；
与第一板相对并且隔开一定距离的第二板；和
一个支撑第一板和第二板以保持二者之间距离的支撑体，其中栅线和阴极线形成在第一板上，栅线和阴极线互相正交地形成以限定一象素，所述象素包括至少一个电子发射装置，该电子发射装置包括：
形成在第一板上的以预定距离隔开的第一和第二电极；形成在该板上并具有孔的绝缘体，第一电极的至少一部分通过该孔被露出；形成在第一电极的预定区域并通过该孔被露出的电子发射体；和形成在绝缘体上并与第二电极连接的第三电极，其中第一和第二电极的压差引起发射体发射电子，被发射的电子通过第三电极聚焦。
16.如权利要求15所述的电子发射显示器，其中栅线包括与第三电极相同的材料，并且阴极线与第一电极独立地形成并被连接至第一电极。
17.一种电子发射显示器，包括：
第一板；
与第一板相对并且隔开一定距离的第二板；和
一个支撑第一板和第二板以保持二者之间距离的支撑体，
其中：
栅线和阴极线形成在第一板上，栅线和阴极线互相正交地形成以限定一象素，所述象素包括至少一个电子发射装置，该电子发射装置包括：
形成在板上的以预定距离隔开的第一和第二电极；形成在该板上并具有孔的绝缘体，第二电极的至少一部分通过该孔被露出；
形成在第二电极的预定区域并通过该孔被露出的电子发射体；和
形成在绝缘体上并与第二电极连接的第三电极，其中第一和第二电极的压差引起发射体发射电子，被发射的电子通过第三电极聚焦。
18.根据权利要求17所述的电子发射显示器，其中栅线包括与第三电极相同的材料，并且阴极线与第一电极独立地形成并被连接至第一电极。
19.一种电子发射装置，包括：
形成在板上的以预定距离隔开的第一和第二电极；
形成在该板上并具有孔的绝缘体，第一电极的至少一部分通过该孔被露出；
形成在第一电极的预定区域并通过孔被露出的电子发射体；
形成在所述绝缘体上的以预定距离隔开的第三和第四电极，它们分别与第一和第二电极连接，其中第一和第二电极的压差引起电子发射体发射电子，并且被发射的电子通过第三和第四电极聚焦。
20.如权利要求19所述的电子发射装置，其中第三和第四电极围绕该孔。
21.如权利要求19所述的电子发射装置，其中第三电极具有围绕该孔的“C”形。
22.如权利要求19所述的电子发射装置，其中第三电极具有围绕该孔的“L”形，并且第四电极具有类似直线的形状。
23.如权利要求19所述的电子发射装置，其中电子发射体包括选自碳纳米管(CNT)，纳米线，富勒烯(C60)，类金刚石碳(DLC)，石墨和它们的结合构成的材料组的一种材料。
24.如权利要求19所述的电子发射装置，其中第一电极和第二电极包括相同的材料，第三电极和第四电极包括彼此不同的材料。
25.如权利要求19所述的电子发射装置，其中第一电极除电子发射体所占据的部分外由绝缘体所覆盖。
26.如权利要求19所述的电子发射装置，其中第三电极通过形成在绝缘体中的第一接触孔连接到第二电极，第四电极通过形成在绝缘体中的第二接触孔连接到第二电极。
27.如权利要求19所述的电子发射装置，进一步包括处于第一和第三电极之间的电阻层。
28.如权利要求19所述的电子发射装置，进一步包括处于第二和第四电极之间的电阻层。
29.一种电子发射显示器，包括：
第一板；
与第一板相对并且隔开一定距离的第二板；和
一个支撑第一板和第二板以保持二者之间距离的支撑体，其中
栅线和阴极线形成在第一板上，栅线和阴极线互相正交地形成以限定一象素，所述象素包括至少一个电子发射装置，该电子发射装置包括：
形成在板上的以预定距离隔开的第一和第二电极；在该板上并具有孔的绝缘体，第一电极的至少一部分通过该孔被露出；形成在第一电极的预定区域并通过孔被露出的电子发射体；和形成在绝缘体上互相之间以预定距离隔开的第三电极和第四电极，并分别与第一电极和第二电极连接，其中第一和第二电极的压差引起发射体发射电子，被发射的电子通过第三和第四电极聚焦。
30.如权利要求29所述的电子发射显示器，其中栅线包括与第三电极相同的材料，阴极线与第一电极独立地形成并被连接至第一电极。
CNA2005100783197A 2004-03-31 2005-03-31 电子发射装置和采用该装置的电子发射显示器 Pending CN1700397A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR21935/04 2004-03-31
KR1020040021935A KR20050096532A (ko) 2004-03-31 2004-03-31 전자 방출 소자 및 이를 이용한 전자방출 표시장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1700397A true CN1700397A (zh) 2005-11-23

Family

ID=35238838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2005100783197A Pending CN1700397A (zh) 2004-03-31 2005-03-31 电子发射装置和采用该装置的电子发射显示器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7432645B2 (zh)
JP (1) JP2005294262A (zh)
KR (1) KR20050096532A (zh)
CN (1) CN1700397A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102064071A (zh) * 2010-12-16 2011-05-18 清华大学 场发射显示装置

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060104655A (ko) * 2005-03-31 2006-10-09 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 소자
US20060232187A1 (en) * 2005-04-19 2006-10-19 Industrial Technology Research Institute Field emission light source and method for operating the same
KR20080034348A (ko) * 2006-10-16 2008-04-21 삼성에스디아이 주식회사 전자 방출 디바이스
JP2009099384A (ja) * 2007-10-17 2009-05-07 Hitachi Ltd 画像表示装置
JP5367343B2 (ja) * 2008-11-11 2013-12-11 ソニー株式会社 冷陰極電界電子放出表示装置
JP2010262898A (ja) * 2009-05-11 2010-11-18 Canon Inc 電子線装置及び画像表示装置
WO2011077508A1 (ja) * 2009-12-21 2011-06-30 キヤノン株式会社 電子放出素子を有する画像表示装置

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69032003T2 (de) * 1989-10-18 1998-06-18 Noritake Co Ltd Plasmaanzeigetafel und herstellungsverfahren derselben
US5696028A (en) * 1992-02-14 1997-12-09 Micron Technology, Inc. Method to form an insulative barrier useful in field emission displays for reducing surface leakage
US5653619A (en) * 1992-03-02 1997-08-05 Micron Technology, Inc. Method to form self-aligned gate structures and focus rings
JP3083076B2 (ja) * 1995-04-21 2000-09-04 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP2985942B2 (ja) * 1996-05-28 1999-12-06 日本電気株式会社 電界放出型冷陰極装置
KR100365444B1 (ko) * 1996-09-18 2004-01-24 가부시끼가이샤 도시바 진공마이크로장치와이를이용한화상표시장치
US5981404A (en) * 1996-11-22 1999-11-09 United Microelectronics Corp. Multilayer ONO structure
JP3347648B2 (ja) * 1997-08-19 2002-11-20 富士通株式会社 表示装置
JP2000268706A (ja) * 1999-03-18 2000-09-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子放出素子及びそれを用いた画像描画装置
JP2000331596A (ja) * 1999-05-18 2000-11-30 Sony Corp 冷陰極電界電子放出素子及び冷陰極電界電子放出表示装置
JP3769149B2 (ja) * 1999-08-03 2006-04-19 株式会社リコー 電子放出素子とその製造方法、および該電子放出素子を使用した画像形成装置
US6756729B1 (en) * 1999-08-23 2004-06-29 Samsung Sdi Co., Ltd. Flat panel display and method of fabricating same
US6062931A (en) * 1999-09-01 2000-05-16 Industrial Technology Research Institute Carbon nanotube emitter with triode structure
KR20010046803A (ko) 1999-11-15 2001-06-15 김덕중 전계방출 표시장치 및 이에 구비되는 애노드 플레이트의제조방법
US6617798B2 (en) * 2000-03-23 2003-09-09 Samsung Sdi Co., Ltd. Flat panel display device having planar field emission source
EP1189255A1 (en) * 2000-03-23 2002-03-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Spacer assembly for plane surface display, method for manufacturing spacer assembly, method for manufacturing plane surface display, plane surface display and mold for use in manufacturing spacer assembly
JP2002150922A (ja) * 2000-08-31 2002-05-24 Sony Corp 電子放出装置、冷陰極電界電子放出素子及びその製造方法、並びに、冷陰極電界電子放出表示装置及びその製造方法
KR100766958B1 (ko) 2001-04-12 2007-10-15 삼성에스디아이 주식회사 전계 방출 표시장치
US6621232B2 (en) * 2002-01-04 2003-09-16 Samsung Sdi Co., Ltd. Field emission display device having carbon-based emitter
JP2003242908A (ja) * 2002-02-19 2003-08-29 Toshiba Corp 画像表示装置
US6791278B2 (en) * 2002-04-16 2004-09-14 Sony Corporation Field emission display using line cathode structure
JP2004213983A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 Canon Inc 画像形成装置
KR100932975B1 (ko) * 2003-03-27 2009-12-21 삼성에스디아이 주식회사 다층 구조의 그리드 플레이트를 구비한 전계 방출표시장치
JP2004311247A (ja) * 2003-04-08 2004-11-04 Toshiba Corp 画像表示装置および画像表示装置に用いるスペーサアッセンブリの製造方法
TWI220263B (en) * 2003-05-06 2004-08-11 Ind Tech Res Inst FED having grid plate with spacers structure and fabrication method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102064071A (zh) * 2010-12-16 2011-05-18 清华大学 场发射显示装置
CN102064071B (zh) * 2010-12-16 2012-07-18 清华大学 场发射显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
US7432645B2 (en) 2008-10-07
JP2005294262A (ja) 2005-10-20
US20050248257A1 (en) 2005-11-10
KR20050096532A (ko) 2005-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1700397A (zh) 电子发射装置和采用该装置的电子发射显示器
CN1906724A (zh) 场致发射器件以及利用该器件的场致发射显示装置
CN1700400A (zh) 场发射显示器及其制造方法
CN1758412A (zh) 电子发射装置
CN1707727A (zh) 场发射器件及使用该场发射器件的场发射显示器
CN1622271A (zh) 场致发光显示器
CN1913090A (zh) 电子发射器件、电子发射型背光单元和平板显示装置
CN1700401A (zh) 场发射显示器及其制造方法
CN100342472C (zh) 电子发射装置
CN1702820A (zh) 场发射显示器及其制造方法
CN1737984A (zh) 场发射装置及使用其的场发射显示器
CN1913089A (zh) 电子发射器件、电子发射型背光单元和平板显示装置
CN1750229A (zh) 电子发射装置及其制造方法
CN1510711A (zh) 能增强电子发射特性的发射器配置结构的场致发射显示器
CN1770379A (zh) 电子发射显示器及其制造方法
CN1862755A (zh) 电子发射器件和制造电子发射器件的方法
CN1959915A (zh) 间隔物和包含该间隔物的电子发射显示器
CN1921052A (zh) 电子发射元件、电子发射显示器及制造方法
CN1956129A (zh) 圆台椎尖结构阴极阵列发射结构的平板显示器及其制作工艺
CN1956136A (zh) 间隔物和包含该间隔物的电子发射显示器
CN1828812A (zh) 电子发射装置
KR100315230B1 (ko) 전계 방출 표시소자 및 그의 제조 방법
CN100346444C (zh) 图像显示装置
CN1744255A (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
AD01 Patent right deemed abandoned

Effective date of abandoning: 20051123

C20 Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned