專利名稱：場(chǎng)發(fā)射顯示器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有能夠改善電子束的聚焦特性和防止電流密度降低的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的場(chǎng)發(fā)射顯示器和制造其的方法。
背景技術(shù)：
圖像顯示器一般用作個(gè)人計(jì)算機(jī)或電視接收器的監(jiān)視器。圖像顯示器可以分為陰極射線管(CRT)、諸如液晶顯示器(LCD)、等離子體顯示器(PDP)的平板顯示器和場(chǎng)發(fā)射顯示器(FED)。
在FED中，通過(guò)從柵電極對(duì)發(fā)射器施加一強(qiáng)電場(chǎng)，電子從規(guī)則地設(shè)置于陰極上的發(fā)射器發(fā)射且與涂布于陽(yáng)極表面的熒光材料碰撞，由此發(fā)射光。由于FED通過(guò)使用冷陰極電子作為電子發(fā)射源形成圖像，圖像質(zhì)量受到發(fā)射器的材料和結(jié)構(gòu)的高度影響。
在早期的FED中使用主要由鉬構(gòu)成的Spindt型金屬尖端(或微尖端)作為發(fā)射器。
在具有金屬尖端發(fā)射器的FED中，必須形成一超細(xì)孔以放置發(fā)射器且必須沉積鉬以在成像平面的整個(gè)區(qū)域形成均勻的金屬微尖端。因此，制造工藝復(fù)雜且必須使用昂貴的設(shè)備，由此增加了FED的生產(chǎn)成本。因此，具有金屬尖端發(fā)射器的FED不能用于大屏幕顯示。
因此，人們研究了用于形成平面形狀發(fā)射器的技術(shù)，以便即使在低壓驅(qū)動(dòng)條件下也獲得優(yōu)良的電子發(fā)射和簡(jiǎn)化制造工藝。
近來(lái)，碳基材料，例如，石墨、金剛石、類金剛石碳(DLC)、C60(富勒烯)、和碳納米管(CNT)被用于平面形狀發(fā)射器。在上述的材料中，CNT可以即使在較低的驅(qū)動(dòng)電壓下有效地導(dǎo)致電子發(fā)射。
圖1A和1B示出傳統(tǒng)的FED的例子。圖1A是傳統(tǒng)的FED的部分橫截面圖而圖1B是傳統(tǒng)的FED的部分平面圖。
請(qǐng)參考圖1A和1B，F(xiàn)ED具有三極管結(jié)構(gòu)，包括陰極12、陽(yáng)極22和柵電極14。陰極12和柵電極14形成于后基板11上而陽(yáng)極22形成于前基板21的下表面上。分別由R、G和B磷光體組成的熒光層23和用于改善對(duì)比度的黑底24形成于陽(yáng)極22的下表面上。后基板11和前基板21通過(guò)設(shè)置于其間的隔離物31彼此分開(kāi)。在這樣的FED中，首先在后基板11上形成陰極12，在其上堆疊具有細(xì)小開(kāi)口15的絕緣層13和柵電極14，且然后在位于開(kāi)口15中的陰極12上設(shè)置發(fā)射器16。
但是，具有如上所述的三極管結(jié)構(gòu)的FED在驅(qū)動(dòng)期間具有低顏色純度且難于獲得清晰的圖像。這些問(wèn)題是因?yàn)榇蠖鄶?shù)電子由發(fā)射器16的邊緣部分發(fā)射，且由于施加于柵電極14的電壓(幾伏至幾十伏的正電壓)向熒光層23前進(jìn)的電子束發(fā)散，由此既允許目標(biāo)像素的磷光體發(fā)光也允許鄰近的其它像素的磷光體發(fā)光。
為了解決以上問(wèn)題，已經(jīng)作出限制從發(fā)射器發(fā)射的電子束發(fā)散的努力，其通過(guò)減少相應(yīng)于一個(gè)像素的發(fā)射器16的面積以設(shè)置大量的發(fā)射器16來(lái)限制電子束發(fā)散。但是，難于在預(yù)定尺寸的像素中形成大量的發(fā)射器16，而且用于允許相關(guān)像素的磷光體發(fā)光的發(fā)射器16的整體面積減小。而且，聚焦電子束的效應(yīng)不充分。
同時(shí)，為了防止電子束發(fā)散，提出了一種FED，其中在柵電極53或63的周圍設(shè)置用于聚焦電子束的分開(kāi)的電極54或64，如圖2A和2B所示。
圖2A示出一種FED，其中通過(guò)設(shè)置圍繞柵電極53的環(huán)狀聚焦電極54聚焦電子束。圖2B示出一種FED，其中通過(guò)利用由下柵電極63和上柵電極64組成的雙柵極聚焦電子束。但是，這些FED具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。而且，由于以上結(jié)構(gòu)主要用于具有形成于陰極51或61上的金屬尖端發(fā)射器52或62的FED，當(dāng)該結(jié)構(gòu)被用于具有平面形狀發(fā)射器的FED時(shí)，還未獲得滿意的效果。
U.S.Patent No.5552659公開(kāi)了能夠減少電子束發(fā)散的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)，其通過(guò)界定形成于設(shè)置有發(fā)射器的基板上的非絕緣層和介電層厚度來(lái)減少電子束發(fā)散。不過(guò)，相對(duì)于一個(gè)像素形成了大量的孔且在各自的孔中形成了由大量的電子發(fā)射源組成的精細(xì)結(jié)構(gòu)。因此，該結(jié)構(gòu)是非常復(fù)雜的，使制造困難且也在空間上限制了該結(jié)構(gòu)。因此，相應(yīng)于一個(gè)像素的發(fā)射器的數(shù)量和面積的最大化存在一個(gè)極限，由此縮短了壽命。
而且，Japanese Laid-open Patent Publication No.2000-348602、2003-16907、和2003-16910公開(kāi)了具有平面形狀發(fā)射器的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)。該電子發(fā)射結(jié)構(gòu)可以通過(guò)改變陰極的形狀聚焦電子束。但是，從發(fā)射器發(fā)射的電流密度一般會(huì)降低，且因此驅(qū)動(dòng)電壓增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種具有能夠改善電子束的聚焦特性且防止電流密度降低的電子發(fā)射結(jié)構(gòu)的場(chǎng)發(fā)射顯示器(FED)和制造其的方法。
依據(jù)本發(fā)明的一方面，提供有一種FED，包括第一基板；陰極，形成于第一基板上；導(dǎo)電層，形成于陰極上且具有第一開(kāi)口；絕緣層，形成于所述第一基板上以覆蓋導(dǎo)電層的上表面和側(cè)表面，且具有位于第一開(kāi)口中且暴露部分陰極的第二開(kāi)口；柵電極，形成于絕緣層上且具有與第二開(kāi)口連接的第三開(kāi)口；發(fā)射器，形成于第二開(kāi)口中暴露的陰極上且沿第二開(kāi)口的兩邊設(shè)置以彼此隔開(kāi)預(yù)定距離；和第二基板，設(shè)置以使以預(yù)定的距離面對(duì)第一基板，且具有陽(yáng)極和在其表面上形成的預(yù)定圖案的熒光層。
暴露所述第一基板的空腔可以形成于陰極中以設(shè)置于發(fā)射器之間。
第一、第二和第三開(kāi)口和空腔可以具有四方形狀。
第一開(kāi)口的寬度可以大于第二開(kāi)口的寬度且空腔的寬度可以小于第二開(kāi)口的寬度。發(fā)射器之間的距離可以小于第二開(kāi)口的寬度且可以大于空腔的寬度。而且，第三開(kāi)口的寬度可以等于或大于第二開(kāi)口的寬度。
導(dǎo)電層可以在陰極的長(zhǎng)度方向上沿陰極的兩邊的每邊延伸且所述第一開(kāi)口可以形成于導(dǎo)電層之間。
或者，預(yù)定長(zhǎng)度的導(dǎo)電層可以形成于陰極的兩邊的每邊且第一開(kāi)口可以形成于導(dǎo)電層之間。
導(dǎo)電層可以形成于陰極上以圍繞第一開(kāi)口。
依據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供有一種FED，包括第一基板；陰極，形成于第一基板上；導(dǎo)電層，形成于陰極上且具有第一圓形開(kāi)口；絕緣層，形成于第一基板上以覆蓋導(dǎo)電層的上表面和側(cè)表面，且具有位于第一圓形開(kāi)口中且暴露部分陰極的第二圓形開(kāi)口；柵電極，形成于絕緣層上且具有與第二圓形開(kāi)口連接的第三圓形開(kāi)口；環(huán)形發(fā)射器，形成于第二圓形開(kāi)口中暴露的陰極上；和第二基板，設(shè)置以使以預(yù)定的距離面對(duì)第一基板，且具有陽(yáng)極和在其表面上形成的預(yù)定圖案的熒光層。
暴露第一基板的圓形空腔可以形成于陰極中以設(shè)置于發(fā)射器之內(nèi)。
所述第一開(kāi)口的內(nèi)直徑可以大于所述第二開(kāi)口的內(nèi)直徑且所述空腔的內(nèi)直徑可以小于所述第二開(kāi)口的內(nèi)直徑。發(fā)射器的內(nèi)直徑可以小于所述第二開(kāi)口的內(nèi)直徑且可以大于所述空腔的內(nèi)直徑。而且，所述第三開(kāi)口的內(nèi)直徑可以等于或大于所述第二開(kāi)口的內(nèi)直徑。
發(fā)射器可以形成得與絕緣層的側(cè)表面接觸。發(fā)射器可以由碳基材料構(gòu)成，例如，碳納米管。
可以相應(yīng)于一個(gè)像素提供多個(gè)第一開(kāi)口、多個(gè)第二開(kāi)口和多個(gè)第三開(kāi)口。發(fā)射器可以設(shè)置于多個(gè)第二開(kāi)口的每個(gè)內(nèi)。
依據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供有一種制造FED的方法，該方法包括在基板上形成陰極；在陰極上形成具有暴露部分陰極的第一開(kāi)口的導(dǎo)電層；在基板上形成覆蓋陰極和導(dǎo)電層的絕緣層；在絕緣層上形成具有小于第一開(kāi)口的孔的金屬材料層；通過(guò)該孔蝕刻絕緣層以形成位于第一開(kāi)口中且暴露部分陰極的第二開(kāi)口；構(gòu)圖金屬材料層以形成具有與第二開(kāi)口連接的第三開(kāi)口的柵電極；和在通過(guò)第二開(kāi)口暴露的陰極上形成發(fā)射器。
在陰極的形成中，可以通過(guò)在基板上沉積導(dǎo)電材料至預(yù)定的厚度且然后通過(guò)以條的形式構(gòu)圖來(lái)形成陰極。
在陰極的形成中，暴露基板的空腔可以形成于陰極中。在該情況中，空腔可以小于第二開(kāi)口。
在導(dǎo)電層的形成中，可以由在陰極上涂布導(dǎo)電、光敏漿料且然后通過(guò)曝光且顯影它來(lái)構(gòu)圖它形成導(dǎo)電層。在該情況中，可以通過(guò)絲網(wǎng)印刷術(shù)涂布導(dǎo)電漿料。
在絕緣層的形成中，可以通過(guò)絲網(wǎng)印刷術(shù)在基板上涂布漿料形態(tài)的絕緣材料且然后在預(yù)定的溫度燒結(jié)絕緣材料形成絕緣層。
在金屬材料的形成中，可以通過(guò)濺射在絕緣層上沉積金屬材料至預(yù)定的厚度形成金屬材料層，且可以由部分蝕刻金屬材料層形成孔。
在絕緣層的蝕刻中，可以使用金屬材料層作為蝕刻掩模蝕刻絕緣層。
在柵電極的形成中，可以通過(guò)以條的形式構(gòu)圖金屬材料層形成柵電極。
發(fā)射器的形成可以包括向第二開(kāi)口的內(nèi)部涂布碳納米管光敏漿料；在基板后輻射光以選擇性地曝光位于陰極上的部分碳納米管漿料；和去除未曝光的剩余部分碳納米管漿料以形成由保留的碳納米管構(gòu)成的發(fā)射器。
基板可以由透明玻璃構(gòu)成且陰極可以由氧化銦錫(ITO)構(gòu)成。
而且，發(fā)射器的形成可以包括在第二開(kāi)口的內(nèi)部涂布光致抗蝕劑且構(gòu)圖該光致抗蝕劑以僅在陰極的表面保留；在第二開(kāi)口的內(nèi)部涂布碳納米管漿料；加熱基板至預(yù)定的溫度以通過(guò)光致抗蝕劑和碳納米管漿料之間的熱化學(xué)反應(yīng)形成發(fā)射器；和去除未經(jīng)歷熱化學(xué)反應(yīng)的部分碳納米管漿料。
或者，發(fā)射器的形成可以包括在陰極的表面上形成催化金屬層；通過(guò)對(duì)催化金屬層提供含碳?xì)怏w從催化金屬層表面垂直生長(zhǎng)碳納米管以形成發(fā)射器。


通過(guò)詳細(xì)描述其示范性實(shí)施例并參考附圖，本發(fā)明的以上和其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，附圖中圖1A和1B示出傳統(tǒng)的場(chǎng)發(fā)射顯示器(FED)的例子，圖1是傳統(tǒng)的FED的部分橫截面圖而圖1B是傳統(tǒng)的FED的平面圖；圖2A和2B是示出傳統(tǒng)的FED的其它例子的部分橫截面示意圖；圖3是本發(fā)明的實(shí)施例的FED的部分橫截面圖；圖4是示出圖3的FED中在后基板上形成的元件的布置的部分平面圖；圖5A至5C是示出圖3的FED中在陰極上形成的三種類型的導(dǎo)電層的部分透視圖；圖6是圖3的FED的改進(jìn)的部分橫截面圖；圖7是本發(fā)明的另一實(shí)施例的FED的部分平面圖；圖8是本發(fā)明的又一實(shí)施例的FED的部分平面圖；圖9A至9H是依次示出本發(fā)明的制造FED的方法的橫截面圖；圖10A至10C是依次示出本發(fā)明的另一制造FED的方法的橫截面圖；圖11A至11C示出圖1所示的傳統(tǒng)的FED的電子束發(fā)射的仿真結(jié)果；圖12A至12C示出圖3所示的本發(fā)明的實(shí)施例的FED的電子束發(fā)射的仿真結(jié)果；圖13A至13C示出當(dāng)導(dǎo)電層和發(fā)射器之間的距離不均勻時(shí)圖3所示的本發(fā)明的實(shí)施例的FED的電子束發(fā)射的仿真結(jié)果。
具體實(shí)施例方式
將參考顯示本發(fā)明的實(shí)施例的附圖更加全面地描述本發(fā)明。在附圖中，相似的標(biāo)記指示相似的元件且為了清晰可以放大元件的尺寸。
圖3是本發(fā)明的實(shí)施例的場(chǎng)發(fā)射顯示器(FED)的部分橫截面圖，而圖4是示出圖3的FED中在后基板上形成的元件的布置的部分平面圖。
請(qǐng)參考圖3和4，本發(fā)明的實(shí)施例的FED包括兩個(gè)彼此面對(duì)且通過(guò)預(yù)定距離分開(kāi)的基板，即，典型地被稱為后基板的第一基板110和典型地被稱為前基板的第二基板120。由于在其間安裝的隔離物130，通過(guò)均勻的距離分開(kāi)后基板110和前基板120。玻璃基板典型地用于后基板110和前基板120。
在后基板110上提供能夠獲得場(chǎng)發(fā)射的結(jié)構(gòu)，且在前基板120上提供能夠通過(guò)由場(chǎng)發(fā)射發(fā)射的電子形成預(yù)定圖像的結(jié)構(gòu)。
具體地，在后基板110上形成在預(yù)定圖案中以預(yù)定的距離設(shè)置的多個(gè)陰極111，例如，以條的形式。陰極111可以由導(dǎo)電金屬材料或例如氧化銦錫(ITO)的透明導(dǎo)電材料構(gòu)成。陰極111的材料依據(jù)形成發(fā)射器115的方法改變，如下所述。
暴露后基板110的空腔111a可以形成于陰極111中?？涨?11a可以設(shè)置于發(fā)射器115之間。相對(duì)于一個(gè)像素125可以形成一個(gè)空腔111a且空腔111a可以具有相應(yīng)于像素125的形狀的縱向長(zhǎng)的形狀，即，在陰極111的長(zhǎng)度方向(Y方向)較長(zhǎng)的矩形形狀。
電連接于陰極111的導(dǎo)電層112形成于陰極111上。導(dǎo)電層112可以利用導(dǎo)電金屬漿料形成至約2-5μm的厚度。暴露部分陰極111的第一開(kāi)口112a形成于導(dǎo)電層112中?？梢韵鄬?duì)于一個(gè)像素125形成一個(gè)第一開(kāi)口112a，而且第一開(kāi)口112a可以具有相應(yīng)于像素125的形狀的縱向長(zhǎng)的形狀，即，在陰極的長(zhǎng)度方向(Y方向)較長(zhǎng)的矩形形狀。當(dāng)空腔111a形成于陰極111中，如上所述，第一開(kāi)口112a的寬度(W1)大于空腔111a的寬度(WC)。
絕緣層113形成于其上形成有陰極111和導(dǎo)電層112的后基板110上。絕緣層113覆蓋導(dǎo)電層112的上表面和側(cè)表面。絕緣層113可以利用例如漿料狀態(tài)的絕緣材料形成至約10-20μm的厚度。位于第一開(kāi)口112a中以暴露部分陰極111的第二開(kāi)口113a形成于絕緣層113中。第二開(kāi)口113a與第一開(kāi)口112a相似也具有在陰極111的長(zhǎng)度方向(Y方向)上較長(zhǎng)的矩形形狀且其寬度(W2)小于第一開(kāi)口112a的寬度(W1)。以該方式，導(dǎo)電層112被絕緣層113完全覆蓋以不通過(guò)第二開(kāi)口113a被暴露。因此，當(dāng)在絕緣層113中形成第二開(kāi)口113a時(shí)，導(dǎo)電層112不受蝕刻劑的影響。這會(huì)在后面再次描述。
多個(gè)在預(yù)定圖案中以預(yù)定距離排列的柵電極114，例如，以條的形式，形成于絕緣層113上。柵電極114在陰極111的縱向(Y方向)的垂直方向(X方向)上延伸。柵電極114可以由例如鉻(Cr)的導(dǎo)電金屬構(gòu)成且可以具有約幾千的厚度。第三開(kāi)口114a可以具有與第二開(kāi)口113a的同樣形狀且其寬度(W3)可以也等于第二開(kāi)口113a的寬度(W2)。
發(fā)射器115形成于第二開(kāi)口113a中暴露的陰極111上。發(fā)射器115具有小于導(dǎo)電層112的厚度且具有平面形式。發(fā)射器115通過(guò)由陰極111和柵電極114之間施加的電壓形成的電場(chǎng)發(fā)射電子。在本發(fā)明中，碳基材料，例如石墨、金剛石、類金剛石碳(DLC)、C60(富勒烯)、碳納米管(CNT)等用于發(fā)射器115。特別地，能夠即使在較低驅(qū)動(dòng)電壓下平穩(wěn)地導(dǎo)致電子發(fā)射的CNT可以用于發(fā)射器115。
在本實(shí)施例中，發(fā)射器115沿第二開(kāi)口113a的兩邊設(shè)置以通過(guò)預(yù)定距離隔開(kāi)。換言之，兩個(gè)發(fā)射器115設(shè)置于一個(gè)第二開(kāi)口113a中且與第二開(kāi)口113a的兩側(cè)的絕緣層113的側(cè)表面接觸且具有在第二開(kāi)口113a的長(zhǎng)度方向(Y方向)彼此平行的棒狀。因此，由于發(fā)射器115可以具有比傳統(tǒng)的發(fā)射器寬的區(qū)域，即使在長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)期間的情況中，也可以保證其使用壽命期間的可靠性。當(dāng)空腔111a設(shè)置于發(fā)射器115之間時(shí)，如上所述，發(fā)射器115之間的距離(D)小于第二開(kāi)口113a的寬度(W2)且大于空腔111a的寬度(Wc)。
圖5A至5C示出在陰極111上形成的三種類型的導(dǎo)電層112。
首先，請(qǐng)參考圖5A，導(dǎo)電層112可以沿陰極111的兩邊的每邊在陰極111的長(zhǎng)度方向上延伸。在該情況中，第一開(kāi)口112a形成于在陰極111的兩側(cè)上形成的導(dǎo)電層112之間。發(fā)射器115與第二開(kāi)口113a的兩側(cè)的絕緣層113的每個(gè)側(cè)表面接觸且具有在陰極111的長(zhǎng)度方向上的預(yù)定長(zhǎng)度。而且，陰極111中形成的空腔111a可以設(shè)置于發(fā)射器115之間且可以具有與發(fā)射器115的長(zhǎng)度相同的長(zhǎng)度。
接下來(lái)，請(qǐng)參考圖5B，導(dǎo)電層112可以形成于陰極111的兩邊的每邊上至預(yù)定的長(zhǎng)度且第一開(kāi)口112a可以形成于其間。在該情況中，導(dǎo)電層112可以具有與發(fā)射器115相同的長(zhǎng)度。
請(qǐng)參考圖5C，導(dǎo)電層112可以形成于陰極111上以圍繞第一開(kāi)口112a。在該情況中，第一開(kāi)口112a的所有的四個(gè)側(cè)表面都由導(dǎo)電層112界定。
回到圖3和圖4，陽(yáng)極121形成于前基板120的表面上，即，面對(duì)后基板110的下表面上，且由磷光體R、G和B組成的熒光層122形成于陽(yáng)極121的表面上。陽(yáng)極121由例如ITO的透明導(dǎo)電材料構(gòu)成以透射從熒光層122發(fā)射的可見(jiàn)光。熒光層122具有在陰極的長(zhǎng)度方向(Y方向)上縱向長(zhǎng)的圖案。
在前基板120的下表面中，黑底123可以形成于熒光層122之間用于改善對(duì)比度。
而且，金屬薄膜層124可以形成于熒光層122和黑底123的表面上。金屬薄膜層124主要由鋁構(gòu)成且具有約幾百的厚度以容易地透射從發(fā)射器115發(fā)射的電子。該金屬薄膜層124用以改善亮度。當(dāng)通過(guò)從發(fā)射器115發(fā)射的電子束激發(fā)熒光層122的磷光體R、G和B以發(fā)射可見(jiàn)光時(shí)，由于可見(jiàn)光被金屬薄膜層124反射，所以從FED發(fā)射的可見(jiàn)光的量增加，由此改善亮度。
同時(shí)，當(dāng)金屬薄膜層124形成于前基板120上時(shí)，可以不形成陽(yáng)極121。由于金屬薄膜層124具有導(dǎo)電性，如果對(duì)其施加電壓，金屬薄膜層124可以作為陽(yáng)極121。
設(shè)置具有以上結(jié)構(gòu)的后基板110和前基板120以使發(fā)射器115和熒光層122彼此以預(yù)定距離面對(duì)且通過(guò)圍繞它們涂布的密封材料(未顯示)連接。隔離物130安裝于后基板110和前基板120之間以保持其間的距離。
現(xiàn)在將描述具有以上結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的實(shí)施例的FED的運(yùn)行。
當(dāng)預(yù)定電壓施加于陰極111、柵電極114和陽(yáng)極121的每個(gè)時(shí)，在這些電極111、114和121之間形成電場(chǎng)時(shí)從發(fā)射器115發(fā)射電子。此時(shí)，對(duì)陰極111施加0和幾十伏之間的負(fù)電壓，對(duì)柵電極114施加0和幾十伏之間的正電壓，且對(duì)陽(yáng)極121施加幾百和幾千伏之間的正電壓。由于導(dǎo)電層112與陰極111的上表面接觸，等于施加于陰極111的電壓同時(shí)施加于導(dǎo)電層112。從發(fā)射器115發(fā)射的電子形成電子束且電子束向陽(yáng)極121前進(jìn)且與熒光層122碰撞。結(jié)果，激發(fā)熒光層122的磷光體R、G和B以發(fā)射可見(jiàn)光。
由于發(fā)射器115設(shè)置于第二開(kāi)口113的兩側(cè)的每側(cè)上，通過(guò)從發(fā)射器115發(fā)射的電子形成的電子束可以被聚焦而不被廣泛地發(fā)散。而且，由于高于發(fā)射器115的導(dǎo)電層112形成于發(fā)射器115的兩外側(cè)上，所以由于通過(guò)導(dǎo)電層112誘發(fā)的電場(chǎng)引起的電子束的聚焦更有效。
當(dāng)在陰極111中形成空腔111a時(shí)，形成了電場(chǎng)等勢(shì)線以圍繞發(fā)射器115。由于電場(chǎng)的效應(yīng)，電流密度增加，且因此圖像的亮度增加，由此降低驅(qū)動(dòng)電壓。而且，由于通過(guò)調(diào)整空腔111a的寬度(WC)可以更有效地聚焦電子束，所以電流密度的峰可以準(zhǔn)確地位于相應(yīng)的像素中。
如上所述，本發(fā)明的實(shí)施例的FED中，從發(fā)射器115發(fā)射的電子束的聚焦特性得到改善，電流密度增加，且由于電流密度的峰可以準(zhǔn)確地位于相應(yīng)的像素中，所以顏色純度和圖像的亮度得到改善，由此獲得高質(zhì)量的圖像。
將參考以后的仿真結(jié)果進(jìn)一步地描述如上所述的本發(fā)明的實(shí)施例的FED的優(yōu)點(diǎn)。
圖6是圖3所示的本發(fā)明的實(shí)施例的FED的改進(jìn)的部分橫截面圖。
請(qǐng)參考圖6，形成于柵電極114中的第三開(kāi)口114a的寬度(W3)可以大于絕緣層113中形成的第二開(kāi)口113a的寬度(W2)。當(dāng)?shù)谌_(kāi)口114a的寬度(W3)大于第二開(kāi)口113a的寬度(W2)時(shí)，陰極111和柵電極114之間的距離增加，且因此改善耐壓特性。
現(xiàn)在將描述本發(fā)明的其它實(shí)施例。
圖7是本發(fā)明的另一實(shí)施例的FED的部分平面圖。由于本發(fā)明的另一實(shí)施例的FED的橫截面結(jié)構(gòu)相同于圖4所示的本發(fā)明的實(shí)施例的FED，所以其說(shuō)明被省略。
請(qǐng)參考圖7，在該實(shí)施例中，相應(yīng)于一個(gè)像素225，有多個(gè)第一開(kāi)口212a，例如，兩個(gè)第一開(kāi)口212a，形成于導(dǎo)電層212中；多個(gè)第二開(kāi)口213a，例如，兩個(gè)第二開(kāi)口213a，形成于絕緣層213中；多個(gè)第三開(kāi)口214a，例如，兩個(gè)第三開(kāi)口214a，形成于柵電極214中。發(fā)射器215形成于第二開(kāi)口213a中暴露的陰極211上且沿第二開(kāi)口213a的兩邊設(shè)置以通過(guò)預(yù)定距離隔開(kāi)，如本發(fā)明的實(shí)施例中所述。
在本實(shí)施例中，空腔211a可以也形成于陰極211中，且相對(duì)于一個(gè)像素225，有多個(gè)空腔211a，例如兩個(gè)空腔211a。
在本實(shí)施例中，由于除了以上所述的結(jié)構(gòu)之外的其它結(jié)構(gòu)與在前的實(shí)施例相同，所以這里其描述被省略。而且，圖6所示的改進(jìn)可以應(yīng)用于本實(shí)施例。
圖8是本發(fā)明的又一實(shí)施例的FED的部分平面圖。由于本發(fā)明的又一實(shí)施例的FED的橫截面結(jié)構(gòu)也相同于圖4所示的本發(fā)明的實(shí)施例的FED，所以其說(shuō)明被省略。
請(qǐng)參考圖8，形成于導(dǎo)電層312中的第一開(kāi)口312a、形成于絕緣層313中的第二開(kāi)口313a、和形成于柵電極314中的第三開(kāi)口314a具有圓形的形狀。第二開(kāi)口313a的內(nèi)直徑(D2)小于第一開(kāi)口312a的內(nèi)直徑(D1)。第三開(kāi)口314a的內(nèi)直徑(D3)可以等于第二開(kāi)口313a的內(nèi)直徑(D2)。
環(huán)狀發(fā)射器315形成于第二開(kāi)口313a中暴露的陰極311上。形成發(fā)射器315以使其周邊與絕緣層313的側(cè)表面接觸。發(fā)射器315的內(nèi)直徑(DE)小于第二開(kāi)口313a的內(nèi)直徑(D2)。發(fā)射器315可以由碳基材料構(gòu)成，例如碳納米管。
在本實(shí)施例中，暴露后基板的圓形空腔311a(未顯示)可以形成于陰極311中，且空腔311a設(shè)置于環(huán)形發(fā)射器315內(nèi)。因此，空腔311a的內(nèi)直徑(DC)小于第二開(kāi)口313a(D2)和發(fā)射器315的內(nèi)直徑(DE)的每個(gè)。
在本實(shí)施例的FED中，相應(yīng)于一個(gè)像素325，可以形成多個(gè)第一開(kāi)口312a、多個(gè)第二開(kāi)口313a和多個(gè)第三開(kāi)口314a。環(huán)狀發(fā)射器315形成于多個(gè)第二開(kāi)口313a的每個(gè)之內(nèi)。
在本實(shí)施例中，由于除了上述結(jié)構(gòu)之外的其它結(jié)構(gòu)與上述的實(shí)施例相同，所以這里其描述被省略。
圖6所示的改進(jìn)可以也應(yīng)用于本實(shí)施例。換言之，形成于柵電極314上的第三開(kāi)口314a的內(nèi)直徑(D3)可以大于形成于絕緣層313中的第二開(kāi)口313a的內(nèi)直徑(D2)。
圖9A至9H是依次示出本發(fā)明的制造FED的方法的橫截面圖。
首先，請(qǐng)參考圖9A，制備基板110，且然后在基板110上形成陰極111。例如玻璃基板的透明基板用作基板110以進(jìn)行下述背曝光。由于上述的相同原因，陰極111由例如ITO的透明導(dǎo)電材料構(gòu)成。具體地，可以通過(guò)在玻璃基板110上沉積ITO至預(yù)定厚度，例如，幾百至幾千，且然后以條的形式通過(guò)構(gòu)圖所述ITO形成陰極111。這里，可以通過(guò)構(gòu)圖材料層的公知方法進(jìn)行ITO的構(gòu)圖，例如，通過(guò)涂布光致抗蝕劑形成蝕刻掩模，曝光并顯影光致抗蝕劑且然后利用蝕刻掩模蝕刻ITO的方法。
形成陰極111期間，可以在陰極111中形成預(yù)定形狀的空腔111a?？梢匀缟纤鐾ㄟ^(guò)構(gòu)圖ITO同時(shí)形成空腔111a和陰極111。這里，空腔111a可以具有在陰極111的長(zhǎng)度方向(Y方向)上較長(zhǎng)的矩形形狀。
而且，當(dāng)制造圖8所示的FED時(shí)，在陰極中形成圓形的空腔。
然后，如圖9B所示，在陰極111上形成電連接于陰極111的導(dǎo)電層112。具體地，可以通過(guò)絲網(wǎng)印刷術(shù)在陰極111上涂布導(dǎo)電、光敏漿料至預(yù)定厚度，例如，約2-5μm，且然后通過(guò)曝光和顯影構(gòu)圖它來(lái)形成導(dǎo)電層112。這里，在導(dǎo)電層112中形成暴露部分陰極111的第一開(kāi)口112a。導(dǎo)電層112和第一開(kāi)口111a可以以圖5A至5C所示的形式形成且第一開(kāi)口112a的寬度遠(yuǎn)大于空腔111a的寬度。
而且，如圖8所示，第一開(kāi)口可以是圓的形式且第一開(kāi)口的直徑遠(yuǎn)大于空腔的直徑。
圖9C示出在圖9B的所得物上形成絕緣層113的狀態(tài)。
請(qǐng)參考圖9C，例如，在形成有陰極111和導(dǎo)電層112的基板110上通過(guò)絲網(wǎng)印刷術(shù)涂布漿料狀態(tài)的絕緣材料，且然后在預(yù)定溫度下燒結(jié)以形成具有約10-20μm的絕緣層113。
然后，如圖9D所示，在絕緣層113上形成金屬材料層114’。金屬材料層114’將稍后形成柵電極114，且可以通過(guò)濺射沉積例如鉻(Cr)的導(dǎo)電金屬至約幾千的厚度形成柵電極114。然后在金屬材料層114’中形成孔117?？梢酝ㄟ^(guò)涂布、曝光和顯影光致抗蝕劑形成蝕刻掩模，且然后利用該蝕刻掩模部分蝕刻金屬材料層114’形成孔117。這里，孔117形成于相應(yīng)于形成于導(dǎo)電層112中的第一開(kāi)口112a的位置，且具有寬度小于第一開(kāi)口112a的矩形形狀。
而且，當(dāng)如圖8所示形成圓形的第一開(kāi)口時(shí)，該孔也具有小于第一開(kāi)口直徑的圓形形狀。
然后，利用金屬材料層114’作為蝕刻掩模蝕刻通過(guò)孔117暴露的絕緣層113，直至暴露陰極111。
結(jié)果，如圖9E所示，在絕緣層113中形成位于第一開(kāi)口112a中且暴露部分陰極111的矩形第二開(kāi)口113a。因此，導(dǎo)電層112的上表面和側(cè)表面被絕緣層113完全覆蓋，且因此沒(méi)有被暴露于外部。因此，當(dāng)在絕緣層113中形成第二開(kāi)口113a時(shí)，由導(dǎo)電材料漿料構(gòu)成的導(dǎo)電層112不受蝕刻劑的影響，由此消除由蝕刻劑引起的導(dǎo)電層112中的損傷。
而且，當(dāng)為了制造圖8所示的FED形成圓孔時(shí)，形成于絕緣層中的第二開(kāi)口也具有圓形形狀。
然后，以條的形式構(gòu)圖金屬材料層114’以形成柵電極114?？梢岳萌缟纤龅臉?gòu)圖材料層的通用方法進(jìn)行金屬材料層114’的構(gòu)圖。這里，在柵電極114中形成第三開(kāi)口114a。第三開(kāi)口114a具有與第二開(kāi)口113a相同的形狀且與第二開(kāi)口113a相連接。第三開(kāi)口114a的寬度可以等于或大于第二開(kāi)口113a的寬度。
圖9F至9H依次示出在陰極111上形成發(fā)射器115的方法。
首先，如圖9F所示，通過(guò)絲網(wǎng)印刷術(shù)在圖9E的所得物的整個(gè)表面上涂布碳納米管(CNT)光敏漿料118。這里，必須在第二開(kāi)口113a中完全填充CNT光敏漿料118。
然后，如圖9G所示，在基板110之后輻射例如紫外線(UV)的光以選擇性地曝光僅在陰極111上形成的CNT光敏漿料。此時(shí)，如果控制曝光量，則可以控制曝光的CNT光敏漿料的深度。
而且，取代背曝光，可以通過(guò)使用獨(dú)立的光掩模進(jìn)行基板110的前曝光。
然后，如果去除沒(méi)有曝光的CNT光敏漿料，則只有曝光的CNT漿料保留以形成CNT發(fā)射器115，如圖9H所示。因此，在第二開(kāi)口113a中暴露的陰極111上形成了發(fā)射器115，且沿第二開(kāi)口113a的兩邊設(shè)置以通過(guò)預(yù)定距離隔開(kāi)。發(fā)射器115具有比導(dǎo)電層112小的厚度，例如，約0.5-4μm的厚度且具有平面形狀。
而且，當(dāng)?shù)诙_(kāi)口是如圖8所示的圓的形式時(shí)，形成環(huán)形發(fā)射器。
圖10A至10C是依次示出本發(fā)明的另一制造FED的方法的橫截面圖。
下述的方法除了形成發(fā)射器的操作之外基本相同于上述方法。因此，該方法也包括圖9A至9E的步驟。但是，由于該方法不使用背曝光，不需要基板110和陰極111是透明的。換言之，在該方法中，其它具有優(yōu)良加工性的基板，例如，硅基板或塑料基板和玻璃基板可以用作基板110，且不透明導(dǎo)電金屬材料和ITO可以用作陰極111。
在該方法中，在進(jìn)行圖9A至9E的操作之后，在通過(guò)第二開(kāi)口113a暴露的陰極111的表面上涂布光致抗蝕劑119，如圖10A所示。具體地，在第二開(kāi)口113a中涂布光致抗蝕劑119，且然后構(gòu)圖，以僅在其上安置發(fā)射器115的陰極111的表面上保留。
然后，如圖10B所示，通過(guò)絲網(wǎng)印刷術(shù)在圖10A的所得物的整個(gè)表面上涂布CNT漿料118。此時(shí)，CNT漿料118必須在第二開(kāi)口113a中完全填充。然后，加熱基板110至預(yù)定溫度，例如，大致80℃或更高。這樣，光致抗蝕劑119和CNT漿料118經(jīng)過(guò)熱化學(xué)反應(yīng)以形成CNT發(fā)射器115。
然后，如果去除沒(méi)有經(jīng)過(guò)熱化學(xué)反應(yīng)的CNT漿料118，則在陰極111的表面上形成具有預(yù)定厚度的CNT發(fā)射器115，如圖10C所示。
而且，CNT發(fā)射器115可以以另一方式形成。換言之，在圖10A的操作中，取代光致抗蝕劑119，在其上安置發(fā)射器115的陰極111的表面上形成由Ni或Fe構(gòu)成的催化金屬層，且然后對(duì)該催化金屬層提供含碳?xì)怏w，諸如CH4、C2H2或CO2以從催化金屬層的表面垂直生長(zhǎng)CNT，由此形成發(fā)射器115。
下面將描述傳統(tǒng)的FED和本發(fā)明的實(shí)施例的FED的電子束發(fā)射的仿真結(jié)果。
在本仿真中，具有如圖1所示的FED用作傳統(tǒng)的FED。而且，由于本發(fā)明的三個(gè)實(shí)施例的FED具有基本相同的橫截面結(jié)構(gòu)，由此它們的電子束發(fā)射特性基本相似。因此，依據(jù)圖3所示的本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行FED的電子束發(fā)射的仿真。
在進(jìn)行仿真之前，設(shè)定仿真所需的FED的元件的設(shè)計(jì)參數(shù)。例如，當(dāng)FED的屏幕具有16∶9的寬高比且其對(duì)角線為38英寸時(shí)，如果為了獲得HD級(jí)的圖像質(zhì)量設(shè)計(jì)水平清晰度為1289線，則設(shè)定R、G、B三色點(diǎn)距為約0.69mm。
在該情況中，絕緣層的高度可以設(shè)為10-20μm，導(dǎo)電層的高度可以設(shè)為2-5μm，在導(dǎo)電層中形成的第一開(kāi)口寬度(W1)可以設(shè)為70-90μm，在絕緣層中形成的第二開(kāi)口的寬度(W2)可以設(shè)為60-80μm，且在柵電極中形成的第三開(kāi)口的寬度(W3)可以設(shè)為60-90μm。在陰極中形成的空腔的寬度(WC)可以設(shè)為10-30μm。
但是，顯然，以上定義的元件的尺寸可以依據(jù)諸如FED的尺寸、寬高比和屏幕的清晰度的前提條件改變。
圖11A至11C示出圖1所示的傳統(tǒng)的FED的電子束發(fā)射的仿真結(jié)果。
首先，請(qǐng)參考圖11A，從發(fā)射器發(fā)射的電子束在向熒光層前進(jìn)期間逐漸發(fā)散開(kāi)。
在圖11B中，縱軸代表電流密度且電流密度的峰位于像素的邊緣部分。這是因?yàn)殡娮又饕獜陌l(fā)射器的邊緣部分發(fā)射。與此類似，如果在像素的中心部分的電流密度低，則像素的磷光體沒(méi)有充分地被激發(fā)，由此降低亮度。
因此，如圖11C所示，熒光層上的電子束的斑點(diǎn)的尺寸大于像素的尺寸，使得電子束既侵入相關(guān)的像素又侵入相鄰的其它像素。特別地，在發(fā)射器沒(méi)有形成于開(kāi)口中的準(zhǔn)確位置時(shí)或在當(dāng)連接前基板和后基板時(shí)沒(méi)有準(zhǔn)確設(shè)置時(shí)，電流密度的峰高度地偏向相關(guān)的像素的邊緣部分或從相關(guān)的像素偏離，從而同時(shí)激發(fā)其它像素的磷光體，由此顯著地降低了顏色純度。
如上所述，在具有圖1所示的結(jié)構(gòu)的FED中，顏色純度被降低且難于獲得清晰的圖像質(zhì)量。
圖12A至12C示出圖3所示的本發(fā)明的實(shí)施例的FED的電子束發(fā)射的仿真結(jié)果。
請(qǐng)參考圖12A，由于導(dǎo)電層形成的電場(chǎng)效應(yīng)，從沿第二開(kāi)口的兩邊設(shè)置的發(fā)射器發(fā)射的電子束在向熒光層前進(jìn)期間被聚焦而沒(méi)有被廣泛地發(fā)散。特別地，由于在陰極中形成的空腔，電場(chǎng)的等勢(shì)線圍繞發(fā)射器形成，因此，從發(fā)射器發(fā)射的電子束被更有效地聚焦。
請(qǐng)參考圖12B，電流密度的峰對(duì)應(yīng)于相關(guān)像素且像素的中心部分處的電流密度非常高。
因此，如圖12C所示，熒光層上的電子束的斑點(diǎn)的尺寸與傳統(tǒng)的FED相比顯著降低，且因此防止了電子束侵入相鄰其它像素的問(wèn)題。
如上所述，在本發(fā)明的實(shí)施例的FED中，電子束的聚焦特性被高度改善，電流密度增加，且電流密度的峰準(zhǔn)確地位于相關(guān)像素中，由此改善了顏色純度和亮度。
圖13A至13C示出當(dāng)導(dǎo)電層和發(fā)射器之間的距離不均勻時(shí)圖3所示的本發(fā)明的實(shí)施例的FED的電子束發(fā)射的仿真結(jié)果。
在制造該FED期間，導(dǎo)電層和發(fā)射器之間的距離可能不均勻，如圖13A所示，發(fā)射器可以不準(zhǔn)確位于第二開(kāi)口中，或當(dāng)連接前基板和后基板時(shí)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的設(shè)置。
盡管如此，電子束仍被有效地聚焦，如圖13A所示，且電流密度的峰對(duì)應(yīng)于相關(guān)的像素，如圖13B所示。
結(jié)果，如圖13C所示，沒(méi)有造成電子束到達(dá)熒光層的斑點(diǎn)從相關(guān)的像素偏離且侵入相鄰的其它像素的問(wèn)題。
如上所述，在本發(fā)明的實(shí)施例的FED中，由于沿開(kāi)口的兩邊設(shè)置平面形狀發(fā)射器且在發(fā)射器的兩外側(cè)設(shè)置導(dǎo)電層，從發(fā)射器發(fā)射的電子束的聚焦特性得到改善，且因此，圖像的顏色純度得到改善，由此獲得高質(zhì)量圖像。
而且，在本發(fā)明的實(shí)施例的FED中，由于在陰極中形成空腔，電場(chǎng)的等勢(shì)線圍繞發(fā)射器形成。由于電場(chǎng)的效應(yīng)，電流密度得到改善，以使圖像的亮度可以得到改善。
而且，由于通過(guò)絕緣層完全覆蓋由導(dǎo)電漿料構(gòu)成的導(dǎo)電層，所以當(dāng)通過(guò)蝕刻工藝在絕緣層中形成開(kāi)口時(shí)，可以防止由于蝕刻劑引起的導(dǎo)電層的損傷。
雖然參考其示范性實(shí)施例具體顯示和描述了本發(fā)明，然而本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以理解在不脫離權(quán)利要求所界定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可以作出形式和細(xì)節(jié)上的不同變化。
權(quán)利要求
1.一種場(chǎng)發(fā)射顯示器，包括第一基板；陰極，形成于所述第一基板上；導(dǎo)電層，形成于所述陰極上且具有第一開(kāi)口；絕緣層，形成于所述第一基板上以覆蓋所述導(dǎo)電層的上表面和側(cè)表面，且具有第二開(kāi)口，所述第二開(kāi)口位于所述第一開(kāi)口中且暴露部分所述陰極；柵電極，形成于所述絕緣層上且具有第三開(kāi)口，所述第三開(kāi)口與所述第二開(kāi)口連接；發(fā)射器，形成于所述第二開(kāi)口中暴露的陰極上且沿所述第二開(kāi)口的兩邊設(shè)置以彼此隔開(kāi)預(yù)定的距離；和第二基板，設(shè)置所述第二基板以使其以預(yù)定的距離面對(duì)所述第一基板，所述第二基板還具有陽(yáng)極和在其表面上形成的預(yù)定圖案的熒光層。
2.權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射顯示器，其中暴露所述第一基板的空腔形成于所述陰極中以位于所述發(fā)射器之間。
3.權(quán)利要求2所述的場(chǎng)發(fā)射顯示器，其中所述第一、第二和第三開(kāi)口以及所述空腔具有四方形狀。
4.權(quán)利要求3所述的場(chǎng)發(fā)射顯示器，其中所述第一開(kāi)口的寬度大于所述第二開(kāi)口的寬度且所述空腔的寬度小于所述第二開(kāi)口的寬度。
5.權(quán)利要求4所述的場(chǎng)發(fā)射顯示器，其中所述發(fā)射器之間的距離小于所述第二開(kāi)口的寬度且大于所述空腔的寬度。
6.權(quán)利要求4所述的場(chǎng)發(fā)射顯示器，其中所述第三開(kāi)口的寬度等于所述第二開(kāi)口的寬度。
7.權(quán)利要求4所述的場(chǎng)發(fā)射顯示器，其中所述第三開(kāi)口的寬度大于所述第二開(kāi)口的寬度。
8.權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射顯示器，其中所述導(dǎo)電層在所述陰極的長(zhǎng)度方向上沿所述陰極的兩邊的每邊延伸且所述第一開(kāi)口形成于所述導(dǎo)電層之間。
9.權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射顯示器，其中所述預(yù)定長(zhǎng)度的導(dǎo)電層形成于所述陰極的兩邊的每邊且所述第一開(kāi)口形成于所述導(dǎo)電層之間。
10.權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射顯示器，其中所述導(dǎo)電層形成于陰極上以圍繞所述第一開(kāi)口。
11.權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射顯示器，其中所述發(fā)射器與所述絕緣層的側(cè)表面接觸。
12.權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射顯示器，其中所述發(fā)射器由碳基材料構(gòu)成。
13.權(quán)利要求12所述的場(chǎng)發(fā)射顯示器，其中所述發(fā)射器由碳納米管構(gòu)成。
14.權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射顯示器，其中相應(yīng)于一個(gè)像素形成多個(gè)所述第一開(kāi)口、第二開(kāi)口和第三開(kāi)口且所述發(fā)射器設(shè)置于多個(gè)所述第二開(kāi)口的每個(gè)中。
15.一種場(chǎng)效應(yīng)顯示器，包括第一基板；陰極，形成于所述第一基板上；導(dǎo)電層，形成于所述陰極上且具有第一圓形開(kāi)口；絕緣層，形成于所述第一基板上以覆蓋所述導(dǎo)電層的上表面和側(cè)表面，且具有第二圓形開(kāi)口，所述第二圓形開(kāi)口位于所述第一圓形開(kāi)口中且暴露部分所述陰極；柵電極，形成于所述絕緣層上且具有第三圓形開(kāi)口，所述第三圓形開(kāi)口與所述第二圓形開(kāi)口連接；環(huán)形發(fā)射器，形成于所述第二圓形開(kāi)口中暴露的所述陰極上；和第二基板，設(shè)置所述第二基板以使其以預(yù)定的距離面對(duì)所述第一基板，所述第二基板還具有陽(yáng)極和在其表面上形成的預(yù)定圖案的熒光層。
16.權(quán)利要求15所述的場(chǎng)發(fā)射顯示器，其中暴露所述第一基板的圓形空腔形成于所述陰極中以位于所述發(fā)射器之內(nèi)。
17.權(quán)利要求15所述的場(chǎng)發(fā)射顯示器，其中所述第一圓形開(kāi)口的內(nèi)直徑大于所述第二圓形開(kāi)口的內(nèi)直徑且所述空腔的內(nèi)直徑小于所述第二圓形開(kāi)口的內(nèi)直徑。
18.權(quán)利要求17所述的場(chǎng)發(fā)射顯示器，其中所述發(fā)射器的內(nèi)直徑小于所述第二圓形開(kāi)口的內(nèi)直徑且大于所述空腔的內(nèi)直徑。
19.權(quán)利要求17所述的場(chǎng)發(fā)射顯示器，其中所述第三圓形開(kāi)口的內(nèi)直徑等于所述第二圓形開(kāi)口的內(nèi)直徑。
20.權(quán)利要求17所述的場(chǎng)發(fā)射顯示器，其中所述第三圓形開(kāi)口的內(nèi)直徑大于所述第二圓形開(kāi)口的內(nèi)直徑。
21.權(quán)利要求15所述的場(chǎng)發(fā)射顯示器，其中所述發(fā)射器與所述絕緣層的側(cè)表面接觸。
22.權(quán)利要求15所述的場(chǎng)發(fā)射顯示器，其中所述發(fā)射器由碳基材料構(gòu)成。
23.權(quán)利要求22所述的場(chǎng)發(fā)射顯示器，其中所述發(fā)射器由碳納米管構(gòu)成。
24.權(quán)利要求15所述的場(chǎng)發(fā)射顯示器，其中相應(yīng)于一個(gè)像素形成多個(gè)所述第一圓形開(kāi)口、第二圓形開(kāi)口和第三圓形開(kāi)口且所述發(fā)射器設(shè)置于多個(gè)所述第二圓形開(kāi)口的每個(gè)內(nèi)。
25.一種制造場(chǎng)發(fā)射顯示器的方法，所述方法包括在基板上形成陰極；在所述陰極上形成具有暴露部分所述陰極的第一開(kāi)口的導(dǎo)電層；在所述基板上形成覆蓋所述陰極和所述導(dǎo)電層的絕緣層；在所述絕緣層上形成具有小于所述第一開(kāi)口的孔的金屬材料層；通過(guò)所述孔蝕刻所述絕緣層以形成位于所述第一開(kāi)口中且暴露部分陰極的第二開(kāi)口；構(gòu)圖所述金屬材料層以形成具有與所述第二開(kāi)口連接的第三開(kāi)口的柵電極；和在通過(guò)所述第二開(kāi)口暴露的所述陰極上形成發(fā)射器。
26.權(quán)利要求25所述的方法，其中在所述陰極的形成中，通過(guò)在所述基板上沉積導(dǎo)電材料至預(yù)定的厚度且然后通過(guò)以條的形式構(gòu)圖它，形成所述陰極。
27.權(quán)利要求25所述的方法，其中在所述陰極的形成中，暴露所述基板的空腔形成于所述陰極中。
28.權(quán)利要求27所述的方法，其中所述空腔小于所述第二開(kāi)口。
29.權(quán)利要求25所述的方法，其中在所述導(dǎo)電層的形成中，通過(guò)在所述陰極上涂布導(dǎo)電、光敏漿料且然后通過(guò)曝光且顯影所述漿料以構(gòu)圖所述漿料，由此形成所述導(dǎo)電層。
30.權(quán)利要求29所述的方法，其中通過(guò)絲網(wǎng)印刷術(shù)涂布所述導(dǎo)電漿料。
31.權(quán)利要求25所述的方法，其中在所述絕緣層的形成中，通過(guò)絲網(wǎng)印刷術(shù)在所述基板上涂布漿料形態(tài)的絕緣材料且然后在預(yù)定的溫度燒結(jié)所述材料形成所述絕緣層。
32.權(quán)利要求25所述的方法，其中在所述金屬材料的形成中，通過(guò)濺射在所述絕緣層上沉積導(dǎo)電金屬材料至預(yù)定厚度形成所述金屬材料層且由部分蝕刻所述金屬材料層形成所述孔。
33.權(quán)利要求25所述的方法，其中在所述絕緣層的蝕刻中，使用所述金屬材料層作為蝕刻掩模蝕刻所述絕緣層。
34.權(quán)利要求25所述的方法，其中在所述柵電極的形成中，通過(guò)以條的形式構(gòu)圖所述金屬材料層形成所述柵電極。
35.權(quán)利要求25所述的方法，其中所述發(fā)射器的形成包括在所述第二開(kāi)口的內(nèi)部涂布所述碳納米管光敏漿料；在所述基板后輻射光以選擇性地僅曝光位于所述陰極上的部分碳納米管漿料；和去除所述未曝光的剩余部分碳納米管漿料以形成由所述保留的碳納米管構(gòu)成的所述發(fā)射器。
36.權(quán)利要求35所述的方法，其中所述基板由透明玻璃構(gòu)成且所述陰極由氧化銦錫構(gòu)成。
37.權(quán)利要求25所述的方法，其中所述發(fā)射器的形成包括在所述第二開(kāi)口的內(nèi)部涂布光致抗蝕劑且構(gòu)圖它以僅在所述陰極的表面上保留所述光致抗蝕劑；在所述第二開(kāi)口的內(nèi)部涂布碳納米管漿料；加熱所述基板至預(yù)定的溫度以通過(guò)所述光致抗蝕劑和所述碳納米管漿料之間的熱化學(xué)反應(yīng)形成所述發(fā)射器；和去除未經(jīng)經(jīng)歷熱化學(xué)反應(yīng)的部分所述碳納米管漿料。
38.權(quán)利要求25所述的方法，其中所述發(fā)射器的形成包括在所述陰極的表面上形成催化金屬層；和通過(guò)對(duì)所述催化金屬層提供含碳?xì)怏w從所述催化金屬層表面垂直生長(zhǎng)碳納米管以形成所述發(fā)射器。
39.權(quán)利要求25所述的方法，其中所述第一開(kāi)口、第二開(kāi)口和第三開(kāi)口具有四方形狀。
40.權(quán)利要求39所述的方法，其中沿所述第二開(kāi)口的兩邊形成所述發(fā)射器，且所述發(fā)射器具有棒狀形狀。
41.權(quán)利要求25所述的方法，其中所述第一開(kāi)口、第二開(kāi)口和第三開(kāi)口具有圓形形狀。
42.權(quán)利要求41所述的方法，其中所述發(fā)射器具有環(huán)形形狀。
全文摘要
本發(fā)明提供一種場(chǎng)發(fā)射顯示器(FED)和制造其的方法。該FED包括第一基板；陰極，形成于第一基板上；導(dǎo)電層，形成于陰極上且具有第一開(kāi)口；絕緣層，形成于所述第一基板上以覆蓋導(dǎo)電層的上表面和側(cè)表面，且具有位于第一開(kāi)口中且暴露部分陰極的第二開(kāi)口；柵電極，形成于絕緣層上且具有與第二開(kāi)口連接的第三開(kāi)口；發(fā)射器，形成于第二開(kāi)口中暴露的陰極上且沿第二開(kāi)口的兩邊設(shè)置以彼此隔開(kāi)預(yù)定的距離；和第二基板，設(shè)置以使其以預(yù)定的距離面對(duì)第一基板，且具有陽(yáng)極和在其表面上形成的預(yù)定圖案的熒光層。暴露第一基板的空腔形成于陰極中，位于發(fā)射器之間。
文檔編號(hào)H01J29/04GK1700401SQ20051007373
公開(kāi)日2005年11月23日 申請(qǐng)日期2005年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月22日
發(fā)明者吳泰植 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社