[發明專利]場發射顯示器的平面發射式陰極結構

無效

• 申請號: 200710107023.2
• 申請日: 2007-05-17
• 公開（公告）號: CN101308755A
• 公開（公告）日: 2008-11-19
• 發明（設計）人: 郭志徹
• 申請（專利權）人: 東元電機股份有限公司
• 主分類號: H01J29/04
• 分類號: H01J29/04;H01J1/304
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 余朦;方挺

技術領域

本發明涉及一種場發射器，特別涉及一種共面成型的陰極板結構。

背景技術

近年來，由于平面顯示器(Flat?Panel?Display)具有輕、薄的特色，而且甚至在畫質、分辨率以及亮度的表現上更勝于傳統電視，所以其被廣泛應用在不同尺寸的顯示需要求上，小至手機屏幕，大至戶外廣告牌，均可看到平面顯示器的應用，使得平面顯示器在市場上備受關注。

因此各種不同類型的平面顯示器不斷在市場上推出，包括液晶顯示器(LCD)、等離子顯示器(PDP)、有機發光二極管顯示器(OLED)以及場發射型顯示器(FED)等；特別是場發射型顯示器(FED)是近年來新興的平面顯示器的種類之一，其原理是利用內部結構中設置的陰極電子發射源產生電子束，從而撞擊所對應的熒光層以產生亮光。

傳統技術中三極結構的場發射型顯示器包括陽極板、陰極板以及位于陰、陽極板間的柵極層，其中該柵極層提供吸引該陰極板產生的電子的電位，再由陽極導電層提供高電位，從而提供電子的加速動能，以撞擊該陽極板而產生亮光。

然而，上述傳統結構雖然可使該場發射型顯示器正常發光，但是由于柵極層的設計是直接設置在該陰極板與陽極板之間，且鄰接于該陰極板所設置的射極上，造成了該陰極板在制作上較為復雜，而且成本高；因此，后來的現有技術為了降低成本并改進上述結構在制作上的缺陷，發展出一種射極與柵極設置在同一個平面上的陰極結構，如美國專利公開號US6891320中公開的，改變了傳統利用層疊的方式所構成的陰極結構，不但在制作過程上較為簡易，而且還可降低其制作成本。

上述共面結構設計將射極與柵極成形在陰極基板上，具有降低成本以及簡化制作過程等優點，但對于柵極沿水平方向吸引射極所產生的電子的電場卻造成了影響；由于柵極表面電場的向量直接影響該場發射電子的數量及方向，在相同電位條件下，射極與柵極的間隔越大，作用在射極表面電場的強度就相對越小，因此造成射極的電子產生效率降低，直接影響到該場發射器的發光效果。

雖然射極與柵極所形成的間隔可利用半導體制作過程縮減至數微米以下，但也會相對提高其制作成本，而且在相同電位情況下，如果射極與柵極間隔過小，則在兩個電場交互影響下，將使射極所釋放的部分自由電子受柵極吸引無法加速至陽極，反而向柵極方向移動而產生漏電流現象。如果利用厚膜制作過程，雖然可降低制作成本，但該射極與柵極的間隔會受印制面板的準確性的影響而必須保持在數十微米以上，否則將會產生射極與柵極結構的平坦性問題或是材料燒結后變形，使該射極與柵極無法作用，而為了彌補此種制作過程所造成射極與柵極間隔過大的問題，必須提高陽極板的電位以得到陽極板對陰極板較大的電場強度。因此，不管選擇哪一種制作過程，均會出現運用在陰極板共面結構上的缺陷，勢必要尋求新的方式來解決。

發明內容

針對上述缺陷，本發明主要提供了一種場發射顯示器的平面發射式陰極結構，該陰極結構具有陰極基板，在該陰極基板上設置有多個陰極單元，該陰極單元包括射極層、柵極層以及介電層，其中該射極層與柵極層共面地設置在陰極基板上，而且相互對應分離并形成間隔，另外，該介電層設置在該射極層與柵極層所形成的間隔中，并且分別與該射極層和柵極層形成間隙而不鄰接，從而形成該陰極結構的共面結構。

與現有技術相比，本發明的場發射顯示器的平面發射式陰極結構的有益效果在于，通過在共面設置、相互對應且分離的射極層與柵極層所形成的間隔內設置介電層，可改變射極層與柵極層的電場分布狀態，同時由于共面結構可直接制作在陰極基板上，因此可降低該制作過程的成本。

附圖說明

圖1為本發明一個實施例的結構剖視圖；

圖2為本發明的另一個實施例的結構剖視圖；

圖3(A)至圖3(D)為本發明的電場分布示意圖；

圖4為本發明的射極釋放電流與柵極電壓的曲線圖。

在附圖中，各標號所代表的部件列表如下：

陰極結構???1?????陰極基板??11

陰極單元???12????射極層????121

柵極層?????122???介電層????123

陰極導電層?124???間隔??????125

具體實施方式

以下將結合附圖說明本發明的內容。