專利名稱：電子發(fā)射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示裝置，特別涉及一種具有柵網(wǎng)電極結(jié)構(gòu)的電子發(fā)射顯示裝置，該結(jié)構(gòu)能夠有效地控制從電子發(fā)射源發(fā)射的電子的行進(jìn)路程。
背景技術(shù)：
通常，電子發(fā)射顯示裝置作為一種顯示裝置可以分為兩種類型。第一種類型使用熱(或熱離子的)陰極作為電子發(fā)射源，而第二種類型使用冷陰極作為電子發(fā)射源。
同樣，在電子發(fā)射顯示裝置的第二種類型中，存在場(chǎng)發(fā)射陣列(FEA)類型、表面導(dǎo)電發(fā)射體(SCE)類型、金屬-絕緣體-金屬(MIM)類型、金屬-絕緣體-半導(dǎo)體(MIS)類型、以及彈道電子表面發(fā)射(BSE)類型。
雖然電子發(fā)射顯示裝置根據(jù)其類型它們的具體結(jié)構(gòu)會(huì)有不同，它們?nèi)炕旧暇哂性谡婵杖萜鲀?nèi)設(shè)置的電子發(fā)射單元，以及在真空容器中面向電子發(fā)射單元的光發(fā)射單元。
在傳統(tǒng)的FEA電子發(fā)射顯示裝置中，當(dāng)從電子發(fā)射單元發(fā)射的電子向熒光粉區(qū)域行進(jìn)時(shí)，由于受到施加到柵極電極(gate electrode)的驅(qū)動(dòng)電壓的影響，會(huì)產(chǎn)生電子被分散的問(wèn)題。
為了克服電子分散(electron dispersion)的問(wèn)題，最近已經(jīng)提出了使用柵網(wǎng)電極(grid electrode)或聚焦電極來(lái)控制從電子發(fā)射單元發(fā)射的電子的行進(jìn)路程。
該柵網(wǎng)電極或聚焦電極安裝在其上布置有電子發(fā)射單元的第一基板和其上布置有熒光體部分的第二基板之間。特別是，柵網(wǎng)電極與第一基板保持一致的間隙設(shè)置，并且該柵網(wǎng)電極具有多個(gè)開(kāi)口，每一個(gè)開(kāi)口對(duì)應(yīng)于形成在第一基板上的一個(gè)像素區(qū)域。
另外，雖然大部分電子從電子發(fā)射源的邊緣發(fā)射并且以預(yù)定的角度射向第二基板，但是開(kāi)發(fā)傳統(tǒng)柵網(wǎng)電極結(jié)構(gòu)時(shí)還沒(méi)有考慮到這一點(diǎn)。照這樣，許多電子不能夠通過(guò)柵網(wǎng)電極的開(kāi)口，相反地，進(jìn)入偏離預(yù)定路徑的錯(cuò)誤方向。
同樣，許多電子或者在碰撞柵網(wǎng)電極內(nèi)壁時(shí)朝第一基板沿弧線前進(jìn)，或者不能到達(dá)期望的熒光部分。結(jié)果，顯著地降低了圖像質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一方面，電子發(fā)射裝置阻擋了電子的特定路徑，這樣防止或從根本上減少了從期望路徑的偏離或不正確的熒光體部分的照亮，以改善圖像質(zhì)量。
在本發(fā)明的示范實(shí)施例中，電子發(fā)射裝置包括彼此面對(duì)的第一基板和第二基板，并且它們之間具有預(yù)定的間隙。用于發(fā)射電子的電子發(fā)射區(qū)域形成在第一基板上，響應(yīng)于從電子發(fā)射區(qū)域發(fā)射的電子從而顯示圖像的照明部分形成在第二基板上。柵網(wǎng)電極安裝在第一和第二基板之間并配置用來(lái)將從電子發(fā)射裝置中發(fā)射的電子聚焦。柵網(wǎng)電極提供有多個(gè)電子通道開(kāi)口。至少一個(gè)電子通道開(kāi)口具有內(nèi)壁。該內(nèi)壁的至少一部分形成相對(duì)于第一基板的斜面。
電子發(fā)射區(qū)域可以由碳基材料組成，例如碳納米管(carbon nanotube)材料，石墨材料，金剛石材料，類金剛石碳材料，C60(富勒烯)材料，和/或它們的組合物。
電子通道開(kāi)口可以配置有較大直徑部分S1和較小直徑部分S2。較大直徑部分S1的直徑可以大于較小直徑部分S2的直徑，較大直徑部分S1可以形成在至少一個(gè)電子通道開(kāi)口的上部分并朝向第二基板。
較大直徑部分S1可以具有D1的深度。較小直徑部分S2可以從較大直徑部分S1連續(xù)地延伸并可具有D2的深度。深度D1可以小于深度D2。
至少一個(gè)電子通道開(kāi)口可以具有縱向沿著至少一個(gè)電子通道開(kāi)口的直徑縱向截取的橫截面。橫截面可以形成為向下朝向第一基板呈錐形的斜面，并且斜面可以形成為曲面。
較大直徑部分S1和另一個(gè)較大直徑部分S3可以分別地形成在至少一個(gè)電子通道開(kāi)口的上部和下部，并且較大直徑部分S1的直徑可以從上部到下部逐漸地減小，另一個(gè)較大直徑部分S3的直徑可以從下部到上部逐漸增大，使得較小的直徑部分S2形成在電子通道開(kāi)口的中間。
同時(shí)，較大直徑部分S1的直徑與較小直徑部分S2的直徑的比值(α＝S1/S2)可以在大約1到2之間，且較小直徑部分S2的直徑的深度D2與至少一個(gè)電子通道開(kāi)口的整個(gè)深度D的比值可以低于大約0.3。
在本發(fā)明的一個(gè)示范的實(shí)施例中，柵網(wǎng)電極可以具有橋部分使電子通道開(kāi)口相互連接，各個(gè)橋部分具有在電子通道開(kāi)口的上部、朝向第二基板的較小寬度部分B1和在電子通道開(kāi)口下部、朝向第一基板的較大寬度部分B2。這里，較小寬度部分B1與較大寬度部分B2的比值β＝B1/B2可以在大約0.2到0.5之間，并且較小寬度部分B1與至少一個(gè)電子通道開(kāi)口的總深度D的比值B1/D大于大約0.2。
橋部分中的至少一個(gè)可以具有斜面，該斜面呈整體向上朝向第二基板的錐形，并且橋部分可以具有斜率相同(或相等)的斜面。
沿著至少一個(gè)橋部分的深度方向，橋部分可以具有斜率至少變化兩次的斜面，形成在至少一個(gè)橋部分的一個(gè)側(cè)面上的斜面其上部的斜率可以比下部的斜率小，在至少一個(gè)橋部分的其他(或另一個(gè))側(cè)面上形成的斜面，其上部的斜率可以比下部的斜率大。
在至少一個(gè)橋部分的一例形成的斜面之一的水平元素As與至少一個(gè)橋部分的橋部分總寬度Bw的比值A(chǔ)s/Bw以及在至少一個(gè)橋部分的其他(或另一)側(cè)形成的另一個(gè)斜面的水平元素Cs與至少一個(gè)橋部分的總寬度Bw的比值Cs/Bw可以均分別在大約0.3到0.7的范圍內(nèi)，水平元素Cs與水平元素As的比值A(chǔ)s/Cs可以在大約0.5到1.5之間。


附圖結(jié)合說(shuō)明書(shū)，闡明了本發(fā)明的示范實(shí)施例，并且，結(jié)合描述，來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的原理。
圖1是根據(jù)本發(fā)明特定示范實(shí)施例的電子發(fā)射裝置的部分分解透視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明該特定示范實(shí)施例的圖1的電子發(fā)射裝置的部分分解截面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第一示范實(shí)施例沿著圖1的A-A線獲得的、在圖1的電子發(fā)射裝置中使用的柵網(wǎng)電極的部分分解截面圖；
圖4是根據(jù)本發(fā)明第二示范實(shí)施例沿著圖1的A-A線獲得的、在圖1的電子發(fā)射裝置中使用的柵網(wǎng)電極的部分分解截面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第三示范實(shí)施例沿著圖1的A-A線獲得的、在圖1的電子發(fā)射裝置中使用的柵網(wǎng)電極的部分分解截面圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第四示范實(shí)施例沿著圖1的A-A線獲得的、在圖1的電子發(fā)射裝置中使用的柵網(wǎng)電極的部分分解截面圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第五示范實(shí)施例沿著圖1的B-B線獲得的、在圖1的電子發(fā)射裝置中使用的柵網(wǎng)電極的部分分解截面圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明第六示范實(shí)施例沿著圖1的B-B線獲得的、在圖1的電子發(fā)射裝置中使用的柵網(wǎng)電極的部分分解截面圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明第七示范實(shí)施例沿著圖1的B-B線獲得的、在圖1的電子發(fā)射裝置中使用的柵網(wǎng)電極的部分分解截面圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明第八示范實(shí)施例沿著圖1的B-B線獲得的、在圖1的電子發(fā)射裝置中使用的柵網(wǎng)電極的部分分解截面圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明第九示范實(shí)施例沿著圖1的B-B線獲得的、在圖1的電子發(fā)射裝置中使用的柵網(wǎng)電極的部分分解截面圖；圖12A到圖12C展示了在電子通道開(kāi)口的兩側(cè)邊具有90°斜率、正斜率、和負(fù)斜率的情況下電子束強(qiáng)度的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的示范實(shí)施例將通過(guò)參考附圖被具體地描述。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的特定示范實(shí)施例的電子發(fā)射裝置的部分分解透視圖，圖2是根據(jù)本發(fā)明的所述特定示范實(shí)施例的圖1的電子發(fā)射裝置的部分分解截面圖。
參考圖1和圖2，根據(jù)本發(fā)明的電子發(fā)射裝置是通過(guò)將相互平行設(shè)置并且其間具有預(yù)定間隙的第一基板20和第二基板22結(jié)合而構(gòu)成的真空容器。
在第一基板20上形成電子發(fā)射單元用于向第二基板22發(fā)射電子，在第二基板22上形成照明部分(illumination portion)用來(lái)響應(yīng)從電子發(fā)射單元發(fā)射的電子以顯示圖像。
更為具體地，每一個(gè)都具有延長(zhǎng)的條狀的柵極電極24，沿著一個(gè)方向(例如，附圖中Y軸的方向)以條形圖案形成在第一基板20上。此外，在第一基板20的整個(gè)表面上形成覆蓋柵極電極24的絕緣層25。每一個(gè)都具有延長(zhǎng)的條狀的陰極電極26，沿著交叉于(或在上面交叉)柵極電極24的方向(例如，附圖中的X軸方向)以條形圖案形成在絕緣層25上。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，像素區(qū)域可以指的是柵極電極24與陰極電極26的“交集”(或者是柵極電極24與陰極電極26的交叉區(qū)域)。
至少一個(gè)電子發(fā)射區(qū)域28沿著陰極電極26的長(zhǎng)度方向?qū)?yīng)于像素的位置形成。此外，可形成穿過(guò)陰極電極26和絕緣層25的至少一個(gè)孔(未示出)以從中暴露柵極電極24上的電子發(fā)射區(qū)域28。
電子發(fā)射區(qū)域28的電子發(fā)射材料可由一種或多種碳基材料形成，例如碳納米管(carbon nanotube)，石墨，金剛石，類金剛石碳，和/或C60(富勒烯)。同樣，電子發(fā)射區(qū)域28可以由一種或多種納米尺寸材料形成，例如碳納米管(carbon nanotube)，石墨納米纖維(graphite nanofibers)，和/或硅納米絲(silicon nanowires)。
現(xiàn)在僅參考圖1，在第二基板22的面向第一基板20的表面上形成照明部分。也就是說(shuō)，陽(yáng)極電極32形成在第二基板22的表面上，熒光層34R、34G、和34B和黑底層35形成在陽(yáng)極電極32上?；蛘?，熒光層34R、34G、和34B和黑底層35可以首先在第二基板22的表面上形成，然后再在其上形成陽(yáng)極電極32(未示出)。
陽(yáng)極電極32可以由諸如Al膜這樣的金屬膜制成。給陽(yáng)極電極32施加加速電子所需的電壓，并且陽(yáng)極電極32通過(guò)提供金屬背底效應(yīng)起到增加屏幕亮度的效果，而這是本領(lǐng)域中公知的技術(shù)。
另外，陽(yáng)極電極32可以由諸如氧化銦錫(ITO)或類似的透明導(dǎo)電薄膜組成。在這種情況下，正如圖1和圖2中所示的，陽(yáng)極電極32首先透明地形成在第二基板22上，然后可形成熒光層34R、34G、和34B和黑底層35在陽(yáng)極電極32上。此外，一金屬薄膜沉積在熒光層34R、34G、和34B和黑底層35上使得它起到增加屏幕亮度的作用。
陽(yáng)極電極32可以作為單一連續(xù)元件形成在整個(gè)第二基板22上，或者在第二基板22上以預(yù)定的圖案形成為多個(gè)分隔開(kāi)的電極。
如上構(gòu)造的第一基板20和第二基板22應(yīng)當(dāng)使用諸如玻璃料(未示出)的密封劑來(lái)封接成一種狀態(tài)，即這兩個(gè)基板相向設(shè)置并且其間具有預(yù)定間隙的狀態(tài)。然后，這兩個(gè)基板之間的空氣被抽空以形成其間的真空，由此完成了電子發(fā)射裝置。
在操作中并利用上述結(jié)構(gòu)的圖1和2的電子發(fā)射裝置，當(dāng)預(yù)定的驅(qū)動(dòng)電壓施加到柵極電極24和陰極電極26上時(shí)，在電子發(fā)射區(qū)域28的周圍形成電場(chǎng)以從其發(fā)射電子。發(fā)射的電子然后碰撞相應(yīng)像素的熒光層34R、34G、34B。然后熒光層34R、34G、34B被激發(fā)，由此產(chǎn)生所期望的圖像。
在本發(fā)明中，如圖2所示，電子發(fā)射裝置還包括柵網(wǎng)電極40用來(lái)控制發(fā)射電子的行進(jìn)路程。柵網(wǎng)電極40由間隔件38支撐在第一和第二基板20、22之間的位置處。柵網(wǎng)電極40起到聚焦從電子發(fā)射區(qū)域28發(fā)射的電子的作用。
帶有多個(gè)橋部分44的多個(gè)電子通道開(kāi)口42以預(yù)定的圖案形成在柵網(wǎng)電極40上。如圖2中所示，電子發(fā)射開(kāi)口42和橋部分44被交替地布置在柵網(wǎng)電極40上。
根據(jù)本發(fā)明第一到第九示范實(shí)施例的電子發(fā)射裝置將參考圖3到圖12被詳細(xì)地描述。應(yīng)當(dāng)注意的是，這些示范實(shí)施例都使用了上面描述的基本構(gòu)造，因此僅在柵網(wǎng)電極結(jié)構(gòu)的不同之處進(jìn)行詳細(xì)地描述。
圖3到圖6分別是根據(jù)本發(fā)明第一到第四示范實(shí)施例沿著圖1中線A-A獲得的、用在圖1和2的電子發(fā)射裝置中的柵網(wǎng)電極的部分分解截面視圖。
參考圖3到圖6，電子通道(或發(fā)射)開(kāi)口42具有至少一部分相對(duì)于第一基板20形成為斜面的內(nèi)壁。柵網(wǎng)電極40的電子通道開(kāi)口42具有在其上部、面向第二基板22的較大直徑部分S1，和在其下部處、面向第一基板20的較小直徑部分S2。較大直徑部分(S1)具有大于較小直徑部分(S2)的直徑。
特別是，在圖3中，電子通道開(kāi)口42具有較大直徑部分S1和較小直徑部分S2，該較大直徑部分S1從其上部(在電子通道開(kāi)口42面向第二基板22的第一末端)向下延伸過(guò)深度D1，較小直徑部分S2從其下部(在電子通道開(kāi)口42面向第一基板20的第二末端)向上延伸過(guò)深度D2。在這種情況下，上部的深度D1應(yīng)當(dāng)比其下部的距離D2要短。這是因?yàn)檩^小直徑部分S2從其中心接近第一基板20(或電子發(fā)射區(qū)域)設(shè)置以便如上構(gòu)造的電子通道開(kāi)口能夠保護(hù)電子免受其內(nèi)壁的散射。更為特別地是，距離D2與柵網(wǎng)電極40的整個(gè)高度D的比值D2/D應(yīng)當(dāng)?shù)陀?.3。
此外，在圖3、圖4和圖6中，電子通道開(kāi)口42具有斜面，該斜面的直徑沿著圖1的Z方向向上逐漸地增加。如圖6所示，該斜面可以形成為曲面。在這些情況下，較大直徑部分S1被布置到電子通道開(kāi)口42的上部并且面向第二基板22。
另一方面，在圖5的柵網(wǎng)電極40中，電子通道開(kāi)口42具有斜面，斜面的直徑在兩個(gè)方向上(也就是說(shuō)，從其中心向上和向下)逐漸增加。因此，較小直徑部分S2被設(shè)置在電子通道開(kāi)口42的中間。同樣，被設(shè)置在電子通道開(kāi)口42的下部的較大直徑部分S3的直徑小于設(shè)置在上部的較大直徑部分S1的直徑并且大于較小直徑部分S2的直徑。
在操作中并憑借上述結(jié)構(gòu)的柵網(wǎng)電極，位于從電子發(fā)射區(qū)域28發(fā)射的電子的行進(jìn)路徑上的電子通道開(kāi)口42內(nèi)壁部分減少了。因此，電子不會(huì)碰撞電子通道開(kāi)口42的內(nèi)壁，且電子的行進(jìn)路徑可變得更加穩(wěn)定(也就是說(shuō)不變化)。
在根據(jù)本發(fā)明第一到第四實(shí)施例的柵網(wǎng)電極40中，較小直徑部分S2與較大直徑部分S1的比值α＝S1/S2應(yīng)當(dāng)在大約1.0到2.0之內(nèi)。這是因?yàn)槿缟蠘?gòu)造的電子通道開(kāi)口能夠保護(hù)電子避免當(dāng)碰撞其內(nèi)壁時(shí)的散射。也就是說(shuō)，如果比值α低于1.0，電子會(huì)碰撞電子通道開(kāi)口42內(nèi)壁的可能性增加了。同時(shí)，如果比值α高于2.0，則電子通道開(kāi)口42的內(nèi)壁很難制造(和/或大大地削弱柵網(wǎng)電極40)，并且因?yàn)殡娮舆^(guò)度地偏離其行進(jìn)路程，其效率不高。
圖7到圖11分別是根據(jù)本發(fā)明第五到第九示范實(shí)施例的、沿著圖1中線B-B獲得的、用于電子發(fā)射裝置的柵網(wǎng)電極的部分分解截面視圖。
在圖7和圖8中，柵網(wǎng)電極40的橋部分44具有在其下部的較大寬度部分B2(在面向第一基板20的第二末端)和在其上部的較小寬度部分B 1(在面向第二基板22的第一末端)。在沿著圖1線B-B獲得的柵網(wǎng)電極40的橫截面中，較大寬度部分B2具有大于較小寬度部分B1的寬度。橋部分44具有斜面，該斜面沿圖1中的Z方向向上寬度逐漸減小。正如在圖7中所示，這個(gè)斜面可以形成為曲面。在這些情況下，位于橋部分上部的較小寬度部分B1的寬度與位于橋部分下部的較大寬度部分B2的寬度的比值β＝B1/B2應(yīng)當(dāng)在大約0.2到0.5之間。這是因?yàn)槿绻戎郸赂哂?.5，則不會(huì)充分消除電子可能碰撞的電子通道開(kāi)口42的內(nèi)壁(也就是說(shuō)，壁太厚了)，如果比值β低于0.2，則橋部分44的強(qiáng)度將不夠大。因此，橋部分44的最小橋?qū)挾菳1與其高度的比值應(yīng)當(dāng)高于大約0.2，使得橋部分44具有足夠的強(qiáng)度。而且，較小寬度部分B1與電子通道開(kāi)口42的整個(gè)高度或深度D的比值B1/D應(yīng)當(dāng)高于大約0.2。
現(xiàn)在參考圖9，在沿圖1的線B-B獲得的橫截面中，在本發(fā)明第七示范實(shí)施例中橋部分44在其一側(cè)表面(圖9中的右側(cè)表面)的一部分(在其下部)具有斜面90。同樣，橋部分44在其另一側(cè)表面(在圖9中的左側(cè)表面)的一部分(其遠(yuǎn)離電子發(fā)射區(qū)域28的上部)具有斜面95。在這種情況下，形成在上部的斜面95與形成在下部的斜面90具有相同的斜率。這里斜率是指參照垂直于第二基板22延伸的法線的斜率的絕對(duì)值。
參考圖10，在沿圖1的線B-B獲得的橫截面中，本發(fā)明第八示范實(shí)施例的橋部分44的兩側(cè)表面上都具有斜面。沿著深度方向斜面的斜率改變兩次或者多次。更具體地，在一側(cè)表面上形成的斜面在其上部的斜率小于在其下部的斜率，而在另一側(cè)表面上形成的斜面在其上部的斜率大于在其下部的斜率(也就是說(shuō)，As大于Cs)。橋部分44如上構(gòu)造的結(jié)果是，電子通道開(kāi)口42的直徑在從中心沿著圖1中Z方向的兩個(gè)方向上增加。在這種情況下，較小直徑部分S2位于電子通道開(kāi)口42的中心，而位于電子通道開(kāi)口42的下部的較大直徑部分S3可以具有比位于上部的較大直徑部分S1小和比較小直徑部分S2大的直徑。
參考圖11，在沿圖1的線B-B獲得的橫截面中，本發(fā)明第九示范實(shí)施例的橋部分44具有在其整個(gè)的兩側(cè)表面上形成的斜面，并且斜面具有相同的斜率。
在圖9到圖11中示出的第七到第九示范實(shí)施例中，形成在橋部分44一側(cè)表面的斜面的水平距離As和/或形成在其另一側(cè)表面的斜面的水平距離Cs與整個(gè)寬度Bw的比值(As/Bw，Cs/Bw)應(yīng)當(dāng)在大約0.3到0.7之間。在此，整個(gè)寬度指的是偎依地圍繞帶有斜面結(jié)構(gòu)的一個(gè)橋部分的矩形的寬度，水平距離指的是為了形成斜面從矩形中去除部分的水平寬度。
比值(As/Bw，Cs/Bw)應(yīng)當(dāng)在大約0.3到0.7之間，因?yàn)槿绻泵娴乃骄嚯xAs、Cs與橋部分44的總寬度Bw的比值低于0.3，橋部分44就太厚了(也就是說(shuō)，沒(méi)有充分消除電子可能與其碰撞的電子通道開(kāi)口42的內(nèi)壁)，而如果斜面的水平距離As、Cs與橋部分44的總寬度Bw的比值高于0.7，那么橋部分44將不具有足夠的強(qiáng)度。
同樣，在橋部分44的一側(cè)表面處形成的斜面的水平距離As與在其另一側(cè)表面處形成的斜面的水平距離Cs的比值(As/Cs)應(yīng)當(dāng)在大約0.5到1.5之間。也就是說(shuō)，形成的橋部分44的兩側(cè)應(yīng)當(dāng)滿足0.5≤As/Cs≤1.5的值。
在根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例的電子發(fā)射裝置中，圖12A到圖12C示出了在電子通道開(kāi)口的兩側(cè)線具有90°斜率(也就是說(shuō)垂直結(jié)構(gòu))，正斜率(也就是說(shuō)正斜率結(jié)構(gòu))和負(fù)斜率(也就是說(shuō)負(fù)斜率結(jié)構(gòu))的情況下電子束強(qiáng)度的曲線圖。這里，正斜率指的是上部的尺寸逐漸變得大于下部的尺寸。
在電子通道開(kāi)口的兩側(cè)線都具有90°斜率的情況下(見(jiàn)圖12A)，穿過(guò)通道開(kāi)口的電子束的尺寸或輪廓在大約400μm。相比之下，帶有正斜率的結(jié)構(gòu)的尺寸或輪廓大約是300μm(見(jiàn)圖12B)，帶有負(fù)斜率的結(jié)構(gòu)大約是260μm。另一方面，圖12B和12C的實(shí)施例的強(qiáng)度(I/Io)高于1.0而圖12A的實(shí)施例的具體值是1.0。這是因?yàn)樵诒景l(fā)明的特定實(shí)施例中從電子發(fā)射區(qū)域28發(fā)射的電子束在具有斜率結(jié)構(gòu)的電子通道開(kāi)口42的柵網(wǎng)電極40的電子通道開(kāi)口42中聚焦，并且發(fā)射的電子減少了，其中一些電子碰撞到電子通道開(kāi)口42的內(nèi)壁上這樣使得電子的行進(jìn)路程發(fā)生變化。結(jié)果，另外的(或不相關(guān)的)顏色照亮將會(huì)減少和/或色純度會(huì)被提高。
大體上并考慮到前述的情況，現(xiàn)在將參考圖1描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電子發(fā)射裝置的操作過(guò)程。
首先，來(lái)自外部電源的預(yù)定電壓施加到柵極電極24、陰極電極26、柵網(wǎng)電極40和陽(yáng)極電極32上。此時(shí)，例如，(+)電壓可以施加到柵極電極24和陰極電極26，和/或交變(+)或(-)電壓可以施加到柵極電極24和陰極電極26上。柵極電極24的電壓電平應(yīng)當(dāng)比陰極電極26的電壓電平大，柵極電極24的電壓電平應(yīng)當(dāng)比陽(yáng)極電極32的電壓電平小。柵網(wǎng)電極40的電壓電平應(yīng)當(dāng)設(shè)定在陽(yáng)極電極32和柵極電極24的電壓電平之間。同樣，施加到陽(yáng)極電極32的相同直流電壓源或交流電壓源也可以施加到柵網(wǎng)電極40。
當(dāng)每一個(gè)上述電壓施加到相應(yīng)的電極時(shí)，在柵極電極24和陰極電極26之間產(chǎn)生的電壓差能夠在電子發(fā)射區(qū)域28的周圍產(chǎn)生電場(chǎng)。此時(shí)，通過(guò)電場(chǎng)的影響，從電子發(fā)射區(qū)域28的邊緣發(fā)射電子，并通過(guò)每一個(gè)都帶有傾斜結(jié)構(gòu)的、形成在柵網(wǎng)電極40上的至少一個(gè)電子通道開(kāi)口42和施加到柵網(wǎng)電極40的電壓來(lái)聚集產(chǎn)生的發(fā)射電子。通過(guò)施加高電壓到一個(gè)或多個(gè)陽(yáng)極電極上，這些電子被連續(xù)地導(dǎo)向至相應(yīng)像素以撞擊與像素相對(duì)應(yīng)的熒光層34R、34G、34B，由此照亮它們。
根據(jù)本發(fā)明的柵網(wǎng)電極可以應(yīng)用到場(chǎng)發(fā)射陣列(FEA)電子發(fā)射顯示裝置、表面導(dǎo)電發(fā)射器(SCE)電子發(fā)射顯示裝置，或其它各種電子發(fā)射顯示裝置。
考慮到前述情況，本發(fā)明的帶有斜面電子通道開(kāi)口的柵網(wǎng)電極防止了電子行進(jìn)路程發(fā)生變化，因此錯(cuò)誤的像素照亮被防止和/或減少，并且總體色純度被提高了。
而且，根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例，為了提高屏幕品質(zhì)和亮度，碰撞在照明部分上的電子的數(shù)量增加了。
此外，根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例，防止了當(dāng)電子碰撞在電子通道開(kāi)口的內(nèi)壁上時(shí)發(fā)生的散射，從而能夠增加電子束的聚焦度。
盡管本發(fā)明結(jié)合特定示范實(shí)施例進(jìn)行了描述，能夠理解本發(fā)明不限于所公開(kāi)的實(shí)施例，相反，本發(fā)明旨在覆蓋包括在所附權(quán)利要求及其等價(jià)物的精神和范圍之內(nèi)的各種改動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種電子發(fā)射裝置，包括相互面向設(shè)置的第一基板和第二基板，其間具有預(yù)定的間隙；形成在所述第一基板上的、用于發(fā)射電子的電子發(fā)射區(qū)域；形成在所述第二基板上的、響應(yīng)于從所述電子發(fā)射區(qū)域發(fā)射的電子以顯示圖像的照明部分；以及安裝在所述第一和第二基板之間并且配置為聚焦從所述電子發(fā)射區(qū)域向所述照明部分發(fā)射的電子的柵網(wǎng)電極，其中，所述柵網(wǎng)電極被提供有多個(gè)電子通道開(kāi)口，至少一個(gè)所述電子通道開(kāi)口具有內(nèi)壁，所述內(nèi)壁的至少一部分相對(duì)于所述第一基板形成斜面。
2.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射裝置，其中所述電子發(fā)射區(qū)域由碳基材料組成，該碳基材料選自由碳納米管材料、石墨材料、金剛石材料、類金剛石碳材料、C60(富勒烯)材料、以及它們的組合物構(gòu)成的組。
3.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射裝置，其中所述至少一個(gè)電子通道開(kāi)口被提供有較大直徑部分和較小直徑部分，其中所述較大直徑部分的直徑大于所述較小直徑部分的直徑，其中所述較大直徑部分形成在所述至少一個(gè)電子通道開(kāi)口的上部并且朝向所述第二基板。
4.如權(quán)利要求3所述的電子發(fā)射裝置，其中所述較大直徑部分具有第一深度，所述較小直徑部分從所述較大直徑部分連續(xù)地延伸并具有第二深度，其中所述第一深度短于所述第二深度。
5.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射裝置，其中所述至少一個(gè)電子發(fā)射通道開(kāi)口具有沿所述至少一個(gè)電子通道開(kāi)口的直徑縱向截取的橫截面，該橫截面形成向下朝向所述第一基板呈錐形的斜面。
6.如權(quán)利要求5所述的電子發(fā)射裝置，其中所述斜面被形成為曲面。
7.如權(quán)利要求3所述的電子發(fā)射裝置，其中所述較大直徑部分和另一較大直徑部分分別形成在所述至少一個(gè)電子通道開(kāi)口的所述上部和一下部，所述較大直徑部分的直徑從所述上部到所述下部逐漸減小，而所述另一個(gè)較大直徑部分的直徑從所述下部到所述上部逐漸增大，使得所述較小直徑部分形成在所述電子通道開(kāi)口的中心。
8.如權(quán)利要求3所述的電子發(fā)射裝置，其中所述較大直徑部分的直徑與所述較小直徑部分的直徑的比值在大約1到2之間。
9.如權(quán)利要求4所述的電子發(fā)射裝置，其中所述較小直徑部分的所述第二深度與所述至少一個(gè)電子發(fā)射通道開(kāi)口的總深度的比值低于大約0.3。
10.如權(quán)利要求1所述的電子發(fā)射裝置，其中所述柵網(wǎng)電極具有使所述電子通道開(kāi)口相互連接的橋部分，并且每個(gè)橋部分都具有在所述電子通道開(kāi)口的上部、朝向所述第二基板的較小寬度部分和在所述電子通道開(kāi)口的下部、朝向所述第一基板的較大寬度部分。
11.如權(quán)利要求10所述的電子發(fā)射裝置，其中所述較小寬度部分B1與所述較大寬度部分B2的比值在大約0.2到0.5之間。
12.如權(quán)利要求10所述的電子發(fā)射裝置，其中所述較小寬度部分與所述至少一個(gè)電子通道開(kāi)口的總深度的比值大于大約0.2。
13.如權(quán)利要求10所述的電子發(fā)射裝置，其中至少一個(gè)所述橋部分具有整體向上朝向所述第二基板呈錐形的多個(gè)斜面。
14.如權(quán)利要求10所述的電子發(fā)射裝置，其中至少一個(gè)所述橋部分具有多個(gè)相同斜率的斜面。
15.如權(quán)利要求10所述的電子發(fā)射裝置，其中至少一個(gè)所述橋部分具有沿著所述至少一個(gè)橋部分的深度方向斜率至少變化兩次的多個(gè)斜面。
16.如權(quán)利要求15所述的電子發(fā)射裝置，其中在所述至少一個(gè)橋部分的一個(gè)側(cè)表面上形成的所述斜面在所述上部的斜率小于在所述下部的斜率。
17.如權(quán)利要求15所述的電子發(fā)射裝置，其中形成在斜率至少一個(gè)橋部分的一個(gè)側(cè)表面上的斜面在所述上部的斜率大于在所述下部的斜率。
18.如權(quán)利要求15所述的電子發(fā)射裝置，其中形成在所述至少一個(gè)橋部分的一側(cè)的所述斜面中一個(gè)的第一水平元素As與所述至少一個(gè)橋部分的總寬度Bw的第一比值A(chǔ)s/Bw，和形成在所述至少一個(gè)橋部分的另一側(cè)的所述斜面中另一個(gè)的第二水平元素Cs與所述至少一個(gè)橋部分的總寬度Bw的第二比值Cs/Bw，均分別在大約0.3到0.7之間。
19.如權(quán)利要求12所述的電子發(fā)射裝置，其中至少一個(gè)所述橋部分的第一水平元素As與所述至少一個(gè)橋部分的第二水平元素Cs的比值A(chǔ)s/Cs在大約0.5到1.5范圍內(nèi)。
全文摘要
一種電子發(fā)射裝置，包括彼此有預(yù)定間隙的相互面向設(shè)置的第一基板和第二基板。在第一基板上形成用于發(fā)射電子的電子發(fā)射區(qū)域，在第二基板上形成響應(yīng)于從電子發(fā)射區(qū)域發(fā)射的電子來(lái)顯示圖像的照明部分。安裝在第一和第二基板之間的柵網(wǎng)電極被配置用來(lái)聚焦從電子發(fā)射組件發(fā)射的電子。柵網(wǎng)電極被提供多個(gè)電子通道開(kāi)口，至少一個(gè)電子通道開(kāi)口的內(nèi)壁的至少一部分形成相對(duì)于第一基板的斜面。憑借上述結(jié)構(gòu)的電子發(fā)射裝置，柵網(wǎng)電極防止和/或減少了電子的一個(gè)或多個(gè)行進(jìn)路程的變化，從而防止和/或減少錯(cuò)誤像素照亮，且總體色純度得以提高。
文檔編號(hào)H01J29/04GK1649072SQ20041008206
公開(kāi)日2005年8月3日 申請(qǐng)日期2004年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月28日
發(fā)明者全祥皓, 李炳坤 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社