[发明专利]具有复合隔板的场发射器件

说明书

相关申请

相关的主题公开于题为“制造具有复合隔板的场发射器件”的美国专利申请，该申请人代理号为FD97091，与本申请同一日申请，已转让给同一受让人。

发明的领域

本发明涉及场发射器件领域，特别涉及场发射显示器。

发明的背景

所属领域已知，场发射显示器的阴极和阳极板间要使用隔板结构。隔板结构保持阴极和阳极间处于隔离状态。它们还必须耐受阴极和阳极间的电位差。

然而，隔板会负面影响隔板附近电子向阳极的流动。阴极发射的某些电子会将隔板的表面静电充电，改变隔板附近的电压分布偏离所希望的电压分布。隔板附近电压的改变会造成电子流变形。还可导致例如在隔板和阴极之间产生电弧。

在场发射显示器中，隔板附近的这种电子流变形会造成显示器产生的图像失真。具体说，这种变形会因在每个隔板位置处在图像中产生暗区，而使隔板“可见”。

几种现有隔板都试图解决与隔板充电有关的问题。例如，所属领域已知，提供一种隔板，该隔板的表面薄层电阻低到足以去除传导撞击的电子，但高到足以改善由于从阳极到阴极的电流造成的功率损耗。这种电阻性表面可通过用具有所希望电阻的薄膜涂敷隔板实现。然而，这些膜易机械损伤和／或改性，例如在隔板的处理期间会发生这些情况。这些薄膜还会引入与例如阴极等的化学不兼容。化学不兼容会负面影响阴极上电子发射极的发射特性。另外，涂敷的隔板制造起来可能会很困难。

所属领域还已知，沿隔板的高度提供附加的独立的控制电极，以控制隔板附近的电压分布。然而，这种现有技术方案包括形成也易受机械损伤的隔板电极的附加处理步骤。这种现有技术方案还要使用附加的电压源，以便给隔板电极加电位，这会增加器件的功率要求。

因此，需要一种改进的场发射器件，该器件的隔板可以减少电子流的变形，并且不会造成过量的功耗。

附图简介

唯一的附图是本发明的场发射器件的实施例的剖面图。

应理解，为了简单和清楚地展示，图中的各元件不必按比例绘制。例如，某些元件的尺寸被彼此放大。

发明介绍

本发明涉及具有复合隔板的场发射器件。每个复合隔板具有可由介质材料或体阻材料构成的第一层，和附着于第一层上的导电层。导电层靠近阴极，第一层靠近阳极。导电层使得电子离开复合隔板，由此控制隔板表面的充电。控制了充电具有可以减小由于隔板存在造成的电子轨迹变形的好处。复合隔板还具有大于500微米的高度，可以使本发明的复合隔板有利于高压场发射器件，这种器件在超过约2500V的阴极-阳极电位差下工作。在本发明的一个实施例中，场发射器件是场发射显示器，该显示器具有对于场发射显示器的观察者来说不可见的复合隔板。

唯一的附图是本发明的场发射显示器(FED)100的剖面图。FED100具有与阳极104相对的阴极102。阴极102和阳极104间存在抽空区106。抽空区106内的压力低于约10^-6乇。复合隔板108在阴极102和阳极104间延伸。复合隔板108提供机械支撑，以保持阴极102和阳极104间的隔离状态。复合隔板108还具有改善复合隔板108的静电充电的结构。通过控制复合隔板108的静电充电，还可以控制FED 100内的电子流132的轨迹变形。在图示的实施例中。复合隔板108具有使其工作期间FED 100的观察者看不见它的结构的特性。

阴极102包括可由玻璃、硅等构成的基片116。基片116上设置有包括钼薄层的阴极导体118。阴极导体118上形成有介质层120。介质层120例如可由二氧化硅形成。介质层120限定多个发射阱122，每个发射阱中设置有多个电子发射极124。在图示的实施例中，电子发射极124包括Spindt尖。

然而，根据本发明的场发射器件不限于Spindt尖电子源。例如可以用发射碳膜代替阴极电子源。

阴极102还包括多个栅引出电极。图中示出了第一和第二栅引出电极126和128。一般说，栅引出电极用于选择性寻址电子发射极。

阳极104包括透明基片110，其上设置有阳极导体112，阳极导体112是透明的，可以包括氧化铟锡薄层。多个荧光体114设置于阳极导体112上。荧光体114与电子发射极124相对。

第一电压源136连接到阳极导体112上。第二电压源138连接到第二栅引出电极128上。第三电压源140连接到第一栅引出电极126上，第四电压源142连接到阴极导体上。