具有体阻隔板的场发射器件制造技术

一种场发射显示器（１００）包括具有多个电子发射极（１２４）的阴极板（１０２），与阴极板（１０２）相对的阳极板（１０４），在阳极板（１０４）和阴极板（１０２）间延伸的体阻隔板（１０８）。所说体阻隔板（１０８）由导电材料构成。所说导电材料的电阻率选择为可以去除撞击电荷，同时能防止由于通过体阻隔板（１０８）从阳极板（１０４）到阴极板（１０２）的电流产生过量功耗。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
引用相关申请相关的主题公开于于1997年12月17日申请的、题为“具有复合隔板的场发射器件”的美国专利申请，该申请已转让给同一受让人。专利技术的领域本专利技术涉及场发射器件领域，特别涉及场发射显示器。专利技术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。隔板结构保持阴极和阳极板间的隔离，并防止由于内部真空和外部大气压力间的压差造成的内爆。隔板结构还必须耐受阴极和阳极间的电位差。然而，隔板会对隔板附近从阴极板向阳极板的电子流产生不良影响。隔板已由介质材料制造，可以耐受阴极和阳极板间的电位差，并可以防止由于两板间电导通产生的功耗。然而，介质隔板表面会被隔板附近从阴极板发射的某些电子静电充电。充电现象将隔板附近的电压分布变得与希望的电压分布不同。隔板附近的这种电压分布会造成电子流变形。例如还会在隔板和阴极板间造成电弧。在场发射显示器中，隔板附近的电子流的这种变形会造成显示器产生的图像失真。具体说，失真是指在由于在每个隔板的位置处的图像是产生暗区使隔板“可见”。有几种现有技术的隔板试图解决与隔板充电有关的这些问题。例如，所属领域已知提供包括体介质材料并具有导电表面的隔板。导电表面具有低到足以去通过传导去除累积的电荷，但高到足以改善由于阳极和阴极板间的电流造成的功耗的表面电阻。该电阻表面可以通过用具有希望电阻的膜涂敷隔板实现。电阻涂层的典型厚度小于1微米。现有技术的涂敷隔板仍存在许多困难。例如，很难实现非常薄电阻膜的均匀性和可靠性。膜厚的不均匀会造成器件输出的不均匀，例如场发射显示器件的显示图像不均匀。这是由于例如会被充电的隔板上的区域或点造成的。涂敷隔板的其它缺点是有限的电阻涂层的电强度、机械强度和化学强度。例如，涂层无法与器件内的其它材料或真空环境兼容。对于在器件寿命内保持恒定的工作性能来说，电阻涂层的特性必须保持恒定。涂层的特性必须不会因制造和器件工作期间的撞击电子流、高温处理、化学作用等而改变。然而，非常薄的电阻涂层会对例如阳极和阴极间的电流和场发射器件工作期间的撞击电荷产生的电负载敏感。非常薄电阻膜可以耐受的最大电流密度会太低，不足以适应阳极和阴极间的电位差。如果涂层内的电流密度超过涂层的最大值，电阻膜会发生过热和材料击穿。所属领域还已知为了转偏或聚焦电子在隔板上提供电极，以便电子不撞到隔板表面上。这种现有技术方案增大了器件制造和器件工作过程的复杂性和成本。因此，需要一种具有能减小电子流失真、且不会产生过量功耗的隔板的改进场发射器件。附图简介唯一的附图是本专利技术场发射器件的实施例的剖面图。应理解，为了简单且清楚地展示的目的，图中所示各构件未必按比例画出。例如，某些构件的尺寸彼此间作了放大。介绍本专利技术涉及具有在阳极板和阴极板间延伸的体阻隔板的场发射器件。本专利技术的体阻隔板沿其整个高度，在其整个截面积上是导电的。所以，由于带电物质撞击体阻隔板造成的电流会在体阻隔板的截面积上分布。这种特点具有将该电流分布于体阻隔板的截面积上的优点。以此方式，减小了具有设于介质体上的电阻涂层的现有技术隔板上的电流密度。电流密度减小产生了数个优点，例如减少了热量的产生，减小了材料击穿的危险。本专利技术的体阻隔板由特征在于导电性受电子/空穴浓度控制的材料构成。该材料的特征在于导电性主要由电子/空穴的运动控制。该材料的电阻率选择为能够去除器件工作期间撞击体阻隔板的电荷，同时不会产生由于器件的阳极板和阴极板间产生的电流造成的过量功耗。本专利技术的体阻隔板还比现有技术的涂敷隔板较容易制造。唯一的附图是本专利技术的场发射显示器(FED)100的剖面图。FED100包括与阳极板104相对的阴极板102。阴极板102和阳极板104间存在抽空区106。抽空区106内的压力小于约1.33×10-4Pa(10-6乇)。FED 100还包括在阴极板102和阳极板104间延伸的体阻隔板108。体阻隔板108提供机械支撑，以保持阴极板102和阳极板104间的隔离。尽管图中只示出了一个隔板，但希望能理解，根据本专利技术的场发射器件可以有多个隔板。隔板的数量和结构取决于例如阴极和阳极板基片的厚度和器件的整体尺寸。体阻隔板108还具有改善体阻隔板108的表面109的静电充电的特点。通过控制体阻隔板108的静电充电，还可以控制FED 100内电子流132的轨道变形。在图示的实施例中，体阻隔板108具有使FED 100工作期间观察者看不到它的特点。体阻隔板108的特征还在于，通过体阻隔板108，从阳极板104到阴极板102的电流造成的功耗处于能够接受的水平。由器件工作期间通过整个隔板从阳极板到阴极板的电流造成的功耗小于器件总功耗的10％。例如，如果器件用1瓦的功率，则通过隔板的功耗小于100毫瓦。阴极板102包括可由玻璃、硅等构成的基片116。基片116上设置有可以包括钼薄层的阴极导体118。介质层120形成于阴极导体118上。介质层120例如可以由二氧化硅构成。介质层120限定多个发射阱，发射阱中设有多个电子发射极124。在图示的实施例中，电子发射极124包括Spindt尖。然而，根据本专利技术的场发射器件不限于Spindt尖电子发射源。例如，代替之可以使用发射碳膜作为阴极板的电子源。阴极板102还包括多个栅极。图中示出了第一栅极126和第二栅极128。一般说，这些栅极用于选择性寻址电子发射极124。阳极板104包括透明基片，其上设置有阳极导体112，它是透明的，可以包括氧化铟锡薄层。多个荧光体114设于阳极导体112上。荧光体114与电子发射极124相对。第一电压源136接阳极导体112。第二电压源138接第二栅极128。第三电压源140接第一栅极126，第四电压源142接阴极导体118。体阻隔板108在阴极板102和阳极板104间延伸，提供机械支撑。体阻隔板108的高度足以防止阳极板104和阴极板102间发生电弧。例如，对于阳极板104和阴极板102间的电位差大于约2500V的情况来说，体阻隔板108的高度大于约500微米，较好是在700-1200微米之间。体阻隔板108的一端以其未覆盖荧光体114的表面接触阳极板104；体阻隔板108的另一端以其未限定发射阱的部分接触阴极板102。如图所示，体阻隔板108具有高度H，和沿截线113取的截面。根据本专利技术，体阻隔板108在该整个截面上是导电的。所以，体阻隔板108在其体内位于抽空区106内的表面109处和其内部是导电的。体阻隔板108在其整个高度H上也是导电的。在优选实施例中，体阻隔板108在其截面积上和整个高度H上具体均匀电阻率。体阻隔板108由选择为能够达到上述希望的目的的材料构成。该体阻材料至少由一种具有合适电阻率的成分构成，还可以有电阻率高于第一成分的其它成分。体阻隔板108内的导电机制由固定电子/空穴浓度的材料缺陷结构决定。导电机制的特征在于是电子导电而非离子导电。体阻隔板108内的导电主要由电子/空穴的运动而非原子迁移率控制。由于器件寿命范围内会引起隔板成分的变化，所以原子作为运动物质的离子导电不是体阻隔板108的合适导电机制。所以，对于长期组分稳定性来说，提供电子导电机制。构成体阻隔板108的材料还选择为满足以下各项。首先，必须能耐受所加电位。第二，必须能导通到足以去除器件工作期间的撞击电荷。第二，必本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种场发射器件，包括：具有多个电子发射极的阴极板；设置成接收多个电子发射极发射的电子流的阳极板；及在阳极板和阴极板间延伸的体阻隔板，其具有一定高度和截面积，所说体阻隔板沿其高度在截面积上导电。

【技术特征摘要】
US 1998-1-20 09/009,0971.一种场发射器件，包括具有多个电子发射极的阴极板；设置成接收多个电子发射极发射的电子流的阳极板；及在阳极板和阴极板间延伸的体阻隔板，其具有一定高度和截面积，所说体阻隔板沿其高度在截面积上导电。2.根据权利要求1的场发射器件，其中体阻隔板沿其高度在其截面积上具有均匀的电阻率。3.根据权利要求1的场发射器件，还包括位于阴极板和阳极板间的抽空区，其中体阻隔板具有位于所说抽空区内的表面，还包括具有电阻率的主体区，其中所说表面的电阻率等于本体区电阻率。4.根据权利要求1的场发射器件，其中场发射器件的特征在于总功耗，其中体阻隔板的特征在于其功耗，其中体阻隔板的功耗小于场发射器件的总功耗的10％。5.根据权利要求1的场发...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯科特K阿格诺，比德A斯密斯，黄荣峰，乔伊斯K山本，克莱格阿姆里尼，克里福德L安德森，
申请(专利权)人：摩托罗拉公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]