[发明专利]电子发射装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子发射装置。

背景技术

通常，在电子发射装置中，热或冷阴极可以用作电子发射源。有几种类型的冷阴极电子发射装置，如场发射阵列(FEA，field emitter array)电子发射装置、表面传导发射(SCE，surface conduction emission)电子发射装置、金属-绝缘体-金属(MIM，metal-insulator-metal)电子发射装置、金属-绝缘体-半导体(MIS，metal-insulator-semiconductor)电子发射装置等。

FEA电子发射装置配置有控制电子发射单元及其电子发射的驱动电极(例如阴极电极和栅电极)。具有低功函数和/或高纵横比(aspect ratio)的材料用来形成FEA电子发射装置中的电子发射单元。例如，诸如碳纳米管、石墨和类金刚石碳的碳基材料已经开发使用在电子发射单元中从而使电子在真空中容易地通过电场被发射。多个电子发射单元排列在基板上以形成电子发射装置，电子发射装置与其上形成磷光体和阳极电极的另一个基板结合以制造电子发射显示器。

发明内容

本发明实施例的一个方面涉及一种电子发射装置，通过采用具有适当的紫外线透射率(ultraviolet transmittance)的金属作为栅电极材料，背面曝光(back exposure)可应用到该电子发射装置。

根据本发明一实施例的电子发射装置包括：i)基板；ii)基板上的阴极电极，其具有第一开口并且包括不透射紫外线(ultraviolet non-transmitting)的材料；iii)电子发射区域，其在第一开口中并且发射电子；以及iv)栅电极，与阴极电极电绝缘并且具有电子发射区域发射的电子从其穿过的第二开口。栅电极的紫外线透射率至少约为30％(即，约30％或者更大)。穿过电子发射区域的中心并且垂直于基板的平表面的第一假想线和穿过第二开口的中心且垂直于基板的平表面(plane surface)的第二假想线之间的距离至多约为0.5μm(即，约0.5μm或者更小)。

栅电极可以包括非氧化金属(non-oxide metal)。该非氧化金属可以包括选自由Cr、Al、Mo、Ti、Yb、Ag、Mg₁₀Ag₁、以及它们的组合构成的组中的材料。如果非氧化金属包括Cr，那么栅电极的厚度至多可以约为400(即，约400或者更小)。如果非氧化金属包括Al，那么栅电极的厚度至多可以约为250(即，约250或者更小)。如果非氧化金属包括Mg₁₀Ag₁，那么栅电极的厚度至多可以约为200(即，约200或者更小)。

非氧化金属可以包括Ag和选自由Cr、Al和Yb组成的组中的至少一种元素，该至少一种元素和Ag在栅电极中彼此分层堆积使得该一种元素在基板和Ag之间。栅电极的厚度至多可以约为30nm(即，约30nm或者更小)。

根据本发明一实施例的电子发射装置还可以包括将阴极电极与栅电极电绝缘的绝缘层。绝缘层可以配置有与第一和第二开口相通的第三开口，在绝缘层邻接阴极电极的平面处，第三开口的边界可以围绕第一开口的边界或者与第一开口的边界一致。

第一开口可以由电子发射区域填充。阴极电极可以包括：i)电阻层(resistance layer)，包括不透射紫外线的材料；以及ii)导电层(conductivelayer)，电连接到电阻层。第一开口可以位于电阻层中。

根据本发明一实施例的电子发射装置还可以包括不透射紫外线的聚焦电极，其位于栅电极上并且与栅电极电绝缘。通过第一开口邻接电子发射区域的部分阴极电极的紫外线透射率可为至少约30％(即，约30％或者更大)。阴极电极的该部分可以包括非氧化金属且该非氧化金属可以包括选自由Cr、Al、Mo、Ti、Yb、Ag、Mg₁₀Ag₁、和其组合构成的组中的至少一种材料。阴极电极的该部分的厚度至多可以约为30nm(即，约30nm或者更小)。