专利名称：四极场发射显示器的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种四极场发射显示器的制造方法，尤其涉及一种通过调整传统四极场发射显示器的网罩收敛电极的开口形状，使网罩的收敛电极实现最佳的收敛效果的制造方法。
背景技术：
传统的四极场发射显示器的结构如
图1所示，具有一阳极电极层组件1a，包括一基板(substrate)11a，在所述基板11a上形成一第一导电层12a，在第一导电层12a上形成包覆第一导电层12a的第二导电层13a，由所述第一、二导电层12a、13a形成受电子束撞击而击发的阳极电极层14a；其阴极电极层组件2a包括一基板21a，在所述基板21a上形成一第一绝缘层22a，在所述的第一绝缘层22a上形成一闸极导电层23a，在所述的闸极导电层23a上形成一第二绝缘层24a，并在第二绝缘层24a上形成一收敛层25a，可以利用微影或蚀刻方法，在所述第一绝缘层22a、闸极(gate)导电层23a、第二绝缘层24a及收敛层25a上形成有一通孔(hole)26a，以及暴露基板21a的凹陷区域27a，在由所述通孔26a及凹陷区域27a暴露的基板21a表面形成第一导电层28a，在第一导电层28a上形成一第二导电层29a，第一、二导电层28a、29a形成了一阴极电极层30a。
上述收敛电极采用一种金属网罩设置，该闸极导电层23a具有特定的厚度，可以为50μm至200μm，由于一般以微影或网印制造的收敛电极仅数十个微米或者更小，因此这种收敛电极相对较厚。另外这种结构还存在以下的缺点1、由于电子束从闸极被吸引后即开始扩散，因此收敛层的厚度越厚，电子束通过收敛电极的路径越长，电子束的部分电子越容易被收敛电极吸收而流失，导致电子束电流密度降低。
2、若为避免电子流失而将收敛开口设置得大于闸极开口，会使闸极网罩的各该通孔间隙缩小，对于高阶析数组难以实施。
3、若为避免电子流失而将收敛电极开口设置得大于闸极开口，需对收敛电极提供更高的电压，才能实现收敛电子束的效果。因此公知技术对此收敛电极设置提供了简单的对策，在网罩的制造中，采用两侧蚀刻的方式，使收敛电极的开口可以逐渐变大。这种结构虽然可以减少电子束被收敛电极吸收的机会，然而，由于需对收敛电极提供一特定电压方可实现聚焦及对荧光粉体发光区域面积的击发，避免溢色或电子束面积不够大而丧失聚焦效果，因而其收敛的效果不明显。
本发明的内容本发明的主要目的是解决现有技术的上述缺点，本发明调整传统四极场发射显示器的网罩收敛电极开口形状(如图2所示)，使网罩的收敛电极开口实现最佳的收敛效果。
为实现上述目的，本发明提供了一种四极场发射显示器，包括一阳极电极层组件及一阴极电极层组件，在阴极电极层组件的收敛层两侧向通孔内形成两个相对应的凸起，该两个凸起分别包括由第一折点、第二折点、第三折点所构成的两个斜面，并且由内而外形成有渐缩入口，馈入口及渐宽出口的收敛电极开口；该收敛层厚度由第一段高度及第二段高度所形成，利用收敛层厚度的第一段高度与第二段高度的比例调整聚焦范围，使网罩的收敛电极开口实现最佳的收敛效果。
附图的简要说明图1是传统四极场发射显示器的结构示意图；图2是本发明的四极场发射显示器的结构示意图；图3是本发明的第一种网罩收敛电极开口电子束发射形状示意图；图4是本发明的第二种网罩收敛电极开口电子束发射形状示意图；图5是本发明的第三种网罩收敛电极开口电子束发射形状示意图；图6是本发明的第四种网罩收敛电极开口电子束发射形状示意图；图7是本发明的第五种网罩收敛电极开口电子束发射形状示意图；图8是本发明的另一实施例的四极场发射显示器的结构示意图。
附图1中组件代表符号列表如下阳极电极层组件 1a基板11a第一导电层 12a 第二导电层 13a阳极电极层 14a 阴极电极层组件 2a基板21a 第一绝缘层 22a闸极导电层 23a 第二绝缘层 24a收敛层 25a 通孔26a凹陷区域27a 第一导电层 28a第二导电层 29a 阴极电极层 30a附图2到附图8中组件代表符号列表如下阳极电极层组件 1 基板11第一导电层 12第二导电层 13阳极电极层 14阴极电极层组件 2基板21第一绝缘层 22闸极导电层 23第二绝缘层 24收敛层 25通孔26凹陷区域27第一导电层 28第二导电层 29阴极电极层 30凸起 31、31′ 第一折点31a第一折点31a′ 第二折点31b第二折点31b′ 第三折点31c第三折点31c′ 斜面32、33斜面32′、33′第一段高度 a第二段高度 b 凸起距离c表面251 底面252表面231
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的内容进行详细的说明。
图2是本发明的四极场发射显示器的结构示意图。如图2所示，本发明的四极场发射显示器包括一阳极电极层组件1及一与所述阳极电极层组件1相对应的阴极电极层组件2。通过调整阴极电极层组件2的网罩收敛层开口形状，使网罩的收敛层开口实现最佳的收敛效果。
上述阳极电极层组件1包括一基板(substrate)11，此基板11可由玻璃材料制成，在所述基板11上形成一第一导电层(ITO，氧化铟锡)12，在第一导电层12上形成包覆第一导电层12的第二导电层13，此第二导电层13由荧光粉(phosphor)材料制成，所述第一、二导电层12、13形成了一受电子束撞击而击发的阳极电极层14。
所述阴极电极层组件2包括一基板21，基板21为玻璃材料，在所述基板21上形成一第一绝缘层(Dielectric)22，在所述第一绝缘层22上形成一闸极导电层23，该闸极导电层23上形成一第二绝缘层24，并在该第二绝缘层24上形成一收敛(焦距)层25，可以利用微影或蚀刻方法，在所述第一绝缘层22、闸极(gate)导电层23、第二绝缘层24及收敛层25上形成通孔(hole)26，以及暴露基板21的凹陷区域27，在由所述通孔26及凹陷区域27暴露的基板21表面形成一第一导电层(银胶)28，再利用喷涂或黄光微影方式在第一导电层28上形成第二导电层(纳米碳管)29，所述第一、二导电层28、29在阴极电极层组件2上构成阴极电极层30。
上述收敛层25两侧向通孔26内伸出两个相对应的凸起31、31′，该凸起31包括由第一折点31a、第二折点31b、第三折点31c所构成两个斜面32、33；而另一凸起31′包括由第一折点31a′、第二折点31b′、第三折点31c′所构成的两个斜面32′、33′；收敛层25的高度(厚度)由第一段高度a(第一拐点到平面cc′的距离)及第二段高度b(第三折点到平面cc′的距离)够成，该凸起31的第二折点31b的凸起距离为c。
同样地，上述第一折点31a和另一个第一拐点31a′形成了一开口逐渐加大的出口(宽度d)，而第二折点31b和另一个第二折点31b′形成一馈入口(宽度e)，而第二导电层形成有一电子发射源(宽度为g)，而第三折点31c和另一个第三折点31c′形成了渐缩的入口(宽度f)，而凸起31的第二折点31b与第三折点31c形成了高度为h的斜面33，而收敛层25表面251的宽度为i，收敛层25底面252的宽度为j，闸极导电层23表面231的宽度为k。
由此可知，本发明对公知的收敛电极开口加以设计，可以达到最佳的收敛效果。使这种收敛电极网罩得以实施的条件如下1、e＝g；即收敛电极开口等于电子发射源(第二导电层29)的直径；2、d＞e；f＞e；d＞＝f；通过对开口两侧进行蚀刻设置。
3、a∶b＝0.8～1.2为最佳。
因此，以蚀刻方式实现d与f大于e，使电子束通过收敛电极的开口区面积最小，避免电子束流失；内部(inside)一侧，f＞e，这种结构所形成的电场等位线对电子束有收敛的效果；外部(outside)的一侧，d＞e，对电子束有发散的效果，不过也可以避免电子束的电子流失的区域缩减；a与b的比例用于调整聚焦范围。
根据上述的条件，本文提供了多个实验结果，首先，图3是本发明的第一种网罩收敛电极开口的电子束发射形状示意图。如图3所示，对收敛电极提供一特定电压，在b＝0时，出现发散现象，收敛效果不佳。需提供较大收敛极电压才能实现收敛效果，然而当所提供的电压过大时，将取代闸极而使各单元电子束均被击发。
图4所示了本发明的第二种网罩收敛电极开口的电子束发射形状示意图。如图4所示，对收敛电极提供一特定电压，当a∶b＝0.2，开始有收敛效果，不过仍有发散，需提供较大的收敛极电压才能实现收敛效果。此时有溢色发生。
图5是本发明的第三种网罩收敛电极开口的电子束发射形状示意图。如图5所示，对收敛电极提供一特定电压，当a∶b＝0.5～2时，收敛最佳，电子束分布均匀。可调整收敛极电压实现控制收敛电子束的目的。
图6是本发明的第四种网罩收敛电极开口的电子束发射形状示意图。如图6所示，对收敛电极提供一特定电压，当a∶b＝8时，收敛太过，击发荧光粉区域面积过小。收敛电极提供很小电压即可有收敛效果，不过电压调整范围过小，难以操作。
图7是本发明的第五种网罩收敛电极开口的电子束发射形状示意图。如图7所示，对收敛电极提供一特定电压，当a＝0时，发生预聚焦现象，使电子束击发区域成色纯度不均(甜甜圈)地分布。
进一步，如图8所示，在收敛层的底面距离大于闸极导电层距离时(j＞k)，该闸极导电层23可设置在收敛层25上。其余结构、工作原理和效果均与图2所示的类似，故不予赘述。
上述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。在本发明权利要求范围内所做的等效变化与修改，都在本发明的专利范围内。
权利要求
1.一种四极场发射显示器，通过调整网罩收敛层的开口形状，使网罩的收敛层开口实现最佳的收敛效果，包括一阳极电极层组件，包括一基板，在所述基板上形成一阳极电极层；一阴极电极层组件，包括一基板，在所述基板上形成一第一绝缘层，在所述第一绝缘层上形成一闸极导电层，所述闸极导电层上形成一第二绝缘层，在所述第二绝缘层上形成一收敛层，所述第一绝缘层、闸极导电层、第二绝缘层及收敛层上形成有通孔以及暴露基板的凹陷区域，在由所述通孔及凹陷区域暴露的基板表面形成有第一、二导电层，该第一、二导电层构成一阴极电极层；其特征在于，所述收敛层两侧向通孔内伸出两个相对应的凸起，所述两个凸起分别包括由第一折点、第二折点、第三折点所构成的两个斜面，并形成带有由内而外的渐缩入口、馈入口、渐宽出口的收敛电极开口区；所述收敛层的高度由所述第一折点到两个凸起的所述第二折点所形成的平面之间的第一段高度及所述第三折点到两个凸起的所述第二折点所形成的平面之间的第二段高度所形成；及，所述收敛层厚度的第一段高度与第二段高度的比例可用于调整聚焦范围。
2.根据权利要求1所述的四极场发射显示器，其特征在于，所述基板由玻璃材料制成。
3.根据权利要求1所述的四极场发射显示器，其特征在于，所述阳极电极层由第一导电层及第二导电层构成。
4.根据权利要求3所述的四极场发射显示器，其特征在于，所述第一导电层由氧化铟锡材料构成。
5.根据权利要求3所述的四极场发射显示器，其特征在于，所述第二导电层由荧光粉材料构成。
6.根据权利要求1所述的四极场发射显示器，其特征在于，所述第一导电层由银胶材料构成。
7.根据权利要求1所述的四极场发射显示器，其特征在于，所述第二导电层由纳米碳粉材料构成。
8.根据权利要求1所述的四极场发射显示器，其特征在于，所述一个凸起的第二折点与另一凸起的第二折点的距离形成的馈入口的宽度等于所述阴极电极层组件的第二导电层直径。
9.根据权利要求1所述的四极场发射显示器，其特征在于，所述一个凸起的第一折点与另一凸起的第一折点的距离大于所述一个凸起的第二折点到另一凸起的第二折点的距离，从而形成渐宽出口。
10.根据权利要求1所述的四极场发射显示器，其特征在于，所述一个凸起的第三折点与另一凸起的第三折点的距离大于所述一个凸起的第二折点到另一凸起的第二折点的距离，从而形成渐缩入口。
11.根据权利要求1所述的四极场发射显示器，其特征在于，所述一个凸起的第一折点至另一凸起的第一折点的距离可以大于或等于所述一个凸起的第三折点到另一凸起的第三折点的距离。
12.根据权利要求1所述的四极场发射显示器，其特征在于，所述一个凸起的第一折点到另一凸起的第一折点的距离以及所述一个凸起的第三折点至另一凸起的第三折点的距离大在所述一个凸起的第二折点至另一凸起的第二折点的距离，使电子束通过收敛电极的开口区面积最小，避免电子束流失。
13.根据权利要求1所述的四极场发射显示器，其特征在于，所述一个凸起的第三折点到另一凸起的第三折点的距离大于一个凸起的第二折点至另一凸起的第二折点的距离，使内侧形成的电场等位线对电子束有收敛的效果。
14.根据权利要求1所述的四极场发射显示器，其特征在于，所述一个凸起的第一折点至另一凸起的第一折点的距离大于所述一个凸起的第二折点到另一凸起的第二折点的距离，使外侧对电子束有发散效果，但仍有避免电子束的电子流失的缩减区域。
15.根据权利要求1所述的四极场发射显示器，其特征在于，所述收敛层的第一段高度与第二段高度的比例为0.5～2，可调整收敛层电压实现控制收敛电子束的目的。
16.一种四极场发射显示器，通过改进网罩收敛电极的开口，让网罩的收敛电极开口实现最佳的收敛效果，包括一阳极电极层组件，包括一基板，在所述基板上形成有一阳极电极层；一阴极电极层组件，包括一基板，在所述基板上形成一第一绝缘层，在所述第一绝缘层上形成有一收敛层，所述收敛层上形成一第二绝缘层，在所述第二绝缘层上形成一闸极导电层，所述第一绝缘层、收敛层、第二绝缘层及闸极导电层上形成有通孔以及暴露基板的凹陷区域，在由所述通孔及凹陷区域暴露的基板表面形成有第一、二导电层，该第一、二导电层构成一阴极电极层；其特征在于，所述收敛层的底面宽度大于所述闸极导电层宽度；所述收敛层两侧向通孔内伸出两个相对应的凸起，所述两个凸起分别包括由第一折点、第二折点、第三折点所构成的两个斜面；所述收敛层的高度由所述第一折点到两个凸起的所述第二折点所形成的平面之间的第一段高度及所述第三折点到两个凸起的所述第二折点所形成的平面之间的第二段高度所形成；及，所述收敛层厚度的第一段高度与第二段高度的比例可用于调整聚焦范围。
全文摘要
一种四极场发射显示器，在阴极电极层组件的收敛层两侧向通孔内伸出两个相对应的凸起，所述两个凸起分别包括由第一折点、第二折点、第三折点所构成的两个斜面，并形成带有渐缩入口、馈入口及渐宽出口的收敛电极开口；所述收敛层的高度由第一段高度及第二段高度构成，利用收敛层厚度的第一段高度与第二段高度的比例调整聚焦范围，使网罩的收敛电极开口达到最佳的收敛效果。
文档编号H01J31/12GK1691268SQ20041004568
公开日2005年11月2日 申请日期2004年4月30日 优先权日2004年4月30日
发明者杨镇在 申请人:东元奈米应材股份有限公司