本发明专利技术提供一种弹道电子表面发射器件（ＢＳＤ）发射器。其包括：后基板；形成在所述后基板上的阴极电极；垂直排列在阴极电极上并用作用于传导弹道电子的材料的碳纳米管；以及形成在所述垂直排列的碳纳米管上的薄金属电极层。能够很容易地生产根据本发明专利技术实施例的ＢＳＤ发射器。所述ＢＳＤ发射器中使用的碳纳米管未起冷发射器的作用，而是作为传送弹道电子的通道，并且不存在碳纳米管在开／关操作期间被损坏的危险。因此，能够保证长期驱动的可靠性。根据本发明专利技术另一实施例的ＦＥＤ，即使在不使用单独聚焦电极的情况下也能够提供高的色纯度，并且不必维持高真空。此外，减少了显示器操作特性的改变，允许增加显示器的实用性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种弹道电子表面发射器件(BSD)发射器、使用该BSD发射器的场发射显示器(FED)、和使用该BSD发射器的场发射型背光装置。
技术介绍
显示器在信息和媒体传递方面起到重要的作用，并广泛用于个人电脑监视器和电视机中。显示器通常为使用高速热电子发射的阴极射线管(CRT)，或迅速发展起来的平板显示器。平板显示器的类型包括液晶显示器(LCD)、等离子显示板(PDP)、场发射显示器(FED)等。在FED中，当在栅电极与以预定距离设置于阴极电极上的发射器之间施加强电场时，从发射器中发射出电子并且电子与阳极电极上的荧光材料相碰撞，从而发光。因此，FED是使用作为电子发射源的冷阴极的电子形成图像的显示器。FED的图像质量受发射器的特征，如结构和材料等高度影响。图1A为说明常规FED的部分截面图。图1B为说明常规FED的部分顶视图。参照图1A和1B，所述FED具有三极结构，即阴极电极11、阳极电极21和栅电极14′。所述阴极电极11和栅电极14′形成在后基板10上。所述阳极电极21形成在前基板20的底表面上。由R、G和B荧光体构成的荧光层23和用于改善对比度的黑矩阵22形成在阳极电极21的底表面上。在所述后基板10和前基板20之间设置间隔体30从而维持预定的距离。所述FED具有这样的构造，即包括形成在后基板10上的阴极电极11、顺序形成在后基板10上的具有精细开口13的绝缘层15以及栅电极14′，和形成在所述开口13内阴极电极11上的发射器16。主要由钼(Mo)构成的Spindt型金属尖(或微尖)，在最初研发的FED中已经用作发射器16。在具有这样金属尖的FED中，必须形成极精细的孔从而设置发射器并且必须通过钼的沉积在整个图像区域形成均匀的金属微尖。可是，很难使FED中的所有发射器都具有一致的特性。所述发射器的制造工序非常复杂并需要高技术和昂贵的设备。此外，使用上述金属尖很难制造大的显示器。因此，已经进行了很多尝试通过使用碳纳米管(CNT)用作发射器来简化制造工序并制造大显示器。如图2所示，运用丝网印刷或使用合成设备能够以一种简单的方式将具有纳米级直径和高的纵横比(长度/直径)的碳纳米管用作发射器56。可是，作为碳纳米管最重要部分的尖部欠缺耐久性，并且因此可能在开/关操作中被损坏或折断，自碳纳米管作为冷发射器这就发生。已经相信，所述发射器损坏或折断的原因主要是当加速的电子撞击荧光体而发光时，阳离子离开所述荧光体并且也加速与所述发射器相撞。在图2中，附图标记51和54分别表示阴极电极和栅电极。进一步的问题是，当碳纳米管彼此接近放在一起时，所述碳纳米管的纵横比降低而阀值电压增加，从而减少碳纳米管的优势。因此，必须将碳纳米管设置得相互之间具有恒定的间距，而这是一个复杂的工艺。为了克服上述尖型发射器的这些问题，已经研发了平坦型发射器。所述平坦型发射器包括使用类金刚石碳(diamond-like carbon)的发射器、表面传导发射器、金属-绝缘体-金属(在下文，称作“MIM”)发射器以及BSD发射器。MIM和BSD发射器不需要高度真空或用于聚焦电子束的单独元件。这些发射器具有20V或更小的驱动电压并且其表面是抗污染的。尽管如图3所示的使用BSD发射器的场发射装置适合于FED，但所述BSD发射器是基于应用纳米技术的冷阴极电子源的技术，其中电子发射的原理与常规尖型发射器的不同。图4为说明运用使用多孔多晶硅(PPS)的BSD发射器的常规FED的结构的示意图。参照图4，纳米晶体结构的多孔多晶硅薄层350形成在玻璃基板上并在所述多孔多晶硅薄层350的周围形成多晶硅的氧化层340。随后，在所述多孔多晶硅薄层350和氧化层340的表面上形成例如金的电极层314。阳极电极321和荧光层323顺序形成在玻璃基板的表面上。BSD的构造处于真空状态。当在BSD中的电极311和321之间施加电压时，穿透纳米晶体结构的电子在基本没有碰撞的情况下被加速并发射到真空内(弹道电子发射现象)。附图标记330表示间隔体。通过将n型掺杂硅晶体浸入含HF的乙醇水溶液中并进行电化学氧化产生上述PPS。可是，很难实现PPS氧化层的形成和固定。使用上述方法产生的PPS的电子发射特性对于电化学氧化的条件及密封和排气过程中基板的温度非常敏感。因此，很难获得稳定而均匀的电子发射特性。属于光接收型平板显示器的液晶显示器(LCD)，具有轻的重量并消耗较低电能。可是，LCD本身不能发光从而形成图像。LCD可通过使用外部入射的光线形成图像。因此，在LCD的后侧安装背光装置。以前，为线光源的冷阴极荧光灯(CCFL)以及为点光源的发光二极管(LED)通常被用作背光装置。可是，常规背光装置通常具有复杂的结构，因此非常昂贵。此外，光源被设置在常规背光装置的两侧，因此由于光反射和透射使得电耗增加。特别地，随LCD的尺寸变大，更难确保背光装置的均匀亮度。
技术实现思路
本专利技术提供一种弹道电子表面发射器件(BSD)发射器，其能够易于被制造并能长时间发射稳定和均匀的弹道电子。本专利技术也提供一种使用BSD发射器制造的场发射显示器(FED)。本专利技术进一步提供一种使用BSD发射器制造的场发射型背光装置。根据本专利技术的一个方面，提供一种BSD发射器，其包括后基板；形成在所述后基板上的阴极电极；垂直排列在所述阴极电极上并用作用于传导弹道电子的材料的碳纳米管；以及形成在垂直排列的碳纳米管上的薄金属电极层。根据本专利技术的另一方面，提供一种场发射显示器，其包括上述BSD发射器；以及与所述BSD发射器相对设置并与其以预定距离间隔开的前基板，阳极电极及具有图案的荧光层顺序形成在所述前基板表面上。仍根据本专利技术的另一方面，提供一种场发射型背光装置，其包括上述BSD发射器；以及与所述BSD发射器相对设置并与其以预定距离间隔开的前基板，阳极电极和荧光层顺序形成在所述前基板表面上。附图说明通过参照附图详细描述本专利技术的示例性实施例，本专利技术的上述和其他特征及优点将变得更加清楚，在所述附图中图1A为说明常规场发射显示器(FED)的部分截面图； 图1B为说明常规FED的部分顶视图；图2为说明使用碳纳米管的常规FED的示意图；图3为说明使用多孔多晶硅(PPS)的常规弹道电子表面发射器件(BSD)发射器的构造及其操作原理的部分截面图；图4为说明运用使用PPS的BSD的常规FED的构造的示意图；图5为说明根据本专利技术一个实施例的BSD发射器的部分截面示意图；图6为说明弹道电子传输现象的示意图；图7为说明根据本专利技术一个实施例的FED的截面图；图8为说明根据本专利技术一个实施例的场发射型背光装置的截面图。具体实施例方式以下，参照附图详细描述根据本专利技术示例性实施例的场发射显示器(FED)。在所有附图中，相同的附图标记指代相同的元件。图5为说明根据本专利技术一个实施例的BSD发射器的部分截面示意图。如图5所示，在本专利技术中使用的垂直排列的碳纳米管内的电子传导具有弹道电子传输特性。弹道电子传输导体指其中电子能在不碰撞的情况下移动的导体，所述电子具有对应于在阳极电极和阴极电极之间施加的电压的能量。以往认为上述的弹道电子只在高真空条件下产生。可是，已经发现通过使用纳米技术弹道电子传输在固相(solid phase)内也能发生，类似于在真空状态下。如本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种弹道电子表面发射器件（ＢＳＤ）发射器，包括：后基板；阴极电极，其形成在所述后基板上；碳纳米管，其垂直排列在所述阴极电极上并用作用于传导弹道电子的材料；和 薄金属电极层，其形成在所述垂直排列的碳纳米管上。
【技术特征摘要】
KR 2004-2-24 12326/041.一种弹道电子表面发射器件(BSD)发射器，包括后基板；阴极电极，其形成在所述后基板上；碳纳米管，其垂直排列在所述阴极电极上并用作用于传导弹道电子的材料；和薄金属电极层，其形成在所述垂直排列的碳纳米管上。2.根据权利要求1所述的弹道电子表面发射器件发射器，其中地电位或负电压施加到所述阴极电极，正电压施加到所述薄金属电极层，并且ICNT电流在两端之间流动。3.根据权利要求1所述的弹道电子表面发射器件发射器，其中所述垂直排列的碳纳米管为金属性碳纳米管。4.根据权利要求1所述的弹道电子表面发射器件发射器，其中当所述垂直排列的碳纳米管为金属性碳纳米管时，绝缘层被置于所述垂直排列的碳纳米管和所述薄金属电极层之间。5.根据权利要求1所述的弹道电子表面发射器件发射器，其中所述垂直排列的碳纳米管具有最大2μm的长度。6.根据权利要求1所述的弹道电子表面发射器件发射器，其中所述垂直排列的碳纳米管使用...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴泰植，金钟玟，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]
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