电子发射显示装置

摘要

一种电子发射显示装置，包括：前面板，该前面板包括前基板、在该前基板的表面上形成的阳极电极、以及荧光层；后面板，该后面板包括面对该前基板以预定距离相隔设置的后基板、在该后基板上形成的电子发射体、以及至少一个控制电子发射体的电子发射的驱动电极；密封该前面板和后面板的密封元件；以及包括在该密封元件中并具有比该密封元件的介电常数小的介电常数的至少一个介电层。

权利要求

1.一种电子发射显示装置，包括：

前面板，其包括前基板、在该前基板的表面上形成的阳极电极、以及荧光层；

后面板，包括面对该前基板以预定距离相隔设置的后基板、在该后基板上形成的电子发射体、以及至少一个控制电子发射的驱动电极；

密封该前面板和后面板的密封元件；以及

至少一个介电层；

其中，所述至少一个介电层包含在密封元件中，或所述至少一个介电层设置在密封元件与前面板、后面板二者的至少之一之间，其中，所述密封元件包括密封玻璃料，并且该密封玻璃料的介电常数大于20F/m且小于40F/m，且所述介电层的介电常数大于10F/m且小于20F/m。

2.根据权利要求1的电子发射显示装置，其中，该介电层位于该密封元件与前面板、后面板二者的至少之一之间。

3.根据权利要求1的电子发射显示装置，其中，形成该荧光层以暴露该阳极电极的一端，且该介电层位于该密封元件与阳极电极、驱动电极二者的至少之一之间。

4.根据权利要求1的电子发射显示装置，其中，该介电层包括厚膜。

5.根据权利要求4的电子发射显示装置，其中，该介电层由PbO-SiO2-B2O3构成。

6.一种电子发射显示装置，包括：

前面板，包括前基板、在该前基板的表面上形成的阳极电极、以及荧光层；

后面板，包括面对该前基板而设置的后基板、在该后基板上形成的阴极电极、覆盖阴极电极和该后基板的全部表面的绝缘层、在该绝缘层上与阴极电极交叉形成的栅极电极、在栅极电极以及在阴极电极和栅极电极交叉区域处的绝缘层中形成的栅极孔、以及在栅极孔中形成的电子发射体；

密封该前面板和后面板的密封元件；以及

至少一个介电层，

其中，所述至少一个介电层包含在密封元件中，或所述至少一个介电层设置在密封元件与前面板、后面板二者的至少之一之间，其中，所述密封元件包括密封玻璃料，并且该密封玻璃料的介电常数大于20F/m且小于40F/m，且所述介电层的介电常数大于10F/m且小于20F/m。

7.根据权利要求6的电子发射显示装置，其中，该介电层位于该密封元件与前面板、后面板二者的至少之一之间。

8.根据权利要求6的电子发射显示装置，其中，形成该荧光层以暴露该阳极电极的一端，且该介电层位于该密封元件与阳极电极、驱动电极、绝缘层三者的至少之一之间。

9.根据权利要求6的电子发射显示装置，其中，该介电层包括厚膜。

10.根据权利要求9的电子发射显示装置，其中，该介电层由PbO-SiO2-B2O3构成。

说明书

电子发射显示装置

[0001] 优先权声明

[0002] 根据35 U.S.C.§119，本发明参照并要求于2004年4月29日向韩国知识产权局递交的申请号为No.10-2004-0029879、发明名称为“电子发射显示装置(ELECTRON EMISSION DISPLAY DEVICE)”的申请的权益，并在此引入。

技术领域

[0003] 本发明涉及一种电子发射显示装置，尤其是涉及一种防止输出电压的波形失真现象以及出现起弧并能使高压能够施加到阳极电极的电子发射显示装置。

背景技术

[0004] 通常，电子发射显示装置为一平面显示装置，其利用由从第一基板发射的电子产生的光来显示预定图像，该电子与在第二基板上形成的荧光层碰撞。该第一基板作为一种电子源可为热阴极电极或冷阴极电极。

[0005] 场致发射显示(FED)装置是一种使用冷阴极电极的电子发射显示装置，且其可为场致发射阵列(FEA)型、金属-绝缘体-金属(MIM)型、金属-绝缘体-半导体(MIS)型或表面传导电子发射(SCE)型。

[0006] FED装置包括在其上形成场致发射装置的后面板、在其上形成利用由该场致发射装置发射的电子所产生的光以产生图像的荧光层的前面板、以及密封该前面板和后面板的密封元件。在这种情况下，该密封元件、位于该密封元件上的阳极电极、以及位于该密封元件下方的阴极电极-栅极电极构成了一个电容器，因此，形成下面的公式：

[0007] [公式1]

[0008] Q＝C·V

[0009] 其中V为施加到位于密封元件上方和下方的电极的电势差；Q为当电势差V加至其上时，在位于密封元件上方和下方的每一个电极内聚集的电荷数；C为电容，即，由位于密封元件上方和下方的电极的几何结构所决定的常数。

[0010] 根据上面的公式，当电压施加至位于密封元件上方和下方的电极上时，电荷聚积存该密封元件的上部和下部。在这种情况下，存在着一问题，即直到密封元件的上部和下部聚积着足够的电荷时才能将所需的电势差施加至该场致发射装置。而且，当该施加至位于密封元件的上方和下方的电极的电压被切断时，还存在一个问题：高于某一特定电压的电压被施加至密封元件的上部和下部，直到足够数量的聚积电荷从该密封元件的上部和下部放电。这意味着输出电压的波形失真，最终会导致所显示图像的失真。而且，根据上述公式，当更高的电势差施加至位于密封元件上方和下方的电极时，聚积在该密封元件的上部和下部的电荷量得到增加。这点可导致输出电压的起弧，从而减少了该FED装置的寿命。

发明内容

[0011] 本发明提供了一种电子发射显示装置，其通过防止由于减少聚积在密封前面板和后面板的密封元件的上部和下部上的电荷而导致的输出电压的波形失真现象和起弧，从而能够防止图像的失真。

[0012] 根据本发明的一个方面，提供了一种电子发射显示装置，包含：一前面板，其包括前基板、在该前基板的表面上形成的阳极电极、以及荧光层；一后面板，其包括面对该前基板以预定距离相隔设置的后基板、在该后基板上形成的电子发射体、以及至少一个控制电子发射体的电子发射的驱动电极；一密封元件，其密封该前面板和后面板；以及至少一个介电层，其具有比该密封元件的介电常数小的介电常数、并包括在该密封元件中。

[0013] 根据该电子发射显示装置的具体实施例，该介电层可位于密封元件和前面板之间，或者位于密封元件和后面板之间。

[0014] 可形成该荧光层以暴露阳极电极的一端，且介电层可位于密封元件和阳极电极之间或者位于密封元件与驱动电极之间。

[0015] 该介电层可为厚膜。该介电层可由PbO-SiO2-B2O3构成。该密封元件可为密封玻璃粉(sealing glass frit)。该密封玻璃料的介电常数大于20F/m且小于40F/m，且该介电层的介电常数大于10F/m且小于20F/m。

[0016] 根据本发明的另一个电子发射显示装置，包含：一前面板，其包括前基板、在该前基板的表面上形成的阳极电极、以及荧光层；一后面板，其包括面对该前基板设置的后基板、在该后基板上形成的阴极电极、覆盖阴极电极和该后基板的全部表面的绝缘层、在该绝缘层上与阴极电极交叉形成的栅极电极、穿过栅极电极和绝缘层在阴极电极和栅极电极交叉的区域处形成的栅极孔、以及在栅极孔中形成的电子发射体；一密封元件，其密封该前面板和后面板；以及至少一个介电层，其包括在该密封元件中并具有比该密封元件的介电常数小的介电常数。

[0017] 根据该电子发射显示装置的具体实施例，该介电层可位于密封元件和前面板之间，或者位于密封元件和后面板之间。

[0018] 可形成荧光层以暴露阳极电极的一端，且介电层可位于密封元件和阳极电极之间，或者位于密封元件与驱动电极和绝缘层其中之一之间。

[0019] 该介电层可为厚膜。该介电层可由PbO-SiO2-B2O3构成。该密封元件可为密封玻璃料。该密封玻璃料的介电常数大于20F/m且小于40F/m，且该介电层的介电常数大于10F/m且小于20F/m。

[0020] 根据本发明的另一个电子发射显示装置，包含：一前面板，其包括前基板、在该前基板的表面上形成的阳极电极、以及荧光层；一后面板，包括面对该前基板设置的后基板、在该后基板上形成的栅极电极、覆盖栅极电极和在该后基板全部表面上形成的绝缘层、在该绝缘层上与栅极电极交叉形成的阴极电极、以及电连接至阴极电极的电子发射体；一密封元件，其密封该前面板和后面板；以及至少一个介电层，其包括在该密封元件中并具有比该密封元件的介电常数小的介电常数。

[0021] 根据该电子发射显示装置的具体实施例，该介电层可位于密封元件和前面板之间，或者位于密封元件和后面板之间。

[0022] 可形成该荧光层以暴露阳极电极的一端，且介电层可位于密封元件和阳极电极之间或者位于密封元件与驱动电极和绝缘层其中之一之间。

[0023] 该介电层可为厚膜。该介电层可由PbO-SiO2-B2O3构成。该密封元件可为密封玻璃料。该密封玻璃料的介电常数大于20F/m且小于40F/m，且该介电层的介电常数大于10F/m且小于20F/m。

附图说明

[0024] 通过参照下面详细描述的说明书及附图，本发明更详尽的描述及其许多附加的优点将会变得显而易见且更容易理解，附图中相同的参考标记代表相同或相似的元件，其中；

[0025] 图1为电子发射显示装置的截面图；

[0026] 图2至4为当电路仅包括无源元件且不包括电容器时(图2)以及当电路包括不同尺寸的电容器时(图3和4)的电路输出电压的变化图；

[0027] 图5为包括有插入在两个电极之间的介电层的电容器的截面图；

[0028] 图6为具有与图5所示电容器的电容相等的总电容的串连电容器的截面图；

[0029] 图7为根据本发明一实施例的底栅极型电子发射显示装置的透视图；

[0030] 图8为图7的底栅极型电子发射显示装置的截面图；

[0031] 图9为图7的底栅极型电子发射显示装置的另一截面图；

[0032] 图10为根据本发明另一实施例的底栅极型电子发射显示装置的透视图；

[0033] 图11为根据本发明第二实施例的底栅极型电子发射显示装置的截面图；

[0034] 图12为根据本发明第三实施例的底栅极型电子发射显示装置的截面图；

[0035] 图1 3为根据本发明第四实施例的底栅极型电子发射显示装置的截面图；

[0036] 图14为根据本发明第五实施例的顶部栅极型电子发射显示装置的透视图；

[0037] 图15为沿图14的x-z面的顶部栅型电子发射显示装置的截面图；

[0038] 图16为沿图14的y-z面的顶部栅型电子发射显示装置的截面图；

[0039] 图17为根据本发明第六实施例的顶部栅型电子发射装置的截面图。

具体实施方式

[0040] 现在将参照附图更详尽地描述本发明，在附图中示出了本发明的示意性实施例。

[0041] 图1为电子发射显示装置的截面图。

[0042] 参照图1，FED装置包括在其上形成场致发射装置的后面板3，在其上形成荧光层的前面板1，以及将该前面板1和后面板3密封的密封元件2，该荧光层利用由该场致发射装置发出的电子所产生的光以产生图像。在这种情况下，该密封元件2、位于该密封元件2上的阳极电极(未示出)、以及位于该密封元件2下方的阴极电极-栅极电极(未示出)构成了一个电容器，因此，形成下面的公式：

[0043] [公式1]

[0044] Q＝C·V

[0045] 其中V是施加至位于密封元件2上方和下方的电极的电势差；Q为当电势差V施加至其上时，在位于密封元件2上方和下方的每一个电极内聚集的电荷数；C为电容，即，由位于密封元件2上方和下方的电极的几何结构所决定的常数。

[0046] 根据上述公式，当电压施加至位于密封元件2上方和下方的电极上时，电荷聚集在密封元件2上部和下部。在这种情况下，存在着直到密封元件2的上部和下部聚积着足够的电荷时才能将所需的电势差施施加至该场致发射装置的问题。而且，当该施加至位于密封元件2的上方和下方的电极的电压被切断时，还存在一个问题：高于某一特定电压的电压被施加至密封元件2的上部和下部，直到足够数量的聚积电荷从该密封元件2的上部和下部放电。这意味着输出电压的波形失真，其最终会导致所显示图像的失真。而且，根据上述公式，当更高的电势差施加至位于密封元件2上方和下方的电极时，聚积在密封元件2的上部和下部的电荷量得到增加。这可导致输出电压的起弧，从而缩短了该FED装置的寿命。

[0047] 图2至4为当该电路仅包括无源元件且不包括电容器时(图2)以及当该电路包括不同尺寸的电容器时(图3和4)电路的输出电压的变化图，

[0048] 如图2所示，当切断输入至仅包含无源元件电阻的电路的恒压Vi时，输出电压Vo具有与输入电压Vi相同的波形。然而，如图3和4所示，如果上述电路中包括电容器，当切断输入电压Vi时，输出电压Vo具有带有一时间常数的失真波形，该波形在预定的时间段内等于输入电压Vi的波形，然后渐降至零。当该电容器的电容增加，失真的程度也更大。也就是，相应于图3中所示波形的电容器的电容比相应于图4中所示波形的电容器的电容更大。这是因为，根据公式1，当电容增大，施加相同的电压，更多的电荷聚积在位于该电容器的上部和下部的电极上，将聚积在电极上的电荷释放需要更长的时间。当电压施加至电容器时会出现同样的效果。因此，如果降低电容器的电容，会减小输出电压的波形失真。

[0049] 图5为包括插入在两个电极之间的介电层的电容器的截面图，图6为具有与图5所示电容器的电容相等的总电容的串连电容器的截面图。

[0050] 图5中，该电容器包括插入在两个电极50和52之间的介电层54、56和58，图6为一截面图，其示出了具有与图5所示的电容器的电容相等的总电容的串连等效电容器。

[0051] 仍参照图5，电极50和52的每一个的面积都为A。为便于说明，假设与电极50和52直接接触的介电层54和58具有同样的介电常数e1和厚度d1，位于这两个介电层54和
58之间的介电层56具有介电常数e2和厚度d2，在图6中，这些电容器的电容由上至下为C1、C2和C3，并由下面的公式2所定义：

[0052] [公式2]

[0053]

[0054] 在图6中，这些电容器的总电容C’由下面的公式3所定义：

[0055] [公式3]

[0056]

[0057]

[0058] 在图5中，电容器的电容也为C’。

[0059] 另一方面，如果图5中的电容器只包括电极50和52之间的一层介电层，且该介电层具有介电常数ε2和厚度d，d＝d1+d2，该电容器的电容C如下所述：

[0060] [公式4]

[0061]

[0062] 此时，如果介电层的厚度为d2，且具有介电常数ε1和厚度d1的介电层插入在厚度为d2的介电层的上方和下方，修正了的电容将如公式3所示。因此，通过适当地选择ε1、d1和d2，电容C’可具有所需值。在本发明中，可以适当地选择ε1、d1和d2使电容C’小于电容C，因为当电容C’很小时可得到所需的效果。例如，减小电容C’，使C’＝Cx1/k，其中，k为比1大的常数，下述条件可由公式3和4获得。

[0063] [公式5]

[0064]

[0065] 因此，通过插入一具有比特定介电层的介电常数小1/k倍的介电常数的介电层，电容C’可降低1/k倍。假设这些电容器理想化地运行，可推得公式3、4和5。

[0066] 图7为根据本发明第一实施例的底栅极型电子发射显示装置的透视图，而图8和9为分别沿图7中的x-z平面和y-z平面的截面图。

[0067] 参照图7至9，电子发射显示装置具有这样一个结构，即后面板和前面板以由隔离垫26保持的预定距离被密封，其中该后面板发射由在后基板10上包括的电子发射装置产生的电子，以及该前面板利用在前基板20上形成的荧光层24发射出的光来显示预定图像。

[0068] 特别是，具有预定图案(例如条形图案)的多个栅极电极12形成在后基板10上，覆盖这些栅极电极12的绝缘层14形成在该后基板10的整个表面上，具有预定图案(例如条形图案)的多个阴极电极16形成在绝缘层14上，与栅极电极12垂直交叉。栅极电极12的图案和阴极电极16的图案不限于条形图案。

[0069] 电子发射体18a形成在阴极电极16上。该电子发射体18a可以如图7中所示，以与阴极电极16的条形图案相同的条形图案形成在阴极电极16上，或者电子发射体18b可以如图10中所示，有选择地形成在栅极电极12与阴极电极16交叉的区域上。由于在阴极电极16的边缘上形成更强的电场，可通过在阴极电极16的边缘上形成电子发射体18a和18b来提高电子发射的效率。

[0070] 前基板20包括透明阳极电极22和红、绿、蓝色荧光层24。该透明阳极电极22由例如氧化铟锡(ITO)形成，其上施加高电压以加速从电子发射体18a或18b发出的电子。荧光层24可以预定图案形成，该荧光层通过被电子发射体18a或18b发出的电子激发来发射可见光。用于提高图像对比度的黑矩阵(未示出)位于荧光层24之间。

[0071] 与上面的描述不同，前面板可以这样一个结构形成：绿、红、蓝色荧光层在该前面板20上以一定的间隔形成，由金属薄膜(例如铝箔)形成的阳极电极可在该荧光层上形成。在这种情况下，用于提高图像对比度的黑矩阵可在荧光层之间形成。考虑到这一点，由金属薄膜形成的阳极电极不仅具有来自外部施加给它的高电压以加速电子，而且执行了保护该显示装置的内部电压并提高亮度的功能。在上述结构中，由ITO形成的透明电极也可以被包含在荧光层的表面上。该透明电极覆盖前基板的整个表面，或者其可以以条形图案形成。可省去该金属薄膜，并且在这种情况下，该透明电极作为阳极电极并接收用于加速电子所必须的电压。

[0072] 在后基板10和前基板20之间的预定间隙由多个隔离垫26维持。

[0073] 根据上述结构，当预定电压施加至栅极电极12和阴极电极16上，且用于加速电子所需的高电压施加至阳极电极22上时，该电子发射显示装置工作。也就是，在电子发射体18a或18b的周围由栅极电极12和阴极电极16之间的电势差形成了强电场，并且通过由所形成的电场所产生的量子力学隧穿效应，从电子发射体18a或18b发射出电子。于是，当被施加至阳极电极22的电压所感应的具有高能量的电子在该荧光层上碰撞时，由从荧光层
24产生的光显示图像。

[0074] 作为该电子发射显示装置的一种工作特性，前面板和后面板之间的空间必须维持在大于10-6Torr的高真空状态。如果该空间没有维持在高真空状态，通过在该空间中存在的微粒和电子发射体18a或18b发射出的电子之间的碰撞会产生离子。当这些离子产生时，该装置由于这些离子的溅射而退化，并且电子的碰撞能量(也就是图像的亮度)也会降低，这是因为由阳极电极22加速的这些电子也通过与存在于该空间的微粒的碰撞而失去能量。因此，利用诸如密封玻璃料的密封元件28将后面板和前面板之间的空间密封在高真空状态。此时，具有小于密封元件28的介电常数的介电层28a在密封元件28的上方和下方形成，以满足公式5的条件。

[0075] 利用下面的方法形成具有上述结构的电子发射显示装置的后面板。

[0076] 如图7-10所示，准备好由玻璃形成的后基板10，以及由选自由ITO、IZO或In2O3构成的一组中的透明导电材料，或选自由Mo、Ni、Ti、Cr、W或Ag构成的一组的金属形成的多个条形图案的栅极电极12。当然，该栅极电极12也可由其它材料形成。

[0077] 然后，通过几次将玻璃浆料丝网印刷在后基板10的全部表面上以覆盖栅极电极12来形成由氧化硅组或氮化硅组构成的绝缘层14。

[0078] 由例如Ag的高导电金属构成的多个阴极电极，以条形图案在绝缘层14上垂直于栅极电极12形成。

[0079] 形成阴极电极16后，电子发射体18a或18b在该阴极电极16的一侧上形成，或者在该阴极电极16的中心部或一端部上形成。该电子发射体18a或18b可由具有低功函数的诸如碳纳米管、石墨、金刚石、DLC或C60的碳组材料形成。在印刷该浆状.碳组材料的厚膜后，该电子发射体18a或18b可通过干燥、曝光和显影过程将该厚膜形成图案来形成。当该电子发射体18a或18由碳纳米管形成时，如果需要的话可以进行用于以竖直或直立姿势布置电子发射体18a或18b的碳纳米管的安装过程。

[0080] 在后面板和其上形成阳极22和荧光层24的前面板的一端部上形成具有如上所述的适当介电常数的介电层28a后，利用密封元件28密封该后面板和前面板。密封玻璃料可被用作密封元件28，在这种情况下，利用分散方式(dispensing mothed)或丝网印刷方式，在形成于后面板的一端部上的介电层28a上涂敷预定厚度的浆状的密封玻璃料。在密封玻璃料28中存在的湿气通过干燥过程被排出。随后，在将后面板与前面板对准后，通过在高温下烧结该密封玻璃料28完成后面板和前面板的密封。完成该密封后，后面板和前面板之间的空间通过预定的排气孔(未示出)排气达到高真空状态。

[0081] 在上述实施例中，这些介电层可形成于密封元件与后面板之间或密封元件与前面板之间。而且，它们可形成于密封元件内，并且可以形成超过两个的介电层。

[0082] 另一方面，在上述实施例中，这些介电层可被制成薄膜或厚膜。薄膜可通过使用CVD方法制成。厚膜可通过使用印刷方法制成，在这种情况下，可降低制造成本，这是因为可以使用便宜的印刷设备而不是昂贵的CVD设备。厚膜可利用PbO-SiO2-B2O3组材料制成。这也适用于本发明后面的实施例。

[0083] 图11为根据本发明第二实施例的底栅极型电子发射显示装置的截面图。

[0084] 在此实施例中，在前面板上形成的荧光层24并不形成在前基板20的一端部上，使得介电层28a在前面板的阳极电极22上形成。在后面板上形成的介电层28a在阴极电极16或绝缘层14的一端部上形成。

[0085] 由于密封玻璃料被广泛用作电子发射显示装置的密封元件，当利用具有约30F/m的介电常数的密封玻璃料制成密封元件，以及通过在公式5中代入ε2＝30F/m和k＝2、ε1＝10F/m，在密封玻璃料的上方和下方形成具有10F/m的介电常数ε1的介电层时，密封玻璃料的上方和下方的这些介电层的每一个厚度d1都变为约0.25d，并且密封玻璃料的厚度变为约0.5d。也就是说，当在密封玻璃料的上方和下方形成这些具有介电常数ε1＝10F/m的介电层时，总电容降至一半，于是在密封玻璃料的上方和下方聚积的电荷量减少了一半。因此，可以得到所希望的电子发射显示装置。

[0086] 现在将描述密封玻璃料的介电常数，以及密封玻璃料内包含的介电层的介电常数。

[0087] 如上所述，在本发明中，希望在密封元件所在的部分降低电容。因此，具有低介电常数的密封元件和介电层必须被用于降低电容。然而，通常当介电常数减小时，烧结温度增加。因此，如果烧结温度存在一个上限，密封元件的介电常数必定存在一个下限。

[0088] 通常，电子发射显示装置的基板由玻璃制成，该玻璃基板的熔融温度约为600℃。因此，该玻璃基板的烧结温度必须低于600℃。这意味着介电常数的存在一个下限。由于这个限制，对于密封玻璃料，介电常数的下限约为20F/M，对于介电层，介电常数的下限约为
10F/m。因此，最好使用具有大于20F/m的介电常数的密封玻璃料，并且使用具有大于10F/M的介电常数的介电层。

[0089] 如上所述，在本发明中，希望在密封元件所在的部分降低电容，这也表示电容存在一个上限，这是因为当电容增加时，由于在密封元件的上方和下方的电荷的聚积而出现输出电压的波形失真现象和起弧。

[0090] 当利用具有20F/m的介电常数的密封玻璃料形成密封元件，以及在该密封玻璃料的上方和下方形成具有10F/m的介电常数的介电层时，测得的总电容约为2.17F，并且没有出现波形失真。而且，当利用具有增加到40F/m的介电常数的密封玻璃料形成密封元件，以及在该密封玻璃料的上方和下方形成具有20F/m的介电常数的介电层时，测得的总电容约为4.35F，出现输出电压的波形失真但该波形失真没有大到影响图像的程度。然而，当形成具有比上述介电常数更大的介电常数的密封玻璃料和介电层时，总电容增加且波形失真大到足够影响图像的程度。因此，希望密封玻璃料的介电常数小于40F/m，介电层的介电常数小于20F/m。

[0091] 图12为根据本发明第三实施例的底栅极型电子发射显示装置的截面图。

[0092] 参照图12，在后面板的绝缘层14中包含多个通孔14a，并且在绝缘层14上形成填充这些通孔14a的栅极岛19(gate islands)。形成这些栅极岛19，以通过增强由栅极电极12施加至电子发射体18a或18b的电场的作用来促进电子发射体18a或18b发出的电子发射。这些栅极岛19由导电材料制成并可以在阴极电极16形成的过程中同时形成。

[0093] 图13为根据本发明第四实施例的底栅极型电子发射显示装置的截面图。

[0094] 图13中，电子发射体18a在阴极电极16的边缘上形成。由于在阴极电极16的边缘上会形成更强的电场，通过将电子发射体18a置于阴极电极16的边缘上以提高电子发射的效率。如图10所示，电子发射体18a可位于与栅极电极12和阴极电极16交叉的选择区域上，在这种情况下，电子发射体18a同样可以位于阴极电极16的边缘或一侧上。

[0095] 图14为根据本发明第五实施例的顶部栅极型电子发射显示装置的透视图，而图15和图16分别为沿图14的x-z面和y-z面的截面图。

[0096] 参照图14至16，此处该电子发射显示装置的结构与底栅极型电子发射显示装置的结构相同。即，后面板和前面板以由隔离垫26维持的预定距离被密封，其中该后面板发射由位于后基板30上的电子发射装置产生的电子，以及该前面板利用在前基板40上形成的荧光层44发出的光来产生预定图像。该电子发射显示装置的工作原理也与底栅极型电子发射显示装置的工作原理相同。唯一的区别在于后面板的结构。

[0097] 更详细地，该后面板包括：以预定图案(例如条形图案)在后基板30上形成的多个阴极电极36、覆盖阴极电极36且形成在后基板30的整个表面上的绝缘层34、以及以预定图案(例如条形图案)在绝缘层34上与阴极电极36垂直交叉形成的多个栅极电极32。当然，这些栅极电极32和阴极电极36可以以与上述方式不同的图案形成。在栅极电极32和绝缘层34内在栅极电极32和阴极电极36交叉的部分处形成栅极孔32a，并在栅极孔32a内在阴极电极36上形成电子发射体38。在阴极电极36和电子发射体38之间可形成电阻层(未示出)。电子发射体38可为例如spindt形的圆锥形，或者利用碳纳米管形成。

[0098] 现在将描述该顶部栅极型电子发射显示装置的后面板的制造方法。

[0099] 参照图14至16，阴极电极36由金属构成，该金属选自由Cr、Nb、Mo、W和Al构成的组，且利用溅射方法、蒸发沉积方法以及丝网印刷方法在基板30上形成这些阴极电极36，并且利用同样的方法在阴极电极36上形成绝缘层34和栅极电极32。其产物通过光刻法形成图案，并且通过利用湿法刻蚀或者反应离子刻蚀(RIE)法刻蚀该绝缘层34和栅极电极32以形成栅极孔32a。然后，通过倾斜沉积法将其沿相对于基板30的倾斜方向以预定角度沉积在栅极电极32上来形成牺牲层(未示出)。在这种情况下，由于该牺牲层是由倾斜沉积法沉积的，因而该牺牲层没有在栅极孔32a内的底面上沉积，也就是在阴极电极36上沉积。形成该牺牲层后，通过垂直沉积法将电子发射材料朝向牺牲层、并沿与基板30垂直的方向在栅极孔32a上沉积来形成电子发射体38。电子发射材料通过栅极孔32a的开口在牺牲层和阴极电极36上聚积。由于在栅极孔32a内的中心处的聚积概率比在边缘处的积概率高，因而在栅极孔32a内，该电子发射材料在阴极电极36上以圆锥形聚积。结果，电子发射材料通过的栅极孔32a的上部呈圆锥形逐渐闭合。继续沉积直到栅极孔32a的上部完全闭合，通过在阴极电极36上聚积电子发射材料形成了圆锥型电子发射体38。当栅极孔32a的上部闭合时，湿法刻蚀该牺牲层，于是完成了该后面板的制作。

[0100] 当使用利用碳纳米管而非spindt型电子发射体的电子发射体38时，可形成后面板，使得阴极电极36可由例如ITO、IZO或In2O3的透明导电材料制成。在形成覆盖阴极电极36和后基板30的全部表面的由不透明材料或聚酰亚胺制成的绝缘层34后，在该绝缘层34上形成栅极电极32。形成穿过栅极电极32和绝缘层34的栅极孔32a，并且碳纳米管的浆状的厚膜被印在栅极电极32的全部表面上。在利用不透明绝缘层34通过背面曝光在栅极孔32a内烧结该浆料后，可通过去除剩余的浆料形成电子发射体38。

[0101] 在第五实施例中，在后面板和前面板的一端部上形成具有预定介电常数的介电层48a后，利用密封元件48密封这些面板。该密封元件48可为密封玻璃料。该介电层48a也可被包含在该密封元件48中，并可形成两个以上的介电层。

[0102] 图17为根据本发明第六实施例的顶部栅型电子发射装置的截面图。图17的y-z平面由图14中的坐标所定义。

[0103] 在此实施例中，荧光层44形成于前面板上以使该荧光层并不位于前面板的边缘处，因而在前面板的阳极42上形成介电层48a。这里，在后面板上形成的介电层48a可以在后面板的栅极电极32或者绝缘层34的边缘上形成。

[0104] 根据本发明制造的电子发射显示装置具有下面的优点。

[0105] 首先，可施加更高的电压至阳极电极，因为由阳极电极、密封元件和阴极电极构成的，或者由阳极电极、密封元件和栅极电极构成的电容器的电容得到大大降低。当施加更高的电压至该阳极电极时，由电子发射体发出的电子具有很高的能量，可以与在前面板上形成的荧光层相碰撞。结果，由该荧光层显示的图像的亮度增加了。

[0106] 第二，在电极上聚积的电荷量大大的减少了，因为由阳极电极、密封元件和阴极电极构成的，或者由阳极电极、密封元件和栅极电极构成的电容器的电容得到大大降低。因此，由于聚积电荷和释放电荷所需的时间减少了，从而减小了输出电压的波形失真，由此提高了图像和色彩的再现性。

[0107] 第三，由于在电极上聚积的电荷量大大减少，由于所施加的高压而产生起弧的可能性降低了，由此延长了该电子发射显示装置的寿命。

[0108] 虽然已经参照实施例详细地展示和描述了本发明，但可以理解的是，对本领域熟练技术人员而言，在不背离如下述权利要求书所限定的本发明的精神和范围的条件下，可做出在形式和细节方面的各种改变。