TWI310575B - Field emission display having gate plate - Google Patents

Description

1310575 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明有關於場發射顯示器（FED)其中該場發射裝置適 用於平面顯示器，且尤其有關於場發射顯示器其中一閘極 板具有-間極孔及-繞著閘極孔之閘極，該閑極板形成在 一具螢光物之陽極板與一陰極板之間，該陰極板具有一場 射極及-控制裝置以控制場發射電流，其中陰極板之場射 極建構成與通過閘極孔之陽極板之螢光物相對。 【先前技術】 場發射顯示器是一種藉由將陰極板的場射極發射的電子 撞擊陽極板的螢光物，經由螢光物的陰極發光以顯示影像 的裝置，其中陰極板具有場射極而陽極板具有螢光物，二 者相對形成者且之間以某一距離(如2 mm)的真空而分開。 近來由於平面顯示器能取代習知的陰極射線管（crt)，所以 許多的研發集中在場發射顯示器。場射極中的電子發射效 率疋易發射顯示器的核心組成元素，它是依裝置結構，射 極材料及射極形狀而定。 %發射顯示器裝置的結構可主要分為：二極體型其具有 陰極U射極）及陽極’及三極體型其具有陰極，閘極及陽 t射極材料一般是金屬’矽，鑽石類碳，碳奈管等，通 吊金屬及矽可製造出三極體結構，而鑽石，碳奈管等可製 造出二極體結構。 一極體場射極一般是藉由製造出鑽石或碳奈管臈形狀而 形成一極體場射極的優點是製程簡化及電子發射的高度 90404-951124.doc 1310575 可罪f生吏與二極體場射極相比它的缺點是電子發射的 可控度及低電壓驅動。 以下將參考附圖以說明具有場射極的習知場發射顯示 器。 圖1的立體圖示意的說明具二極體場射極的習知場發射 顯示器結構。 陰極板具有.帶狀的陰極Η，位於低玻璃基板1⑽上及 膜狀場射極材料12位於其—部分上。陽極板具有：帶狀的 透明陽極13位於上玻璃基板1〇τ及紅（R)，綠（G)及藍（β)的發 光物14位於其一部分上。陰極板及陽極板是平行地真空封 裝，且藉由使用間隔層15作為支架而互相面對。陰極板的 陰極11及陽極板的透明陽極13是互相交又，上述的交又區 域定義為像素。 在圖1的場發射顯示器中，電子發射所需的電場是由陰極 11與陽極13間的電壓差而供給，已注意到當施加到場射極 材料的電場大於0.1 ν/μηι時，一般會在場射極中發生電子 發射。 圖2顯不場發射顯示器其可去除圖丨場發射顯示器的缺 點，圖2示意的說明習知場發射顯示器的結構，其使用控制 裝置以控制陰極板的各像素中的場射極。 陰極板包括：帶狀的掃描信號線21S及資料信號線21d， 其由玻璃基板20B上的金屬形成且能作電的列/行定址，膜 (薄膜或厚膜）狀場射極22，其中掃描信號線21S及資料信號 線21D定義的各像素是由鑽石，鑽石類碳，碳奈管等形成， 90404-951124.doc 1310575 及控制裝置23接到掃描信號線21S，資料信號線2ι〇及場射 極22以控制場發射電流，這是依顯示器的掃描及資料信號 定陽極板包括·▼狀的透明陽極24位於玻璃基板 上，及紅（R)’綠（G)及藍（Β)的螢光物25位於其一部分上。 陰極板及陽極板是平行地真空封裝，且藉由使用間隔層％ 作為支架而互相面對。 在圖2的场發射顯示器中，施加高電麼在陽極μ以便從陰 極板的膜狀場射極22中感應電子發射且同時加速具高能量 的發射電子。接著若顯示器的信號經由掃描信號線川及資 Μ號線21D而輸人控制裝置23，則控制裝置23可控制㈣ 狀場射極發射的電子量以表示列/行影像。 二極體場射極用於圖1及2的場發射顯示器，如上所料 具有的優點是結構簡單且製程容易，這是因為不同於錐狀 二極體場射極它不需要間極及閘極絕緣膜。 二Si二極體場射極在發射電子時藉由濺擊效應而使場 ==機率極低，所以它的可靠性高而且無三極體場 的問題如間極及閘極絕緣體的破壞現象。 需的具Λ二極體場射極的場發射顯示器中，場發射所 明陽極”、&加通過上與下板的電極(圖1的陰極u及透 明 1% 極 13)，兮 —分開，以。便需要且古的距離（一般是200㈣到2 需要f主Μ人 八门電壓的顯不仏號。結果，缺點是 13貝的向電壓驅動電路。 電====:的場發射顯__，雖然 電壓可藉由減少上板與下板間的距離而減 90404-951124.doc 1310575 低，但是由於使用陽極13作為電子的加速電極以及顯 =”，所以低電壓驅動幾乎是不可能。在場發射顯: …而要大於200 eV的高能量電子以發射螢光 能量愈高則照明效率愈佳。因此 子 能得到高亮度的場發射顯示器。加同到陽極才 在具有二極體場射極的習知主動矩陣場發射顯示器中 2)’使用場射極的控制裝置23在各像素中，且藉由將輸 入顯不信號通過它’主動矩陣場發射顯示器可解決圖【的高 電：驅動問題及同時解決以下問題如電子發射的不均勻， 串音等。惟施加到陽極24用於場發射及電子加速的高電壓 會在各像素的控制裝置23中感應高電壓，而且若感應電壓 南於控制裝置23的破壞電壓，則控制裝置會失效。 因此習知主動矩陣場發射顯示器的缺點是：依控制裝置 23的破壞特徵施加到陽極24的電壓是有限的，且由於陽極 電壓有限所以難於製造具高亮度的場發射顯示器。 【發明内容】 因此本發明已指出上述問題，所以本發明意欲藉由施加 場發射顯示H的掃描及㈣㈣到各像素的㈣裝置而明 顯減少顯示器列/行驅動電壓。 而且本發明意欲提高場發射顯示器的亮度，依此場發射 所需的電場施加通過閘極板的閘極以自由控制陽極板與陰 極板之間的距離，以便施加高電壓到陽極。 此外本發明意欲允許分開製造閘極板及陰極板再組 °以利於製程的執行，且藉由基本上去除場射極的閘極 90404-951124.doc 1310575 絕緣膜破壞而增加產量及良率。 為了達成上述目的，根攄太膝ηΗΛΑ & 课丰發明的特點而提供一種具閘 極板之場發射顯示器，包括：一陽極板，在一基板上具有 -透明極及-螢光物在部分透明極上；一陰極板，具有帶 狀列/行信號線，而能在基板上作列/行^，及複數個像 素，各由列信號線及行信號線定義，其中各像素具有一膜 狀場射極及一控制裝置以控制場射極，具有二終端連接至 至少列/行信號線及-終端連接至膜狀場射極；—閘極板， 具有穿透其中之閑極孔及繞著閘極孔上面之閘極；及複數 個間隔層’用以支撐陰極板與陽極板間之閘極板，其中陰 極板之昜射極建構成與通過閘極孔之陽極板之螢光物相 對’且藉由真空封裝而形成。 在根據本發明另—實例的上述具閘極板之場發射顯示器 中，陽極板，陰極板及閘極板最好由不同絕緣基板形成。 在根據本發明另一實例的上述具閘極板之場發射顯示器 中，間隔層最好形成在陰極板與閘極板之間及在陽極板與 閘極板之間。 Λ 在根據本發明另一實例的上述具閘極板之場發射顯示器 中’各像素之螢光物係紅（R)，綠（G)或藍（Β)之螢光物。 此外在根據本發明另一實例的上述具閘極板之場發射顯 示器十’一蔽光膜（黑色矩陣）更形成在陽極之螢光物間之— 給定區域中。 較佳的，場射極由包括一鑽石，一鑽石碳，或一碳奈管 之薄膜或厚膜形成，及控制裝置係一薄膜電晶體或一金氧 90404-951124.doc 10· 1310575 半場效電晶體。 在根據本發明另一實例的上述具閘極板之場發射顯示器 中，施加一DC電壓至閘極俾從陰極板之膜狀場射極感應— 電子發射；藉由施加DC電壓至陽極板之透明極而以高能量 加速發射之電子；及將掃描及資料信號定址在陰極板之各 像素中場射極之控制裝置，藉此場射極之控制裝置控制場 射極之電子發射以表示影像。 此外施加50至1500 V範圍中之DC電壓至閘極板之閘 極，及施加大於2kV之DC電壓至陽極板之透明極，且經由 控制裝置之控制藉由改變施加至場射極之資料信號電壓之 脈波振幅及/或脈波寬（時間長）’且施加至場射極之資料信 號電壓最好在0至50 V範圍中之脈波。 在根據本發明另一實例的上述具閘極板之場發射顯示器 中’電子聚集極更形成在陰極板與閘極板之間，該電子聚 集極有助於從場射極發射之電子良好聚集在陽極板之螢光 物上’及更藉由施加定電壓至該電子聚集極而抑制藉由陽 極電壓以及閘極板之該閘極之場射極之場發射，該電子聚 集極最好意欲作為一蔽光膜。 在根據本發明另一實例的上述具閘極板之場發射顯示器 中，場射極包括複數個點分成複數個區域，而閘極板之閘 極孔具有對應各點之數目。 此外’控制裝置係一薄膜電晶體’其包括：一金屬閘極， 在陰極板上；一形成在陰極板之閘極絕緣膜，包括閘極； 一由半導體薄膜製造之活化層，在閘極及閘極絕緣膜之一 90404-951124.doc -11 - 1310575 。丨刀上；一源極及一汲極形成在活化層之二端；及一中間 層絕緣層’具有一接觸孔以連接源極及汲極至電極。 此外在上述場發射顯示器中，由金屬製造之電子聚集極 更形成在中間層絕緣層上，及薄膜電晶體之活化層由非晶 矽或聚矽層組成，且較佳地，中間層絕緣膜由非晶氮化矽 膜或氧化矽膜組成。 【實施方式】 與習知相比本發明場發射顯示器的明顯不同在於：陰極 板，閘極板結構及驅動它的方法，以下將參考圖3到8以詳 細說明根據本發明的場發射顯示器。 圖3的立體圖示意的說明根據本發明具閘極的主動矩陣 場發射顯示器結構，而圖4的立體圖示意的說明在根據本發 明場發射顯示器中的陰極板，閘極板及陽極板，場發射顯 示器包括陰極板100，閘極板200及陽極板3〇〇。 圖4的陰極板1〇〇包括一帶狀列信號線12〇s及行信號線 120D在包括玻璃，塑膠，各種陶磁等的絕緣基板11〇上，其 内帶狀列信號線及行信號線是由金屬製造，且能作列/行定 址。列信號線120S及行信號線120D界定單位像素，各像素 包括.由鑽石，鑽石類碳，碳奈管等製造的膜狀（薄膜或厚 膜）場射極130，及場射極的控制裝置14〇。控制裝置14〇最 好包括2終端連接到至少列信號線12〇s及行信號線12〇〇及 一終端連接到膜狀場射極130。如控制裝置14〇是非晶薄膜 電晶體，聚矽薄膜電晶體，金氧半場效電晶體等。 閘極板200包括：閘極孔220穿透一基板21〇，及金屬閘極 90404-951124.doc •12· 1310575 230在閘極孔220四周。閘極板200的基板21〇可由透明基板 (如玻璃，塑膠，各種陶磁，各種透明絕緣基板等）形成，且 若必要時，可使用不透明基板作為基板。閘極板2〇〇的厚度 可以是0.01至1.1 mm而閘極的厚度是數百埃至數千埃，用 於閘極230的金屬是鉻，鋁，鉬等，但不限於此。此外，閘 極孔220可形成為稍大於各像素，以便孔22〇可作為形成在 陰極板1〇〇中的單位像素的孔（如數+ μηι至數百μιη)。熟於 該技藝者可了解閘極孔220的大小’剖面的形狀，閘極板2〇〇 的厚度，閘極230的厚度，形狀及與場射極13〇分開的距離 等並未特別限制，是可以作各種改變。 1¼極板300包括一透明極320，及形成在部分透明極320 上的紅（R) ’綠（G)及藍（B)的螢光物，在玻璃，塑膠，各種 陶磁等製造的透明極320絕緣基板3 10上如圖4所示。 同時在陰極板100,閘極板2〇〇及陽極板300中，陰極板100 的場射極130通過閘極板2〇〇的閘極孔220而平行於陽極板 3〇〇的螢光物330真空封裝，同時藉由使用間隔層4〇〇作為支 架而互相面對（圖3及4)，間隔層400可由玻璃珠，陶磁，聚 合物等製造，且具有約200 μιη到3 mm範圍的高度。 另一方面藉由選擇作為閘極230使用的金屬類型或膜 厚，閘極230也可作為蔽光膜使用。 接著將參考圖5以詳細說明根據本發明實例的製造場發 射顯示器的方法。圖5的剖面圖說明根據本發明的場發射顯 示器的單位像素。 在圖5實例中’閘極板貼在陰極板，而陽極板與閘極板藉 90404-951124.doc •13· 1310575 由陽極板與閘極板間支撐的間隔層而與閘極板分開且真空 封裝可为開製造陰極板，閘極板及陽極板然後再組裝。 圖5場發射顯示器的單位像素包括陰極板，閘極板及陽極 板，陰極板具有：基板11〇，薄膜電晶體元件，場射極等。 薄膜電晶體元件包括：在基板11〇上的金屬閘極141，薄 臈電晶體的閘極絕緣膜142其由非晶氮化矽（a_SiNx)膜或氧 化矽膜組成，在包括閘極141的基板11〇上，薄膜電晶體M3 的活化層由非晶矽（a_Si)形成在閘極141及閘極絕緣膜142 的σ卩分上’薄膜電晶體的源極144及没極145由η型非晶石夕 形成在活化層143的二端，薄膜電晶體的金屬源極146形成 在源極144及閘極絕緣臈142的一部分上，薄膜電晶體的金 屬汲極147形成在汲極145及閘極絕緣膜142的一部分上，薄 膜電晶體的源極146 ’及一中間層絕緣膜（純化絕緣膜）148， 由非晶氮化矽膜或氧化矽膜組成，在薄膜電晶體的活化層 143及源極146及汲極147的一部分上。同時由金屬製造的電 子聚集極149位於部分中間層絕緣膜148中，電子聚集極149 可作為蔽光薄膜及藉由施加適當電壓而執行將場射極13〇 射出的電子聚集的功能。場射極130可由鑽石，鑽石類碳， 碳奈管等製造形成在薄膜電晶體的部分汲極147上。 無閘極230的閘極板的表面貼在陰極板，此時該閘極板是 根據陰極板的場射極130而排列，使用間隔層4〇〇作為二者 之間的支架而與閘極板分開。此外該陽極板相對於陽極板 的螢光物330及陰極板的場射極130而排列且真空封裝。間 隔層400可維持陰極板/閘極板與陽極板之間的隔離，它不 90404-951124.doc • 14 - 1310575 必安裝在每一像素中。 閘極板包括閘極孔220,其藉由穿透玻璃基板210及金屬 閘極230(在閘極孔220四周）而形成。 陽極板包括：形成在部分基板31〇上的透明極32〇，形成 在部分透明極320上的紅綠藍螢光物33〇，及形成在該等螢 光物330之間的黑色矩陣34〇。 另一方面’由於閘極板及陰極板可分開製造，所以利於 製程的執行且大致可去除場射極中的閘極絕緣膜，因此分 開製造的閘極板，陰極板及陽極板可組裝在一起，結果， 能大幅增加產量及場發射顯示器的良率。 以下將參考圖3到5以說明根據本發明的場發射顯示器的 驅動原理。 施加50到1500 V的DC電壓到閘極板的閘極230以便從陰 極板的膜狀場射極13〇感應出電子發射，同時藉由施加大於 2 kV的高電壓到陰極板的透明極32〇而以高能量加速該射 出的電子。同時，藉由調整施加到顯示器的列信號線12〇s 及行信號線120D的電壓而能控制陰極板的各像素中的場射 極的控制裝置操作。換言之，藉由控制場射極13〇的場發射 可以使各像素中的場射極的控制裝置14〇表示一影像。 此時施加到閘極板的閘極230的電壓可抑制陽極電壓導 致場射極的電子發射，而且藉由在陽極板與閘極板之間形 成較均勻的電位也防止區域彎曲。施加到顯示器的列信號 線120S及行信號線120D的電壓又施加到薄臈電晶體的閘極 及源極。當具有非晶矽製造的活化層的薄臈電晶體導通且 90404-951124.doc -15- 1310575 於電晶體截止時是小於5 V或負電壓時，施加到薄膜電晶體 閘極的電壓可以在5 VWOV之間，此外施加到源極的^壓 約在〇到50 V的範圍中，如上所述可由外部驅動電路（未示） 控制施加的電壓。 接著說明場發射顯示器的灰階表示。 使用脈波寬調變（PWM)模式可實作出共同場發射顯示器 的灰階表示，該模式是指可控制施加到場射極的資料信號 的電壓時間以表示灰階。其中以某一時間發射的電子量中 的差來表示灰階，換言之，若某一時間中的電子量报多， 則一對應像素發出具高亮度的光’惟該模式有一臨界值， 其中給予單位像素的脈波的寬度（時間）在實作出大型高解 析度螢幕時會漸減，此外它有一問題即難以準確控制發射 的電子量。 根據本發明的驅動方法可克服上述問題，場發射顯示器 的灰階表示可使用脈波寬調變（PWM)模式或脈波振幅調變 (PAM)模式，或是其合併。PAM模式是指根據施加到資料信 號的振幅差而表示灰階。此模式利用送入場射極的電子量 可藉由施加到源極的電壓位準差而改變，這是在薄膜電晶 體導通的狀態中。藉由將位準分成複數個位準而表示灰 階’此驅動方法也適用於實作出大尺寸螢幕及控制定量的 電子發射。 同時施加一定電壓到電子聚集極149以有助於從場射極 130發射的電子良好聚集在陽極板的螢光物130上，及因.而 抑制藉由陽極電壓以及閘極板的閘極23〇的場射極13〇的場 90404-951124.doc -16- 1310575 發射’在使用電子聚集極149作為蔽光膜的例子中，能防止 薄膜電晶體143的活化層曝露在陽極板的螢光物或四周光 線下。 現在將參考圖6到8以詳細說明本發明的其它實例及改 良。 圖6的剖面圖說明根據本發明另一實例的場發射顯示器 的像素結構。 圖6陰極板，閘極板及陽極板的結構與圖5的相同，除了 間隔層400插入閘極板與陰極板之間的那部分以外，換言 之’不具有閘極230的閘極板表面貼在陽極板上。 圖7的剖面圖說明根據本發明又一實例的場發射顯示器 的像素結構。 圖7陽極板的結構與圖5的相同，除了陰極板的場射極13〇 具有複數個點及閘極板的許多閘極孔22〇以外，以便與陰極 板中場射極13 0的點數相同。此一結構的優點是可施加高電 壓到陽極板的電極，此外它能防止陽極電場經由複數個點 而對場射極有不利的影響。 圖8的剖面圖說明根據本發明再一實例的場發射顯示器 的像素結構。 圖8陰極板及陽極板的結構與圖7的相同，除了閘極板的 閘極孔220具有雙孔：大於陽極板的螢光物34〇的大孔及對 應陰極板的場射極130的小孔，不具有閘極23〇的閘極板表 面貼在陽極板上，及藉由真空封裝而形成陰極板，這是在 一狀態其中陰極板與閘極板藉由支撐在二者之間的間隔層 90404-951124.doc -17- 1310575 而分開。 上述實例只是典型，不該解釋為限制本發明，本發明的 教示適用於它種裝置，本發明的說明只是敘述性，不是限 制申請專利的範圍，熟於該技藝者可了解仍有許多替代 者，改良，及變化。 如根據本發明一改良的場發射顯示器包括：一陰極板， 一閘極板，一陽極板，及閘極板的閘極孔有一傾斜内壁， 具有傾斜内壁的閘極孔可以使從場射極射出的電子聚焦在 陽極的螢光物上，結果可以在無額外聚焦柵之下產生高解 析度。 如根據本發明另一改良的場發射顯示器包括一陰極板及 一陽極板，絕緣層可形成在圖5到8的陰極板的各上方部 分，其中場射極，控制裝置等可以在無額外閘極板之下形 成，在此，絕緣層包括具傾斜内壁的閘極孔，閘極形成在 閘極孔上方的四周。 可使用各種材料（未特別限制）以形成絕緣層，如以0.01 mm至2 mm厚度範圍來形成絕緣層，可依此形成絕緣層的閘 極孔中的傾斜内壁，且形成複數個絕緣層各有不同的蝕刻 比，接著用溼蝕刻方法而蝕刻，或是一綠板（藉由堆積絕緣 體各有不同的钱刻比而形成）藉由疊層方法而接到陰極 板’且接著退火及飯刻。 因此不必有額外的閘極板，所以可省去連接閘極板到陰 極板的過程因而可減少生產成本。 另一方面’根據其他變化版之場發射器係由一點所構 90404-951124.doc !310575 成^旦是，該場發射器包括複製圖點及相對應於該陰極板 之場發射器中的閘洞數。 如上所述根據本發明的場發射顯示器包括：由玻 $成的陽極板’陰極板及閘極板。陰極板包括信號線歧 旎作列/行定址，而列/行信號線界定各像素，其中各像素有 -膜狀場射極及場射極的控制裝置，此外，藉由輸入及驅 動顯示器的掃描及資料信號到各像素的控制裝置，可明顯 咸少顯示器的列/行驅動電壓，因此可使用便宜的低電壓驅 動電路以取代高電壓驅動電路（它是習知場發射顯示器的 列/行驅動所需的）。 同時根據本發明，由於可經由間極板的閘極而施加電場 用於％發射，所以可自由控制陽極板與陰極板之間的距 離，因而可施加高電壓到陽極。因此本發明的優點是它可 大幅增加場發射顯示器的亮度，此外施加到閑極板的閉極 的電壓可抑制場射極因陽極電壓的施加而發射電子，及藉 由在陽極板與閘極板之間形成均勻的電位而防止區域彎 曲，所以可大幅增加場發射顯示器的壽命。 此外由於可分開製造閘極板及陰極板然後再組裝，所以 J於製私的執行’且藉由基本上去除場射極的閘極絕緣膜 破壞，因此提供本發明以大幅增加場發射顯示器的產量及 良率。 此外’具有傾斜内壁的閘極孔可以使從場射極射出的電 子聚焦在陽極的螢光物上，結果可以在無額外聚焦柵之下 產生兩解析度。 90404-951124.doc -19- 1310575 已用特別實例來說明本發明，但該等實例不是限制本發 明’本發明僅由後时請專職圍定義，熟於該技藝者可 了解可以在不違反本發明的範圍及精神下改變或改良 實例。 【圖式簡單說明】 以上藉由本發明較佳實例的詳細說明且配合附圖即可更 月了本發明的上述及其它目的，特徵及優點，其中： 圖1的立體圖示意的說明具二極體場射極的習知場發射 顯示器結構， 圖2的立體圖示意的說明具三極體場射極的習知主動矩 陣場發射顯示器結構， 圖3的立體圖示意的說明根據本發明具閘極的主動矩陣 場發射顯示器結構， 圖4的立體圖示意的說明在根據本發明場發射顯示器中 的陰極板，閘極板及陽極板， 圖5的剖面圖說明根據本發明一實例的場發射顯示器的 像素結構， 圖6的剖面圖說明根據本發明另一實例的場發射顯示器 的像素結構， 圖7的剖面圖說明根據本發明又一實例的場發射顯示器 的像素結構，及 圖8的剖面圖說明根據本發明再一實例的場發射顯示器 的像素結構。 【圖式代表符號說明】 90404-951124.doc -20· 1310575 10B 下玻璃基板 10T 上玻璃基板 11 陰極 12 ， 22 ， 130 場射極 13，24 陽極 14 ， 25 ， 330 ， 340 榮光物 15 ， 26 ， 400 間隔層 20B ， 20T 玻璃基板 21S 掃描信號線 21D 資料信號線 23 ， 140 控制裝置 100 陰極板 110 ， 210 ， 310 基板 120D 行信號線 120S 列信號線 141 ， 230 閘極 142 閘極絕緣膜 143 活化層 144 ， 145 金屬 146 源極 147 汲極 148 中間層絕緣膜 149 電子聚集極 200 閘極板 90404-951124.doc -21 - 1310575 220 閘極孔 300 陽極板 320 透明極 340 黑色矩陣 90404-951124.doc -22-

Claims (1)

131〇|我="號專利申請案 中欠今s青專利範圍替換本(97年4月) 拾、申請專利範圍·· 9f4‘4日修(妁正本j 枳 ^¥Κ^ΐτ^~ΨΓψ2ΐ ^ ^ 令修f本有無超出原説明書 一種且閘炻虹夕+日於 式所揭露之範園。 八閉極板之場發射顯示器，包括： 陽極板’其具有—透明極在—基板上，及—螢光物 在部分透明極上； 極板’其具有帶狀列/行信號線，而能在基板上作 —仃疋:ω： &複數個像素，其各由列信號線及行信號線 定義其中各像素具有一膜狀場射極及一控制裝置 控制場射極，具有二終料接至至少列/行㈣線及= 端連接至膜狀場射極； 一閘極板’其中各像素具有至少—穿透其中之閉極孔 及繞著間極孔上面之閘極，該間極板具—數十微米之厚 度，且該閘極孔中具一傾斜内壁；及 複數個間隔層’用以支#陰極板與陽極板間之開極 板’其中陰極板之場射極建構成與通過閘極孔之陽極板 之螢光物相對，且藉由真空封裝而形成。 2·如申睛專利範圍第丨項之場發射顯示器，其中陽極板、陰 極板及閘極板由不同絕緣基板形成。 3 ·如申凊專利範圍第丨項之場發射顯示器，其中間隔層形成 在陰極板與閘極板之間。 4 ·如申叫專利範圍第1項之場發射顯示器，其中間隔層形成 在陽極板與閘極板之間。 5. 如申請專利ϋ圍第丄項之場發射顯示器，丨中各像素之勞 光物係紅（R) ’綠（G)或藍（b)之螢光物。 6. 如申請專利範圍第丨項之場發射顯示器，更包括一黑色矩 90404-970409.doc 1310575 陣在陽極之螢光物間之一給定區域中。 如申叫專利範圍第1項之場發射顯示器，其中場射極由包 括鑽石、一鑽石碳、或一碳奈管之薄膜或厚膜形成。 8·如申請專利範圍第1項之場發射顯示器，其中控制裝置係 一薄膜電晶體或一金氧半場效電晶體。 9. 如申請專利範圍第1項之場發射顯示器，其中施加一 DC 電壓至閘極，俾從陰極板之膜狀場射極感應一電子發射； 藉由施加DC電壓至陽極板之透明極而以高能量加速發 射之電子；及 將掃描及資料信號定址在陰極板之各像素中場射極之 控制裝置，藉此場射極之控制裝置控制場射極之電子發 射以表示影像。 10. 如申請專利範圍第9項之場發射顯示器，其中施加50至 1500 V範圍中之DC電壓至閘極板之閘極及施加大於2 kV 之DC電壓至陽極板之透明極。 11. 如申請專利範圍第9項之場發射顯示器，其中經由控制裝 置之控制’藉由改變施加至場射極之資料信號電壓之脈 波振幅及/或脈波寬（時間長），而以灰階表示影像。 12. 如申請專利範圍第u項之場發射顯示器，其中施加至場 射極之資料信號電壓係〇至5〇V範圍中之脈波。 13·如申請專利範圍第1項之場發射顯示器，更包括一電子聚 集極在陰極板與閘極板之間。 14.如申請專利範圍第13項之場發射顯示器，其中電子聚集 極有助於從場射極發射之電子良好聚集在陽極板之螢光 90404-970409.doc 1310575 物上’及更藉由施加定電壓至該電子令隹权 电卞聚集極而抑制藉由 陽極電壓以及閘極板之該閘極之場射極場發射。 15. 如申請專利範圍第13項之場發射顯示器，其中電子聚集 極意欲作為一蔽光膜》 〃 16. 如申請專利範圍第】項之場發射顯示器，丨中場射極包括 複數個點，其分成複數個區域，而閘極板之閘極孔具有 對應各點之數目。 17_如申請專利範圍第丨項之場發射顯示器，其中控制裝置係 一薄膜電晶體’其包括： ' 一金屬閘極於陰極板上； 一閘極絕緣膜，其形成在包括閘極之陰極板上； -由半導體薄膜製造之活化層，其在閘極及閘極絕緣 膜之一部分上； 一源極及一汲極，其形成在活化層之二端；及 -中間層絕緣層，其具有一接觸孔以連接源極及没極 至電極。 18. 如申請專利範圍第17項之場發射顯示器，更包括一金屬 電子聚集極於中間層絕緣層上。 19. 如申請專利範圍第17項之場發射顯示器，其中薄膜電晶 體之活化層由非晶矽或聚矽層組成。 I如中請專利範圍第17項之場發射顯示器，其中中間層絕 緣膜由一非晶氮化矽膜或一氧化矽膜組成。 2!·如申請專利範圍第17項之場發射顯示器，其中閉極板之 閘極孔有一傾斜内壁。 90404-970409.doc 1310575 22. 23. 24. 一種具閘極板之場發射顯示器，包括： 气 一陽極板，其具有一透明極於一基板上，及一螢光物 ^ 於部分透明極上； 陰極板，其具有帶狀列/行信號線，而能在基板上作 列/行定址，及複數個像素，各由列信號線及行信號線定 義/、中各像素具有一膜狀場射極及一控制裝置用以控 制場射極，具有二終端連接至至少列/行信號線，及一終 端連接至膜狀場射極；及 複數個間隔層’用以支撐陰極板及陽極板，其中陰極 φ 板之場射極建構成與通過閘極孔之陽極板之螢光物相 對’且藉由真空封裝而形成， 其中具一閘極之絕緣層形成在陰極板之各上方，其中 形成一場射極，該絕緣層包括其中具一傾斜内壁之閘極 孔，而閘極在閘極孔上方四周，該絕緣層具一數十微米 之厚度。 如申請專利範圍第22項之場發射顯示器，其中陽極板及 陰極板由不同絕緣基板形成。 0 如申請專利範圍第22項之場發射顯示器，其中場射極包 括複數個點，其分成複數個區域，而閘極板之閘極孔具 有對應各點之數目。 90404-970409.doc -4 - 1310575 柒、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：第（5 )圖。 (二) 本代表圖之元件代表符號簡單說明： 110 ， 210 ， 310 基板 130 場射極 141 ， 230 閘極 142 閘極絕緣膜 143 活化層 144 ， 145 金屬 146 源極 147 汲極 148 中間層絕緣膜 149 電子聚集極 220 閘極孔 320 透明極 330 發光物 340 黑色矩陣 400 間隔層 捌、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： (無） 90404-951124.doc