專利名稱：金屬柵網(wǎng)及場發(fā)射裝置和場發(fā)射顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬柵網(wǎng)及應用該金屬柵網(wǎng)的場發(fā)射裝置及場發(fā)射顯示器。
背景技術(shù)：
場發(fā)射裝置是場發(fā)射電子器件，如場發(fā)射顯示器的重要元件。現(xiàn)有技術(shù)中的場發(fā)射裝置通常包括一絕緣基底；一設置于該絕緣基底上的陰極電 極；多個設置于陰極電極上的電子發(fā)射體；一設置于該絕緣基底上的第一絕緣隔離層，所 述第一絕緣隔離層具有通孔，所述電子發(fā)射體通過該通孔暴露，以使電子發(fā)射體發(fā)射的電 子通過該通孔射出；以及一金屬柵網(wǎng)，所述金屬柵網(wǎng)設置于絕緣隔離層表面，用于控制電子 發(fā)射體的電子發(fā)射。通常，所述金屬柵網(wǎng)為一具有多個網(wǎng)孔的金屬柵網(wǎng)。當所述場發(fā)射裝置 工作時，向陰極電極施加一低電位，向金屬柵網(wǎng)施加一高電位。所述電子發(fā)射體發(fā)射電子， 且該電子通過金屬柵網(wǎng)的網(wǎng)孔射出。所述場發(fā)射裝置應用于場發(fā)射電子器件時，在遠離金 屬柵網(wǎng)處設置一陽極電極。所述陽極電極提供一陽極電場，以對發(fā)射的電子進行加速。然而，現(xiàn)有技術(shù)中的金屬柵網(wǎng)的網(wǎng)孔通常為圓形或正六邊形。當所述網(wǎng)孔孔徑較 大時，會導致陽極電場向陰極表面滲透。而當所述網(wǎng)孔孔徑較小時，會導致電子穿透柵極的 幾率降低。
發(fā)明內(nèi)容
綜上所述，確有必要提供一種既具有較高的電子穿透率且在使用過程可以抑制陽 極電場滲透的金屬柵網(wǎng)及應用該金屬柵網(wǎng)的場發(fā)射裝置及場發(fā)射顯示器。一種金屬柵網(wǎng)，其可以用于場發(fā)射裝置的柵極電極，其中，所述金屬柵網(wǎng)包括多個 金屬條相互垂直地連接，定義出多個長方形網(wǎng)孔，且該多個長方形網(wǎng)孔排列成多個行或列?！N金屬柵網(wǎng)，其可以用于場發(fā)射裝置的柵極電極，其中，所述金屬柵網(wǎng)包括一金 屬片以及形成與該金屬片上的多個長方形網(wǎng)孔，且該多個長方形網(wǎng)孔排列成多個行或列。一種場發(fā)射裝置，其包括一金屬柵網(wǎng)，其中，所述金屬柵網(wǎng)包括多個金屬條相互 垂直地連接，定義出多個長方形網(wǎng)孔，且該多個長方形網(wǎng)孔排列成多個行或列。一種場發(fā)射顯示器，其包括一場發(fā)射裝置，所述場發(fā)射裝置包括一金屬柵網(wǎng)，其 中，所述金屬柵網(wǎng)包括多個金屬條相互垂直地連接，定義出多個長方形網(wǎng)孔，且該多個長方 形網(wǎng)孔排列成多個行或列。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于所述金屬柵網(wǎng)采用長方形網(wǎng)孔，所以通過控制網(wǎng)孔的寬度 可以有效抑制陽極電場的滲透，且通過控制網(wǎng)孔的長度可以獲得較大的幾何孔率，從而提 高電子穿透幾率。
圖1為本發(fā)明第一實施例提供的金屬柵網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明第二實施例提供的金屬柵網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明第三實施例提供的金屬柵網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明實施例提供的場發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明實施例提供的場發(fā)射顯示器的結(jié)構(gòu)示意圖。
主要元件符號說明
場發(fā)射顯示器10
陰極基板12
陽極基板14
絕緣支撐體15
陽極電極16
熒光粉層18
場發(fā)射裝置100
絕緣基底102
陰極電極104
電子發(fā)射層106
絕緣隔離層108
第一開口1080
金屬柵網(wǎng)110,210,310
1102,2102,3102
節(jié)點1104,2104,3104
網(wǎng)孔1106,2106,3106
固定元件112
第二開口1120
具體實施例方式以下將結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明實施例提供的金屬柵網(wǎng)及應用該金屬柵網(wǎng)的場 發(fā)射裝置及場發(fā)射顯示器。所述場發(fā)射裝置可以包括一個或多個單元。本發(fā)明實施例僅以 一個單元為例說明。以下，本發(fā)明首先介紹幾種應用于場發(fā)射裝置的金屬柵網(wǎng)。請參閱圖1，本發(fā)明第一實施例提供一種金屬柵網(wǎng)110，其包括多個相互連接的金 屬條1102，以定義多個網(wǎng)孔1106，且該多個網(wǎng)孔1106排列成多個行或列。所述金屬柵網(wǎng)110為一平面結(jié)構(gòu)。所述金屬柵網(wǎng)110的材料可以為不銹鋼、鉬或 鎢等具有較大剛性的金屬材料。所述金屬條1102的厚度，即金屬柵網(wǎng)110的厚度大于等于 10微米。優(yōu)選地，金屬柵網(wǎng)110的厚度為30微米 60微米。所述金屬條1102的寬度，即 相鄰兩個網(wǎng)孔1106的相鄰兩條邊之間的距離大于10微米。優(yōu)選地，金屬條1102的寬度為 40微米 600微米。所述多個金屬條1102均相互垂直的連接，且連接處形成節(jié)點1104。所 述多個金屬條1102可以呈“T”字型或“十”字型連接，以定義多個長方形網(wǎng)孔1106?？梢?理解，所述多個金屬條1102可以為一體成型的整體結(jié)構(gòu)，即通過在一金屬片上打孔形成多 個網(wǎng)孔1106，而相鄰網(wǎng)孔1106之間的部分形成多個金屬條1102。所述網(wǎng)孔1106的長度可以為300微米 600微米，寬度可以為50微米 300微 米。優(yōu)選地，所述網(wǎng)孔1106的寬度小于等于100微米，以有效抑制使用過程中陽極電場向場發(fā)射裝置100內(nèi)部滲透。而所述金屬柵網(wǎng)110的幾何孔率可以通過改變網(wǎng)孔1106的長 度來調(diào)節(jié)。優(yōu)選地，所述網(wǎng)孔1106的長度與寬度的比大于等于3 1，從而使金屬柵網(wǎng)110 具有較高的幾何孔率。優(yōu)選地，所述金屬柵網(wǎng)110的幾何孔率大于等于50%。本實施例中，所述金屬柵網(wǎng)110為不銹鋼柵網(wǎng)。所述金屬條1102的厚度為45微 米，所述金屬條1102的寬度為50微米。所述網(wǎng)孔1106的長度為300微米，所述網(wǎng)孔1106 的寬度為100微米。所述多個金屬條1102呈“十”字型連接。所述多個網(wǎng)孔1106成行列 式設置，即多個網(wǎng)孔1106排列成等距離的多個行或多個列。所述不銹鋼金屬柵網(wǎng)110的幾 何孔率為59. 78%。所述金屬柵網(wǎng)110可以通過光刻技術(shù)和化學腐蝕相結(jié)合的工藝，對一不 銹鋼金屬片進行打孔而制備。請參閱圖2，本發(fā)明第二實施例提供一種金屬柵網(wǎng)210，其包括多個相互連接的金 屬條2102，以定義多個網(wǎng)孔2106。本發(fā)明第二實施例提供的金屬柵網(wǎng)210與第一實施例提供的金屬柵網(wǎng)110的結(jié)構(gòu) 基本相同，其區(qū)別在于多個網(wǎng)孔2106成行列式交錯設置，即多個網(wǎng)孔2106成交錯的兩個行 列式設置，且相鄰兩行的網(wǎng)孔2106部分交錯設置，任意三個相鄰的網(wǎng)孔2106均形成一“品” 字形。本實施例中，所述多個金屬條2102均呈“T”字型連接，從而形成多個節(jié)點2104。由 于每個節(jié)點2104均由兩個成“T”型連接的金屬條2102形成，所以該金屬柵網(wǎng)210的節(jié)點 2104較小。該金屬柵網(wǎng)210使用時局部應力小，可以有效避免使用過程中，由于金屬柵網(wǎng) 210膨脹系數(shù)不匹配而造成的金屬柵網(wǎng)210翹起的現(xiàn)象。請參閱圖3，本發(fā)明第三實施例提供一種金屬柵網(wǎng)310，其包括多個相互連接的金 屬條3102，以定義多個網(wǎng)孔3106。本發(fā)明第三實施例提供的金屬柵網(wǎng)310與第一實施例提供的金屬柵網(wǎng)110的結(jié)構(gòu) 基本相同，其區(qū)別在于多個網(wǎng)孔3106成行列式交錯設置，即多個網(wǎng)孔3106成交錯的兩個行 列式設置，且相鄰兩列的網(wǎng)孔3106部分交錯設置，從而使得任意三個相鄰的網(wǎng)孔3106均形 成一“品”字形。本實施例中，所述多個金屬條3102均呈“T”字型連接，從而形成多個節(jié)點 3104?？梢岳斫猓鼋饘贃啪W(wǎng)110，210，310可以用于不同類型的場發(fā)射裝置。以下僅 以金屬柵網(wǎng)110為例，介紹一種采用本發(fā)明金屬柵網(wǎng)110，210，310作為柵極電極的的場發(fā)
射裝置。請參閱圖4，本發(fā)明實施例提供一種場發(fā)射裝置100，其包括一絕緣基底102，一陰 極電極104，一電子發(fā)射層106，一絕緣隔離層108，以及一金屬柵網(wǎng)110。所述絕緣基底102具有一表面(圖未標)。所述陰極電極104設置于該絕緣基底 102的表面。所述絕緣隔離層108設置于絕緣基底102表面或陰極電極104的表面。所述 絕緣隔離層108定義一第一開口 1080，以使陰極電極104的至少部分表面通過該第一開口 1080暴露。所述電子發(fā)射層106設置于所述陰極電極104通過第一開口 1080暴露的表面， 且與該陰極電極104電連接。所述金屬柵網(wǎng)110設置于所述絕緣隔離層108表面，通過該 絕緣隔離層108與所述陰極電極104間隔設置，而且從絕緣隔離層108的表面延伸至電子 發(fā)射層106上方，以將第一開口 1080覆蓋。進一步，所述場發(fā)射裝置100還可以包括一設 置于金屬柵網(wǎng)110表面的固定元件112，以將該金屬柵網(wǎng)110固定于絕緣隔離層108上。所述絕緣基底102的材料可以為硅、玻璃、陶瓷、塑料或聚合物。所述絕緣基底102
5的形狀與厚度不限，可以根據(jù)實際需要選擇。優(yōu)選地，所述絕緣基底102的形狀為圓形、正 方形或矩形。本實施例中，所述絕緣基底102為一邊長為10毫米，厚度為1毫米的正方形 玻璃板。所述陰極電極104為一導電層，且其厚度和大小可以根據(jù)實際需要選擇。所述所 述陰極電極104的材料可以為純金屬、合金、氧化銦錫或?qū)щ姖{料等。可以理解，當絕緣基 底102為硅片時，該陰極電極104可以為一硅摻雜層。本實施例中，所述陰極電極104為一 厚度為20微米的鋁膜。該鋁膜通過磁控濺射法沉積于絕緣基底102表面。所述絕緣隔離層108設置于所述陰極電極104與金屬柵網(wǎng)110之間，用于使所述 陰極電極104與金屬柵網(wǎng)110之間絕緣。所述絕緣隔離層108的材料可以為樹脂、厚膜曝 光膠、玻璃、陶瓷、氧化物及其混合物等。所述氧化物包括二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鉍等。 所述絕緣隔離層108的厚度和形狀可以根據(jù)實際需要選擇。所述絕緣隔離層108可以直接 設置于所述絕緣基底102表面，也可設置于陰極電極104表面。具體地，所述絕緣隔離層 108可以為一具有通孔的層狀結(jié)構(gòu)，所述通孔即為第一開口 1080。所述絕緣隔離層108也 可為多個相隔一定距離設置的條狀結(jié)構(gòu)，且所述相隔一定距離設置的條狀結(jié)構(gòu)之間的間隔 即為第一開口 1080。所述陰極電極104的至少部分對應設置于所述絕緣隔離層108的第一 開口 1080處，并通過該第一開口 1080暴露。本實施例中，所述絕緣隔離層108為一厚度為 100微米的圓環(huán)形光刻膠設置于陰極電極104表面，且其定義有一圓形通孔，所述陰極電極 104的部分表面通過該圓形通孔暴露。所述電子發(fā)射層106包括多個電子發(fā)射體(圖未標)，如碳納米管、納米碳纖維、 硅納米線、或硅尖等任何可以發(fā)射電子的結(jié)構(gòu)。所述電子發(fā)射層106的厚度和大小可以根 據(jù)實際需要選擇。進一步，所述電子發(fā)射層106的表面開可以設置一層抗離子轟擊材料，以 提高其穩(wěn)定性和壽命。所述抗離子轟擊材料包括碳化鋯、碳化鉿、六硼化鑭等中的一種或多 種。本實施例中，所述電子發(fā)射層106為一碳納米管漿料層。所述碳納米管漿料包括碳納 米管、低熔點玻璃粉、以及有機載體。其中，有機載體在烘烤過程中蒸發(fā)，低熔點玻璃粉在烘 烤過程中熔化并將碳納米管固定于陰極電極104表面。所述固定元件112為一絕緣材料層，其厚度不限，可以根據(jù)實際需要選擇。所述固 定元件112的形狀與絕緣隔離層108的形狀相同，且其定義一與第一開口 1080相對應的第 二開口 1120，以使金屬柵網(wǎng)110暴露。本實施例中，所述固定元件112為通過絲網(wǎng)印刷的絕 緣漿料層。所述場發(fā)射裝置100具有以下優(yōu)點第一，由于所述金屬柵網(wǎng)采用長方形網(wǎng)孔，所 以通過控制網(wǎng)孔的寬度可以有效抑制陽極電場的滲透，且通過控制網(wǎng)孔的長度可以獲得較 大的幾何孔率，從而提高電子穿透幾率。第二，由于采用交錯設置的長方形網(wǎng)孔，所述金屬 柵網(wǎng)的節(jié)點與網(wǎng)孔相互牽制，局部應力小，所以該結(jié)構(gòu)可以有效避免場發(fā)射裝置100使用 過程中，由于金屬柵網(wǎng)膨脹系數(shù)不匹配而造成的金屬柵網(wǎng)翹起現(xiàn)象。第三，該金屬柵網(wǎng)具有 較好的平整度和較高的機械強度，且易于制備，從而使得金屬柵網(wǎng)的制備成品率提高，制備 成本降低?？梢岳斫?，所述場發(fā)射裝置100不限于上述的結(jié)構(gòu)。所述金屬柵網(wǎng)也可以適用于 其它結(jié)構(gòu)的場發(fā)射裝置。所述場發(fā)射裝置100具有廣泛的具體應用范圍，如場發(fā)射顯示器、 真空器件、場發(fā)射光源、場發(fā)射離子源等。
請參見圖5，本發(fā)明實施例進一步提供一種采用所述場發(fā)射裝置100的場發(fā)射顯 示器10，其包括一陰極基板12，一陽極基板14，一陽極電極16，一熒光粉層18，以及一場發(fā) 射裝置100。其中，所述陰極基板12通過一絕緣支撐體15與陽極基板14四周封接。所述場發(fā) 射裝置100，陽極電極16和熒光粉層18密封在陰極基板12與陽極基板14之間。所述陽極 電極16設置于所述陽極基板14表面。所述熒光粉層18設置于所述陽極電極16表面。所 述熒光粉層18與場發(fā)射裝置100之間保持一定距離。所述場發(fā)射裝置100設置于所述陰 極基板12上。具體地，本實施例中，所述陰極基板12與場發(fā)射裝置100的絕緣基底102公 用一絕緣基板，以簡化結(jié)構(gòu)。所述陰極基板12的材料可以為玻璃、陶瓷、二氧化硅等絕緣材料。所述陽極基板 14為一透明基板。本實施例中，所述陰極基板12與陽極基板14均為一玻璃板。所述陽極 電極16可為氧化銦錫薄膜或鋁膜。所述熒光粉層18可以包括多個發(fā)光單元，且每個發(fā)光 單元與場發(fā)射裝置100的一個單元對應設置。可以理解，所述場發(fā)射顯示器10不限于上述結(jié)構(gòu)。所述場發(fā)射裝置100也可以適 用于其它結(jié)構(gòu)的場發(fā)射顯示器。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)作其它變化，當然這些依據(jù)本發(fā)明精 神所作的變化，都應包含在本發(fā)明所要求保護的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種金屬柵網(wǎng)，其可以用于場發(fā)射裝置的柵極電極，其特征在于，所述金屬柵網(wǎng)包括多個金屬條相互垂直地連接，定義出多個長方形網(wǎng)孔，且該多個長方形網(wǎng)孔排列成多個行或列。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬柵網(wǎng)，其特征在于，所述金屬條的厚度大于等于10微米，寬 度大于等于10微米。
3.如權(quán)利要求1所述的金屬柵網(wǎng)，其特征在于，所述網(wǎng)孔的長度為300微米 600微 米，寬度為50微米 300微米。
4.如權(quán)利要求1所述的金屬柵網(wǎng)，其特征在于，所述網(wǎng)孔的長度與寬度比大于等于 3 I0
5.如權(quán)利要求1所述的金屬柵網(wǎng)，其特征在于，所述金屬柵網(wǎng)的幾何孔率大于等于 50%。
6.如權(quán)利要求1所述的金屬柵網(wǎng)，其特征在于，所述多個網(wǎng)孔成行列式設置，所述多個 金屬條呈“十”字型連接。
7.如權(quán)利要求1所述的金屬柵網(wǎng)，其特征在于，所述多個網(wǎng)孔成行列式交錯設置，所述 多個金屬條呈“T”字型連接。
8.如權(quán)利要求7所述的金屬柵網(wǎng)，其特征在于，所述多個長方形網(wǎng)孔中的任意三個相 鄰的網(wǎng)孔均形成一 “品”字形。
9.如權(quán)利要求1所述的金屬柵網(wǎng)，其特征在于，所述金屬柵網(wǎng)的材料為不銹鋼、鉬或鎢。
10.如權(quán)利要求1所述的金屬柵網(wǎng)，其特征在于，所述多個金屬條為一體成型的整體結(jié)構(gòu)。
11.一種金屬柵網(wǎng)，其可以用于場發(fā)射裝置的柵極電極，其包括一金屬片及形成于金屬 片上的多個網(wǎng)孔，其特征在于，所述多個網(wǎng)孔為多個長方形網(wǎng)孔，且該多個長方形網(wǎng)孔排列 成多個行或列。
12.—種場發(fā)射裝置，其包括一柵極電極，其中，所述柵極電極為如權(quán)利要求1至11 中任一項所述的金屬柵網(wǎng)。
13.—種場發(fā)射顯示器，其包括一場發(fā)射裝置，其中，所述場發(fā)射裝置包括一柵極電 極，所述柵極電極為如權(quán)利要求1至11中任一項所述的金屬柵網(wǎng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬柵網(wǎng)，其可以用于場發(fā)射裝置的柵極電極，其中，所述金屬柵網(wǎng)包括多個金屬條相互垂直地連接，定義出多個長方形網(wǎng)孔，且該多個長方形網(wǎng)孔排列成多個行或列。本發(fā)明進一步涉及一種采用該金屬柵網(wǎng)的場發(fā)射裝置及場發(fā)射顯示器。
文檔編號H01J29/46GK101908457SQ20101026475
公開日2010年12月8日 申請日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者范守善, 郝海燕 申請人:清華大學;鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司