[发明专利]场发射元件与场发射显示装置

说明书

技术领域

本发明是关于一种场发射元件以及场发射显示装置，尤指一种利用图案化介电层降低驱动电压的场发射元件以及场发射显示装置。

背景技术

场发射显示器是继阴极射线管显示器及液晶显示器之后，最具发展潜力的下一代兴新技术。相对于现有的显示技术，场发射显示器具有低驱动电压、无视角限制、操作温度范围大、高亮度、高对比及色彩饱和等优点，近年来越来越受到重视。

一般的侧向场发射元件(lateral field mission device)是具有由阴极电极、栅极电极以及涂布有萤光材料的阳极电极所构成的三极结构。通过施予栅极电极一电压，来诱发电子从阴极电极上的场发射源(emitter)脱离射出，在真空环境下的电子经阳极电极高压吸引而轰击到萤光粉形成发光。因此，若将栅极电极设置在阴极电极上方，且栅极电极与阴极电极间的距离愈近则施予栅极电极的电压就可愈低。然而，此上栅极(top-gate)的结构有其工艺上的困难。因此，若使用共平面的阴极电极与栅极电极的结构设计，可达到简化工艺的目的。但由于阴极电极与栅极电极为共平面的限制，故需要在栅极电极上施予比上栅极结构更高的电压来诱发电子从阴极电极上发射。在固定电流的条件下，高电压(约400～800伏特)不仅是意味着高功耗，对驱动积体电路(driver IC)在脉冲上的设计、上升时间与下降时间规格的界定以及元件材料上的耐压程度和使用寿命等都是很大的问题。

发明内容

本发明的主要目的之一在于提供一种场发射元件与场发射显示装置，通过于阴极电极与栅极电极间设置图案化介电层，降低栅极驱动电压。

为达上述目的，本发明提供一种场发射元件，包括一第一基板、一第二基板、一第一电极、一第二电极、一第三电极以及一图案化介电层。第二基板是与第一基板相对设置。第一电极是设置于第一基板面对第二基板的一第一内表面上。第二电极是设置于第二基板面对第一基板的一第二内表面上。第三电极是设置于第二基板的第二内表面上。图案化介电层是设置于第二基板的第二内表面上，且图案化介电层是设置于第二电极与第三电极之间。图案化介电层是与第二电极互相分离，且图案化介电层是与第三电极互相分离。图案化介电层的一第一厚度大体上是大于第二电极的一第二厚度，且图案化介电层的第一厚度大体上是大于第三电极的一第三厚度。

该第二电极与该第三电极是由同一材料层所构成。

该第二电极与该第三电极分别具有多个分支电极，且各该分支电极是彼此交错设置。

该图案化介电层是于一平行于该第二基板的一方向上设置于该第二电极与该第三电极之间。

该图案化介电层的一介电常数大体上是介于1至10之间。

该图案化介电层的该第一厚度与该第二电极的该第二厚度的一比值大体上是介于1至100之间，且该图案化介电层的该第一厚度与该第三电极的该第三厚度的一比值大体上是介于1至100之间。

该图案化介电层与该第二电极间的一第一距离大体上是相等于该图案化介电层与该第三电极间的一第二距离。

该图案化介电层与该第二电极间的一第一距离跟该第二电极与该第三电极间的一第三距离的一比值大体上是介于0.01至0.4之间，且该图案化介电层与该第三电极间的一第二距离跟该第二电极与该第三电极间的该第三距离的一比值大体上是介于0.01至0.4之间。

该第一电极为一阳极电极，该第二电极为一阴极电极，且该第三电极为一栅极电极。

该图案化介电层与该第二电极间的一第一距离大体上是小于或等于该图案化介电层与该第三电极间的一第二距离。

更包括一第一场发射源设置于该阴极电极上。

该第一电极为一阳极电极，该第二电极为一第一阴/栅极电极，且该第三电极为一第二阴/栅极电极。

更包括一第一场发射源设置于该第一阴/栅电极上，以及一第二场发射源设置于该第二阴/栅极电极上。

该第一阴/栅电极与该第二阴/栅极电极的驱动方式包括一使用交流电压的驱动方式。

更包括一萤光层，设置于该第一电极与该第二电极之间以及设置于该第一电极与该第三电极之间。

该图案化介电层具有一弧形表面。