JP2003016976A

JP2003016976A - 平面表示装置

Info

Publication number: JP2003016976A
Application number: JP2001195686A
Authority: JP
Inventors: Makoto Okai; 誠岡井; Yasuhiko Muneyoshi; 恭彦宗吉; Tomio Yaguchi; 富雄矢口; Nobuaki Hayashi; 伸明林
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2003-01-17

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の技術では、電子源とゲート電極の間隔を
数ミクロンから数十ミクロンの精度で制御することが困
難であるため、スイッチング電圧は百ボルト以上と高
く、数十ボルトの低スイッチング電圧を実現することは
困難であった。【解決手段】絶縁層およびゲート電極材料として感光性
ペースト材を用いることにより、電子源を作製した基板
上に、数ミクロンの加工精度でゲート電極を作製するこ
とにより、数十ボルトのスイッチング電圧を実現した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子源を作製した
カソード電極と、ゲート電極を同一基板上に作製した自
発光型平面表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カーボンナノチューブのような微
細繊維構造を有する物質を電子源として用いた自発光型
平面表示装置を構成する場合、電子源を形成した基板の
上方に金属メッシュ状のゲート電極を形成する方法が一
般に用いられていた。この方法を用いて、４．５インチ
の自発光型平面表示装置を作製した例が、エスアイディ
ー９９ダイジェスト（ＳＩＤ９９Ｄｉｇｅｓｔ）ｐｐ．
１１３４−１１３７に記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例の方法で
は、電子源とゲート電極の間隔を数ミクロンから数十ミ
クロンの精度で制御することが困難であるため、スイッ
チング電圧は百ボルト以上と高く、数十ボルトの低スイ
ッチング電圧を実現することは困難であった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明では、絶縁層およ
びゲート電極材料として感光性ペースト材を用いること
により、数ミクロンの加工精度を実現した。これによ
り、電子源を作製した基板上に、数ミクロンの加工精度
で、ゲート電極を作製することにより、数十ボルトのス
イッチング電圧を実現することができた。

【０００５】

【発明の実施の形態】まず、図１を用いて、本発明の自
発光平面ディスプレイ装置の全体構成を説明する。本実
施例の自発光平面ディスプレイ装置は、電子源アレイを
作製した電子源板１０１、電子源の位置に合わせて蛍光
体ストライプあるいはドットを作製した蛍光表示板１０
３、電子源板１０１と蛍光表示板１０３を一定間隔に保
って固定するための枠ガラス１０２より構成される。ま
た、図中には示さなかったが、画面サイズが大きくなる
と、枠ガラス内部にも電子源板１０１と蛍光表示板１０
３を一定間隔に保つためのスペーサが必要となる。

【０００６】次に、図２を用いて、電子源板の構造を説
明する。横方向に複数本のカソード電極ストライプ２０
１を、垂直方向に複数本のゲート電極ストライプ２０２
を形成する。カソード電極ストライプ２０１とゲート電
極ストライプ２０２は、絶縁層（図示略）を挿んで交差
し、それぞれの交差点に電子源２０３を形成する。この
電子源２０３はゲート電極ストライプ２０２とその下の
絶縁層を貫いた穴の底部のカソード電極ストライプ２０
１の表面に形成する。

【０００７】次に、図３を用いて、蛍光表示板の構造を
説明する。電子源の位置に合わせて、赤、緑、青の蛍光
体ストライプを形成した構造になっている。まず、電子
源の横方向のピッチに合わせて、電子源の中央の位置に
ブラックマトリックスのストライプをリフトオフ法によ
り作製する。次にスラリー法により赤３０１、緑３０
２、青３０３の蛍光体ストライプによる繰り返しストラ
イプパターンを形成する。各々の蛍光体ストライプが、
両側のブラックストライプの中央に配置する。また、図
には示さなかったが、蛍光体ストライプを作製した後、
全面にアルミニウムを５０ｎｍ蒸着し、アノード電極を
形成した。

【０００８】以上のようにして作製した、電子源板と蛍
光表示板を枠ガラスを用いて一定間隔で対峙するように
配置し、電子源と蛍光体ストライプの位置を合わせた
後、内部を真空にしてフリットガラスにより封止してパ
ネルとする。そして、アノード電極ストライプに走査信
号を、ゲート電極ストライプに画像信号を印加する。さ
らに蛍光表示板のアノード電極にカソード電極に対して
プラスの加速電圧を印加することにより、画像を表示さ
せる。

【０００９】次に、図４を用いて電子源板上の詳細構造
を説明する。同図（ａ）が上面図であり、同図（ｂ）が
Ａ−Ａ’断面図、同図（ｃ）がＢ−Ｂ’断面図である。
カソード電極ストライプ４０１とゲート電極ストライプ
４０２が、絶縁層４０５を挟んで交差した構造になって
いる。カソード電極ストライプ４０１の表面は電子源保
護層４０４で被うことによりプロセスダメージから保護
し、最後に電子源保護層４０４を除去することにより電
子源（図示略）を露出させる。

【００１０】次に、作製プロセスの詳細を図５を用いて
説明する。同図（１）（２）（３）（４）は、プロセス
の各段階を示す。また、各段階の左が上面図、中央がＡ
−Ａ’断面図、右がＢ−Ｂ’断面図である。

【００１１】まず、平均粒径が１ミクロンのニッケル粒
子を含有した印刷ペーストに平均直径が１５ナノメート
ルのマルチウォールカーボンナノチューブを混ぜ込んだ
ペーストを、スクリーン印刷法によりガラス基板（図示
略）表面に印刷する。これにより厚さ１μm、幅３００
μm、間隔６０μmのカソード電極ストライプ５０１を６
００本形成する。カソード電極ストライプ５０１を形成
した後、５５０℃で焼成し、印刷ペーストに含有されて
いる樹脂成分を除去する。

【００１２】次に、カソード電極ストライプ５０１を形
成した基板上に、アルミニウムを全面に蒸着し、カソー
ド電極ストライプを保護するための電子源保護層５０４
を形成する。電子源保護層５０４のパターン形状は、カ
ソード電極ストライプ５０１のうち電子源穴５０３の底
部分にあたる部分を被うようにすればよい。

【００１３】次に、感光性絶縁材料ペーストを全面にス
クリーン印刷する。感光性絶縁材料ペーストの厚みは３
０μmである。この感光性絶縁材料ペーストを露光現像
して、パターンニングすることにより絶縁層５０５を形
成する。この絶縁層５０５には、下層のカソード電極ス
トライプ５０１と上層のゲート電極ストライプ５０２の
交差部分に直径３０μmの電子源穴５０３が４個あいた
構造になっている。この絶縁層５０５を５５０℃で焼成
後、感光性銀ペーストを全面にスクリーン印刷する。こ
の感光性銀ペーストを露光現像して、パターンニングす
ることにより、厚さ２０μm、幅９０μm、間隔３０μm
のゲート電極ストライプ５０２を２４００本形成する。
なお、ゲート電極ストライプ５０２も、カソード電極ス
トライプ５０１とゲート電極ストライプ５０２の交差部
分に直径３０μmの電子源穴５０３が４個あいた構造に
なっている。上記電子源穴５０３部分の電子源保護層５
０４は、酸性水溶液等のエッチング液によって取り除か
れる。

【００１４】このようにして作製した配線構造を用い
て、カソード電極ストライプ５０１に走査信号を、ゲー
ト電極ストライプ構造５０２に画像信号をインプット
し、さらにカソード電極ストライプ５０１と図３の蛍光
表示板に設けたアノード電極の間に加速電圧を印加する
ことにより、画像を表示させることができた。また、本
発明のゲート構造により、ゲート電極と、カーボンナノ
チューブのような微細炭素繊維の先端との距離をμmオ
ーダで制御できるため、非常に低いゲート動作電圧３０
Ｖを実現することができた。

【００１５】なお、本実施例ではカソード電極ストライ
プ５０１にニッケルペーストを、またゲート電極ストラ
イプ５０２に銀ペーストを用いたが、必要な電気伝導性
を有するいかなる金属を用いることも可能である。ま
た、本発明では絶縁膜５０５の膜厚を３０μm、電子源
穴５０３の直径を３０μmとしたが、膜厚および直径を
任意に設計することにより、所望の電圧でゲート動作を
行わせることができる。また、電子源へのプロセスダメ
ージを緩和するために、電子源保護層５０４を形成した
が、プロセス条件によっては、電子源保護層５０４が不
要の場合もある。

【００１６】次に、本発明の第２の実施例を図６および
図７を用いて説明する。まず、電子源板上の詳細構造
を、図６を用いて説明する。同図（ａ）が上面図であ
り、同図（ｂ）がＡ−Ａ’断面図、同図（ｃ）がＢ−
Ｂ’断面図である。カソード電極ストライプ６０１とゲ
ート電極ストライプ６０２が、絶縁層６０５を挟んで交
差した構造になっている。カソード電極ストライプ６０
１の表面は電子源保護層６０４で被うことにより電子源
をプロセスダメージから保護し、最後に電子源保護層６
０４を除去することにより、電子源を露出させる。

【００１７】次に、作製プロセスの詳細を図７を用いて
説明する。（１）（２）（３）（４）は、プロセスの各
段階を示す。また、各段階における左が上面図、中央が
Ａ−Ａ’断面図、右がＢ−Ｂ’断面図である。

【００１８】まず、平均粒径が１ミクロンのニッケル粒
子を含有した印刷ペーストに平均直径が１５ナノメート
ルのマルチウォールカーボンナノチューブを混ぜ込んだ
ペーストを、スクリーン印刷法によりガラス基板（図示
略）表面に印刷することにより、厚さ１μm、幅３００
μm、間隔６０μmのカソード電極ストライプ７０１を６
００本形成する。

【００１９】カソード電極ストライプ７０１を形成した
後、５５０℃で焼成することにより、印刷ペーストに含
有されている樹脂成分を除去する。次に、カソード電極
ストライプを形成した基板上にアルミニウムを蒸着によ
り全面形成し、ホトリソグラフィープロセスにより、カ
ソード電極ストライプ７０１を保護するための電子源保
護層７０４を形成する。電子源保護層７０４のパターン
形状は、カソード電極ストライプ７０１のうち電子源穴
７０３の底部分にあたる部分を被うようにすればよい。

【００２０】次に、感光性絶縁材料ペーストを全面にス
クリーン印刷する。感光性絶縁材料ペーストの厚みは３
０μmである。この感光性絶縁材料ペーストを露光現像
して、パターンニングすることにより、絶縁層７０５を
形成する。この絶縁層７０５の幅は３２０μmであり、
カソード電極ストライプ７０１より２０μm幅が広く、
絶縁層７０５がカソード電極ストライプ７０１を完全に
被った構造になっている。ただし、下層のカソード電極
ストライプ７０１と上層のゲート電極ストライプ７０２
の交差部分に直径３０μmの電子源穴７０３が４個あい
た構造になっている。

【００２１】この絶縁層７０５を５５０℃で焼成後、感
光性銀ペーストを全面にスクリーン印刷する。この感光
性銀ペーストを露光現像して、パターンニングすること
により、厚さが２０μmで、幅が９０μm、間隔が３０μ
mのゲート電極ストライプ７０２を２４００本形成す
る。なおゲート電極ストライプ７０２も、カソード電極
ストライプ７０１とゲート電極ストライプ７０２の交差
部分に直径３０μmの電子源穴７０３が４個あいた構造
になっている。最後に、上記電子源穴７０３部分の電子
源保護層７０４をエッチングで除去する。

【００２２】このようにして作製した配線構造を用い
て、カソード電極ストライプ７０１に走査信号を、ゲー
ト電極ストライプ構造７０２に画像信号をインプット
し、さらにカソード電極ストライプ７０１と図３の蛍光
表示板に設けたアノード電極の間に、加速電圧を印加す
ることにより、画像を表示させることができた。また、
本発明のゲート構造により、ゲート電極と、カーボンナ
ノチューブのような微細炭素繊維の先端との距離をμm
オーダで制御できるため、非常に低いゲート動作電圧３
０Ｖを実現することができた。

【００２３】なお、本実施例ではカソード電極ストライ
プ７０１にニッケルペーストを、またゲート電極ストラ
イプ７０２を銀で形成したが、必要な電気伝導性を有す
るいかなる金属を用いることも可能である。また、本発
明では絶縁膜７０５の膜厚を３０μm、電子源穴７０３
の直径を３０μmとしたが、膜厚および直径を任意に設
計することにより、所望の電圧でゲート動作を行わせる
ことができる。また、電子源へのプロセスダメージを緩
和するために、電子源保護層７０４を形成したが、プロ
セス条件によっては、電子源保護層７０４が不要の場合
もある。

【００２４】次に、本発明の第３の実施例を図８および
図９を用いて説明する。まず、電子源板上の詳細構造
を、図８を用いて説明する。同図（ａ）が上面図であ
り、同図（ｂ）がＡ−Ａ’断面図、同図（ｃ）がＢ−
Ｂ’断面図である。カソード電極ストライプ８０１とゲ
ート電極ストライプ８０２が、絶縁層８０５を挟んで交
差した構造になっている。カソード電極ストライプ８０
１の表面には、電子源層８０６が形成されている。さら
にこの電子源層８０６は、電子源保護層８０４で被うこ
とによりプロセスダメージから保護し、最後に電子源保
護層８０４を除去することにより電子源を露出させる。

【００２５】次に、作製プロセスの詳細を図９を用いて
説明する。（１）（２）（３）（４）は、プロセスの各
段階を示す。また、各段階の左が上面図、中央がＡ−
Ａ’断面図、右がＢ−Ｂ’断面図である。

【００２６】まず、平均粒径が１ミクロンのニッケル粒
子を含有した印刷ペーストを、スクリーン印刷法により
ガラス基板表面に印刷することにより、厚さが１μm
で、幅が３００μm、間隔が６０μmのカソード電極スト
ライプ９０１を６００本形成する。カソード電極ストラ
イプ９０１を形成した後、５５０℃で焼成することによ
り印刷ペーストに含有されている樹脂成分を除去する。

【００２７】次に、平均直径が１５ナノメートルのマル
チフォールカーボンナノチューブを混ぜ込んだ樹脂ペー
ストを印刷することにより、カソード電極ストライプ９
０１の上に電子源層９０６を形成する。この電子源層９
０６は電子源穴９０３の底部にあたる部分に形成すれば
よいが、プロセスマージン等の理由により、さらに広い
領域に形成することも可能である。次に、カソード電極
ストライプ９０１および電子源層９０６を形成した基板
上にアルミニウムを蒸着により全面形成し、ホトリソグ
ラフィープロセスによりカソード電極ストライプ９０１
および電子源層９０６を保護するための電子源保護層９
０４を形成する。電子源保護層９０４は、電子源層９０
６を完全に、あるいは電子源穴９０３の底部にあたる部
分を被うように形成する。

【００２８】次に、感光性絶縁材料ペーストを全面にス
クリーン印刷する。感光性絶縁材料ペーストの厚みは３
０μmである。この感光性絶縁材料ペーストを露光現像
してパターンニングすることにより絶縁層９０５を形成
する。この絶縁層９０５は、下層のカソード電極ストラ
イプ９０１と上層のゲート電極ストライプ９０２の交差
部分に直径３０μmの電子源穴９０３が４個あいた構造
になっている。この絶縁層９０５を５５０℃で焼成後、
感光性銀ペーストを全面にスクリーン印刷する。この感
光性銀ペーストを露光現像して、パターンニングするこ
とにより、厚さが２０μmで、幅が９０μm、間隔が３０
μmのゲート電極ストライプ９０２を２４００本形成す
る。なおゲート電極ストライプ９０２も、カソード電極
ストライプ９０１とゲート電極ストライプ９０２の交差
部分に直径３０μmの電子源穴９０３が４個あいた構造
になっている。最後に、上記電子源穴９０３部分の電子
源保護層９０４をエッチングで除去する。

【００２９】このようにして作製した配線構造を用い
て、カソード電極ストライプ９０１に走査信号を、ゲー
ト電極ストライプ構造９０２に画像信号をインプット
し、さらにカソード電極ストライプ９０１と図３の蛍光
表示板に設けたアノード電極の間に、加速電圧を印加す
ることにより、画像を表示させることができた。また、
本発明のゲート構造により、ゲート電極と、カーボンナ
ノチューブのような微細炭素繊維の先端との距離をμm
オーダで制御できるため、非常に低いゲート動作電圧３
０Ｖを実現することができた。

【００３０】なお、本実施例ではカソード電極ストライ
プ９０１にニッケルペーストを、ゲート電極ストライプ
９０２に銀ペーストを用いてそれぞれを形成したが、必
要な電気伝導性を有するいかなる金属を用いることも可
能である。また、本実施例では絶縁膜９０５の膜厚を３
０μm、電子源穴９０３の直径を３０μmとしたが、膜厚
および直径を任意に設計することにより、所望の電圧で
ゲート動作を行わせることができる。また、電子源への
プロセスダメージを緩和するために、電子源保護層９０
４を形成したが、プロセス条件によっては、電子源保護
層９０４が不要の場合もある。

【００３１】次に、本発明の第４の実施例を図１０およ
び図１１を用いて説明する。まず、電子源板上の詳細構
造を、図１０を用いて説明する。同図（ａ）が上面図で
あり、同図（ｂ）がＡ−Ａ’断面図、同図（ｃ）がＢ−
Ｂ’断面図である。カソード電極ストライプ１００１と
ゲート電極ストライプ１００２が、絶縁層１００５を挟
んで交差した構造になっている。カソード電極ストライ
プ１００１の表面は電子源保護層１００４で被うことに
よりプロセスダメージから保護し、最後に電子源保護層
１００４を除去することにより、電子源を露出させる。

【００３２】次に、作製プロセスの詳細を図１１を用い
て説明する。（１）（２）（３）（４）は、プロセスの
各段階を示す。また、各段階の左が上面図、中央がＡ−
Ａ’断面図、右がＢ−Ｂ’断面図である。

【００３３】まず、平均粒径が１ミクロンのニッケル粒
子を含有した印刷ペーストを、スクリーン印刷法により
ガラス基板表面に印刷することにより、厚さが１μm
で、幅が３００μm、間隔が６０μmのカソード電極スト
ライプ１１０１を６００本形成する。カソード電極スト
ライプ１１０１を形成した後、５５０℃で焼成すること
により、印刷ペーストに含有されている樹脂成分を除去
する。

【００３４】次に、平均直径が１５ナノメートルのマル
チフォールカーボンナノチューブを混ぜ込んだ樹脂ペー
ストを印刷することにより、カソード電極ストライプ１
１０１の上に電子源層１１０６を形成する。この電子源
層１１０６は、電子源穴１１０３の底部にあたる部分に
形成すればよいが、プロセスマージン等の理由により、
さらに広い領域に形成することも可能である。

【００３５】次に、カソード電極ストライプ１１０１お
よび電子源層１１０６を形成した基板上にアルミニウム
を蒸着により全面形成し、ホトリソグラフィープロセス
により、カソード電極ストライプを保護するための電子
源保護層１１０４を形成する。電子源保護層１１０４
は、電子源層１１０６を完全に、あるいは電子源穴１１
０３の底部にあたる部分を被うように形成する。

【００３６】次に、感光性絶縁材料ペーストを全面にス
クリーン印刷する。感光性絶縁材料ペーストの厚みは３
０μmである。この感光性絶縁材料ペーストを露光現像
して、パターンニングすることにより絶縁層１１０５を
形成する。この絶縁層１１０５の幅は、３２０μmであ
り、カソード電極ストライプ１１０１より２０μm幅が
広く、絶縁層１１０５がカソード電極ストライプ１１０
１を完全に被った構造になっている。ただし、下層のカ
ソード電極ストライプ１１０１と上層のゲート電極スト
ライプ１１０２の交差部分に直径３０μmの電子源穴１
１０３が４個あいた構造になっている。この絶縁層１１
０５を５５０℃で焼成後、感光性銀ペーストを全面にス
クリーン印刷する。この感光性絶縁材料ペーストを露光
現像して、パターンニングすることにより、厚さが２０
μmで、幅が９０μm、間隔が３０μmのゲート電極スト
ライプ１１０２を２４００本形成する。なおゲート電極
ストライプ１１０２も、カソード電極ストライプ１１０
１とゲート電極ストライプ１１０２の交差部分に直径３
０μmの電子源穴１１０３が４個あいた構造になってい
る。最後に、上記電子源穴１１０３部分の電子源保護層
１１０４をエッチングで除去する。

【００３７】このようにして作製した配線構造を用い
て、カソード電極ストライプ１１０１に走査信号を、ゲ
ート電極ストライプ構造１１０２に画像信号をインプッ
トし、さらにカソード電極ストライプ１１０１と図３の
蛍光表示板に設けたアノード電極の間に、加速電圧を印
加することにより、画像を表示させることができた。ま
た、本発明のゲート構造により、ゲート電極と、カーボ
ンナノチューブのような微細炭素繊維の先端との距離を
μmオーダで制御できるため、非常に低いゲート動作電
圧３０Ｖを実現することができた。

【００３８】なお、本実施例ではカソード電極ストライ
プ１１０１はニッケルペーストを、ゲート電極ストライ
プ１１０２は銀ペーストを用いて形成したが、必要な電
気伝導性を有するいかなる金属を用いることも可能であ
る。また、本発明では絶縁膜１１０５の膜厚を３０μ
m、電子源穴１１０３の直径を３０μmとしたが、膜厚お
よび直径を任意に設計することにより、所望の電圧でゲ
ート動作を行わせることができる。また、電子源へのプ
ロセスダメージを緩和するために、電子源保護層１１０
４を形成したが、プロセス条件によっては、電子源保護
層１１０４が不要の場合もある。

【００３９】次に、本発明の第５の実施例を、図１２と
図１３を用いて説明する。図１２（ａ）が上面図であ
り、同図（ｂ）がＡ−Ａ’断面図、同図（ｃ）がＢ−
Ｂ’断面図である。カソード電極ストライプ１２０１と
ゲート電極ストライプ１２０２が、絶縁層１２０５を挟
んで交差した構造になっている。交差した部分には電子
源穴１２０３を設け、電子源穴１２０３の底部には、カ
ソード電極ストライプ１２０１の表面に電子源層１２０
７を作製した構造になっている。

【００４０】次に、作製プロセスの詳細を図１３を用い
て説明する。同図において、（１）（２）（３）（４）
はプロセスの各段階を示す。また、各段階の左が上面
図、中央がＡ−Ａ’断面図、右がＢ−Ｂ’断面図であ
る。

【００４１】まず、平均粒径が１ミクロンのニッケル粒
子を含有した印刷ペーストを、スクリーン印刷法により
ガラス基板表面に印刷することにより、厚さが１μm
で、幅が３００μm、間隔が６０μmのカソード電極スト
ライプ１３０１を６００本形成する。カソード電極スト
ライプを形成した後、５５０℃で焼成することにより、
印刷ペーストに含有されている樹脂成分を除去する。

【００４２】次に、感光性絶縁材料ペーストを全面にス
クリーン印刷する。感光性絶縁材料ペーストの厚みは３
０μmである。この感光性絶縁材料ペーストを露光現像
して、パターンニングすることにより絶縁層１３０５を
形成する。この絶縁層１３０５には、下層のカソード電
極ストライプ１３０１と上層のゲート電極ストライプ１
３０２の交差部分に直径３０μmの電子源穴１３０３が
４個あいた構造になっている。

【００４３】この絶縁層１３０５を５５０℃で焼成後、
感光性銀ペーストを全面にスクリーン印刷する。この感
光性銀ペーストを露光現像して、パターンニングするこ
とにより、厚さ２０μm、幅９０μm、間隔３０μmのゲ
ート電極ストライプ１３０２を２４００本形成した。な
お、上記ゲート電極ストライプ１３０２にも、カソード
電極ストライプ１３０１との交差部分に直径３０μmの
電子源穴１３０３が４個あいた構造になっている。この
後、化学気相成長法等の手法により、電子源穴１３０２
の底部となるカソード電極ストライプ１３０１の表面
に、カーボンナノチューブを選択的に成長させることに
より、電子源層１３０７を形成した。

【００４４】このようにして作製した配線構造を用い
て、カソード電極ストライプ１３０１に走査信号を、ゲ
ート電極ストライプ構造１３０２に画像信号をインプッ
トし、さらにカソード電極ストライプ１３０１と図３の
蛍光表示板に設けたアノード電極の間に加速電圧を印加
することにより、画像を表示させることができた。

【００４５】また、本実施例のゲート構造により、ゲー
ト電極とカーボンナノチューブのような微細炭素繊維の
先端との距離をμmオーダで制御できるため、非常に低
いゲート動作電圧３０Ｖを実現することができた。

【００４６】なお、本実施例ではカソード電極ストライ
プ１３０１にニッケルペーストを用いたが、カーボンナ
ノチューブを選択的に成長させることができる金属であ
れば、いかなる金属を用いることができる。またゲート
電極ストライプ１３０２は銀ペーストを用いて形成した
が、必要な電気伝導性を有するいかなる金属を用いるこ
とも可能である。また、本実施例では絶縁膜１３０５の
膜厚を３０μm、電子源穴１３０３の直径を３０μmとし
たが、膜厚および直径を任意に設計することにより、所
望の電圧でゲート動作を行わせることができる。

【００４７】次に、本発明の第６の実施例を、図１４と
図１５を用いて説明する。図１４（ａ）が上面図であ
り、同図（ｂ）がＡ−Ａ’断面図、同図（ｃ）がＢ−
Ｂ’断面図である。カソード電極ストライプ１４０１と
ゲート電極ストライプ１４０２が、絶縁層１４０５を挟
んで交差した構造になっている。交差した部分には電子
源穴１４０３を設け、電子源穴１４０３の底部には、カ
ソード電極ストライプ１４０１の表面に電子源層１４０
７を作製した構造になっている。

【００４８】次に、作製プロセスの詳細を図１５を用い
て説明する。（１）（２）（３）（４）は、プロセスの
各段階を示す。また、各段階の左が上面図、中央がＡ−
Ａ’断面図、右がＢ−Ｂ’断面図である。

【００４９】まず、平均粒径が１ミクロンのニッケル粒
子を含有した印刷ペーストを、スクリーン印刷法により
ガラス基板表面に印刷することにより、厚さ１μm、幅
３００μm、間隔６０μmのカソード電極ストライプ１５
０１を６００本形成する。カソード電極ストライプ１５
０１を形成した後、５５０℃で焼成することにより、印
刷ペーストに含有されている樹脂成分を除去する。

【００５０】次に、感光性絶縁材料ペーストを全面にス
クリーン印刷する。感光性絶縁材料ペーストの厚みは３
０μmである。この感光性絶縁材料ペーストを露光現像
して、パターンニングすることにより絶縁層１５０５を
形成する。この絶縁層１５０５には、下層のカソード電
極ストライプ１５０１と上層のゲート電極ストライプ１
５０２の交差部分に直径３０μmの電子源穴１５０３が
４個あいた構造になっている。

【００５１】この絶縁層１５０５を５５０℃で焼成後、
感光性銀ペーストを全面にスクリーン印刷する。この感
光性銀ペーストを露光現像して、パターンニングするこ
とにより、厚さ２０μm、幅９０μm、間隔３０μmのゲ
ート電極ストライプ１５０２を２４００本形成する。な
おゲート電極ストライプ１５０２にも、カソード電極ス
トライプ１５０１との交差部分に直径３０μmの電子源
穴１５０３が４個あいた構造になっている。

【００５２】この後、インクジェット法等の手法によ
り、電子源穴１５０２の底部のカソード電極ストライプ
１５０１の表面に、カーボンナノチューブを含んだ溶液
を選択的に塗布することにより、電子源層１５０７を形
成した。

【００５３】このようにして作製した配線構造を用い
て、カソード電極ストライプ１５０１に走査信号を、ゲ
ート電極ストライプ構造１５０２に画像信号をインプッ
トし、さらにカソード電極ストライプ１５０１と図３の
蛍光表示板に設けたアノード電極の間に加速電圧を印加
することにより、画像を表示させることができた。ま
た、本実施例のゲート構造により、ゲート電極とカーボ
ンナノチューブのような微細炭素繊維の先端との距離を
μmオーダで制御できるため、非常に低いゲート動作電
圧３０Ｖを実現することができた。

【００５４】なお、本実施例ではカソード電極ストライ
プ１５０１をニッケルペーストで、ゲート電極ストライ
プ１５０２を銀ペーストでそれぞれ形成したが、必要な
電気伝導性を有するいかなる金属を用いることも可能で
ある。また、本発明では絶縁膜１５０５の膜厚を３０μ
m、電子源穴１５０３の直径を３０μmとしたが、膜厚お
よび直径を任意に設計することにより、所望の電圧でゲ
ート動作を行わせることができる。

【００５５】

【発明の効果】本発明でにより、電子源とゲート電極の
距離を数ミクロンの精度で制御して、ゲート電極を作製
することにより、数十ボルトのスイッチング電圧を実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の表面表示装置の概略構成を示
す斜視図。

【図２】本発明の実施例の表面表示装置の概略構成を示
す平面図および部分拡大平面図。

【図３】本発明の実施例の表面表示装置の発光部の概略
構成を示す平面図。

【図４】本発明の実施例の表面表示装置の要部平面図お
よび断面図。

【図５】本発明の実施例の表面表示装置の製造工程を示
す要部の平面図および断面図。

【図６】本発明の実施例の表面表示装置の要部平面図お
よび断面図。

【図７】本発明の実施例の表面表示装置の製造工程を示
す要部の平面図および断面図。

【図８】本発明の実施例の表面表示装置の要部平面図お
よび断面図。

【図９】本発明の実施例の表面表示装置の製造工程を示
す要部の平面図および断面図。

【図１０】本発明の実施例の表面表示装置の要部平面図
および断面図。

【図１１】本発明の実施例の表面表示装置の製造工程を
示す要部の平面図および断面図。

【図１２】本発明の実施例の表面表示装置の要部平面図
および断面図。

【図１３】本発明の実施例の表面表示装置の製造工程を
示す要部の平面図および断面図。

【図１４】本発明の実施例の表面表示装置の要部平面図
および断面図。

【図１５】本発明の実施例の表面表示装置の製造工程を
示す要部の平面図および断面図。

【符号の説明】

４０１…カソード電極ストライプ、４０２…ゲート電極
ストライプ、４０３…ゲートホール、４０４…電子源保
護層、４０５…絶縁層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者矢口富雄千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所ディスプレイグループ内 (72)発明者林伸明千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所ディスプレイグループ内Ｆターム(参考） 5C031 DD17 5C036 EE03 EE19 EF01 EF06 EF09 EG12 EH11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子源が設けられた電子源板と、蛍光体が
塗布された表示板とを備え、前記電子源板と表示板との
間の空間が真空雰囲気とされる表示装置であって、上記
電子源板上の複数のカソード電極ストライプと複数のゲ
ート電極ストライプが絶縁層を挟んでゲート電極ストラ
イプを上にして交差し、それぞれの交点に電子源を設け
た構造において、上記ゲート電極ストライプと上記絶縁
層が、感光性ペースト材により形成されていることを特
徴とする平面表示装置。
【請求項２】請求項１に記載の平面表示装置において、
カソード電極ストライプとゲート電極ストライプの交差
部分において、ゲート電極と絶縁層を貫くホールを形成
し、ホール底部のカソード電極表面に、電子源を設けた
ことを特徴とする平面表示装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の平面表示装置に
おいて、カソード電極ストライプを形成した後に、絶縁
層を全面に形成し、マスク露光・現像・焼成を行って絶
縁層パターンを形成し、その上にゲート電極層を全面に
形成し、マスク露光・現像・焼成を行ってゲート電極パ
ターンを形成することを特徴とする平面表示装置。
【請求項４】請求項１、２および３のいずれか記載の平
面表示装置において、カソード電極ストライプを形成す
る際に、その表面に電子源構造を形成するか、あるいは
カソード電極ストライプ、絶縁層パターンおよびゲート
電極ストライプのすべての構造を作製した後に、カソー
ド電極ストライプとゲート電極ストライプの交差部分
に、電子源構造を形成することを特徴とする平面表示装
置。