JP2003059436A - カーボンナノチューブ・フィールドエミッション・ディスプレイのカソード基板及びアノード基板とカソード基板の形成方法 - Google Patents
カーボンナノチューブ・フィールドエミッション・ディスプレイのカソード基板及びアノード基板とカソード基板の形成方法Info
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- Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 カソード基板およびアノード基板のＣＮＴ−
ＦＥＤを提供して、従来の技術で発生していた、アーク
現象などの問題を解決する。 【解決手段】 本発明のカーボンナノチューブ（ＣＮ
Ｔ）フィールドエミッション・ディスプレイのカソード
基板が、ガラス基板と、ガラス基板上にパターニングさ
れて、カソード層の表面が互いに離された電子放出領域
としてパターニングされたカソード層と、複数の電子放
出領域上にそれぞれ成長された複数のＣＮＴ構造とを含
む。
ＦＥＤを提供して、従来の技術で発生していた、アーク
現象などの問題を解決する。 【解決手段】 本発明のカーボンナノチューブ（ＣＮ
Ｔ）フィールドエミッション・ディスプレイのカソード
基板が、ガラス基板と、ガラス基板上にパターニングさ
れて、カソード層の表面が互いに離された電子放出領域
としてパターニングされたカソード層と、複数の電子放
出領域上にそれぞれ成長された複数のＣＮＴ構造とを含
む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フィールドエミッショ
ン・ディスプレイ（ＦＥＤ）に関し、特にカーボンナノ
チューブ・フィールドエミッション・ディスプレイ（Ｃ
ＮＴ−ＦＥＤ）に関する。
ン・ディスプレイ（ＦＥＤ）に関し、特にカーボンナノ
チューブ・フィールドエミッション・ディスプレイ（Ｃ
ＮＴ−ＦＥＤ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】フィールドエミッション・ディスプレイ
（ＦＥＤ）は、パネルディスプレイ市場において競争力
を擁している。それはアノード電極、カソード電極およ
びゲート電極で構成される３極構造の高電圧ディスプレ
イであり、高電圧および低電流を印加して、高輝度を達
成する。ＦＥＤは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のよう
に軽量で薄型ということと、陰極線管（ＣＲＴ）のよう
に高輝度と自発光という特長を有していた。従来のＦＥ
Ｄ工程において、蛍光材料がアノード基板上に形成され
て、放電チップを有する電子放出源がカソード基板上に
形成されて、ゲート電極は放電チップの外囲に形成され
る。そのため、ゲート電極から発生した高電場を印加す
ると、放電チップから電子が放出されて、その電子は印
加された高電圧で加速されて蛍光材料にあたり、カソー
ド蛍光体が放出される。電子放出源の製作に関しては、
複雑な工程、高価な器材、低い効率が伴うにもかかわら
ず、モリブデン（Mo）金属を採用してマイクロチップを
形成していた。
（ＦＥＤ）は、パネルディスプレイ市場において競争力
を擁している。それはアノード電極、カソード電極およ
びゲート電極で構成される３極構造の高電圧ディスプレ
イであり、高電圧および低電流を印加して、高輝度を達
成する。ＦＥＤは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のよう
に軽量で薄型ということと、陰極線管（ＣＲＴ）のよう
に高輝度と自発光という特長を有していた。従来のＦＥ
Ｄ工程において、蛍光材料がアノード基板上に形成され
て、放電チップを有する電子放出源がカソード基板上に
形成されて、ゲート電極は放電チップの外囲に形成され
る。そのため、ゲート電極から発生した高電場を印加す
ると、放電チップから電子が放出されて、その電子は印
加された高電圧で加速されて蛍光材料にあたり、カソー
ド蛍光体が放出される。電子放出源の製作に関しては、
複雑な工程、高価な器材、低い効率が伴うにもかかわら
ず、モリブデン（Mo）金属を採用してマイクロチップを
形成していた。
【０００３】最近、高い機械的強度および優れた電気的
性能を有するカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）材料を使
用してＦＥＤの電子放出源を形成してきた。スクリーン
印刷、化学気相成長（ＣＶＤ）およびコーティングなど
の、簡単で低コストの技術を応用してカーボンナノチュ
ーブのコーティングあるいは成長を電子放出領域中で行
い、製品となるＣＮＴ−ＦＥＤは、高い生産効率を有す
るとともに、大型サイズのディスプレイを形成すること
ができる。図１において、従来のＣＮＴ−ＦＥＤ１０を
示す。ＣＮＴ−ＦＥＤ１０はカソード基板１２と、その
上にカソード基板１２に平行なアノード基板１４とを有
して、スペーサ１６がカソード基板１２とアノード基板
１４との間の真空空間に設けられて、所定の垂直距離を
維持して大気圧に抵抗する。アノード基板１４はガラス
基板１８を有して、複数の蛍光体層２０がガラス基板１
８の所定領域上にパターニングされて、平坦化されたAl
膜２２がガラス基板１８の露出領域上に形成される。Al
膜２２の第１の目的はアノード基板１４の導電層として
提供することであり、第２の目的は蛍光体層２０の反射
層として提供することであり、第３の目的は保護層とし
て提供して、蛍光体層２０をイオンボンバートおよび電
場吸着から保護することである。カソード基板１２はガ
ラス基板２４を有して、複数のカソード層２６がガラス
基板２４の所定領域上にパターニングされて、複数のＣ
ＮＴ構造３４をカソード層２６の各電子放出領域上に成
長させる。絶縁層２８がガラス基板２４の周辺領域上に
形成されて、網状金属層３２がフリットで絶縁層２８上
に被着させられる。さらに、網状金属層３２の開口３２
ａはカソード層２６の各電子放出領域に対応するため、
カソード層２６を囲む網状金属層３２の金属材料はゲー
ト電極３２ｂとして提供される。
性能を有するカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）材料を使
用してＦＥＤの電子放出源を形成してきた。スクリーン
印刷、化学気相成長（ＣＶＤ）およびコーティングなど
の、簡単で低コストの技術を応用してカーボンナノチュ
ーブのコーティングあるいは成長を電子放出領域中で行
い、製品となるＣＮＴ−ＦＥＤは、高い生産効率を有す
るとともに、大型サイズのディスプレイを形成すること
ができる。図１において、従来のＣＮＴ−ＦＥＤ１０を
示す。ＣＮＴ−ＦＥＤ１０はカソード基板１２と、その
上にカソード基板１２に平行なアノード基板１４とを有
して、スペーサ１６がカソード基板１２とアノード基板
１４との間の真空空間に設けられて、所定の垂直距離を
維持して大気圧に抵抗する。アノード基板１４はガラス
基板１８を有して、複数の蛍光体層２０がガラス基板１
８の所定領域上にパターニングされて、平坦化されたAl
膜２２がガラス基板１８の露出領域上に形成される。Al
膜２２の第１の目的はアノード基板１４の導電層として
提供することであり、第２の目的は蛍光体層２０の反射
層として提供することであり、第３の目的は保護層とし
て提供して、蛍光体層２０をイオンボンバートおよび電
場吸着から保護することである。カソード基板１２はガ
ラス基板２４を有して、複数のカソード層２６がガラス
基板２４の所定領域上にパターニングされて、複数のＣ
ＮＴ構造３４をカソード層２６の各電子放出領域上に成
長させる。絶縁層２８がガラス基板２４の周辺領域上に
形成されて、網状金属層３２がフリットで絶縁層２８上
に被着させられる。さらに、網状金属層３２の開口３２
ａはカソード層２６の各電子放出領域に対応するため、
カソード層２６を囲む網状金属層３２の金属材料はゲー
ト電極３２ｂとして提供される。
【０００４】しかしながら、ＣＮＴ−ＦＥＤ１０には短
所があった。第一に、電子放出領域を囲む外側カーボン
ナノチューブにエッジ効果が現れるため、各蛍光体層２
０は周囲が比較的明るく中心が比較的暗く発光した。こ
れは発光の不均一およびＣＮＴ−ＦＥＤ１０の発光品質
の低下を発生させた。第二に、網状金属層３２の端部だ
けが、カソード基板１２の周辺領域上に形成された絶縁
層２８に被着されるため、大部分のゲート電極３２ｂが
カソード基板１２上に吊らされる。網状金属層３２のサ
イズが増大するにつれて、網状金属層３２の中心領域は
容易に垂れ下がって不均一となった。これは電子をゲー
ト電極３２ｂに打ち込んで、不均一な電場を形成して網
状金属層３２を振動させて、更には網状金属層３２の剥
離を発生させることとなった。第三に、高温（好ましく
は450℃〜500℃）で有機材料を除去する際、Al膜２２の
一部分が酸化されて酸化アルミニウムとなり、Al膜２２
の導電性が低下した。これは電子が放出されてアノード
基板１４に打ち込まれる際に電荷を蓄える。そして、電
荷が蓄えられて限界量に達すると、蓄えた電荷を排除す
るためにアーク現象が形成されて、アノード基板１４上
の輝度がなくなる。さらに、蓄えられた電荷が排斥の電
場を発生させた後、放出された電子がアノード基板１４
に打ち込まれないようにする。これはアノード基板１４
に打ち込まれる電子の量を減少させて、蛍光体層２０か
ら放出される輝度を低下させる。第四に、電子放出源に
金属チップあるいはＣＮＴ構造３４を採用したとしても
電子の発散現象が常に発生し、アノード基板１４上にク
ロストークを発生させることとなった。さらに、放出さ
れた電子の量が大きくなるにつれて、過剰電子は直接ア
ノード基板１４に打ち込まれて、スパークが発生した。
所があった。第一に、電子放出領域を囲む外側カーボン
ナノチューブにエッジ効果が現れるため、各蛍光体層２
０は周囲が比較的明るく中心が比較的暗く発光した。こ
れは発光の不均一およびＣＮＴ−ＦＥＤ１０の発光品質
の低下を発生させた。第二に、網状金属層３２の端部だ
けが、カソード基板１２の周辺領域上に形成された絶縁
層２８に被着されるため、大部分のゲート電極３２ｂが
カソード基板１２上に吊らされる。網状金属層３２のサ
イズが増大するにつれて、網状金属層３２の中心領域は
容易に垂れ下がって不均一となった。これは電子をゲー
ト電極３２ｂに打ち込んで、不均一な電場を形成して網
状金属層３２を振動させて、更には網状金属層３２の剥
離を発生させることとなった。第三に、高温（好ましく
は450℃〜500℃）で有機材料を除去する際、Al膜２２の
一部分が酸化されて酸化アルミニウムとなり、Al膜２２
の導電性が低下した。これは電子が放出されてアノード
基板１４に打ち込まれる際に電荷を蓄える。そして、電
荷が蓄えられて限界量に達すると、蓄えた電荷を排除す
るためにアーク現象が形成されて、アノード基板１４上
の輝度がなくなる。さらに、蓄えられた電荷が排斥の電
場を発生させた後、放出された電子がアノード基板１４
に打ち込まれないようにする。これはアノード基板１４
に打ち込まれる電子の量を減少させて、蛍光体層２０か
ら放出される輝度を低下させる。第四に、電子放出源に
金属チップあるいはＣＮＴ構造３４を採用したとしても
電子の発散現象が常に発生し、アノード基板１４上にク
ロストークを発生させることとなった。さらに、放出さ
れた電子の量が大きくなるにつれて、過剰電子は直接ア
ノード基板１４に打ち込まれて、スパークが発生した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そのため、本発明の第
一の目的は、金属シートを提供してアーク現象を防ぐこ
とである。
一の目的は、金属シートを提供してアーク現象を防ぐこ
とである。
【０００６】本発明の第２の目的は、振動と剥離からゲ
ート電極層を守ることである。
ート電極層を守ることである。
【０００７】本発明の第３の目的は、発光の均一性およ
びＣＮＴ−ＦＥＤの発光効果を高めることである。
びＣＮＴ−ＦＥＤの発光効果を高めることである。
【０００８】本発明の第４の目的は、金属キャップを提
供してアノード基板上のクロストークを防ぐことであ
る。
供してアノード基板上のクロストークを防ぐことであ
る。
【０００９】本発明の第５の目的は、金属キャップ上の
開口部を提供して、直接放出電子の放出空間を制限して
蓄える電子の量を減少させて、アークを消滅させること
である。
開口部を提供して、直接放出電子の放出空間を制限して
蓄える電子の量を減少させて、アークを消滅させること
である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は新規のカソード
基板およびアノード基板のＣＮＴ−ＦＥＤを提供して、
従来の技術で発生していた問題を解決する。
基板およびアノード基板のＣＮＴ−ＦＥＤを提供して、
従来の技術で発生していた問題を解決する。
【００１１】カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）フィール
ドエミッション・ディスプレイはカソード基板を含み、
それはガラス基板上にパターニングされたカソード層を
有する。カソード層の表面は互いに離された複数の電子
放出領域にパターニングされて、複数のＣＮＴ構造はそ
れぞれ複数の電子放出領域上に成長させられる。
ドエミッション・ディスプレイはカソード基板を含み、
それはガラス基板上にパターニングされたカソード層を
有する。カソード層の表面は互いに離された複数の電子
放出領域にパターニングされて、複数のＣＮＴ構造はそ
れぞれ複数の電子放出領域上に成長させられる。
【００１２】カソード基板を形成する方法が次のステッ
プを含む。上に複数のカソード層がパターニングされた
ガラス基板を提供するステップ。複数のリブを隣接する
カソード層の間の各空間に形成して、そのリブがカソー
ド層の表面から突出して所定高さまで到達するステッ
プ。網状ゲート電極層を印刷して複数のリブ上に形成し
た後、高温焼成処理を行うステップ。
プを含む。上に複数のカソード層がパターニングされた
ガラス基板を提供するステップ。複数のリブを隣接する
カソード層の間の各空間に形成して、そのリブがカソー
ド層の表面から突出して所定高さまで到達するステッ
プ。網状ゲート電極層を印刷して複数のリブ上に形成し
た後、高温焼成処理を行うステップ。
【００１３】ＣＮＴ−ＦＥＤは、ガラス基板上にパター
ニングされた複数の蛍光体層を有するアノード基板を含
む。平坦化されたAl膜は蛍光体層を覆って、金属シート
はAl膜を覆う。金属シートは複数の開口を有して、その
開口はそれぞれ蛍光体層に対応する。
ニングされた複数の蛍光体層を有するアノード基板を含
む。平坦化されたAl膜は蛍光体層を覆って、金属シート
はAl膜を覆う。金属シートは複数の開口を有して、その
開口はそれぞれ蛍光体層に対応する。
【００１４】ＣＮＴ−ＦＥＤは、ガラス基板上にパター
ニングされた複数のカソード層を有するカソード基板を
含み、各カソード層は上にＣＮＴ構造が形成された電子
放出領域を有する。複数のリブを隣接するカソード層間
の各空間に充填して、各リブがカソード層の表面から突
出して所定高さまで到達する。網状ゲート電極層を複数
のリブ上に形成して、金属キャップがゲート電極層を覆
う。金属キャップは複数の開口部を有して、複数の開口
部がそれぞれ電子放出領域に対応する。
ニングされた複数のカソード層を有するカソード基板を
含み、各カソード層は上にＣＮＴ構造が形成された電子
放出領域を有する。複数のリブを隣接するカソード層間
の各空間に充填して、各リブがカソード層の表面から突
出して所定高さまで到達する。網状ゲート電極層を複数
のリブ上に形成して、金属キャップがゲート電極層を覆
う。金属キャップは複数の開口部を有して、複数の開口
部がそれぞれ電子放出領域に対応する。
【００１５】
【発明の実施の形態】（第１実施例）図２Ａから図２Ｄ
を参照するに、図２Ａは、本発明の第１実施例における
ＣＮＴ−ＦＥＤのカソード基板の断面図を示す。図２Ｂ
は、従来の技術における電子放出領域の平面図を示す。
図２Ｃおよび図２Ｄは、本発明の第１実施例における電
子放出領域の平面図を示す。図２Ａに示すように、ＣＮ
Ｔ−ＦＥＤの第１実施例においてカソード基板４０は、
ガラス基板４１と、ガラス基板４１の所定領域上にパタ
ーニングされた複数のカソード層４２と、隣接するカソ
ード層４２の間の空間に形成された絶縁層４４と、絶縁
層４４を通り各カソード層４２を露出する複数の開口４
５と、開口４５を覆わずに絶縁層４４上に形成された網
状ゲート電極層４６と、複数のＣＮＴ構造４８とを含
む。各ＣＮＴ構造４８を各カソード層４２の電子放出領
域上に成長して、各ＣＮＴ構造４８は複数のサブＣＮＴ
構造４８１，４８２，４８３を有して、それらは互いに
離れてアレイ配列する。
を参照するに、図２Ａは、本発明の第１実施例における
ＣＮＴ−ＦＥＤのカソード基板の断面図を示す。図２Ｂ
は、従来の技術における電子放出領域の平面図を示す。
図２Ｃおよび図２Ｄは、本発明の第１実施例における電
子放出領域の平面図を示す。図２Ａに示すように、ＣＮ
Ｔ−ＦＥＤの第１実施例においてカソード基板４０は、
ガラス基板４１と、ガラス基板４１の所定領域上にパタ
ーニングされた複数のカソード層４２と、隣接するカソ
ード層４２の間の空間に形成された絶縁層４４と、絶縁
層４４を通り各カソード層４２を露出する複数の開口４
５と、開口４５を覆わずに絶縁層４４上に形成された網
状ゲート電極層４６と、複数のＣＮＴ構造４８とを含
む。各ＣＮＴ構造４８を各カソード層４２の電子放出領
域上に成長して、各ＣＮＴ構造４８は複数のサブＣＮＴ
構造４８１，４８２，４８３を有して、それらは互いに
離れてアレイ配列する。
【００１６】図２Ｂに示すように、従来の技術におい
て、電子放出領域Ａをカーボンナノチューブで充填する
ため、領域Ａの周辺に成長されたカーボンナノチューブ
の一部分には常にエッジ効果が発生して、ＣＮＴ−ＦＥ
Ｄの発光の不均一を減少させた。この問題を解決するた
めに、第１実施例において、電子放出領域Ａを複数のサ
ブ領域に分割して、その上に各サブＣＮＴ構造を成長さ
せる。図２Ｃおよび図２Ｄに示すように、領域Ａがサブ
領域Ａ１，Ａ２，Ａ３に分割されて、それらは均一に互
いに分けられてアレイ配列され、サブＣＮＴ構造４８
１，４８２，４８３がそれぞれサブ領域Ａ１，Ａ２，Ａ
３上に成長させられる。各サブ領域Ａ１，Ａ２，Ａ３の
周辺にエッジ効果が形成されるため、全てのエッジ効果
の結合はＣＮＴ−ＦＥＤの発光の不均一を改善すること
ができる。また、サブ領域のサイズが小さくなるにつれ
て、隣接するサブ領域間の距離も減少して、サブ領域の
分布密度が増大し、ＣＮＴ−ＦＥＤの輝度および光度の
均一性が高まる。
て、電子放出領域Ａをカーボンナノチューブで充填する
ため、領域Ａの周辺に成長されたカーボンナノチューブ
の一部分には常にエッジ効果が発生して、ＣＮＴ−ＦＥ
Ｄの発光の不均一を減少させた。この問題を解決するた
めに、第１実施例において、電子放出領域Ａを複数のサ
ブ領域に分割して、その上に各サブＣＮＴ構造を成長さ
せる。図２Ｃおよび図２Ｄに示すように、領域Ａがサブ
領域Ａ１，Ａ２，Ａ３に分割されて、それらは均一に互
いに分けられてアレイ配列され、サブＣＮＴ構造４８
１，４８２，４８３がそれぞれサブ領域Ａ１，Ａ２，Ａ
３上に成長させられる。各サブ領域Ａ１，Ａ２，Ａ３の
周辺にエッジ効果が形成されるため、全てのエッジ効果
の結合はＣＮＴ−ＦＥＤの発光の不均一を改善すること
ができる。また、サブ領域のサイズが小さくなるにつれ
て、隣接するサブ領域間の距離も減少して、サブ領域の
分布密度が増大し、ＣＮＴ−ＦＥＤの輝度および光度の
均一性が高まる。
【００１７】工程のニーズおよび制限により、サブ領域
Ａ１，Ａ２，Ａ３の形状を選択することができる。好ま
しくはサブ領域の形状が、四辺形、円形あるいはその他
の形状である。ＣＮＴ構造４８の製造において、好まし
くは印刷を使用してＣＮＴ材料をサブ領域Ａ１，Ａ２，
Ａ３上にコーティングする。好ましくは、隣接するサブ
領域間の距離が80μｍ〜150μｍで、サブ領域のサイズ
が200μｍ×200μｍである。
Ａ１，Ａ２，Ａ３の形状を選択することができる。好ま
しくはサブ領域の形状が、四辺形、円形あるいはその他
の形状である。ＣＮＴ構造４８の製造において、好まし
くは印刷を使用してＣＮＴ材料をサブ領域Ａ１，Ａ２，
Ａ３上にコーティングする。好ましくは、隣接するサブ
領域間の距離が80μｍ〜150μｍで、サブ領域のサイズ
が200μｍ×200μｍである。
【００１８】（第２実施例）図３Ａから図３Ｃに示すの
は、本発明の第２実施例におけるゲート電極層を形成す
る方法である。第２実施例はＣＮＴ−ＦＥＤのカソード
基板５０上にゲート電極層を形成する方法を提供する。
図３Ａにおいて、堆積および、フォトリソグラフィある
いは印刷を利用して、複数のカソード層５２をガラス基
板５１上にパターニングする。カソード層５２はAg、Cu
あるいはその他の導電金属材料から選択される。図３Ｂ
において、堆積および、フォトリソグラフィあるいは印
刷を利用して、複数のリブ５４が形成されて隣接するカ
ソード層５２間を充填してカソード層５２の上面から突
出し、複数の空洞５７がそれぞれカソード層５２上に設
けられる。好ましくは、リブ５４の厚さが30〜100μｍ
である。続いて、図３Ｃにおいて、印刷により複数のゲ
ート電極層５６が各リブ５４上面に形成される。ゲート
電極層５６はAg、Cuあるいはその他の導電金属材料から
選択される。続いて、リブ５４およびゲート電極層５６
に対して高温焼成処理を行う。
は、本発明の第２実施例におけるゲート電極層を形成す
る方法である。第２実施例はＣＮＴ−ＦＥＤのカソード
基板５０上にゲート電極層を形成する方法を提供する。
図３Ａにおいて、堆積および、フォトリソグラフィある
いは印刷を利用して、複数のカソード層５２をガラス基
板５１上にパターニングする。カソード層５２はAg、Cu
あるいはその他の導電金属材料から選択される。図３Ｂ
において、堆積および、フォトリソグラフィあるいは印
刷を利用して、複数のリブ５４が形成されて隣接するカ
ソード層５２間を充填してカソード層５２の上面から突
出し、複数の空洞５７がそれぞれカソード層５２上に設
けられる。好ましくは、リブ５４の厚さが30〜100μｍ
である。続いて、図３Ｃにおいて、印刷により複数のゲ
ート電極層５６が各リブ５４上面に形成される。ゲート
電極層５６はAg、Cuあるいはその他の導電金属材料から
選択される。続いて、リブ５４およびゲート電極層５６
に対して高温焼成処理を行う。
【００１９】従来の網状金属層を形成する方法と較べ
て、リブ５４の各上面に形成された各ゲート電極層５６
は垂れ下がったり不均一になったりしない。これはゲー
ト電極層５６の振動や剥離を防止することができるた
め、ＣＮＴ−ＦＥＤの発光の均一性および発光効率を向
上させる。さらに、後に続くカソード層５２上にＣＮＴ
構造を形成する工程では、図２Ｂに示すように、ＣＶＤ
を使用してＣＮＴ構造が領域Ａ上の全体に形成される。
あるいは第１実施例と組み合わせて、サブＣＮＴ構造が
図２Ｃおよび図２Ｄに示すように、各サブ領域Ａ１，Ａ
２，Ａ３上に形成されてもよい。リブ５４の形成前に、
スクリーン印刷でＣＮＴ構造が印刷されて、ゲート電極
層５６がリブ５４上に印刷される。続いて、それら多層
は高温焼成処理される。
て、リブ５４の各上面に形成された各ゲート電極層５６
は垂れ下がったり不均一になったりしない。これはゲー
ト電極層５６の振動や剥離を防止することができるた
め、ＣＮＴ−ＦＥＤの発光の均一性および発光効率を向
上させる。さらに、後に続くカソード層５２上にＣＮＴ
構造を形成する工程では、図２Ｂに示すように、ＣＶＤ
を使用してＣＮＴ構造が領域Ａ上の全体に形成される。
あるいは第１実施例と組み合わせて、サブＣＮＴ構造が
図２Ｃおよび図２Ｄに示すように、各サブ領域Ａ１，Ａ
２，Ａ３上に形成されてもよい。リブ５４の形成前に、
スクリーン印刷でＣＮＴ構造が印刷されて、ゲート電極
層５６がリブ５４上に印刷される。続いて、それら多層
は高温焼成処理される。
【００２０】（第３実施例）図４Ａおよび図４Ｂに示す
のは、本発明の第３実施例におけるＣＮＴ−ＦＥＤのア
ノード基板の断面図である。第３実施例において、ガラ
ス基板６１を有するアノード基板６０を提供し、複数の
蛍光体層６２をガラス基板６１の所定領域上にパターニ
ングして、平坦化されたAl膜６４が蛍光体層６２および
露出されたガラス基板６１を覆う。さらに、フリットに
よりガラス基板６１に被着された金属シート６６はAl膜
６４を覆って、それはAl膜６４と等電位を有する。電子
を蛍光体層へ打ち込むために、金属シート６６は蛍光体
層にそれぞれ対応する複数の開口６７を有する。さら
に、電子の散乱を防止するために、図４Ａに示すよう
に、開口６７の外側へ折り曲げられた２個の金属脚６８
が提供される。これは電子を蛍光体層６２に直接打ち込
むようにして、アノード基板６０上のクロストークを防
ぐ。
のは、本発明の第３実施例におけるＣＮＴ−ＦＥＤのア
ノード基板の断面図である。第３実施例において、ガラ
ス基板６１を有するアノード基板６０を提供し、複数の
蛍光体層６２をガラス基板６１の所定領域上にパターニ
ングして、平坦化されたAl膜６４が蛍光体層６２および
露出されたガラス基板６１を覆う。さらに、フリットに
よりガラス基板６１に被着された金属シート６６はAl膜
６４を覆って、それはAl膜６４と等電位を有する。電子
を蛍光体層へ打ち込むために、金属シート６６は蛍光体
層にそれぞれ対応する複数の開口６７を有する。さら
に、電子の散乱を防止するために、図４Ａに示すよう
に、開口６７の外側へ折り曲げられた２個の金属脚６８
が提供される。これは電子を蛍光体層６２に直接打ち込
むようにして、アノード基板６０上のクロストークを防
ぐ。
【００２１】高温（450℃〜500℃）で有機材料を除去す
る際、Al膜６４の一部分は酸化されるかもしれないが、
金属シート６６はAl膜６４の導電性を補って、電子が蓄
えられることによって発生するアーク現象を防止する。
る際、Al膜６４の一部分は酸化されるかもしれないが、
金属シート６６はAl膜６４の導電性を補って、電子が蓄
えられることによって発生するアーク現象を防止する。
【００２２】（第４実施例）アノード基板上でのクロス
トーク発生による発散現象を防ぐために、第４実施例は
金属キャップを提供して、完成したカソード電極を覆
い、電子の散乱を防止する。図５Ａは、本発明の第４実
施例におけるカソード基板の断面図を示す。図５Ｂから
図５Ｄは、本発明の第４実施例における金属キャップの
斜視図を示す。図５Ａに示すように、第２実施例におい
てゲート電極層５６が上に形成されたカソード基板５０
を使用して、CNT構造がカソード層５２上にそれぞれ形
成され、金属キャップ５８を採用してカソード基板５０
の表面をマスクする。金属キャップ５８は、電子放出領
域および蛍光体層にそれぞれ対応した複数の開口部５９
を有する。金属キャップ５８およびゲート電極層５６は
等電位を有して、所定距離で離間して、その距離が好ま
しくは0.1ｍｍ〜１ｍｍである。ゲート電極層５６を使
用して放出された電子を引き付けるとともに、金属キャ
ップ５８を使用して電子ビームを集中させる。金属キャ
ップ５８が生む電場はゲート電極層５６が生むもう一つ
の電場より小さいために、過剰電子が金属キャップ５８
に打ち込まれて振動を発生させることはない。さらに、
散乱された電子が金属キャップ５８によりブロックされ
るとともに外側へ導かれて、アノード基板上のクロスト
ークも防止される。さらに、開口部５９は直接放出電子
の放出空間を制限するため、蓄えられる電子の量を減少
させて、アーク減少を除去する。
トーク発生による発散現象を防ぐために、第４実施例は
金属キャップを提供して、完成したカソード電極を覆
い、電子の散乱を防止する。図５Ａは、本発明の第４実
施例におけるカソード基板の断面図を示す。図５Ｂから
図５Ｄは、本発明の第４実施例における金属キャップの
斜視図を示す。図５Ａに示すように、第２実施例におい
てゲート電極層５６が上に形成されたカソード基板５０
を使用して、CNT構造がカソード層５２上にそれぞれ形
成され、金属キャップ５８を採用してカソード基板５０
の表面をマスクする。金属キャップ５８は、電子放出領
域および蛍光体層にそれぞれ対応した複数の開口部５９
を有する。金属キャップ５８およびゲート電極層５６は
等電位を有して、所定距離で離間して、その距離が好ま
しくは0.1ｍｍ〜１ｍｍである。ゲート電極層５６を使
用して放出された電子を引き付けるとともに、金属キャ
ップ５８を使用して電子ビームを集中させる。金属キャ
ップ５８が生む電場はゲート電極層５６が生むもう一つ
の電場より小さいために、過剰電子が金属キャップ５８
に打ち込まれて振動を発生させることはない。さらに、
散乱された電子が金属キャップ５８によりブロックされ
るとともに外側へ導かれて、アノード基板上のクロスト
ークも防止される。さらに、開口部５９は直接放出電子
の放出空間を制限するため、蓄えられる電子の量を減少
させて、アーク減少を除去する。
【００２３】好ましくは、開口部５９の直径が300μｍ
〜600μｍであり、隣接する開口部５９の間隔が100μｍ
〜200μｍである。開口部５９の形状設計は選択するこ
とができる。開口部５９のサイズが増大するとともに、
直接放出電子の流れも増大する。好ましくは、開口部５
９の形状が図５Ｂに示すような円形、図５Ｃに示すよう
な四辺形、あるいは図５Ｄに示すような、より大きいサ
イズの六辺形である。
〜600μｍであり、隣接する開口部５９の間隔が100μｍ
〜200μｍである。開口部５９の形状設計は選択するこ
とができる。開口部５９のサイズが増大するとともに、
直接放出電子の流れも増大する。好ましくは、開口部５
９の形状が図５Ｂに示すような円形、図５Ｃに示すよう
な四辺形、あるいは図５Ｄに示すような、より大きいサ
イズの六辺形である。
【００２４】（第５実施例）図６が示すのは、本発明の
第５実施例におけるＣＮＴ−ＦＥＤの断面図である。第
５実施例では、図４Ａが示すアノード基板６０と図５Ａ
が示すカソード基板５０とを結合したＣＮＴ−ＦＥＤを
提供する。金属脚６８および開口部５９を使用して、Ｃ
ＮＴ−ＦＥＤはアノード基板６０上のクロストークを更
に防ぐことができる。
第５実施例におけるＣＮＴ−ＦＥＤの断面図である。第
５実施例では、図４Ａが示すアノード基板６０と図５Ａ
が示すカソード基板５０とを結合したＣＮＴ−ＦＥＤを
提供する。金属脚６８および開口部５９を使用して、Ｃ
ＮＴ−ＦＥＤはアノード基板６０上のクロストークを更
に防ぐことができる。
【００２５】以上のごとく、この発明を好適な実施例に
より開示したが、もとより、この発明を限定するための
ものではなく、同業者であれば容易に理解できるよう
に、この発明の技術思想の範囲において、適当な変更な
らびに修正が当然なされうるものであるから、その特許
権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な
領域を基準として定めなければならない。
より開示したが、もとより、この発明を限定するための
ものではなく、同業者であれば容易に理解できるよう
に、この発明の技術思想の範囲において、適当な変更な
らびに修正が当然なされうるものであるから、その特許
権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な
領域を基準として定めなければならない。
【００２６】
【発明の効果】上記構成により、この発明は、下記のよ
うな長所を有する。
うな長所を有する。
【００２７】本発明は、カソード基板およびアノード基
板のＣＮＴ−ＦＥＤを提供して、従来の技術で発生して
いたアーク現象などの問題を防ぐことができる。
板のＣＮＴ−ＦＥＤを提供して、従来の技術で発生して
いたアーク現象などの問題を防ぐことができる。
【図１】従来の技術に係るＣＮＴ−ＦＥＤの断面図であ
る。
る。
【図２Ａ】本発明の第１実施例に係るＣＮＴ−ＦＥＤの
カソード基板の断面図である。
カソード基板の断面図である。
【図２Ｂ】従来の技術に係る電子放出領域の平面図であ
る。
る。
【図２Ｃ】本発明の第１実施例に係る電子放出領域の平
面図である。
面図である。
【図２Ｄ】本発明の第１実施例に係る電子放出領域の平
面図である。
面図である。
【図３Ａ】本発明の第２実施例に係るゲート電極層を形
成する方法を示す断面図である。
成する方法を示す断面図である。
【図３Ｂ】本発明の第２実施例に係るゲート電極層を形
成する方法を示す断面図である。
成する方法を示す断面図である。
【図３Ｃ】本発明の第２実施例に係るゲート電極層を形
成する方法を示す断面図である。
成する方法を示す断面図である。
【図４Ａ】本発明の第３実施例に係るＣＮＴ−ＦＥＤの
アノード基板を示す断面図である。
アノード基板を示す断面図である。
【図４Ｂ】本発明の第３実施例に係るＣＮＴ−ＦＥＤの
アノード基板を示す断面図である。
アノード基板を示す断面図である。
【図５Ａ】本発明の第４実施例に係るカソード基板を示
す断面図である。
す断面図である。
【図５Ｂ】本発明の第４実施例に係る金属キャップを示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図５Ｃ】本発明の第４実施例に係る金属キャップを示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図５Ｄ】本発明の第４実施例に係る金属キャップを示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図６】本発明の第５実施例に係るＣＮＴ−ＦＥＤの断
面図である。
面図である。
４０、４２、５０、５２ カソード基板
４１、５１、６１ ガラス基板
４４ 絶縁層
４５、６７ 開口
４６ 網状ゲート電極層
４８ ＣＮＴ構造
４８１、４８２、４８３ サブＣＮＴ構造
Ａ 領域
Ａ１、Ａ２、Ａ３ サブ領域
５４ リブ
５６ ゲート電極層
５７ 空洞
５８ 金属キャップ
５９ 開口部
６０ アノード基板
６２ 蛍光体層
６４ Al膜
６６ 金属シート
６８ 金属脚
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5C031 DD17 DD19
5C036 EE02 EE09 EE10 EG12 EG17
EG20 EG24 EG28 EH05
Claims (11)
- 【請求項１】 ガラス基板と、 前記ガラス基板上にパターニングされて、カソード層の
表面が互いに離された電子放出領域としてパターニング
された、前記カソード層と、 複数の前記電子放出領域上にそれぞれ成長された複数の
ＣＮＴ構造とを含むカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）フ
ィールドエミッション・ディスプレイのカソード基板。 - 【請求項２】 前記電子放出領域がアレイ配列されてい
る請求項１記載のカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）フィ
ールドエミッション・ディスプレイのカソード基板。 - 【請求項３】 隣接する二つの前記電子放出領域間の距
離が80μｍ〜150μｍである請求項２記載のカーボンナ
ノチューブ（ＣＮＴ）フィールドエミッション・ディス
プレイのカソード基板。 - 【請求項４】 前記した複数のＣＮＴ構造が、印刷によ
り形成されている請求項１記載のカーボンナノチューブ
（ＣＮＴ）フィールドエミッション・ディスプレイのカ
ソード基板。 - 【請求項５】 上に複数のカソード層がパターニングさ
れたガラス基板を提供するステップと、 隣接する前記カソード層間の各空間に複数のリブを形成
して、前記リブが前記カソード層の上面から突出して、
所定の高さまで達するステップと、 網状ゲート電極層を前記した複数のリブ上に印刷して形
成するステップと、 高温焼成工程を行うステップとを含むものであるカソー
ド基板の形成方法。 - 【請求項６】 ガラス基板と、 前記ガラス基板上にパターニングされた複数の蛍光体層
と、 前記蛍光体層を覆う平坦化されたAl膜と、 前記Al膜を覆って複数の開口を有し、前記開口が前記蛍
光体層にそれぞれ対応する金属シートとを含むカーボン
ナノチューブ（ＣＮＴ）フィールドエミッション・ディ
スプレイのアノード基板。 - 【請求項７】 前記金属シートが、各開口の外囲に設け
られて前記金属シートの外側へ折り曲げられる２個の金
属脚を含む請求項６記載のカーボンナノチューブ（ＣＮ
Ｔ）フィールドエミッション・ディスプレイのアノード
基板。 - 【請求項８】 前記金属シートが、フリットにより前記
ガラス基板へ被着されている請求項６記載のカーボンナ
ノチューブ（ＣＮＴ）フィールドエミッション・ディス
プレイのアノード基板。 - 【請求項９】 ガラス基板と、 前記ガラス基板上にパターニングされて、各カソード層
が、上にＣＮＴ構造が形成された電子放出領域を有す
る、複数の前記カソード層と、 隣接する前記カソード層間の各空間を充填して、リブが
前記カソード層の表面から突出して所定の高さまで達す
る、複数の前記リブと、 複数の前記リブ上に形成された網状ゲート電極層と、 前記ゲート電極層を覆って複数の開口部を有し、前記し
た複数の開口部がそれぞれ前記電子放出領域に対応する
金属キャップとを含むカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）
フィールドエミッション・ディスプレイのカソード基
板。 - 【請求項１０】 前記開口部の直径が300μｍから600μ
ｍである請求項９記載のカーボンナノチューブ（ＣＮ
Ｔ）フィールドエミッション・ディスプレイのカソード
基板。 - 【請求項１１】 前記金属キャップが、フリットにより
前記ガラス基板へ被着されるものである請求項９記載の
カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）フィールドエミッショ
ン・ディスプレイのカソード基板。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW090119797A TW511108B (en) | 2001-08-13 | 2001-08-13 | Carbon nanotube field emission display technology |
| TW090119797 | 2001-08-13 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004002043A Division JP2004119395A (ja) | 2001-08-13 | 2004-01-07 | カーボンナノチューブ（ｃｎｔ）フィールドエミッション・ディスプレイのアノード基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003059436A true JP2003059436A (ja) | 2003-02-28 |
Family
ID=21679049
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002076198A Pending JP2003059436A (ja) | 2001-08-13 | 2002-03-19 | カーボンナノチューブ・フィールドエミッション・ディスプレイのカソード基板及びアノード基板とカソード基板の形成方法 |
| JP2004002043A Pending JP2004119395A (ja) | 2001-08-13 | 2004-01-07 | カーボンナノチューブ（ｃｎｔ）フィールドエミッション・ディスプレイのアノード基板 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004002043A Pending JP2004119395A (ja) | 2001-08-13 | 2004-01-07 | カーボンナノチューブ（ｃｎｔ）フィールドエミッション・ディスプレイのアノード基板 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6774548B2 (ja) |
| JP (2) | JP2003059436A (ja) |
| TW (1) | TW511108B (ja) |
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