JP2005071965A

JP2005071965A - 電界放出型冷陰極構造、その製造方法、及び平板型画像表示装置

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Publication number: JP2005071965A
Application number: JP2003304203A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Jo; 啓介城
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-08-28
Filing date: 2003-08-28
Publication date: 2005-03-17

Abstract

【課題】配線電極と繊維状電子放出部材との密着性を高め、且つ、先端が陽極側を向く繊維状電子放出部材を多くすることによって、良好な電子放出特性を得ることができる電界放出型冷陰極構造、その製造方法、及びこれを含む平板型画像表示装置を提供する。
【解決手段】電界放出型冷陰極構造１００は、基板１０２と、絶縁体層１２３と、配線電極１２１と、電子放出部材層１２２と、ゲート電極１２４とを有する。配線電極１２１は、絶縁体層１２３で囲まれた領域１２３ａ内に、基板１０２の広がり方向に平行な基準面１０２ａに対して傾斜する傾斜面１２１ａを有する。電子放出部材層１２２は、傾斜面１２１ａ上を含む配線電極１２１上の領域を覆うように配置された多数の導電性の繊維状電子放出部材１２１ａを含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）等の平板型画像表示装置、その一部を構成する電界放出型冷陰極構造、及び電界放出型冷陰極構造の製造方法に関するものである。

ＦＥＤの冷陰極構造として、陰極側基板と、その上の配線電極（陰極配線）と、この配線電極表面上の樹脂バインダ層と、この樹脂バインダ層に一部が埋め込まれたカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）とを有するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、他のＦＥＤの冷陰極構造として、陰極側基板と、その上の配線電極（陰極配線）と、この配線電極に一部が埋め込まれたＣＮＴとを有するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。これらの冷陰極構造は、陽極側基板の陽極電極側に向けて突き出ているＣＮＴの先端に電界を集中させることによって、低電圧で高効率の電子放出特性を実現することを意図している。

特開２００２−１７０４８０号公報（第５−７頁、図３）特開２００２−３４３２８０号公報（第５−８頁、図１）

しかしながら、特許文献１の冷陰極構造においては、樹脂バインダ層に埋没するＣＮＴの存在によって陽極電極側に向けて突き出ているＣＮＴの数が減り、電子放出能力が低下するおそれがある。また、特許文献１の冷陰極構造においては、配線電極表面上の樹脂バインダ層によってＣＮＴを固定しているが、配線電極表面にはＣＮＴ端部の僅かな面積しか接触していないので、配線電極表面とＣＮＴとの良好な密着性が得られないおそれがある。これらの理由により、特許文献１の冷陰極構造の場合には、良好な電子放出特性が得られないおそれがあるという問題がある。

また、特許文献２の冷陰極構造においては、配線電極（例えば、銀）を溶融してＣＮＴの端部を埋設する方法が説明されているが、配線電極をＩＴＯ（インジウム錫酸化物）薄膜とする場合にはＣＮＴの端部を埋設することは困難である。また、特許文献２の冷陰極構造においては、良好な電子放出特性を得るために、多くのＣＮＴの先端が陽極電極側に向けて突き出るようにＣＮＴの端部を配線電極に埋設する製造プロセスが必要であるが、ＣＮＴの方向を調整することは困難であるという問題がある。

本発明は、上記したような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、配線電極と繊維状電子放出部材との密着性を高め、且つ、先端が陽極電極側を向く繊維状電子放出部材を多くすることによって、良好な電子放出特性を得ることができる電界放出型冷陰極構造、その製造方法、及びこの電界放出型冷陰極構造を含む平板型画像表示装置を提供することにある。

本発明に係る電界放出型冷陰極構造は、基板と、前記基板上に備えられた配線電極と、前記配線電極に接続された電子放出部材層とを有し、前記配線電極が、前記基板の広がり方向に平行な基準面に対して傾斜する傾斜面を有し、前記電子放出部材層が、前記傾斜面上を含む前記配線電極上の領域を覆うように配置された多数の導電性の繊維状電子放出部材を含むものである。

本発明に係る電界放出型冷陰極構造によれば、配線電極が、基板の広がり方向に平行な基準面に対して傾斜する傾斜面を有し、傾斜面上を含む配線電極上の領域を覆うように多数の導電性の繊維状電子放出部材が配置されており、配線電極の傾斜面に密着した繊維状電子放出部材の多くは、その先端を基準面に対して垂直に近い方向を向くので、良好な電子放出特性を得ることができる。

また、本発明に係る電界放出型冷陰極構造の製造方法によれば、傾斜面上を含む配線電極上の領域に、多数の導電性の繊維状電子放出部材及び接合剤成分を含む溶液を塗布し、乾燥させるという簡単な方法によって、良好な電子放出特性を持つ電界放出型冷陰極構造を得ることができる。

さらに、本発明に係る平板型画像表示装置は、良好な電子放出特性を持つ電界放出型冷陰極構造を有しているので、蛍光面に十分な量の電子を当てることができ、高輝度な画像を表示することができる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る平板型画像表示装置の一部を示す概略的な断面図である。また、図２は、実施の形態１に係る電界放出型冷陰極構造を示す概略的な断面図である。さらに、図３は、実施の形態１に係る電界放出型冷陰極構造の配線電極及び絶縁体層を示す概略的な平面図である。

図１に示されるように、実施の形態１に係る平板型画像表示装置は、陽極側基板であるガラス基板（前面基板）１０１と、この前面基板１０１に備えられたＩＴＯ膜等からなる陽極電極１１１と、前面基板１０１の陽極電極１１１上に備えられた蛍光面１１２と、この蛍光面１１２に対向する電界放出型冷陰極構造１００とを主要な構成としている。図１には、平板型画像表示装置の一部のみを示しているが、平板型画像表示装置は図１に示された構成を多数有している。また、前面基板１０１と電界放出型冷陰極構造１００との間の空間は真空に保たれている。ゲート電位Ｖ_ｇが印加されているゲート電極１２４の作用によって電界放出型冷陰極構造１００の電子放出部材層１２２から放出された電子１０３は、陽極電位Ｖ_ａが印加されている陽極電極１１１に向かって進み、蛍光面１１２に衝突する。蛍光面１１２を構成する各色の蛍光体は電子の衝突によって発光し、画像を表示する。

図１及び図２に示されるように、電界放出型冷陰極構造１００は、陰極側基板であるガラス基板（背面基板）１０２と、電子放出用の開口部が形成されるように背面基板１０２上の特定領域１２３ａを囲む絶縁体層１２３と、背面基板１０２上に備えられたＩＴＯ膜等からなる配線電極（陰極電極）１２１と、絶縁体層１２３で囲まれた領域１２３ａ内において配線電極１２１に接続された電子放出部材層１２２と、絶縁体層１２３の開口部近傍にゲート開口部を持つように備えられたゲート電極１２４とを有している。図示されていないが、配線電極１２１は、例えば、平板型画像表示装置の表示面の特定方向に延びるストライプ状であり、複数本配列されている。ゲート電極１２４は、例えば、配線電極１２１に直交する方向に延びるストライプ状であり、複数本配列されている。図２に示されるように、配線電極１２１は、絶縁体層１２３で囲まれた領域１２３ａ内に、背面基板１０２の広がり方向に平行な基準面１０２ａ（実施の形態１においては、背面基板１０２の上面を基準面１０２ａとしている）に対して傾斜する傾斜面１２１ａを有している。電子放出部材層１２２は、傾斜面１２１ａ上を含む配線電極１２１上の領域を覆うように配置された多数の導電性の繊維状電子放出部材１２２ａを含む。繊維状電子放出部材１２２ａは、配線電極１２１と所定の密着力で接触している。また、電子放出部材層１２２は、繊維状電子放出部材１２２ａと配線電極１２１間、及び、繊維状電子放出部材１２２ａ同士を接合する接合剤を含む場合もある。

繊維状電子放出部材１２２ａに要求される好ましい特性は、耐熱温度が概ね７００℃程度（又はそれ以下であってもよい）、先端部の径（太さ）が０．１μｍ程度、長さが１００μｍ以下の導電性材料であることである。繊維状電子放出部材１２２ａとしては、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）等の筒形構造を有する炭素繊維、円錐構造を有する炭素系化合物、又は、上記好ましい特性を満たす繊維状の金属材料を用いることができる。電子放出部材層１２２の厚さには、特に制限はないが、通常は１０μｍ以下である。

図４及び図５はそれぞれ、実施の形態１に係る電界放出型冷陰極構造１００の配線電極１２１の傾斜面１２１ａの他の例を示す概略的な断面図である。図２においては、基準面１０２ａに対する傾斜面１２１ａの配線電極１２１側の角度αがほぼ９０°である場合が示されている。しかし、傾斜面１２１ａの角度αは、図４に示されるように、０°より大きく９０°以下の範囲内、又は、図５に示されるように、９０°より大きく１８０°以下の範囲内としてもよい。ただし、繊維状電子放出部材１２２ａの先端の方向を前面基板１０１の陽極電極１１１に向ける（基準面１０２ａに対して垂直に近い方向に向ける）ためには、傾斜面１２１ａの角度αは、概ね４５°以上１３５°以下の範囲内であることが好ましい。また、傾斜面１２１ａは、必ずしも平面である必要はなく、傾斜面１２１ａに対する繊維状電子放出部材１２２ａの密着性が良好であり、傾斜面１２１ａに密着した繊維状電子放出部材１２２ａの先端の方向を前面基板１０１の陽極電極１１１に向ける形状であれば、凹状や凸状等のような曲面、起伏のある粗面等の他の形状であってもよい。

電子放出部材層１２２の形成に際しては、繊維状電子放出部材１２２ａを含有した有機溶剤を、スプレー等によって配線電極１２１を覆うように吹き付けて塗布する。有機溶剤は、エチルセルロース等の樹脂成分と、溶剤成分を含む。また、有機溶剤は、樹脂成分の代わりに、又は、樹脂成分に加えて、ガラス粉末や金属粉末等を含有する場合もある。有機溶剤の塗布後、乾燥及び焼成して電子放出部材層１２２を形成する。このときの乾燥温度は、１００℃〜２００℃程度であり、焼成温度は４００℃〜６００℃程度である。なお、有機溶剤の種類等によっては、焼成工程を省くことができる。乾燥により有機溶剤の大部分は蒸発する。焼成により、有機溶剤は炭化して失われる。ただし、有機溶剤中の樹脂が炭化した物質である残留物が存在し、残留物は繊維状電子放出部材１２２ａと配線電極との密着力及び繊維状電子放出部材１２２ａ同士の密着力を強める。また、焼成を省いて接合剤（樹脂等）成分が残るようにした場合には、接合剤成分が、繊維状電子放出部材１２２ａを配線電極１２１に接合、及び、繊維状電子放出部材１２２ａ相互間を接合する。

図６（ａ）及び（ｂ）は、配線電極１２１の上面（基準面１０２ａに平行な面である）上に固定（図において符号１２５で示す箇所等で接合）された繊維状電子放出部材１２２ａを説明するための図である。図６（ａ）に示されるように、配線電極１２１の上面に塗布された繊維状電子放出部材１２２ａは、配線電極１２１の上面に沿う姿勢、すなわち、密着面積が広く安定した姿勢で固定され易く、図６（ｂ）に示されるように、配線電極１２１の上面上に立った姿勢、すなわち、密着面積が狭く不安定な姿勢で固定される繊維状電子放出部材は少ない。したがって、配線電極１２１の上面に固定された繊維状電子放出部材１２２ａの内、配線電極１２１の上面上に立った姿勢で固定され、繊維状電子放出部材の先端を陽極電極（図１における符号１１１）側に向けたものの数は少ない。

図７（ａ）から（ｃ）までは、配線電極１２１の傾斜面上に固定（図において符号１２５で示す箇所等で接合）された繊維状電子放出部材を説明するための図である。図７（ａ）から（ｃ）までに示されるように、配線電極１２１の傾斜面１２１ａに塗布された繊維状電子放出部材１２２ａは、配線電極１２１の傾斜面１２１ａに沿う姿勢、すなわち、密着面積が広く安定した姿勢で固定され易く、配線電極１２１の傾斜面１２１ａ上に立った姿勢、すなわち、密着面積が狭く不安定な姿勢で固定される繊維状電子放出部材は少ない。したがって、配線電極１２１の傾斜面１２１ａに固定された繊維状電子放出部材１２２ａの内、配線電極１２１の傾斜面１２１ａに沿う姿勢で固定され、繊維状電子放出部材の先端を陽極電極（図１における符号１１１）側に向けたものの数は多い。このように、配線電極１２１が傾斜面１２１ａを有する実施の形態１に係る電界放出型冷陰極構造１００においては、陽極電極側に向けて先端を突き出させた繊維状電子放出部材１２２ａが数多く存在する。陽極電極側に向けて突き出した繊維状電子放出部材１２２ａの先端にはゲート電極１２４のゲート電位Ｖ_ｇにより形成される電界が集中し、繊維状電子放出部材１２２ａの先端から高効率で電子が放出される。繊維状電子放出部材１２２ａの先端から放出され電子は、陽極電位Ｖ_ａが印加されている陽極電極１１１に向かって進み、蛍光面１１２に衝突し、蛍光面１１２を発光させる。

次に、電界放出型冷陰極構造１００の製造方法の一例を説明する。先ず、背面基板１０２になるガラス基板に配線電極材料となるＩＴＯ膜を蒸着法により成膜する。次に、配線電極パターンを形成するために、ＩＴＯ膜上にエッチングレジスト（例えば、ＡＺＰ−１５００（クラリアント・ジャパン社の商品名）又はドライフィルム等）を塗布する（ドライフィルムの場合には、貼り付ける）。次に、エッチングレジストが付与された背面基板１０２に、配線パターンが描画された露光用ガラスマスクを用いて、パターニングのための露光を実施する。次に、現像液（例えば、ＡＺ３００ＭＩＦデベロッパー（クラリアント・ジャパン社の商品名））を用いてエッチングレジストを現像し、エッチングレジストの不要領域を除去（ドライフィルムの場合には、剥離）する。次に、エッチングレジストが除去された領域のＩＴＯ膜を、エッチング液（例えば、塩化第二鉄を含む塩酸水溶液）を用いて溶解除去する。次に、エッチングレジストを除去（ドライフィルムの場合には、剥離）し、所定の形状を有する配線電極１２１を得ることができる。図３には、配線電極１２１の平面形状の一例が示されている。

その後、図１及び図２に示されるように、配線電極１２１が形成された背面基板１０２に、エミッタとなる電子放出部材層１２２、絶縁体層１２３、ゲート電極１２４、を形成することにより、電界放出型冷陰極構造１００を得ることができる。電子放出部材層１２２は、例えば、繊維状電子放出部材を有機溶剤に分散させた溶液を、スプレー等で吹き付け塗布し、その後乾燥及び焼成することによって形成される。なお、塗布の方法は、スプレーによる方法に限定されない。

以上説明したように、実施の形態１に係る電界放出型冷陰極構造１００によれば、配線電極１２１が、絶縁体層１２３で囲まれた領域１２３ａ内に、背面基板１０２の広がり方向に平行な基準面１０２ａに対して傾斜する傾斜面１２１ａを有し、傾斜面１２１ａ上を含む配線電極１２１上の領域を覆うように多数の導電性の繊維状電子放出部材１２２ａが配置されており、配線電極１２１の傾斜面１２１ａに密着した繊維状電子放出部材１２２ａの多くは、その先端を陽極電極１１１側（基準面１０２ａに対して垂直に近い方向）に向けるので、良好な電子放出特性を得ることができる。

また、実施の形態１に係る電界放出型冷陰極構造の製造方法によれば、傾斜面１２１ａ上を含む配線電極１２１上の領域に、多数の導電性の繊維状電子放出部材１２２ａ及び接合剤成分を含む溶液を塗布し、乾燥させる（又は乾燥・焼成する）という簡単な方法によって、良好な電子放出特性を持つ電界放出型冷陰極構造を得ることができる。

また、実施の形態１に係る平板型画像表示装置は、良好な電子放出特性を持つ電界放出型冷陰極構造１００を有しているので、蛍光面１１２に十分な量の電子を当てることができ、高輝度な画像を表示することができる。

実施の形態２．
図８（ａ）は、本発明の実施の形態２に係る電界放出型冷陰極構造の配線電極を示す概略的な平面図であり、図８（ｂ）は同図（ａ）をＳ_８ｂ−Ｓ_８ｂ線で切る面を示す概略的な断面図である。図８（ａ）及び（ｂ）の構成において、図１から図３まで（実施の形態１）の構成と同一又は対応する構成には同じ符号を付す。図８（ａ）及び（ｂ）には、電子放出部材層（図１における符号１２２）を図示していない。実施の形態２に係る電界放出型冷陰極構造は、配線電極１３１の平面形状が実施の形態１における配線電極１２１の平面形状と相違する。

図８（ａ）及び（ｂ）に示されるように、実施の形態２における配線電極１３１は、絶縁体層１２３で囲まれる領域１２３ａ内に、多数のほぼ円形の開口部１３１ａを有し、開口部１３１ａの端部１３１ｂに、実施の形態１における傾斜面１２１ａとしての機能を持たせている。したがって、実施の形態２に係る電界放出型冷陰極構造によれば、実施の形態１に係る電界放出型冷陰極構造と同様の効果が得られる。また、実施の形態２に係る電界放出型冷陰極構造を用いた平板型画像形成装置によれば、実施の形態１に係る平板型画像形成装置と同様の効果が得られる。なお、実施の形態２において、上記以外の点は、上記実施の形態１の場合と同じである。

実施の形態３．
図９（ａ）は、本発明の実施の形態３に係る電界放出型冷陰極構造の配線電極を示す概略的な平面図であり、図９（ｂ）は同図（ａ）をＳ_９ｂ−Ｓ_９ｂ線で切る面の概略的な断面図である。図９（ａ）及び（ｂ）の構成において、図１から図３まで（実施の形態１）の構成と同一又は対応する構成には同じ符号を付す。図９（ａ）及び（ｂ）には、電子放出部材層（図１における符号１２２）を図示していない。実施の形態３に係る電界放出型冷陰極構造は、配線電極１３２の平面形状が実施の形態１における配線電極１２１の平面形状と相違する。

図９（ａ）及び（ｂ）に示されるように、実施の形態３における配線電極１３２は、絶縁体層１２３で囲まれる領域１２３ａ内に、多数のほぼ円形の開口部１３２ａを有し、開口部１３２ａの内側にほぼ円形の孤立した配線電極１３２ｂを備えている。配線電極１３２と孤立した配線電極１３２ｂとは、その上に備えられる電子放出部材層（図示せず）によって電気的に接続される。開口部１３２ａの端部１３２ｃは、実施の形態１における傾斜面１２１ａとしての機能を持っている。したがって、実施の形態３に係る電界放出型冷陰極構造によれば、実施の形態１に係る電界放出型冷陰極構造と同様の効果が得られる。また、実施の形態３に係る電界放出型冷陰極構造を用いた平板型画像形成装置によれば、実施の形態１に係る平板型画像形成装置と同様の効果が得られる。なお、実施の形態３において、上記以外の点は、上記実施の形態１の場合と同じである。

実施の形態４．
図１０（ａ）は、本発明の実施の形態４に係る電界放出型冷陰極構造の配線電極を示す概略的な平面図であり、図１０（ｂ）は同図（ａ）をＳ_１０ｂ−Ｓ_１０ｂ線で切る面の概略的な断面図である。図１０（ａ）及び（ｂ）の構成において、図１から図３まで（実施の形態１）の構成と同一又は対応する構成には同じ符号を付す。図１０（ａ）及び（ｂ）には、電子放出部材層（図１における符号１２２）を図示していない。実施の形態４に係る電界放出型冷陰極構造は、配線電極１３２の平面形状が実施の形態１における配線電極１２１の平面形状と相違する。

図１０（ａ）及び（ｂ）に示されるように、実施の形態４における配線電極１３３は、絶縁体層１２３で囲まれる領域１２３ａ内に、多数の矩形の開口部１３３ａが配列されている。開口部１３３ａの端部１３３ｂは、実施の形態１における傾斜面１２１ａとしての機能を持っている。したがって、実施の形態４に係る電界放出型冷陰極構造によれば、実施の形態１に係る電界放出型冷陰極構造と同様の効果が得られる。また、実施の形態４に係る電界放出型冷陰極構造を用いた平板型画像形成装置によれば、実施の形態１に係る平板型画像形成装置と同様の効果が得られる。なお、実施の形態４において、上記以外の点は、上記実施の形態１の場合と同じである。

実施の形態５．
図１１は、本発明の実施の形態５に係る電界放出型冷陰極構造の配線電極及び電子放出部材層の一部を示す概略的な断面図である。図１１の構成において、図２（実施の形態１）の構成と同一又は対応する構成には同じ符号を付す。図１１には、絶縁体層で囲まれる領域１２３ａ内の一部が示されている。実施の形態５に係る電界放出型冷陰極構造は、配線電極１３４の平面形状及び電子放出部材層１４１の形状が実施の形態１における配線電極１２１及び電子放出部材層１２２の形状と相違する。

図１１に示されるように、実施の形態５における配線電極１３４は、絶縁体層で囲まれる領域１２３ａ内に、実施の形態１の場合よりも多くの端部１３４ａを有するように構成されている。電子放出部材層１４１は、隣接する配線電極１３４の端部１３４ａ間を繋ぐように配置されている。配線電極１３４の端部１３４ａは、実施の形態１における傾斜面１２１ａとしての機能を持っている。したがって、実施の形態５に係る電界放出型冷陰極構造によれば、実施の形態１に係る電界放出型冷陰極構造と同様の効果が得られる。また、実施の形態５に係る電界放出型冷陰極構造を用いた平板型画像形成装置によれば、実施の形態１に係る平板型画像形成装置と同様の効果が得られる。なお、実施の形態５において、上記以外の点は、上記実施の形態１の場合と同じである。

実施の形態６．
図１２は、本発明の実施の形態６に係る電界放出型冷陰極構造の配線電極及び電子放出部材層の一部を示す概略的な断面図である。図１２の構成において、図２（実施の形態１）の構成と同一又は対応する構成には同じ符号を付す。図１２には、絶縁体層で囲まれる領域１２３ａ内の一部が示されている。実施の形態６に係る電界放出型冷陰極構造は、陰極側基板であるガラス基板（背面基板）１５１の形状、配線電極１３５の形状、及び電子放出部材層１４２の形状が実施の形態１におけるものと相違する。

図１２に示されるように、実施の形態６に係る電界放出型冷陰極構造は、絶縁体層で囲まれた領域１２３ａ内における背面基板１５１の表面が、低位置部１５１ａと、高位置部１５１ｂと、低位置部１５１ａと高位置部１５１ｂとを繋ぐ部分１５１ｃとを有する。高位置部１５１ｂは、図１２が描かれた紙面に垂直な方向に峰状に延びている。このように、背面基板１５１の表面に起伏を設ける処理としては、ガラス基板へのサンドブラスト処理（炭酸カルシウム等の粉末材料を基板表面に吹き付ける処理）、ガラス基板の表面をフッ酸等の酸性溶液に浸漬させて溶解させる処理、レーザーによりガラス基板の表面を加工する処理、又は、所望の形状の鋳型を用いて表面に起伏を有するガラス基板を製造する処理等を用いることができる。具体的に言えば、予めＩＴＯ膜を蒸着法等で付与したガラス基板上にレジストを塗布し、ガラス基板を削り取る領域のレジストを、露光・現像工程により除去し、レジストを除去した領域（ＩＴＯ膜が露出した領域）にサンドブラスト法等のドライエッチングを施し、当該領域のＩＴＯ膜及びガラス基板の一部を削り取り、レジストを剥離して、図１２に示されるようなＩＴＯ薄膜付きのガラス基板を得ることができる。また、他の方法としては、予めガラス基板表面をドライエッチング等の方法で粗化し、ガラス基板の表面にレジストを付与し、フォトリソグラフィ法（露光、現像）によって配線電極となる部分のレジストを除去し、ＩＴＯ膜を蒸着法等でレジストを含む基板面に形成し、レジストを剥離することで、所定の基板を得ることができる。また、実施の形態６においては、配線電極１３５は、背面基板１５１の高位置部１５１ｂ上にのみ配置されている。また、電子放出部材層１４２は、隣接する配線電極１３５間を繋ぐように低位置部１５１ａ上、高位置部１５１ｂ上、低位置部１５１ａと高位置部１５１ｂとを繋ぐ部分１５１ｃ上に配置されている。

配線電極１３５の端部１３５ａは、実施の形態１における傾斜面１２１ａとしての機能を持っている。したがって、実施の形態６に係る電界放出型冷陰極構造によれば、実施の形態１に係る電界放出型冷陰極構造と同様の効果が得られる。また、実施の形態６に係る電界放出型冷陰極構造を用いた平板型画像形成装置によれば、実施の形態１に係る平板型画像形成装置と同様の効果が得られる。なお、実施の形態６において、上記以外の点は、上記実施の形態１の場合と同じである。

実施の形態７．
図１３は、本発明の実施の形態７に係る電界放出型冷陰極構造の配線電極及び電子放出部材層の一部を示す概略的な断面図である。図１３の構成において、図２（実施の形態１）の構成と同一又は対応する構成には同じ符号を付す。図１３には、絶縁体層で囲まれる領域１２３ａ内の一部が示されている。実施の形態７に係る電界放出型冷陰極構造は、陰極側基板であるガラス基板（背面基板）１５２の形状、配線電極１３６の形状、及び電子放出部材層１４３の形状が実施の形態１におけるものと相違する。

図１３に示されるように、実施の形態７に係る電界放出型冷陰極構造は、絶縁体層で囲まれた領域内における背面基板１５２の表面が、低位置部１５２ａと、高位置部１５２ｂと、低位置部１５２ａと高位置部１５２ｂとを繋ぐ部分１５２ｃとを有する。高位置部１５２ｂは、図１３が描かれた紙面に垂直な方向に峰状に延びている。このように、背面基板１５２の表面に起伏を設ける処理としては、実施の形態６の場合と同様の処理を用いることができる。また、配線電極１３６は、背面基板１５２の高位置部１５２ｂ上、及び、低位置部１５２ａと高位置部１５２ｂとを繋ぐ部分１５２ｃ上の一部にのみ配置されている。また、電子放出部材層１４３は、隣接する配線電極１３６間を繋ぐように低位置部１５２ａ上、高位置部１５２ｂ上、低位置部１５２ａと高位置部１５２ｂとを繋ぐ部分１５２ｃ上に配置されている。

配線電極１３６の端部１３６ａは、実施の形態１における傾斜面１２１ａとしての機能を持っている。したがって、実施の形態７に係る電界放出型冷陰極構造によれば、実施の形態１に係る電界放出型冷陰極構造と同様の効果に加えて、配線電極の傾斜面の面積を大きくできるので繊維状電子放出部材が基準面に垂直な方向に向く可能性を高めることができ（先端が陽極電極側に向く繊維状電子放出部材を増やすことができ）、これにより、電子放出特性をさらに改善することができるという効果が得られる。また、実施の形態７に係る電界放出型冷陰極構造を用いた平板型画像形成装置によれば、実施の形態１に係る平板型画像形成装置と同様の効果が得られる。なお、実施の形態７において、上記以外の点は、上記実施の形態１の場合と同じである。

実施の形態８．
図１４は、本発明の実施の形態８に係る電界放出型冷陰極構造の配線電極及び電子放出部材層の一部を示す概略的な断面図である。図１４の構成において、図２（実施の形態１）の構成と同一又は対応する構成には同じ符号を付す。図１４には、絶縁体層で囲まれる領域１２３ａ内の一部が示されている。実施の形態８に係る電界放出型冷陰極構造は、陰極側基板であるガラス基板（背面基板）１５３の形状、配線電極１３７の形状、及び電子放出部材層１４４の形状が実施の形態１におけるものと相違する。

図１４に示されるように、実施の形態８に係る電界放出型冷陰極構造は、絶縁体層で囲まれた領域１２３ａ内における背面基板１５３の表面が、低位置部１５３ａと、高位置部１５３ｂと、低位置部１５３ａと高位置部１５３ｂとを繋ぐ部分１５３ｃとを有する。高位置部１５３ｂは、図１４が描かれた紙面に垂直な方向に峰状に延びている。このように、背面基板１５３の表面に起伏を設ける処理としては、実施の形態６の場合と同様の処理を用いることができる。また、配線電極１３７は、背面基板１５３の高位置部１５３ｂ上、及び、低位置部１５３ａと高位置部１５３ｂとを繋ぐ部分１５３ｃ上、及び低位置部１５３ａに配置されている。また、電子放出部材層１４４は、隣接する配線電極１３７間を繋ぐように低位置部１５３ａ上、高位置部１５３ｂ上、低位置部１５３ａと高位置部１５３ｂとを繋ぐ部分１５３ｃ上に配置されている。

配線電極１３７の端部１３７ａは、実施の形態１における傾斜面１２１ａとしての機能を持っている。したがって、実施の形態８に係る電界放出型冷陰極構造によれば、実施の形態１に係る電界放出型冷陰極構造と同様の効果に加えて、配線電極の傾斜面の面積を大きくできるので繊維状電子放出部材が基準面に垂直な方向に向く可能性を高めることができ（先端が陽極電極側に向く繊維状電子放出部材を増やすことができ）、これにより、電子放出特性をさらに改善することができるという効果が得られる。また、実施の形態８に係る電界放出型冷陰極構造を用いた平板型画像形成装置によれば、実施の形態１に係る平板型画像形成装置と同様の効果が得られる。なお、実施の形態８において、上記以外の点は、上記実施の形態１の場合と同じである。

本発明の実施の形態１に係る平板型画像表示装置の一部を示す概略的な断面図である。実施の形態１に係る電界放出型冷陰極構造を示す概略的な断面図である。実施の形態１に係る電界放出型冷陰極構造の配線電極及び絶縁体層を示す概略的な平面図である。電界放出型冷陰極構造の配線電極の傾斜面の他の例を示す概略的な断面図である。電界放出型冷陰極構造の配線電極の傾斜面の他の例を示す概略的な断面図である。（ａ）及び（ｂ）は配線電極の上面に固定された繊維状電子放出部材の向きを説明するための図である。（ａ）乃至（ｃ）は配線電極の傾斜面に固定された繊維状電子放出部材の向きを説明するための図である。（ａ）は本発明の実施の形態２に係る電界放出型冷陰極構造の配線電極を示す概略的な平面図であり、（ｂ）は同図（ａ）をＳ_８ｂ−Ｓ_８ｂ線で切る面を示す概略的な断面図である。（ａ）は本発明の実施の形態３に係る電界放出型冷陰極構造の配線電極を示す概略的な平面図であり、（ｂ）は同図（ａ）をＳ_９ｂ−Ｓ_９ｂ線で切る面を示す概略的な断面図である。（ａ）は本発明の実施の形態４に係る電界放出型冷陰極構造の配線電極を示す概略的な平面図であり、（ｂ）は同図（ａ）をＳ_１０ｂ−Ｓ_１０ｂ線で切る面を示す概略的な断面図である。本発明の実施の形態５に係る電界放出型冷陰極構造の一部を示す概略的な断面図である。本発明の実施の形態６に係る電界放出型冷陰極構造の一部を示す概略的な断面図である。本発明の実施の形態７に係る電界放出型冷陰極構造の一部を示す概略的な断面図である。本発明の実施の形態８に係る電界放出型冷陰極構造の一部を示す概略的な断面図である。

符号の説明

１００電界放出型冷陰極構造、１０１ガラス基板（前面基板）、１０２，１５１，１５２，１５３ガラス基板（背面基板）、１０２ａ基準面、１１１陽極電極、１１２蛍光面、１２１，１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６，１３７配線電極（陰極電極）、１２１ａ，１３１ｂ，１３２ｃ，１３３ｂ，１３４ａ，１３５ａ，１３６ａ傾斜面、１２２，１４１，１４２，１４３，１４４電子放出部材層、１２２ａ繊維状電子放出部材、１２３絶縁体層、１２３ａ絶縁体層で囲まれた領域、１２４ゲート電極、１２５接合位置、１５１ａ，１５２ａ，１５３ａ低位置部、１５１ｂ，１５２ｂ，１５３ｂ高位置部、１５１ｃ，１５２ｃ，１５３ｃ高位置部と低位置部とを繋ぐ部分。

Claims

基板と、
前記基板上に備えられた配線電極と、
前記配線電極に接続された電子放出部材層と
を有する電界放出型冷陰極構造において、
前記配線電極が、前記基板の広がり方向に平行な基準面に対して傾斜する傾斜面を有し、
前記電子放出部材層が、前記傾斜面上を含む前記配線電極上の領域を覆うように配置された多数の導電性の繊維状電子放出部材を含む
ことを特徴とする電界放出型冷陰極構造。
電子放出用の開口部が形成されるように前記基板上の特定領域を囲む絶縁体層をさらに有し、
前記傾斜面及び前記電子放出部材層が、前記絶縁体層で囲まれた領域内に配置された
ことを特徴とする請求項１に記載の電界放出型冷陰極構造。
前記絶縁体層の開口部近傍に備えられたゲート電極をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の電界放出型冷陰極構造。
前記傾斜面が、前記配線電極の端部に形成されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の電界放出型冷陰極構造。
前記傾斜面が、前記配線電極の表面の起伏の一部として形成されていることを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の電界放出型冷陰極構造。
前記基板の表面が、低位置部と、高位置部と、前記低位置部と前記高位置部とを繋ぐ部分とを含み、
前記配線電極が、前記高位置部上に配置されている
ことを特徴とする請求項４に記載の電界放出型冷陰極構造。
前記基板の表面が、低位置部と、高位置部と、前記低位置部と前記高位置部とを繋ぐ部分とを含み、
前記配線電極が、前記高位置部上、及び、前記低位置部と前記高位置部とを繋ぐ部分上に配置されている
ことを特徴とする請求項４に記載の電界放出型冷陰極構造。
前記絶縁体層で囲まれた領域内における前記基板の表面が、低位置部と、高位置部と、前記低位置部と前記高位置部とを繋ぐ部分とを含み、
前記配線電極が、前記高位置部上、前記低位置部上、及び前記低位置部と前記高位置部とを繋ぐ部分上に配置されている
ことを特徴とする請求項５に記載の電界放出型冷陰極構造。
前記基準面に対する前記傾斜面の前記配線電極側の角度が０°より大きく１８０°より小さいことを特徴とする請求項１から８までのいずれかに記載の電界放出型冷陰極構造。
前記基準面に対する前記傾斜面の前記配線電極側の角度が４５°以上１３５°以下であることを特徴とする請求項９に記載の電界放出型冷陰極構造。
前記繊維状電子放出部材が、炭素系材料又は金属材料から構成されていることを特徴とする請求項１から１０までのいずれかに記載の電界放出型冷陰極構造。
陽極側基板と、
前記陽極側基板に備えられた陽極電極と、
前記陽極側基板に備えられた蛍光面と、
前記請求項１から１１までのいずれかに記載の電界放出型冷陰極構造とを有し、
前記電界放出型冷陰極構造の電子放出部材層を前記蛍光面に対向させた
ことを特徴とする平板型画像表示装置。
基板上に、前記基板の広がり方向に平行な基準面に対して傾斜する傾斜面を有するように、配線電極を形成する工程と、
前記傾斜面上を含む前記配線電極上の領域に、多数の導電性の繊維状電子放出部材を含む溶液を塗布し、乾燥させて、前記傾斜面上を含む前記配線電極上の領域を覆うように配置された多数の導電性の繊維状電子放出部材を含む電子放出部材層を形成する工程と
を有することを特徴とする電界放出型冷陰極構造の製造方法。
前記配線電極を形成する工程が、
前記基板上に配線電極となる電極材料層を形成する工程と、
前記電極材料層の不要部分をエッチング除去する工程と
を含むことを特徴とする請求項１３に記載の電界放出型冷陰極構造の製造方法。
前記配線電極を形成する工程が、
前記基板上に配線電極となる電極材料層を形成する工程と、
前記電極材料層の不要部分及び前記基板の一部をエッチング除去する工程と
を含むことを特徴とする請求項１３に記載の電界放出型冷陰極構造の製造方法。
前記配線電極を形成する工程の前に、前記基板の一部をエッチング除去して前記基板の表面に起伏を形成する工程を有することを特徴とする請求項１３に記載の電界放出型冷陰極構造の製造方法。
前記繊維状電子放出部材及び接合剤成分を含む溶液の塗布が、スプレーによる吹き付けにより行われることを特徴とする請求項１３から１６までのいずれかに記載の電界放出型冷陰極構造の製造方法。
前記基準面に対する前記傾斜面の前記配線電極側の角度が０°より大きく１８０°より小さいことを特徴とする請求項１３から１７までのいずれかに記載の電界放出型冷陰極構造の製造方法。
前記基準面に対する前記傾斜面の前記配線電極側の角度が４５°以上１３５°以下であることを特徴とする請求項１８に記載の電界放出型冷陰極構造の製造方法。
前記繊維状電子放出部材が、炭素系材料又は金属材料から構成されていることを特徴とする請求項１３から１９までのいずれかに記載の電界放出型冷陰極構造の製造方法。