JP2006049322A - 電界放出素子及びそれを適用した電界放出表示素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】 電界放出素子及びそれを適用した電界放出表示素子を提供する。
【解決手段】 基板(110)と、基板上に形成された第1カソード電極(111)と、基板上及び第1カソード電極上に形成され、第1カソード電極の一部を露出させる凹部(W)を有する絶縁層(112)と、絶縁層上に形成され、第1カソード電極と電気的に連結される第2カソード電極(120)と、第1カソード電極上に形成され、絶縁層によって露出される部分に形成される電子放出源(150)と、第2カソード電極上に形成され、凹部を露出させるキャビティ(C)を有するゲート絶縁膜(132)と、ゲート絶縁膜上に形成され、キャビティに対応するゲートホール(130a)を有するゲート電極(130)と、を備えることを特徴とする電界放出素子。
【選択図】 図4
【解決手段】 基板(110)と、基板上に形成された第1カソード電極(111)と、基板上及び第1カソード電極上に形成され、第1カソード電極の一部を露出させる凹部(W)を有する絶縁層(112)と、絶縁層上に形成され、第1カソード電極と電気的に連結される第2カソード電極(120)と、第1カソード電極上に形成され、絶縁層によって露出される部分に形成される電子放出源(150)と、第2カソード電極上に形成され、凹部を露出させるキャビティ(C)を有するゲート絶縁膜(132)と、ゲート絶縁膜上に形成され、キャビティに対応するゲートホール(130a)を有するゲート電極(130)と、を備えることを特徴とする電界放出素子。
【選択図】 図4
Description
本発明は、電界放出素子及びそれを適用した電界放出表示素子に関わり、さらに詳細には、電子ビームのフォーカシング効果(集束効果)を高める電界放出素子及びそれを適用した電界放出表示素子に関する。
従来、情報伝達媒体の重要部分である表示装置が活用される代表的な分野として、パソコンのモニターやTV受像機などが挙げられる。このような表示装置は、高速熱電子放出を利用する陰極線管(CRT:Cathode Ray Tube)と、近年、急速に発展している平板表示装置とに大別され得る。前記平板表示装置としては、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)、プラズマディスプレイパネル(PDP:Plasma Display Panel)、電界放出表示素子(FED:Field Emission Display)がある。
FEDは、カソード電極上に一定の間隔で配列された電界放出源とゲート電極との間に強い電場を形成することによって、前記電界放出源から電子を放出させ、この電子をアノード電極上の蛍光物質に衝突させて発光させる表示装置である。このようなFEDは、薄型の表示素子であって、全体厚さが数cmに過ぎず、広い視野角、低い消費電力、低い製造コストなどの長所を有するため、LCD、PDPと共に、次世代表示素子として注目を浴びている。
FEDは、CRTと類似した物理的な原理を利用している。すなわち、カソード電極から放出された電子が加速されてアノード電極に衝突すれば、アノード電極上にコーティングされた蛍光体が励起されることによって、特定色相の光が発光する。しかし、FEDは、CRTの場合とは違って、電子放出源が冷陰極物質から形成されているという相違がある。
図1及び図2に、電界放出素子の一般的な構造を示す。
図1を参照すれば、電界放出素子は、下部には基板10上に形成されるカソード電極12が存在し、上部には電子抽出のための電極として、絶縁層14上に形成されるゲート電極16が存在する構造を有する。そして、前記カソード電極12の一部を露出させるホールの内部には、電子放出源19が存在する。
しかし、前記のような構造のFEDで、電子ビームの軌跡が制御されなければ、所望の位置の蛍光層が励起されず、所望の色相を正確に発現できなくなる。したがって、電子放出源19から放出された電子を、蛍光体にコーティングされたアノード電極上の所望の位置に正確に伝える電子ビーム軌跡制御の技術が必要となる。
図2は、電子ビーム軌跡制御のためのフォーカシングゲート電極を備える電子放出エミッタの一例を示す図面である。
図2を参照すれば、ゲート電極26上に第2絶縁層27をさらに蒸着した後、その上に再び電子ビーム軌跡制御のためのフォーカシングゲート電極28を形成した構造である。ゲート電極26の下部の構造は、図1で示した構造のように、基板20、カソード電極22、第1絶縁層24、電子放出源29が存在する構造となっている。 図3は、フォーカシングゲート(集束路)を備える電界放出素子からの電子ビーム軌跡をシミュレーションした結果である。
図3を参照すれば、オーバーフォーカスされた電子が対象蛍光層領域から逸脱して他の領域の蛍光層を励起させることにより、色の純度が悪くなるという問題がある。
一方、このような問題を回避するために、特許文献1には、エンベデッドフォーカシング構造を有するFEDが開示されているが、フォーカシングゲート電極が有機物であるポリイミド上に形成されるため、前記ポリイミドから揮発されるガスを排出するための脱ガス工程が必要であり、大型ディスプレイには適用し難いという問題がある。
米国特許第5920151号明細書
本発明が解決しようとする技術的課題は、前記従来の技術の問題を改善するためのものであって、電子ビームのフォーカシングに優れる電界放出素子及びそれを備えたFEDを提供することである。
前記技術的課題を達成するために、本発明の一実施形態による電界放出素子は、基板と、前記基板上に形成された第1カソード電極と、前記基板上及び前記第1カソード電極上に形成され、その一部を露出させる凹部を有する絶縁層と、前記絶縁層上に形成され、前記第1カソード電極と電気的に連結された第2カソード電極と、前記第1カソード電極上に形成され、前記絶縁層によって露出される部分に形成される電子放出源と、前記第2カソード電極上に形成され、前記凹部を露出させるキャビティを有するゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成され、前記キャビティに対応するゲートホールを有するゲート電極と、を備えることを特徴とする。
前記凹部は、半球形であることが望ましい。
前記第2カソード電極と前記ゲート絶縁膜との間に、前記露出された部分に対応するホールを有する非晶質シリコン膜がさらに形成され得る。
前記電子放出源は、CNTエミッタであることが望ましい。
本発明の一局面によれば、前記第1カソード電極は、前記凹部に対応する透明電極物質のドットである。
本発明の他の局面によれば、前記第1カソード電極は、複数の前記凹部に対応して形成される。
前記技術的課題を達成するために、本発明の他の実施形態による電界放出素子は、基板と、前記基板上に形成された第1カソード電極と、前記基板上及び前記第1カソード電極上に形成され、その一部を露出させる凹部を有する絶縁層と、前記絶縁層上に形成され、前記第1カソード電極と電気的に連結された第2カソード電極と、前記第1カソード電極上に形成され、前記絶縁層により露出される部分に形成される電子放出源と、前記第2カソード電極上に形成され、前記凹部を露出させるキャビティを有するゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成され、前記キャビティに対応するゲートホールを有するゲート電極と、前記ゲート電極上に形成され、前記キャビティを露出させるホールを有するフォーカシングゲート絶縁膜と、前記フォーカシングゲート絶縁膜上に形成され、前記キャビティに対応するフォーカシングゲートホールを有するフォーカシングゲート電極と、を備える。
前記技術的課題を達成するために、本発明のさらに他の実施形態による電界放出素子は、背面基板と、前記背面基板に形成された第1カソード電極と、前記基板上及び前記第1カソード電極上に形成され、その一部を露出させる凹部を有する絶縁層と、前記絶縁層上に形成され、前記第1カソード電極と電気的に連結された第2カソード電極と、前記第1カソード電極上に形成され、前記絶縁層により露出される部分に形成される電子放出源と、前記第2カソード電極上に形成され、前記凹部を露出させるキャビティを有するゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成され、前記キャビティに対応するゲートホールを有するゲート電極と、前記背面基板から所定距離離隔して配置された前面基板と、前記前面基板上の前記電子放出源に対向する面に形成されるアノード電極と、前記アノード電極上の前記電子放出源に対向する面に塗布された蛍光層と、を備えることを特徴とする。 前記技術的課題を達成するために、本発明のさらに他の実施形態による電界放出素子は、背面基板と、前記背面基板に形成された第1カソード電極と、前記基板上及び前記第1カソード電極に形成され、その一部を露出させる凹部を有する絶縁層と、前記絶縁層上に形成され、前記第1カソード電極と電気的に連結された第2カソード電極と、前記第1カソード電極上に形成され、前記絶縁層により露出される部分に形成される電子放出源と、前記第2カソード電極上に形成され、前記凹部を露出させるキャビティを有するゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成され、前記キャビティに対応するゲートホールを有するゲート電極と、前記ゲート電極上に形成され、前記キャビティを露出させるホールを有するフォーカシングゲート絶縁膜と、前記フォーカシングゲート絶縁膜上に形成され、前記キャビティに対応するフォーカシングゲートホールを有するフォーカシングゲート電極と、前記背面基板から所定距離離隔して配置された前面基板と、前記前面基板上の前記電子放出源に対向する面に形成されるアノード電極と、前記アノード電極上での前記電子放出源に対向する面に塗布される蛍光層と、を備える。
本発明による電界放出素子は、CNTエミッタ周辺のカソード電極が凹状に形成され、CNTエミッタから放出される電子ビームがゲート電極を抜け出る前に1次的に集束することにより、集束効率を高める。また、本発明によるFEDは、集束効率が高まることにより色純度が向上する。
以下、本発明の実施形態による電界放出素子、それを備えたディスプレイ及びその製造方法を添付された図面を参照して詳細に説明する。この過程で、図面に示された層や領域の厚さは、明細書の明確性のために誇張して示した。
図4は、本発明の一実施形態による電界放出素子の一部断面図である。
図4を参照すれば、ガラス基板110上に第1カソード電極111が形成されており、基板110上で第1カソード電極111が露出されるように、第1カソード電極111を覆う絶縁層112、例えば、酸化ケイ素層が形成されている。この絶縁層112には、例えば、半球形の凹部Wが形成されており、凹部Wの中央部で第1カソード電極111が露出される。絶縁層112上には、第2カソード電極120が第1カソード電極111と電気的に連結されるように形成されている。
絶縁層112は、第2カソード電極120に凹部Wを形成するためのものであり、2〜10μmの厚さに形成できる。
第1カソード電極111及び第2カソード電極120は、透明電極、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)で形成されることが望ましい。第2カソード電極120上には、非晶質シリコン層122が形成されている。非晶質シリコン層122は、第1及び第2カソード電極111、120上の電流の流れを均一にする。また、一般の可視光線には透明であるが、紫外線には不透明な光学的特性を持つ物質層であり、後述する紫外線のバック露光時にマスクの役割を行う。露出された第1カソード電極111上には、電子放出源であるCNTエミッタ150が形成されている。
非晶質シリコン層122上に、ゲート絶縁膜132及びゲート電極130が順次に積層されている。
ゲート絶縁膜132には、所定の直径を有するキャビティCが形成されており、このキャビティCに対応して、ゲート電極130には、ゲートホール130aが形成されている。
ゲート絶縁膜132は、ゲート電極130と第2カソード電極120との電気的絶縁を維持するための層である。ゲート絶縁膜132は、シリコン酸化物(SiO2)のような絶縁物質から形成され、通常、約5〜10μmの厚さに形成される。
ゲート電極130は、約0.25μmの厚さのクロム(Cr)で製造されることが望ましい。ゲート電極130は、CNTエミッタ150から電子ビームを抽出するのに使用される。これにより、ゲート電極130に所定のゲート電圧、例えば、+80Vのゲート電圧が印加され得る。
第1カソード電極111は、一つのキャビティCまたは凹部Wに対応して、一つのドット、例えば、ITOドット形状に形成されることもあり、また、複数のキャビティCに対応する領域、例えば、表示素子の一つのサブピクセル領域に対応して、一つの第1カソード電極111が形成されることもある。
図5は、本発明の実施形態によるFEDの電子放出源からの電子ビームの軌跡をシミュレーションした結果である。
図5を参照すれば、電子ビームがゲート電極を抜け出る前に集束されることが分かる。
図6は、本発明の他の実施形態による電界放出素子の一部断面図である。
図6を参照すれば、ガラス基板210上には第1カソード電極211が形成されており、基板210上で、第1カソード電極211が露出されるように第1カソード電極211を覆う絶縁層212、例えば、酸化ケイ素層が形成されている。この絶縁層212には、例えば、半球形の凹部Wが形成されており、凹部Wの中央部で第1カソード電極211が露出される。絶縁層212上には、第2カソード電極220が第1カソード電極211と電気的に連結されるように形成されている。
絶縁層212は、カソード電極220に凹状の球面を形成するためのものであり、2〜10μm厚さに形成できる。
第1カソード電極211及び第2カソード電極220は、ITO透明電極で形成されることが望ましい。第2カソード電極220上には、非晶質シリコン層222が形成されている。非晶質シリコン層222は、第1及び第2カソード電極211、220上の電流の流れを均一にする。また、一般の可視光線には透明であるが、紫外線には不透明な光学的特性を持つ物質層であり、後述する紫外線バック露光時にマスクの役割を行う。凹部W上には、電子放出源であるCNTエミッタ250が形成されている。
非晶質シリコン層222上にゲート絶縁膜232、ゲート電極230、フォーカシングゲート絶縁膜242及びフォーカシングゲート電極240が順次に積層されている。
ゲート絶縁膜232及びフォーカシングゲート絶縁膜242には、キャビティCが形成されており、このキャビティCに対応して、ゲート電極230及びフォーカシングゲート電極240には、それぞれゲートホール230a及びフォーカシングゲートホール240aが形成されている。
ゲート絶縁膜232は、ゲート電極230とカソード電極220との電気的絶縁を維持するための層である。ゲート絶縁膜232は、シリコン酸化物(SiO2)のような絶縁物質から形成され、通常、約5〜10μmの厚さに形成される。
ゲート電極230は、約0.25μmの厚さのCrで製造されることが望ましい。ゲート電極230は、CNTエミッタ250から電子ビームを抽出するのに使用される。これにより、ゲート電極230に所定のゲート電圧、例えば、80Vのゲート電圧が印加され得る。
フォーカシングゲート絶縁膜242は、ゲート電極230とフォーカシングゲート電極240とを絶縁させる。フォーカシングゲート絶縁膜242は、約2〜15μmの厚さでシリコン酸化膜から形成され得る。
フォーカシングゲート電極240は、約0.25μmの厚さのCrで形成されることが望ましい。フォーカシングゲート電極240には、ゲート電極230より低い電圧が印加され、CNTエミッタ250から放出される電子ビームを集束する。
第1カソード電極211は、一つのキャビティCまたは凹部Wに対応するように、一つのドット、例えば、ITOドット形状に形成されることもあり、また、複数のキャビティCに対応する領域、例えば、表示素子の一つのサブピクセル領域に一つの第1カソード電極211が形成されることもある。
図7は、図6のFEDの電子放出源からの電子ビームの軌跡をシミュレーションした結果である。
図7を参照すれば、電子ビームがゲート電極を通過する前に集束され、フォーカシングゲート電極を逸脱しつつ再集束されることが分かる。
図8は、本発明の他の実施形態による電子放出表示装置の構造を示す断面図であり、図6と実質的に同じ構成要素には、同じ名称を使用し、ここで詳細な説明は省略する。
図8を参照すれば、FEDは、所定の間隔をおいて互いに対応するように配置された前面基板370及び背面基板310を備える。背面基板310及び前面基板370は、これらの間に設置されたスペーサ(図示せず)によって間隔が維持される。このような背面基板310及び前面基板370としては、ガラス基板が使われる。
背面基板310上には、電界放出部が形成され、前面基板370上には、前記電界放出部から放出された電子によって、所定の光を放出する発光部が形成されている。
具体的には、背面基板310上には、第1カソード電極311が形成されており、基板310上で第1カソード電極311が露出されるように、第1カソード電極311を覆う絶縁層312、例えば、酸化ケイ素層が形成されている。この絶縁層312には、例えば、半球形の凹部Wが形成されており、凹部Wの中央部で、第1カソード電極311が露出される。絶縁層312上には、第2カソード電極320が第1カソード電極311と電気的に連結されるように形成されている。第2カソード電極320は、所定のパターン、例えば、ストライプ状に互いに所定間隔離れて平行に配列される。
絶縁層312上で、第1カソード電極311の露出された部分を除外した領域上に、非晶質シリコン層322が形成されている。非晶質シリコン層322上には、所定のキャビティCに対応してゲート絶縁膜332、ゲート電極320、フォーカシングゲート絶縁膜342及びフォーカシングゲート電極340が順次に積層されている。凹部Wには、電子放出源、例えば、CNTエミッタ350が形成されている。
第1カソード電極311は、一つのキャビティCまたは凹部Wに対応して、一つのドット、例えば、ITOドット形状に形成されることもあり、また、複数のキャビティCに対応する領域、例えば、表示素子の一つのサブピクセル領域または一つのストライプ状の第2カソード電極320に対応するように、第1カソード電極311が形成されることもある。
前面基板370上には、アノード電極380が形成されており、アノード電極380上には、蛍光層390が塗布されている。蛍光層390の間には、色純度の向上のためのブラックマトリックス392が形成されている。
前記した構造の電子放出表示素子の作用を、図面を参照して詳細に説明する。まず、アノード電極380に2.5kVパルス電圧のアノード電圧Vaを印加し、ゲート電極330及びフォーカシングゲート電極340には、それぞれ80V、30V電圧のゲート電圧Vg及びフォーカシングゲート電圧Vfを印加する。このとき、ゲート電圧VgによってCNTエミッタ350から電子が放出される。この電子は、カソード電極320で凹状に集束された状態で放出され、フォーカシングゲート電圧Vfによって再び集束される。このように集束された電子は、対向する位置の蛍光層390を励起させ、蛍光層390は、所定の可視光線394を放出する。
図9は、図8の電子放出表示素子から放出された電子ビームの軌跡をシミュレーションした結果である。
図9を参照すれば、本発明による電界放出素子から放出された電子ビームが、所望のアノード電極上のピクセルに集中して照射されることが分かる。したがって、本発明による電界放出素子を備えたFEDに適用すれば、色純度を高めることができる。
次いで、本発明による電界放出素子の製造方法について、図10から23を参照して詳細に説明する。
まず、図10を参照すれば、ガラス基板410上に第1カソード電極411、たとえばITO物質からなるドットを形成する。
図11を参照すれば、ガラス基板410上にプラズマ気相化学蒸着法(Plazma Enhanced Chemical Vapor Deposition:PECVD)で、絶縁層412であるシリコン酸化物層を6μmの厚さに形成する。次いで、絶縁層412上に第1感光膜P1を塗布する。次いで、第1感光膜P1に紫外線(UV)を照射する露光を実施する。露光は、別途のマスク(図示せず)を使用して、前面露光または背面露光を行える。UVは、凹状の部分(図6のW)に該当する部分の第1感光膜P1に入射される。したがって、第1感光膜P1のうち、凹状の部分Wの上方に位置した領域P1aのみがUVに露光される。露光された領域P1aは、現像工程を通じて除去される。その後、所定のベーク工程を実施する。
図12は、前記現像工程及びベーク工程を順次に経た結果物を示す。露光された領域P1aが除去された部分を通じて絶縁層412が露出される。
図13を参照して、絶縁層412の一部を露出させる第1感光膜P1をエッチングマスクとして使用して、絶縁層412に対して所定のエッチング液で湿式エッチングを実施する。所定時間エッチングし続けて、半球形の凹状の部分Wまたはウェルを形成する。次いで、第1感光膜P1を除去する。凹状の部分Wは、CNTエミッタ(図6の150)に対応する位置であって、直径が約3μmである。
図14を参照すれば、絶縁層412上にカソード電極420、例えば、ITO透明電極をスパッタリングして形成する。次いで、カソード電極420上に非晶質シリコン膜422をPECVD法で蒸着する。次いで、非晶質シリコン膜422上に第2感光膜P2を塗布した後、凹状の部分Wに対応する領域P2aを露光させる。
次いで、露光された領域P2aは、現像工程を通じて除去される。前記露光された領域P2aが除去された部分を通じて非晶質シリコン膜422の一部が露出される。第2感光膜P2をエッチングマスクとして使用して、非晶質シリコン膜422の露出された部分を湿式エッチングする。次いで、第2感光膜P2をエッチングマスクとして使用して、第2カソード電極420の露出された部分を湿式エッチングする。
図15は、第2感光膜P2に露出された非晶質シリコン膜422の露出された領域を湿式エッチングで除去した後、第2感光膜P2を除去した後の形状である。
図16を参照すれば、非晶質シリコン層422上に前記凹状の部分Wを充填するゲート絶縁膜432を形成する。ゲート絶縁膜432は、シリコン酸化膜から形成するが、5〜10μmの厚さに形成する。次いで、ゲート絶縁膜432上にゲート電極430を形成する。ゲート電極430は、Crをスパッタリング方法で約0.25μmの厚さに形成する。次いで、ゲート電極430上に第3感光膜P3を塗布した後、凹状の部分Wに対応する領域P3aを露光させる。
次いで、露光された領域P3aが現像工程を通じて除去される。前記露光された領域P3aが除去された部分を通じて、ゲート電極430の一部が露出される。第3感光膜P3をエッチングマスクとして使用して、ゲート電極430の露出された部分を湿式エッチングする。
図17は、第3感光膜P3から露出されたゲート電極430の露出された領域を湿式エッチングで除去した後、第3感光膜P3を除去した後の態様を示す。ゲートホール430aが形成されたことを示す。
図18を参照すれば、第3感光膜P3を除去した後、ゲート絶縁膜432上にゲートホール430aを満たすフォーカシングゲート絶縁膜442を形成する。フォーカシングゲート絶縁膜442は、シリコン酸化膜で形成するが、約2〜15μmの厚さに形成する。次いで、フォーカシングゲート絶縁膜442上にフォーカシングゲート電極440を形成する。フォーカシングゲート電極440は、クロムをスパッタリング方法で約0.25μmの厚さに形成する。次いで、フォーカシングゲート電極440上に第4感光膜P4を塗布した後、凹部Wに対応する領域P4aを露光させる。
次いで、露光された領域P4aは、現像工程を通じて除去される。前記露光された領域P4aが除去された所を通じてフォーカシングゲート電極440の一部が露出される。第4感光膜P4をエッチングマスクとして使用して、フォーカシングゲート電極440の露出された部分を湿式エッチングする。
図19は、第4感光膜P4から露出されたフォーカシングゲート電極440の露出された領域を、湿式エッチングで除去した後、第4感光膜P4を除去した後の態様を示す。フォーカシングゲートホール440aが形成されたことを示す。
図20を参照すれば、第4感光膜P4を除去した後、フォーカシングゲート電極440上に第5感光膜P5を塗布した後、凹状の部分Wに対応する領域P5aを露光させる。
次いで、露光された領域P5aは、現像工程を通じて除去される。次いで、第5感光膜P5をエッチングマスクとして使用して、フォーカシングゲート絶縁膜442及びゲート絶縁膜432をエッチングしてカソード電極420を露出させる。
図21は、第5感光膜P5を除去した後の形状を示す。
図22を参照すれば、露出されたカソード電極420上にネガ型感光性物質が含まれたCNTペースト452を塗布した後、非晶質シリコン膜422の間に露出された感光CNTペースト452を背面露光させる。このとき、基板410の下方から基板410に向けてUVを照射する背面露光を実施できる。非晶質シリコン膜422は、UVを遮断するので、第5感光膜P5で凹状の部分に対応する領域P5aのみが露光される。次いで、現像及びベーキング工程を通じて、図23に示されたように、第1カソード電極411上にCNTエミッタ450を形成する。
前記実施形態では、図6の電界放出素子を製造する方法を説明したが、フォーカシングゲート絶縁膜及びフォーカシングゲート電極を形成する段階を除外すれば、図4の電界放出素子を製造する方法も、前述した通りである。
前記実施形態では、プリンティング方法でCNTエミッタを形成したが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、カソード電極420の凹状の部分に金属触媒層を形成した後、メタンガスのような炭素含有ガスを蒸着させてCNTを成長させることもある。
本発明は、図面を参照して、実施形態を参考として説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であることが分かる。したがって、本発明の真の技術的範囲は、特許請求の範囲によって決定されなければならない。
本発明の電界放出素子及びそれを適用したFEDは、例えば、パソコン及びTV受像機などに適用可能である。
110 ガラス基板、
112 絶縁層、
111、120 カソード電極、
122 非晶質シリコン層、
130 ゲート電極、
130a ゲートホール、
132 ゲート絶縁膜、
150 CNTエミッタ、
W 凹状の部分、
C キャビティ。
112 絶縁層、
111、120 カソード電極、
122 非晶質シリコン層、
130 ゲート電極、
130a ゲートホール、
132 ゲート絶縁膜、
150 CNTエミッタ、
W 凹状の部分、
C キャビティ。
Claims (24)
- 基板と、
前記基板上に形成された第1カソード電極と、
前記基板上及び前記第1カソード電極上に形成され、当該第1カソード電極の一部を露出させる凹部を有する絶縁層と、
前記絶縁層上に形成され、前記第1カソード電極と電気的に連結される第2カソード電極と、
前記第1カソード電極上に形成され、前記絶縁層によって露出される部分に形成される電子放出源と、
前記第2カソード電極上に形成され、前記凹部を露出させるキャビティを有するゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成され、前記キャビティに対応するゲートホールを有するゲート電極と、を備えることを特徴とする電界放出素子。 - 前記凹部は、半球形であることを特徴とする請求項1に記載の電界放出素子。
- 前記第2カソード電極と前記ゲート絶縁膜との間には、前記露出された部分に対応するホールを有する非晶質シリコン膜をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の電界放出素子。
- 前記電子放出源は、CNTエミッタであることを特徴とする請求項1に記載の電界放出素子。
- 前記第1カソード電極は、前記凹部に対応する透明電極物質のドットであることを特徴とする請求項1に記載の電界放出素子。
- 前記第1カソード電極は、複数の前記凹部に対応して形成されることを特徴とする請求項1に記載の電界放出素子。
- 基板と、
前記基板上に形成された第1カソード電極と、
前記基板上及び前記第1カソード電極上に形成され、当該第1カソード電極の一部を露出させる凹部を有する絶縁層と、
前記絶縁層上に形成され、前記第1カソード電極と電気的に連結された第2カソード電極と、
前記第1カソード電極上に形成され、前記絶縁層によって露出される部分に形成される電子放出源と、
前記第2カソード電極上に形成され、前記凹部を露出させるキャビティを有するゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成され、前記キャビティに対応するゲートホールを有するゲート電極と、
前記ゲート電極上に形成され、前記キャビティを露出させるホールを有するフォーカシングゲート絶縁膜と、
前記フォーカシングゲート絶縁膜上に形成され、前記キャビティに対応するフォーカシングゲートホールを有するフォーカシングゲート電極と、を備えることを特徴とする電界放出素子。 - 前記凹部は、半球形であることを特徴とする請求項7に記載の電界放出素子。
- 前記第2カソード電極と前記ゲート絶縁膜との間に、前記露出される部分に対応するホールを有する非晶質シリコン膜をさらに含むことを特徴とする請求項7に記載の電界放出素子。
- 前記電子放出源は、CNTエミッタであることを特徴とする請求項7に記載の電界放出素子。
- 前記第1カソード電極は、前記凹部に対応する透明電極物質のドットであることを特徴とする請求項7に記載の電界放出素子。
- 前記第1カソード電極は、複数の前記凹部に対応して形成されることを特徴とする請求項7に記載の電界放出素子。
- 背面基板と、
前記背面基板に形成された第1カソード電極と、
前記基板上及び前記第1カソード電極上に形成され、当該第1カソード電極の一部を露出させる凹部を有する絶縁層と、 前記絶縁層上に形成され、前記第1カソード電極と電気的に連結された第2カソード電極と、
前記第1カソード電極上に形成され、前記絶縁層によって露出される部分に形成される電子放出源と、
前記第2カソード電極上に形成され、前記凹部を露出させるキャビティを有するゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成され、前記キャビティに対応するゲートホールを有するゲート電極と、
前記背面基板から所定距離離隔して配置された前面基板と、
前記前面基板上の前記電子放出源に対向する面に形成されるアノード電極と、
前記アノード電極上の前記電子放出源に対向する面に塗布される蛍光層と、を備えることを特徴とする電界放出表示素子。 - 前記凹部は、半球形であることを特徴とする請求項13に記載の電界放出表示素子。
- 前記第2カソード電極と前記ゲート絶縁膜との間に、前記露出される部分に対応するホールを有する非晶質シリコン膜をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載の電界放出表示素子。
- 前記電子放出源は、CNTエミッタであることを特徴とする請求項13に記載の電界放出表示素子。
- 前記第1カソード電極は、前記凹部に対応する透明電極物質のドットであることを特徴とする請求項13に記載の電界放出表示素子。
- 前記第1カソード電極は、複数の前記凹部に対応して形成されたことを特徴とする請求項13に記載の電界放出表示素子。
- 背面基板と、
前記背面基板に形成された第1カソード電極と、
前記基板上及び前記第1カソード電極上に形成され、当該第1カソード電極の一部を露出させる凹部を有する絶縁層と、
前記絶縁層上に形成され、前記第1カソード電極と電気的に連結された第2カソード電極と、
前記第1カソード電極上に形成され、前記絶縁層によって露出される部分に形成される電子放出源と、
前記第2カソード電極上に形成され、前記凹部を露出させるキャビティを有するゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成され、前記キャビティに対応するゲートホールを有するゲート電極と、
前記ゲート電極上に形成され、前記キャビティを露出させるホールを有するフォーカシングゲート絶縁膜と、
前記フォーカシングゲート絶縁膜上に形成され、前記キャビティに対応するフォーカシングゲートホールを有するフォーカシングゲート電極と、
前記背面基板から所定距離離隔して配置された前面基板と、
前記前面基板上の前記電子放出源に対向する面に形成されるアノード電極と、
前記アノード電極上の前記電子放出源に対向する面に塗布される蛍光層と、を備えることを特徴とする電界放出表示素子。 - 前記凹部は、半球形であることを特徴とする請求項19に記載の電界放出表示素子。
- 前記第2カソード電極と前記ゲート絶縁膜との間に、前記露出された部分に対応するホールを有する非晶質シリコン膜をさらに含むことを特徴とする請求項19に記載の電界放出表示素子。
- 前記電子放出源は、CNTエミッタであることを特徴とする請求項19に記載の電界放出表示素子。
- 前記第1カソード電極は、前記凹部に対応する透明電極物質のドットであることを特徴とする請求項19に記載の電界放出表示素子。
- 前記第1カソード電極は、複数の前記凹部に対応して形成されることを特徴とする請求項19に記載の電界放出表示素子。
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