JP2006331900A - 自発光型平面表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 画面サイズが約40型程度以上の大型ディスプレイを作製した際に配線の電気的応答度が十分に速く、且つ均一な発光パターンが得られるカーボンナノチューブ等のナノ材料を電子源とする自発光型平面表示装置を提供する。
【解決手段】 表示領域の中央部と、周辺部とに形成されている複数のピクセル内のカソード電極の表面の凹凸の高低差を1μm以下とし、当該カソード電極の表面にナノ材料からなる電子源を形成し、カソード電極を印刷法により作製することにより、数μmの厚膜を実現することが可能となり、配線抵抗が低減し、高速応答性を確保できる。
【選択図】 図17
【解決手段】 表示領域の中央部と、周辺部とに形成されている複数のピクセル内のカソード電極の表面の凹凸の高低差を1μm以下とし、当該カソード電極の表面にナノ材料からなる電子源を形成し、カソード電極を印刷法により作製することにより、数μmの厚膜を実現することが可能となり、配線抵抗が低減し、高速応答性を確保できる。
【選択図】 図17
Description
本発明は、真空中への電子放出を利用した表示装置に係り、特にナノ材料で構成した電子源を有するカソード電極とこの電子源からの電子の放出量を制御するゲート電極とを備えた背面パネルと、この背面パネルから取り出された電子の励起で発光する複数色の蛍光体層とアノード電極とを有する前面パネルとを具備した自発光型平面表示装置に関するものである。
高輝度、高精細に優れたディスプレイデバイスとして従来からカラー陰極線管が広く用いられている。しかし、近年の情報処理装置やテレビ放送の高画質化に伴い、高輝度、高精細の特性をもつと共に軽量、省スペースの平面型表示装置の要求が高まっている。
その典型例として液晶表示装置、プラズマ表示装置などが実用化されている。また、特に高輝度化が可能なものとして、電子源から真空への電子放出を利用した電子放出型表示装置、低消費電力を特徴とする有機ELディスプレイなど、種々の型式のパネル型表示装置の実用化も近い。なお、補助的な照明光源を必要としないプラズマ表示装置、電子放出型表示装置あるいは有機EL表示装置を自発光型平面表示装置と称する。
このような平面型の表示装置のうち、上記電子放出型の表示装置には、C.A.Spindtらにより発案されたコーン状の電子放出構造を有するもの、メタル−インシュレータ−メタル(MIM)型の電子放出構造を有するもの、量子論的トンネル効果による電子放出現象を利用する電子放出構造(表面伝導型電子源とも呼ばれる)を有するもの、さらにはダイアモンド膜、グラファイト膜またはカーボンナノチューブに代表されるナノチューブなどが有する電子放出現象を利用するもの等が知られている。
自発光型平面表示装置の一例である電子放出型の表示装置は、内面に電子放出型の電子源と制御電極であるゲート電極とを形成した背面パネルと、この背面パネルと対向する内面に複数色の蛍光体層とアノード電極(陽極)とを備えた前面パネルの両者の内周縁に封止枠を介挿して封止し、当該背面パネルと前面パネルと封止枠とで形成される内部を真空に保持して構成される。
背面パネルは、ガラスまたはセラミックス等を好適とする背面基板の上に第1の方向に延在しこの第1の方向と交差する第2の方向に並設されて電子源をもつ複数のカソード電極と、第2の方向に延在し第1の方向に並設して設けたゲート電極を有する。そして、カソード電極とゲート電極との間の電位差で電子源からの電子の放出量(放出のオン・オフを含む)を制御する。
また、前面パネルはガラス等の光透過性の材料で形成された前面基板の上に蛍光体層とアノード電極とを有する。封止枠は背面パネルと前面パネルの内周縁にフリットガラスなどの接着材で固着される。背面パネルと前面パネルおよび封止枠で形成される内部の真空度は、例えば10-5〜10-7Torr程度である。表示面サイズが大きいものでは、背面パネルと前面パネルの間に間隙保持部材(スペーサまたは隔壁とも称する)を介挿して固定し、両基板間の間を所定の間隔に保持している。
なお、ナノチューブとしての典型例であるカーボンナノチューブを電子源として用いた自発光型平面表示装置に関する従来技術を開示したものとして、下記「非特許文献1」等、数多く報告されている。
Applied Physics Lettersのvol.80(21), pp.4045-4047 (2002)
カーボンナノチューブを電子源として用いた自発光型平面表示装置においては、エミッションポイントの密度をある一定値以上増加させることにより、肉眼で見て均一な発光を実現する必要がある。このためには、電子源となるカーボンナノチューブの高さを揃える必要があり、これを実現するには、電子源下層のカソード電極の表面を可能な限り平坦にすることが必要となる。
現状では、電極表面が平坦なカソード電極を得るために、スパッタリング法とこれに引き続くフォトリソグラフィー法を用いていた。しかしながら、スパッタリング法では、数μmの膜厚を形成することが不可能であるためにライン抵抗が大きくなり、大型のディスプレイを作製した場合に高速度の電気信号が伝達できないという課題があった。
また、印刷法を用いれば、数μmの膜厚のカソード電極を形成することができるが、その表面の凹凸の高低差が3μm〜5μmと大きくなり、このためにカソード電極の表面に形成した電子源であるカーボンナノチューブの高さが不揃いとなり、エミッションポイントの密度が低くなるという課題があった。
したがって、本発明は、前述した従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、画面サイズが約40型程度以上の大型ディスプレイを作製した際に配線抵抗を低減し、電気的応答度が十分に速く、且つ均一な発光パターンが得られるカーボンナノチューブ等のナノ材料を電子源とする自発光型平面表示装置を提供することにある。
このような目的を達成するために本発明による自発光型平面表示装置は、表示領域の中央部と、周辺部とに形成されているピクセル内の当該カソード電極の表面の凹凸の高低差を1μm以下とし、当該カソード電極の表面にナノ材料からなる電子源層を形成し、カソード電極を印刷法により作製することによって、数μmの厚膜を実現することが可能となり、配線抵抗が低減し、高速応答性を確保できるので、背景技術の課題を解決することができる。
また、本発明による他の自発光型平面表示装置は、好ましくは、上記構成において、カソード電極を形成する印刷ペースト中の金属粒子の形状,平均粒径及び印刷ペーストの組成を最適化することにより、カソード電極の表面全体の凹凸の高低差を0.5μm以下に抑え、均一発光を実現することができるので、背景技術の課題を解決することができる。
これにより、例えばスクリーン印刷プロセスのような低価格化が期待できる塗布プロセスを用いて自発光型平面表示装置を容易に作製することが可能となる。
なお、本発明は、上記各構成及び後述する実施の形態に記載される構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
本発明によれば、カソード電極の表面全体の凹凸の高低差を1μm以下とし、当該カソード電極の表面にナノ材料からなる電子源層を形成することにより、配線抵抗が低減され、電気的応答速度が十分に速く、且つ均一な発光パターンを有するナノ材料を電子源とする大型の自発光型平面表示装置を実現することができるという極めて優れた効果が得られる。
また、本発明によれば、通常用いられる印刷塗布プロセス等を用いて容易に且つ低価格で自発光型平面表示装置を作製することができるという極めて優れた効果が得られる。
以下、本発明の実施の形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。まず、本発明の概略について図17及び図18を用いて説明する。
まず、図17を用いて凹凸の定義を説明する。図17は、カソード電極の表面の凹凸を触針法,光学法または電子顕微鏡等を用いてある直線に沿って測定した例である。横軸がカソード電極の面方向の位置を、縦軸がカソード電極の膜厚をそれぞれ示している。膜厚は、図中、矢印で示す方向に局所的最高点と局所的最低点とが交互に現れるが、隣接する局所的最高点と局所的最低点との高低差を凹凸と定義する。
ナノ材料として例えばカーボンナノチューブを電子源として用いた自発光型平面表示装置において、電子源表面に局所的な凹凸が存在すると、凸部にのみ電界が集中するので、均一発光を妨げる要因となる。これに対して広範囲における穏やかな凹凸は、均一発光を妨げる要因とはならない。以上の理由により、上記凹凸の定義が妥当であると考えられる。
平坦なカソード電極表面を印刷法により実現するためには、印刷ペースト中の金属粒子の形状,平均粒径及びペースト組成等を最適化する必要がある。金属粒子は、フレーク状ではなく、粒状であることが望ましい。さらに、その平均粒径は0.1μm〜1.0μm程度の範囲であり、その粒径分布が可能な限り狭い方が良い。また、膜厚が3μm〜10μm程度の範囲の印刷が可能であり、メッシュ跡が残らず、微細パターンの印刷が可能なように粘度等のペースト特性を適切に調整する必要がある。
図18は、表示装置の有効表示領域におけるカソード電極の表面凹凸の測定点を示す図である。図18において、有効表示領域ARの平面形状は略々矩形状であり、水平方向長さH、垂直方向長さV、対角方向長さDを有する。垂直方向長さVを表示領域ARの上端から10%、50%、90%の位置に分割する水平方向の分割線を各々X10、X50、X90とする。水平方向長さHを表示領域ARの左端から10%、50%、90%の位置に分割する垂直方向の分割線を各々Y10、Y50、Y90とする。これら水平方向の分割線X10、X50、X90と垂直方向の分割線Y10、Y50、Y90との各交点(9箇所)の近傍に形成されている画素が、上記表面凹凸の測定点である。本発明では、上記各交点において、カソード電極の表面凹凸の高低差が約1μm以下であり、更に好ましくは約0.5μm以下である。
次に、図19及び図20に示す要部拡大断面図を用いて本発明の実施の形態の概略を説明する。図19では、ガラス基板SUB上に平坦な表面を有するカソード電極CLを形成し、このカソード電極CL上に電子源層EMSを形成する。この電子源層EMSは、ナノ材料として例えばカーボンナノチューブCNTを含有したペーストをスクリーン印刷することにより形成する。
そして、その表面を機械的手段または光学的手段により表面処理することにより、電子源層EMSの表面のカーボンナノチューブCNTを起毛することにより、均一な発光特性を有する電子源を形成することができる。
さらに、図20では、平坦なカソード電極CLの表面にカーボンナノチューブCNTを起毛配置させた構造である。この構造は図19に示すようにカソード電極CL上の電子源層EMSを形成し、その界面で電子源層EMSを剥離することにより、実現することができる。
このように平坦な表面にカーボンナノチューブCNTを起毛配置させることによってそれぞれのカーボンナノチューブCNTには、ほぼ均一に電界が集中して印加するので、面内均一な電子放射特性を有する電子源を実現することができる。
図1及び図2は、本発明による自発光型平面表示装置の実施例1の構成を説明する模式図であり、図1は、自発光型平面表示装置を斜め上方から見た要部展開斜視図、図2は、自発光型平面表示装置を斜め下方から見た要部展開斜視図である。この自発光型平面表示装置は、背面パネルPNL1を構成する背面基板SUB1と、前面パネルPNL2を構成する前面基板SUB2とが封止枠MFLを介して貼り合わせて構成される。
また、図3は、自発光型平面表示装置の背面基板SUB1の内面を上方から見た要部平面図である。図3において、背面基板SUB1の内面には、一方向に延在し、この一方向と交差する他方向に並設された多数のカソード電極CLと、上記他方向に延在し、上記一方向に並設された多数のゲート電極GLが形成されている。カソード電極CLとゲート電極GLとは、図示しない絶縁層を介して交差し、それぞれの交差部分にはナノ材料として例えばカーボンナノチューブ電子源が形成されている。
電子源に電子を供給するカソード電極CLは、各カソード電極が複数組に分割されて各組毎のカソード電極がカソード電極バスラインに電気的に接続されている。また、ゲート電極GLは、各ゲート電極が複数組に分割されて各組毎のゲート電極をゲート電極バスラインに電気的に接続されている。そして、カソード電極バスライン及びゲート電極バスラインのうちの一部分をそれぞれ選択することにより、指定された位置の電子源から電子を放出させる電子線群を構成している。
この背面基板SUB1上に形成されたカソード電極CLには、カソード信号源(映像信号源)Cからカソード信号(映像信号)が供給され、ゲート電極GLにはゲート信号源(走査信号源)Gからゲート信号(走査信号)が印加される。そして、ゲート信号により選択されたゲート電極GLと交差するカソード電極CLの電子源から電子線が放出される。
また、図4は、自発光型平面表示装置の前面基板SUB2の内面を上方から見た要部平面図である。図4において、前面基板SUB2の内面の表示領域には、図3に示す背面基板SUB1に有する電子源の形成位置に合わせて赤色蛍光体層PHR,緑色蛍光体層PHG及び青色蛍光体層PHBがストライプ状に複数配列されて蛍光体層PHが形成されている。なお、この蛍光体層PHはドット状の配列でも良い。また、これらの各赤色蛍光体層PHR,緑色蛍光体層PHG及び青色蛍光体層PHBの相互間は、図示しないブラックマトリクス膜により区画され、これらの蛍光体層PH及びブラックマトリクス膜の背面の全面にはメタルバック膜が形成されている
さらに、この前面基板SUB2の内面には、図4に示すように蛍光体層PHの下層にアノード電極(陽極)ADが形成されている。なお、アノード電極ADを蛍光体層PHの上層に形成することもできる。このアノード電極ADには、図1に示す高電圧源Eから所定の陽極電圧が印加されている。カソード電極CLの電子源から放出された電子は、アノード電極ADに印加される高電圧で加速されて所定の蛍光体層PHに射突し、これを所定の色で発光させる。この蛍光体層PHの発光を前面基板SUB2の表示領域の全域で制御することで2次元の映像が表示される。
なお、画面サイズが大きい平面表示装置では、背面基板SUB1に有する電子源と前面基板SUB2の蛍光体層PHとの間隔を所定値に保持させるために封止枠MFLの内部に薄いガラス板などからなる複数の隔壁(スペーサ)が所定の間隔で設置される。
図5は、実施例1における背面パネルの構成例を模式的に説明する平面図であり、図5(a)は全体構成図、図5(b)は図5(a)の要部拡大図である。図5では、背面パネルを構成する背面基板SUB1の内面に同図垂直方向に複数本のカソード電極CLが形成され、同図水平方向には多数のゲート電極GLが形成されている。カソード電極CLとゲート電極GLとは図示しないが、絶縁層を介して交差し、各交差部分に前述したカーボンナノチューブを含有した電子源部EMSが形成される。
このカーボンナノチューブを含有した電子源部EMSは、前述したようにゲート電極GLと、この下層の絶縁層(図示せず)を貫いた穴の底部に露出したカソード電極CL内に形成されている。個々の電子源部EMSはカラー表示の場合の1画素(ピクセル)を構成する副画素(サブピクセル)に対応する。カソード電極CLの一端はカソード電極引出線CLTとなり、カソード信号源Cからカソード信号(映像信号)が供給される。また、ゲート電極GLの一端はゲート電極引出線GLTとなり、ゲート信号源Gからゲート信号(走査信号)が供給される。
図6は、実施例1の自発光型平面表示装置を構成する前面パネルの構成例を模式的に説明する平面図であり、図6(a)は全体構成図、図6(b)は図6(a)の要部拡大平面図である。この前面パネルは、前面基板SUB2の内面に赤色(R)、緑色(G)、青色(B)のストライプ状の各蛍光体層PHR,PHG,PHGが遮光層(ブラックマトリクス)BMで相互に区画されて蛍光体層PHが成膜されて蛍光面が形成され、この蛍光面上に膜厚が数十nm乃至数百nmに成膜されてアノード電極ADが形成されている。
この蛍光面は次のようにして形成される。先ず、吸光物質と感光性樹脂とを混合したスラリーの塗布、マスク露光および過酸化水素水等を用いた既知のリフトオフ法により、図5における電子源部EMSの横方向(水平方向)ピッチに合わせて電子源部EMS間の中央の位置にストライプ状のブラックマトリクスBMを形成する。次に、スラリー法を用いて赤色(R)、緑色(G)、青色(B)のストライプ状の各蛍光体層PHR,PHG,PHBの繰り返しパターンを形成し、各蛍光体層PHR,PHG,PHBの両側にブラックマトリクスBMが位置した蛍光体層PHを形成する。また、ストライプ状の各蛍光体層PHR,PHG,PHBを形成した後、図示しないが、全面にアルミニウムを数十乃至数百nmの厚さに蒸着してアノード電極ADを形成する。
このようにして製作した前面パネルを封止枠MFLを介して前述した背面パネルと重ね合わせ、電子源と蛍光体を位置合わせし、内部を真空引きして封止し、表示パネルを製作し、駆動回路等を付加して自発光型平面表示装置を完成する。なお、前面パネルと封止枠MFLおよび背面パネルの封着にはフリットガラスを用いた。この封着は、封着面にフリットガラスを印刷法またはディスペンサー塗布法を用いて塗布し、約450°Cに加熱して溶融接着する。また、前面パネルと封止枠と背面パネルとを封着した内部空間の真空引きは、前面パネル,封止枠または背面パネルの何れか(通常は、背面パネルの表示領域外かつ封止枠内の適当な場所)に取り付けた排気管から排気し、所定の真空度に達した状態で排気管を封じきることで表示パネルが形成される。
このようにして製作した表示パネルにカソード電極CLにカソード信号を、ゲート電極GLにゲート信号をそれぞれ印加し、さらに加速電極ADにカソード電極CLに対して高電圧の加速電極を印加することにより、所望の高品位の画像を表示させることができた。
次に、本発明による自発光型平面表示装置における電子源の構造例及びこの構造例を製造する製造プロセスについて図7乃至図10に要部拡大斜視図を用いて説明する。なお、これらの図では電子源アレイのサブピクセルについて詳細に示す。
まず、図7に示すように、ガラス板を好適とする背面基板SUB1の表面に銀微粒子と、鉛ガラス粒子とをエチルセルロースに含有させた電極形成用銀ペーストをスクリーン印刷法によりストライプ状に塗布し、焼成してカソード電極CLを形成する。この電極形成用銀ペーストは、平均粒径約0.5μmの銀微粒子が約80wt%と、平均粒径約0.5μmの鉛ガラス粒子が約10wt%と、エチルセルロースが約10wt%とを混合させた組成からなり、この銀ペーストを用いることにより、カソード電極CLの表面の凹凸の高低差を約0.5μm以下に抑えることができた。また、電極幅は約30μm、隣接する図示しないストライプ状のカソード電極との間隔は約240μmである。
このカソード電極CLは、粒径約0.5μmの銀微粒子と鉛ガラスとの混合物とから構成されており、エチルセルロースは焼成により消失され、鉛ガラス粒子は溶解される。このカソード電極CLの膜厚は焼成後で約5μmである。このようなカソード電極CLのストライプ構造を1280×3本=3840本形成する。
次に、図8に示すようにこのカソード電極CLの表面に平均直径が約5nmのマルチウォールカーボンナノチューブとこのマルチウォールカーボンナノチューブの支持体としての粒径が約1μmの銀微粒子とをエチルセルロースに含有させた銀ペーストをスクリーン印刷法により塗布して電子源層ESMを形成する。この銀ペーストには、マルチウォールカーボンナノチューブとカソード電極CLとの電気的コンタクトを良好にするために例えば金微粒子等の他の金属微粒子を混合することもできる。なお、上記平均直径が約5nmのマルチウォールカーボンナノチューブに代えて平均直径が約2nmのダブルウォールカーボンナノチューブを用いても良い。
次に、図9に示すようにカソード電極CL及び電子源層EMSが形成された背面基板SUB1上にフリットガラスをスクリーン印刷法により塗布し、焼成して絶縁層INSを形成する。この絶縁層INSには、上述したカソード電極CLの電子源層EMSに対応する部分に電子源ホールCHL1が形成されている。この絶縁層INSの膜厚は、焼成後で約5μmである。この構成により、電子源ホールCHL1の内部には、カソード電極CL及びこのカソード電極cl上に形成された電子源層EMSが露出する構造となる。
次に図10に示すようにこの絶縁層INS1上に銀微粒子をエチルセルロースに含有させた電極形成用銀ペーストをスクリーン印刷法により塗布し、焼成してゲート電極GLを形成する。このゲート電極GLには、上記電子源層EMSに対応する部分に上記電子源ホールCHL1に連通する上部電子源ホールCHL2が形成されている。このゲート電極GLは平均粒径が約1μmの銀微粒子で構成され、焼成後の膜厚は約5μmである。このようなゲート電極GLを720本形成する。
最後に、上部電子源ホールCHL2内に露出している電子源層EMSの表面に対してカーボンナノチューブを起毛させるための表面処理を行う。この表面処理には、レーザ照射、プラズマ処理または機械的処理等の手法を用いることができる。このようにしてゲート動作可能なカーボンナノチューブ電子源構造を作製することができた。このような電子源構造においては、カソード電極CLと、ゲート電極GLと、電子源層EMSとが背面基板SUB1のほぼ同一平面上に隣接して形成されることになる。
なお、本実施例では、カソード電極CL,ゲート電極GLおよび電子源層EMSを銀で形成したが、必要な電気伝導性を有する如何なる金属も用いることも可能である。また、合金または金属多層膜を用いることも可能である。さらにカソード電極CL,電子源層EMS及びゲート電極GLの塗布は、スクリーン印刷法に限定されるものではなく、インクジェット法,他の特殊な印刷法または気相成長法等を用いることもできる。
図11乃至図14は、本発明の自発光型平面表示装置における背面パネルの他の構造例及びこの構造例を製造する製造プロセスの説明図である。なお、ここでは、表示領域に形成される電子源アレイのサブピクセルについて説明する。
まず、図11に示すように、ガラス板を好適とする背面基板SUB1の表面に銀微粒子及び鉛ガラス粒子を有機溶剤に含有させた電極形成用銀ペーストをスクリーン印刷法によりストライプ状に塗布し、焼成してカソード電極CLとゲート電極GLとを同時に形成する。したがって、このカソード電極CLとゲート電極GLとは、背面基板SUB1上のほぼ同一平面上に形成される。この電極形成用銀ペーストは、平均粒径約0.5μmの銀微粒子が約80wt%と、平均粒径が約0.5μmの硼珪酸ガラス粒子が約10wt%と、ブチルカルビトールが約10wt%とを混合した組成からなり、この銀ペーストを用いることにより、カソード電極CLの表面の凹凸の高低差を約0.5μm以下に抑えることができた。このカソード電極CLの幅は約30μmであり、隣接するストライプ状のカソード電極との間隔は約240μmである。また、カソード電極CLとゲート電極GLとの間隔は約30μmである。
これらのカソード電極CL及びゲート電極GLは、平均粒径が約0.5μmの銀微粒子と、硼珪酸ガラスとの混合物とから構成されており、これらのカソード電極CL及びゲート電極GLの膜厚は焼成後で約5μmである。このようなカソード電極CLのストライプ構造を1280×3本=3840本形成する。
次に、図12に示すようにこのカソード電極CLの表面に平均直径が約5nmのマルチウォールカーボンナノチューブと、このマルチウォールカーボンナノチューブの支持体としての粒径が約0.5μmの銀微粒子とを有機溶剤に含有した銀ペーストをスクリーン印刷法により塗布して電子源層ESMを形成する。この銀ペーストには、マルチウォールカーボンナノチューブとカソード電極CLとの電気的コンタクトを良好にするために例えば金微粒子等の他の金属微粒子を混合することもできる。なお、上記平均直径が約2nmのマルチウォールカーボンナノチューブに代えて平均直径が約2nmのダブルウォールカーボンナノチューブを用いても良い。
次に、図13に示すようにカソード電極CL及び電子源層EMSが形成された背面基板SUB1上にフリットガラスをスクリーン印刷法により塗布し、焼成して絶縁層INSを形成する。この絶縁層INSには、上述したカソード電極CL上に形成した電子源層EMSに対応する部分に電子源ホールCHLと、ゲート電極GLに連通するゲート電極コンタクトホールGHLとが形成されている。この絶縁層INSの膜厚は、焼成後で約5μmである。この構成により、電子源ホールCHLの内部には、カソード電極CL及びこのカソード電極CL上に形成された電子源層EMSが露出する構造となる。
次に、図14に示すようにこの絶縁層INS上の上記ゲート電極コンタクトホールGHLに対応する部位に銀微粒子を有機溶剤に含有させた電極形成用銀ペーストをスクリーン印刷法により塗布し、焼成してゲート電極用バスラインGBLを形成する。このゲート電極用バスラインGBLは、平均粒径が約1μmの銀微粒子で構成され、焼成後の膜厚は約5μmである。このようなゲート電極用バスラインGBLを720本形成する。
最後に、電子源ホールCHL内に露出している電子源層EMSの表面に対してカーボンナノチューブを起毛させるための表面処理を行う。この表面処理には、レーザ照射、プラズマ処理または機械的処理等の手法を用いることができる。このようにしてゲート動作可能なカーボンナノチューブ電子源構造を作製することができた。このような電子源構造においては、カソード電極CLと、ゲート電極GLと、電子源層EMSとが背面基板SUB1のほぼ同一平面上に隣接して形成されることになる。
なお、本実施例では、カソード電極CL,ゲート電極GLおよび電子源層EMSを銀で形成したが、必要な電気伝導性を有する如何なる金属も用いることも可能である。また、合金または金属多層膜を用いることも可能である。さらにカソード電極CL,電子源層EMS及びゲート電極GLの塗布は、スクリーン印刷法に限定されるものではなく、インクジェット法,他の特殊な印刷法または気相成長法等を用いることもできる。
図15は、本発明に係わる自発光型平面表示装置の全体構造の一例を説明する一部破断して示す斜視図である。また、図16は、図15のA−A’線に沿って切断した断面図である。背面パネルPNL1を構成する背面基板SUB1の内面にはカソード電極CLとゲート電極GLとを有し、カソード電極CLとゲート電極GLとの交差部分に電子源が形成されている。カソード電極CLの端部にはカソード電極引き出し線CLTが形成され、ゲート電極GLの端部にはゲート電極引き出し線GLTが形成されている。
前面パネルPNL2を構成する前面基板SUB2の内面には、前述したようなアノード電極と蛍光体層とが形成されている。背面パネルPNL1を構成する背面基板SUB1と前面パネルPNL2を構成する前面基板SUB2とは、その周縁に封止枠MFLを介在させて貼り合わされる。この貼り合わせた間隙を所定値に保持するため、背面基板SUB1と前面基板SUB2との間にガラス板を好適とする隔壁SPCを植立させている。図16はこの隔壁SPCの長さに沿ったA−A´線の断面なので、隔壁SPCは図示を省略されている。
なお、背面パネルPNL1と前面パネルPNL2と封止枠MFLとで密封された内部空間は、背面パネルPNL1の一部に設けた排気管EXCから排気して所定の真空状態とする。
PNL1・・・背面パネル、PNL2・・・前面パネル、SUB1・・・背面基板、SUB2・・・前面基板、AR・・・有効表示領域、MFL・・・封止枠、SPC・・・隔壁、CLC・・・カソード電極、CLT・・・カソード電極引き出し線、GL・・・ゲート電極、GLT・・・ゲート電極引き出し線、INS・・・絶縁層、GHL・・・ゲート電極コンタクトホール、GBL・・・ゲート電極用バスライン、CHL・・・電子源ホール、CHL1・・・電子源ホール、CHL2・・・上部電子源ホール、C・・・カソード信号源、G・・・ゲート信号源、PH・・・蛍光体層、AD・・・アノード電極、E・・・高電圧源、EMS・・・電子源層。
Claims (6)
- 第1の方向に延在し、前記第1の方向と交差する第2の方向に並設されて表面に電子源を有する多数のカソード電極と、前記第2の方向に延在し、前記第1の方向に並設されて前記カソード電極との交差部において前記電子源から放出される電子線の量を制御する電位が印加される多数のゲート電極とを有し、前記カソード電極と前記ゲート電極の交差部に形成される多数の画素で表示領域を構成する背面パネルと、
前記背面パネルの前記表示領域に有する前記電子源から取り出される電子線の励起で発光する複数色の蛍光体層とアノード電極とを有する前面パネルと、
を備え、
前記表示領域の前記第1の方向の長さを当該表示領域の一端から10%位置,50%の位置及び90%の位置に分割する第1の分割線と、前記表示領域の第2の方向の長さを当該表示領域の一端から10%位置,50%の位置及び90%の位置に分割する第2の分割線との交点近傍に形成されているピクセル内の当該カソード電極の表面の凹凸の高低差を1μm以下とし、当該カソード電極の表面にナノ材料からなる電子源が形成されていることを特徴とする自発光型平面表示装置。 - 前記カソード電極の表面の凹凸の高低差を0.5μm以下とすることを特徴とする請求項1に記載自発光型平面表示装置。
- 前記カソード電極を印刷法により作製したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の自発光型平面表示装置。
- 前記カソード電極の表面にナノ材料を含有する電子源層が形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の自発光型平面表示装置。
- 前記ゲート電極の表面に前記ナノ材料の一部が埋設されて電子源層が形成されていることを特徴する請求項1乃至請求項4の何れかに記載の自発光型平面表示装置。
- 前記電子源となるナノ材料が炭素から構成されたナノチューブ、ナノコイルまたはナノサイズの形状を有する材料、炭素,ホウ素および窒素の三元素のうちの2元素以上を含むナノチューブ、ナノコイルまたはナノサイズの形状を有する材料の何れかとすることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れかに記載の自発光型平面表示装置。
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